2024屆山西省部分高中高三下學(xué)期第一次模擬考試?yán)砭C試題-高中物理（解析版）

理科綜合物理試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等填寫(xiě)在試卷和答題卡指定位置上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案用0.5mm的黑色筆跡簽字筆寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1C12N14O16Cl35.5K39Co59Zn65I127一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.在近地圓軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的天宮中，宇航員進(jìn)行了奇妙的“乒乓球”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，朱楊柱做了一顆實(shí)心水球，桂海潮取出一塊用毛巾包好的普通乒乓球拍，球拍擊打后水球被彈開(kāi)了。則在與球拍作用過(guò)程中及被擊打后的一小段時(shí)間內(nèi)，水球（）A.與球拍作用過(guò)程中它們組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B.與球拍作用過(guò)程中受地球引力的沖量為零C.被擊打后相對(duì)地球做變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D.被擊打后相對(duì)天宮做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】【詳解】A．球與球拍作用過(guò)程中，把球與球拍作為系統(tǒng)，受到手對(duì)系統(tǒng)的作用力，所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；B．由沖量公式可知與球拍作用過(guò)程中受地球引力并且其作用時(shí)間不為0，所以它的沖量不為零，故B錯(cuò)誤；CD．實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，處于完全失重環(huán)境，航天員會(huì)觀察到水球離開(kāi)球拍后相對(duì)天宮做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。而相對(duì)地球做變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。2.水面上，兩個(gè)頻率均為的振源振動(dòng)步調(diào)相同，振幅均為，某時(shí)刻在兩列波相遇的區(qū)域內(nèi)形成如圖的波形，其中點(diǎn)是兩列波波峰相遇的位置，點(diǎn)是與相鄰的波峰和波谷相遇的位置。則關(guān)于以及連線(xiàn)中點(diǎn)的振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.點(diǎn)是靜止的，它偏離平衡位置的位移總是B.點(diǎn)是振動(dòng)的，它以的頻率在做小振幅振動(dòng)C.點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)是振動(dòng)的，在另一段時(shí)間內(nèi)是靜止的D.點(diǎn)是振動(dòng)的，其振幅小于【答案】D【解析】【詳解】A．點(diǎn)是兩列波波峰相遇的位置，可知點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，則振幅為，但點(diǎn)偏離平衡位置的位移時(shí)刻發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；B．點(diǎn)是波峰和波谷相遇的位置，則點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，由于兩波源振幅相等，則點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯(cuò)誤；CD．連線(xiàn)中點(diǎn)即不是振動(dòng)減弱點(diǎn)也不是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，所以點(diǎn)是振動(dòng)的，其振幅小于，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.由粒子打在Al27上形成的P30是不穩(wěn)定的，它衰變后會(huì)成為。將P30放射源的小孔正對(duì)垂直紙面的圓形磁場(chǎng)區(qū)域的直徑，假設(shè)在某段時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)P30的原子核發(fā)生衰變，則放出粒子的徑跡可能是下列圖像中的（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意，可得衰變方程為由于衰變產(chǎn)物均帶正電，且衰變前后動(dòng)量守恒，兩衰變產(chǎn)物向相反方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，由于兩粒子均帶正電，且運(yùn)動(dòng)方向相反，因此根據(jù)左手定則可知，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定在小孔正對(duì)磁場(chǎng)直徑的兩側(cè)，且出磁場(chǎng)后做均作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，直至打在光屏上。故選B。4.如圖所示，正方形四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，等量同種負(fù)電荷固定在兩點(diǎn)；等量同種正電荷固定在兩點(diǎn)，是正方形的中心。