2023-2024学年山西省大同市铁路一中高考物理三模试卷含解析

2023-2024学年山西省大同市铁路一中高考物理三模试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图，一小孩在河水清澈的河面上以1m/s的速度游泳，t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=3s时他恰好看不到小石块了，河水的折射率n=，下列说法正确的是（）A．3s后，小孩会再次看到河底的石块B．前3s内，小孩看到的石块越来越明亮C．这条河的深度为mD．t=0时小孩看到的石块深度为m2、继我国探月工程之后，2020年我国计划启动火星探测任务，择机发射火星探测器。若已知引力常量G和火星的半径R，火星探测器环绕火星表面飞行的周期T，那么根据这些已知条件可估算（）A．火星的第一宇宙速度 B．火星的自转角速度C．探测器的质量 D．探测器受火星的引力3、下列叙述正确的是()A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除具有能量之外还具有动量B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型4、如图所示，一小物块在一足够长的木板上运动时，其运动的v-t图象，如图所示，则下列说法正确的是（）A．木板的长度至少为12m B．木板的长度至少为6mC．小物块在0～4s内的平均速度是2m/s D．在0～4s内，木板和小物块的平均加速度相同5、一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为，。a点的振动规律如图所示。已知波速为v=1m/s，t=1s时b的位移为0.05m，则下列判断正确的是A．从t=0时刻起的2s内，a质点随波迁移了2mB．t=0.5s时，质点a的位移为0.05mC．若波沿x轴正向传播，则可能xb=0.5mD．若波沿x轴负向传播，则可能xb=2.5m6、如图，a、b两个物块用一根足够长的轻绳连接，跨放在光滑轻质定滑轮两侧，b的质量大于a的质量，用手竖直向上托住b使系统处于静止状态。轻质弹簧下端固定，竖直立在b物块的正下方，弹簧上端与b相隔一段距离，由静止释放b，在b向下运动直至弹簧被压缩到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内）。下列说法中正确的是（）A．在b接触弹簧之前，b的机械能一直增加B．b接触弹簧后，a、b均做减速运动C．b接触弹簧后，绳子的张力为零D．a、b和绳子组成的系统机械能先不变，后减少二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、在倾角为θ的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨PQ、MN，导轨处于磁感应强度为B的匀强做场中，磁场方向垂直于斜面向下。有两根质量分别为m1和m2的金属棒a、b，先将a棒垂直于导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直于导轨放置，此刻起a、c做匀速运动而b静止，a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，则（）A．物块c的质量是m1sinθB．b棒放上导轨后，b棒中电流大小是C．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能D．b棒放上导轨后，a棒克服安培力所做的功等于a、b棒上消耗的电能之和8、如图，有一截面为矩形有界匀强磁场区域ABCD，AB=3L，BC=2L在边界AB的中点上有一个粒子源，沿与边界AB并指向A点方向发射各种不同速率的同种正粒子，不计粒子重力，当粒子速率为v0时，粒子轨迹恰好与AD边界相切，则（）A．速率小于v0的粒子全部从CD边界射出B．当粒子速度满足时，从CD边界射出C．在CD边界上只有上半部分有粒子通过D．当粒子速度小于时，粒子从BC边界射出9、“风云二号”是我国发射的一颗地球同步卫星，有一侦查卫星A与“风云二号”卫星位于同一轨道平面，两卫星绕地球运转方向相同。在赤道卫星观测站的工作人员在两个昼夜里能观测到该侦查卫星三次。设地球的半径、自转周期分别为RE和TE，g为其表面重力加速度，下列说法正确的是（）A．风云二号距离地面的高度为 B．侦查卫星与风云二号的周期比为7:3C．侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度 D．侦查卫星的轨道半径为10、如图所示，“L”形支架AOB水平放置，物体P位于支架OB部分，接触面粗糙；一根轻弹簧一端固定在支架AO上，另一端与物体P相连。