現(xiàn)將點(diǎn)處電荷沿方向移至無(wú)窮遠(yuǎn)處，規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則（）A.移動(dòng)前，點(diǎn)的電勢(shì)大于零B.移動(dòng)過(guò)程中，點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一直減少C.移動(dòng)過(guò)程中，點(diǎn)處電荷所受靜電力先減小后增大D.移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，點(diǎn)的電勢(shì)小于零【答案】B【解析】【詳解】A.等量異種點(diǎn)電荷的中垂線(xiàn)上電勢(shì)為0。移動(dòng)前，把AC處電荷作一組，把BD處電荷作一組，可知O點(diǎn)的電勢(shì)等于零，故A錯(cuò)誤；BC.移動(dòng)過(guò)程中，BD電荷在O處的場(chǎng)強(qiáng)不變，方向由D到B。C電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由C到O，大小不變。A電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由C到O，大小不斷變小。由平行四邊形法則得移動(dòng)過(guò)程中，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一直減少。同理，DB電荷在C處的場(chǎng)強(qiáng)不變，方向由D到B，而A處電荷在移動(dòng)中，在C處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越小，所以C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越小，所以C點(diǎn)處電荷所受靜電力一直減小，故B正確，C錯(cuò)誤；D.將A點(diǎn)處電荷?q沿OA方向移至無(wú)窮遠(yuǎn)處后，相當(dāng)只有C處的正電荷在O處產(chǎn)生電勢(shì)，所以O(shè)點(diǎn)的電勢(shì)大于零，故D錯(cuò)誤。故選B。5.空中出租車(chē)來(lái)了！質(zhì)量為、額定功率為的電動(dòng)飛行汽車(chē)從地面豎直升起時(shí)，先加速再勻速，最后做加速度為的勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)的飛行高度時(shí)速度剛好為零，取，不考慮空氣阻力，則飛行汽車(chē)上升的最短時(shí)間為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】出租車(chē)的最大速度為減速所用時(shí)間減速所上升高度加速和勻速上升高度為若一直以額定功率上升，所用時(shí)間最小，設(shè)加速和勻速的時(shí)間為，由動(dòng)能定理有得所以則飛行汽車(chē)上升的最短時(shí)間為故選D。6.如圖是手壓式自發(fā)電手電筒的原理圖。輕輕按壓發(fā)電手柄，圓形導(dǎo)體環(huán)（圓心與環(huán)間固定有三根導(dǎo)體棒）就會(huì)繞圓心沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。保持一定的按壓頻率，導(dǎo)體環(huán)就會(huì)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。不考慮小燈泡電阻的變化，下列說(shuō)法正確的是（）A.通過(guò)燈泡的電流隨時(shí)間做周期性變化B.通過(guò)燈泡的電流方向始終從上向下C.若環(huán)以的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.若環(huán)以的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的4倍【答案】BC【解析】【詳解】AB．導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從而使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向始終不變，通過(guò)燈泡的電流方向始終從上向下，而導(dǎo)體棒以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小也始終不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．設(shè)圓環(huán)的半徑為，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為可得電路中感應(yīng)電流大小為可知，當(dāng)環(huán)以的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。7.取一個(gè)空的金屬易拉罐，在開(kāi)口處插入一根粗細(xì)均勻的長(zhǎng)透明吸管，在吸管內(nèi)注入一小段油柱（長(zhǎng)度、質(zhì)量均可忽略），然后用蠟將易拉罐開(kāi)口處密封。以密封處為原點(diǎn)，在吸管上標(biāo)上刻度，如果不考慮大氣壓的變化，就是一個(gè)簡(jiǎn)易的氣溫計(jì)，如圖所示。當(dāng)環(huán)境溫度由緩慢升高到的過(guò)程中，油柱從刻度處上升到處，則（）A.這一過(guò)程中，罐壁單位面積上單位時(shí)間內(nèi)碰撞的氣體分子數(shù)減少B.這一過(guò)程中，罐內(nèi)氣體對(duì)外做的功大于氣體從外吸收的熱量C.若油柱從刻度處緩慢升到處，環(huán)境溫度的升高小于D.若油柱從刻度處緩慢升到處，環(huán)境溫度的升高等于【答案】AD【解析】【詳解】A．