物体P静止时，弹簧处于压缩状态。现将“L”形支架绕O点逆时针缓慢旋转一很小的角度，P与支架始终保持相对静止。在转动的过程中，关于P的受力情况，下列说法正确的是（）A．支持力减小B．摩擦力不变C．合外力不变D．合外力变大三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图.（1）本实验采用的实验方法是____．A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是______．A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.12．（12分）某同学采用图甲所示的电路完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验中用电压表测量小灯泡的电压，用多用电表的直流挡测量通过小灯泡的电流。（1）图甲中多用电表的黑表笔是____________（填“P”或“Q”），用多用电表的直流电流挡测量通过小灯泡的电流时，需要将多用电表的两个表笔连接到a、b两处，其中黑表笔应与____________（填“a”或“b”）连接。（2）实验配备的器材如下：A．待测小灯泡L（“2.5V，0.2W”）B．电压表V（量程0-3V，阻值约3kΩ）C．多用电表（三个直流电流挡量程分别为1mA，10mA，100mA）D．滑动变阻器R1（阻值范围0~10ΩE.滑动变阻器R2（阻值范围0~500ΩF.电池组（电动势4.5V，内阻约为1Ω）G.开关一只，导线若干为了使测量尽可能地准确且能方便地进行调节，多用电表直流电流挡量程应选____，滑动变阻器应选_______。（3）该同学选取合适的器材后，用导线将器材按图甲所示的电路连接起来，如图乙所示。他在实验前进行电路检查时发现漏接了一根导线，请你在乙图上用笔画上这根漏接的导线________。（4）该同学纠正连线错误后，通过实验测得多组I、U值并描绘出小灯泡的I-U曲线如图丙所示。由I-U曲线可以看出：当灯泡两端电压U=2.20V时小灯泡的电阻R（5）我们知道，多用电表用久以后，表内电池的电动势会减小而内阻会增大。那么用久以后的多用电表电流挡测得的电流与真实值相比_____________（填“偏大”，“偏小”或“相同”）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，固定在水平面开口向上的导热性能良好足够高的汽缸，质量为m＝5kg、横截面面积为S=50cm2的活塞放在大小可忽略的固定挡板上，将一定质量的理想气体封闭在汽缸中，开始汽缸内气体的温度为t1=27℃、压强为p1=1.0×105Pa。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。(1)现将环境的温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少摄氏度？(2)继续升高环境的温度，使活塞缓慢地上升H=10cm，在这上过程中理想气体的内能增加了18J，则气体与外界交换的热量为多少？14．（16分）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，质点P正在向上运动，它所在的平衡位置为x=2m，质点P的振动方程为y=0.2sin5πt（m），从该时刻开始计时，求∶（i）该简谐横波在介质中的传播速率；（ii）经过0.5s时间，质点P的位移和路程；（iii）从图示位置开始计时，经多长时间质点P第三次到达波峰。15．（12分）如图所示，在一个倾角为的足够长的固定斜面上，由静止释放一个长度为的木板，木板与斜面之间的动摩擦因数。当长木板沿斜面向下运动的速度达到时，在木板的下端轻轻放上一个质量与木板相同的小煤块，小煤块与木板之间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，，，结果可用根号表示。求：（1）刚放上小煤块时，长木板的加速度的大小和煤块的加速度的大小；（2）小煤块从木板哪一端离开？煤块从放上到离开木板所需时间是多少？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A．t=3s时他恰好看不到小石块了，说明在此位置从小石块射到水面的光发生了全反射，则3s后的位置从小石块射到水面的光仍发生全反射，则小孩仍不会看到河底的石块，选项A错误；B．前3s内，从小石子上射向水面的光折射光线逐渐减弱，反射光逐渐增强，可知小孩看到的石块越来越暗，选项B错误；C．由于则可知水深选项C正确；D．t=0时小孩看到的石块深度为选项D错误。故选C。2、A【解析】