設(shè)油柱的質(zhì)量為，透明吸管的橫截面積為，外界大氣壓為，罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，則根據(jù)平衡條件有可得由此可知，當(dāng)環(huán)境溫度由緩慢升高到的過(guò)程中，罐內(nèi)氣體發(fā)生的是等壓變化，即溫度升高，壓強(qiáng)不變，而氣體體積增大，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)減少，但由于溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增加，氣體分子與罐壁作用平均作用力增加，因此罐壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)碰撞的氣體分子數(shù)減少了，故A正確；B．根據(jù)熱力學(xué)第一定律由于罐內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，氣體膨脹對(duì)外做功，即，但同時(shí)氣體溫度升高，內(nèi)能增加，即，由此可知?dú)怏w從外界吸收熱量大于氣體對(duì)外所做的功，故B錯(cuò)誤；CD．設(shè)易拉罐的體積為，溫度為時(shí)，油柱距離接口的距離為，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有整理可得可知，溫度T與油柱距離接口的距離為一次函數(shù)的關(guān)系，根據(jù)題意，當(dāng)環(huán)境溫度由緩慢升高到的過(guò)程中，油柱從刻度處上升到處，因此當(dāng)油柱從刻度處緩慢升到處，環(huán)境溫度的升高應(yīng)等于，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。8.觀測(cè)帶電粒子的碰撞試驗(yàn)，為確定碰撞生成物質(zhì)的初始狀態(tài)提供了理論依據(jù)。某次觀測(cè)時(shí)，讓質(zhì)量為的粒子在時(shí)以的初速度向靜止的粒子運(yùn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)記錄下兩粒子的圖像如圖所示。已知間僅存在靜電力的作用且始終未接觸，則（）A.粒子的質(zhì)量為 B.0時(shí)刻與時(shí)刻間作用力的大小相等C.內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)做的功為 D.內(nèi)，系統(tǒng)的電勢(shì)能減少了【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖可知，t=0時(shí)刻有=mv0在t1時(shí)刻有兩粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得得故A錯(cuò)誤；B．由圖可知0時(shí)刻與t3時(shí)刻A、B的加速度都為0，說(shuō)明此時(shí)A、B間的作用力都為0，故B正確；C．時(shí)刻B的速度為0，設(shè)A速度為，由動(dòng)量守恒定律有得由動(dòng)能定理有0~t2內(nèi)，電場(chǎng)力對(duì)A做的功為故C錯(cuò)誤；D．設(shè)時(shí)刻B的速度為，由動(dòng)量守恒定律有得t1～t3內(nèi)，A、B系統(tǒng)增加的動(dòng)能為即A、B系統(tǒng)的電勢(shì)能減少了，故D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共14小題，共174分。9.如圖所示，在用插針?lè)y(cè)半圓形玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，已知玻璃磚的圓心為、半徑為，實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：①將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，在白紙上作虛線(xiàn)，把玻璃磚放在紙上，使玻璃磚的圓心位于上且玻璃磚的直徑邊垂直于，描出玻璃磚的圓弧邊和直徑邊。②在玻璃磚的另一側(cè)插上大頭針，使能擋住________的像。③插上大頭針，使能擋住及、的像④作與平行的直線(xiàn)交圓弧邊于A點(diǎn)，在直線(xiàn)上插上兩枚大頭針、⑤取下玻璃磚，作過(guò)、的直線(xiàn)交玻璃磚的直徑邊于點(diǎn)，測(cè)得完成下列問(wèn)題：（1）步驟②中應(yīng)填的內(nèi)容是________；（2）以上步驟的合理順序是________（填步驟前序號(hào)）；（3）該玻璃磚材料的折射率為_(kāi)_______?！敬鸢浮浚?）擋住、的像（2）①④②③⑤（3）【解析】【小問(wèn)1詳解】在玻璃磚的另一側(cè)插上大頭針，使能擋住、的像。【小問(wèn)2詳解】根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作步驟，可知該實(shí)驗(yàn)的合理操作步驟為①④②③⑤【小問(wèn)3詳解】做出光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知為等腰三角形，過(guò)B點(diǎn)做三角形的高線(xiàn)，垂足為C，可得可得該玻璃的折射率10.遙控電動(dòng)汽車(chē)中，由兩節(jié)LR6電池串聯(lián)后通過(guò)定值電阻為電機(jī)供電。為研究該型號(hào)電池的特性及測(cè)量的電阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖（a）所示的電路進(jìn)行測(cè)量，圖中電流表的內(nèi)阻為，電阻箱的最大阻值為。（1）將圖（b）中的實(shí)驗(yàn)電路連接完整__________；（2）調(diào)節(jié)電阻箱到最大值后閉合開(kāi)關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值及對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)和，并計(jì)算出及；（3）作出圖像如圖（c）所示，則________，電流表的內(nèi)阻________；（保留2位有效數(shù)字）（4）作出圖像如圖（d）所示，則兩節(jié)LR6電池的總電動(dòng)勢(shì)，________、總內(nèi)阻________。