A．由题中条件可求火星的第一宇宙速度选项A正确；B．由题中条件不能求解火星的自转角速度，选项B错误；C．根据而探测器的质量m从两边消掉了，则不能求解探测器的质量，选项C错误；D．探测器的质量未知，则不能求解探测器受火星的引力，选项D错误。故选A。3、D【解析】

A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子具有能量，A错误；B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，释放一定频率的光子，电子的轨道半径变小，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，B错误；C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率应小于或等于吸收光子的频率，C错误；D．α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转是卢瑟福提出原子核式结构模型的主要依据，D正确。故选D。4、B【解析】

AB．由图像可知，当物块和木板共速时，物块相对木板的位移即为木板的最小长度，即选项A错误，B正确；C．小物块在0～4s内的位移负号表示物块的位移向右，则平均速度是选项C错误；D．在0～4s内，木板的位移根据可知，木板和小物块的平均加速度不相同，选项D错误；故选B。5、D【解析】

根据图象可知该波的周期为2s，振幅为0.05m。

A．在波传播过程中，各质点在自己的平衡位置附近振动，并不随波传播。故A错误；

B．由图可知，t=0.5s时，质点a的位移为-0.05m。故B错误；

C．已知波速为v=1m/s，则波长：λ=vT=1×2=2m；由图可知，在t=1s时刻a位于平衡位置而且振动的方向向上，而在t=1s时b的位移为0.05m，位于正的最大位移处，可知若波沿x轴正向传播，则b与a之间的距离为：（n=0，1，2，3…），可能为：xb=1.5m，3.5m。不可能为0.5m。故C错误；

D．结合C的分析可知，若波沿x轴负向传播，则b与a之间的距离为：xb=（n+）λ（n=0，1，2，3…）可能为：xb=0.5m，2.5m。故D正确。

故选D。6、D【解析】

A．在b接触弹簧之前，b除重力外有绳的拉力做负功，则b的机械能减小，故A错误；B．b接触弹簧后，开始阶段弹力较小，b的合力向下，继续向下加速，b的合力减为零，再变为向上，b才开始减速，同样b加速时也会带动a跟着加速，故b接触弹簧后，ab均先做加速运动后做减速运动，故B错误；C．b接触弹簧后，只要b在加速运动，就一定会带着a加速，绳子的拉力一定不为零，只有在b准备减速时，绳无法拉直，此时绳的张力为零，故C错误；D．对a、b和绳子组成的系统而言，弹簧的弹力属于系统的其它力，则接触弹簧前弹力不做功，接触弹簧后弹力做负功，故系统的机械能先不变后减小，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．由b平衡可知，安培力大小由a平衡可知由c平衡可知联立解得物块c的质量为A错误；B．b棒放上导轨后，根据b棒的平衡可知又因为可得b棒中电流大小是B正确；C．b放上导轨之前，根据能量守恒知物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能与a增加的重力势能之和，C错误；D．b棒放上导轨后，a棒克服安培力所做的功转化为全电路的电能，即等于a、b两棒上消耗的电能之和，D正确。故选BD。8、BC【解析】

ABC．如图，由几何知识可知，与AD边界相切的轨迹半径为1.5L，与CD边界相切的轨迹半径为L；由半径公式：可知轨迹与CD边界相切的粒子速度为，由此可知，仅满足的粒子从CD边界的PD间射出，选项A错误，BC正确；D．由上述分析可知，速度小于的粒子不能打出磁场，故选项D错误。故选BC.9、ACD【解析】

A．由于风云二号是地球同步卫星，故它的运转周期为TE。设地球质量为M，风云二号的质量为m、轨道半径为r、周期等于TE，由万有引力提供向心力得在天体的表面有G=mg由以上两式解得风云二号距地面的高度为，故A正确；BC．假设每隔时间赤道上的人可看到A卫星一次，则有解得考虑到两个昼夜看到三次的稳定状态，则有解得根据开普勒第三定律可知，侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度，故B错误，C正确；D．设侦查卫星的轨道半径为R，有牛顿第二定律得：解得故D正确。故选ACD。10、AC【解析】

对受力分析如图：不转动时，对有支持力和静摩擦力，根据平衡条件转动后受力分析如图：支持力为则支持力减小，摩擦力为则静摩擦力减小，物块保持静止，所以合外力不变，仍为0，AC正确，BD错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、ABD0.541.5未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量【解析】

（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；故选BD．（3）计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，打B计数点时小车的速度大小为；根据逐差法得，小车的加速度（4）由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量；12、Pb100mAR128相同【解析】

(1)[1][2]多用电表黑表笔接表的负插孔，故由图可知P为多用电表的黑表笔；对于多用电表测量时因遵循电流由红表笔进表，由