（保留2位小數(shù)）【答案】①.②.4.0③.0.50④.3.40⑤.1.00【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)物圖的連接如圖所示（3）[2][3]根據(jù)兩并聯(lián)支路電壓相等可得變式可得結(jié)合圖（c）可得，解得，（4）[4][5]根據(jù)閉合電路的歐姆定律有變式可得結(jié)合圖（d）可得而其中解得由此可得將坐標(biāo)（500，290）代入可得11.如圖所示，一段水平的公路由兩直道段以及圓形段環(huán)島組成。一輛在上以速率行駛的汽車(chē)，接近環(huán)島時(shí)以的加速度勻減速剎車(chē)，在以最大安全速率通過(guò)環(huán)島后，在上以的加速度恢復(fù)到原速率繼續(xù)行駛。已知環(huán)島的半徑為，段的長(zhǎng)度是，橡膠輪胎與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7，認(rèn)為汽車(chē)轉(zhuǎn)彎所需向心力僅由輪胎所受徑向摩擦力提供且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取，問(wèn)：（1）汽車(chē)需在距環(huán)島多遠(yuǎn)處開(kāi)始剎車(chē)？（2）汽車(chē)從剎車(chē)開(kāi)始至恢復(fù)到原速率所用時(shí)間是多少？【答案】（1）25.5m；（2）8.5s【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，汽車(chē)進(jìn)入環(huán)島后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)以最大速率行駛時(shí)有代入數(shù)據(jù)解得汽車(chē)在環(huán)島行駛的最大速率為汽車(chē)在進(jìn)入環(huán)島前的速度汽車(chē)進(jìn)入環(huán)島前剎車(chē)距離為（2）汽車(chē)進(jìn)入環(huán)島前剎車(chē)時(shí)間汽車(chē)在環(huán)島行駛的時(shí)間汽車(chē)出環(huán)島后加速到原速所用的時(shí)間可得汽車(chē)從剎車(chē)開(kāi)始至恢復(fù)到原速率所用時(shí)間12.CT技術(shù)是通過(guò)高能電子撞擊目標(biāo)靶，使目標(biāo)靶放出X射線(xiàn)，對(duì)人體進(jìn)行掃描取得信息的，其原理如圖所示：半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平放置的目標(biāo)靶長(zhǎng)為，靶左端點(diǎn)、右端點(diǎn)與磁場(chǎng)圓心的距離相等、豎直距離為。從陰極逸出的電子（初速度可忽略），經(jīng)電場(chǎng)加速后瞄準(zhǔn)圓心沿著水平方向進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好擊中點(diǎn)。設(shè)電子質(zhì)量為、電荷量為，電子槍的加速電壓為，不考慮電子受到的重力，求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（2）僅通過(guò)調(diào)節(jié)勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小，可實(shí)現(xiàn)電子束在目標(biāo)靶上從到的掃描，求的大小范圍。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得由此可知電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有由洛倫茲力充當(dāng)向心力有聯(lián)立解得（2）由由洛倫茲力充當(dāng)向心力有可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑就越大，電子到達(dá)目標(biāo)靶N的軌跡半徑如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為則可知，磁場(chǎng)強(qiáng)度取最大值時(shí)電子恰好打在目標(biāo)靶M點(diǎn)，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度取最小值時(shí)電子恰好打在目標(biāo)靶N點(diǎn)，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B的調(diào)節(jié)范圍為13.連續(xù)碰撞檢測(cè)是一項(xiàng)重要的研究性實(shí)驗(yàn)，其模型如圖所示：光滑水平面上，質(zhì)量為的小物塊A，疊放在質(zhì)量為、足夠長(zhǎng)的木板B上，其右側(cè)靜置著3個(gè)質(zhì)量均為的小物塊。A與B上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。時(shí)，A以的初速度在B的上表面水平向右滑行，當(dāng)A與B共速時(shí)B恰好與C相碰。此后，每當(dāng)A、B再次共速時(shí)，B又恰好與C發(fā)生碰撞直到它們不再相碰為止。已知重力加速度為，所有碰撞均為時(shí)間極短的彈性碰撞，求：（1）時(shí)，B（右端）與C的距離；（2）B與C發(fā)生第1、2次碰撞間，B（右端）與C的最大距離。（3）C的最終速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由于地面光滑，A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒解得共速時(shí)的速度對(duì)B從釋放到第一次與A共速過(guò)程，用動(dòng)能定理對(duì)B分析有解得