2024届吉林省白山市高三上学期一模物理试题（解析版）

PAGEPAGE12024年白山市第一次高三模拟考试物理本卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.2023年10月4日，杭州亚运会女子3米跳板决赛在杭州奥体中心游泳馆进行，我国选手陈艺文夺得金牌。从运动员离开跳板开始计时，其重心的图像如图所示，图中仅段为直线，不计空气阻力，则由图可知（）A.时刻运动员刚好接触到水面B.运动员接触水面立即做减速运动C.段，运动员的加速度保持不变D.段，运动员的加速度逐渐增大〖答案〗C〖解析〗A．不计空气阻力，运动员接触水面之前，仅仅受到重力作用，即运动员接触水面之前，加速度一定，为重力加速度，由于图像斜率表示加速度，则在接触水面之前，图像为一条倾斜的直线，可知，时刻运动员刚好接触到水面，故A错误；B．根据上述，时刻运动员刚好接触到水面，结合图像可知，运动员接触水面先做加速运动，后做减速运动，故B错误；C．图像斜率表示加速度，段图像为一条倾斜的直线，表明段，运动员的加速度保持不变，故C正确；D．图像斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，段，图像斜率的绝对值先增大后减小，则运动员的加速度先增大后减小，故D错误。故选C。2.心脏起搏器使用“氚电池”供电，这是一种利用氚核衰变产生的能量的新型核能电池，其使用寿命长达20年。氚核（）发生衰变的半衰期为12.5年。下列说法正确的是（）A.氚核发生衰变时，电荷数守恒、质量数守恒B.氚核发生衰变产生的新核为C.环境温度升高时，核的半衰期会缩短D.100个经过12.5年后一定剩余50个〖答案〗A〖解析〗A．核反应方程遵循电荷数守恒、质量数守恒，故A正确；B．氚核发生衰变方程为所以新核为，故B错误；C．环境温度升高时，核的半衰期不变，故C错误；D．半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律，对个别的放射性氘原子核没有意义，故D错误。故选A。3.如图所示，一个理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，副线圈连接一耐压值为25V的电容器上，原线圈两端a、b两端接入瞬时值表达式为的正弦式交变电压。为了保证接入回路中的电容器正常工作，那么在原线圈中接入的电源电压最大值不得超过（）A. B.50V C. D.100V〖答案〗B〖解析〗副线圈连接一耐压值为25V，原、副线圈匝数比为2：1，所以在原线圈中接入的电源电压最大值不得超过50V。故选B。4.如图所示，甲、乙两运动员在冰面上训练弯道滑冰技巧，某次恰巧同时到达虚线PQ上的P点，然后分别沿半径和（）的跑道匀速率运动半个圆周后到达终点。设甲、乙质量相等，他们做圆周运动时的向心力大小也相等。下列判断中正确的是（）A.甲运动员的线速度较小B.甲运动员的在相等的时间里转过的圆心角较小C.甲到达终点所用的时间较长D.在运动员转过半个圆周的过程中，甲的动量变化量等于乙的动量变化量〖答案〗A〖解析〗A．根据公式可知，甲、乙质量相等，他们做圆周运动时的向心力大小也相等，半径大的线速度也大，所以甲运动员的线速度较小，故A正确；B．根据公式可知，半径大的，角速度反而小，因为，所以甲的角速度大，甲运动员的在相等的时间里转过的圆心角较大，故B错误；C．甲乙两个运动员走过的角度都是180度，所以角速度大的时间反而小，所以甲到达终点所用的时间较短，故C错误；D．在运动员转过半个圆周的过程中，运动员的动量变化量等于2mv，而甲乙质量相等，速度不同，所以甲乙的动量变化量不等，故D错误；故选A。5.如图所示，横截面为半圆的玻璃砖放置在平面镜上，直径AB与平面镜垂直。一束激光a射向半圆柱体的圆心O，激光与AB的夹角为，已知玻璃砖的半径为12cm，平面镜上的两个光斑之间的距离为，则玻璃砖的折射率为（）A. B. C.2 D.〖答案〗B〖解析〗光路如图所示由题意可得，激光在AB面上发生折射时的入射角在直角△OBD中，根据数学知识根据题意设半圆玻璃砖的折射率为n，折射角为，则解得根据折射定律，折射率故选B。6.如图所示虚线为一簇等差等势面，图中的实线PQ为粒子的轨迹（粒子仅受电场力的作用），已知粒子的质量为m、电荷量为，粒子经过等势面a处的速度为v，经过等势面c处的速度为，规定等势面a的电势为0，下列说法正确的是（）A.粒子运动过程中机械能不变 B.等势面a、b间的电势差为C.粒子经过等势面b时的速度为 D.粒子经过等势面b时的电势能是〖答案〗C〖解析〗A．该粒子经过等势面a处时，受到的电场力必然沿着电场强度方向指向运动轨迹的凹侧，而电场强度的方向与等势面垂直，所以从a到c的过程中，电场力负功，由可知粒子运动过程中机械能减小，故A错误；B．从a到c的过程中由动能定理可得因为所以等势面a、b间的电势差为故B错误；C．从a到b的过程中由动能定理可得，粒子经过等势面b时的速度为故C正确；D．因为其中所以粒子经过等势面b时的电势是根据可得粒子经过等势面b时的电势能是，故D错误。故选C。7.两个弹性小球A、B相互挨着，A在B的正上方，一起从某一高度处由静止开始下落，小球下落的高度远大于两小球直径。若小球B与水平地面、小球A与小球B之间发生的都是弹性正碰，B球质量是A球质量的2倍，则A球第一次的下落高度与其碰后第一次上升的最大高度之比为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗规定竖直向下为正方向，设A、B球开始下落的高度为h，B球与地面碰撞后等速率反弹，则由运动学公式可知，A、B碰前的速度分别为，A、B碰撞过程中，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得其中联立解得，（舍去）A球碰后第一次上升的最大高度为所以A球第一次的下落高度与其碰后第一次上升的最大高度之比为故选B。8.2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，“神舟十六号”航天员们密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成了出舱活动全部既定任务。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，空间站绕地球做匀速圆周运动的半径为kR，则下列说法正确的是（）A.研究核心舱机械臂的工作过程不能将其视为质点B.航天员出舱后处于超重状态C.航天员随飞船运行的速度D.航天员随飞船运行的向心加速度为〖答案〗ACD〖解析〗A．研究核心舱机械臂的工作过程不能将其视为质点，故A正确；B．航天员出舱后处于失重状态，故B错误；C．根据万有引力提供向心力或者重力可知联立可得故C正确；D．航天员随飞船运行的向心加速度为故D正确；故选ACD。9.某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，挥舞后形成一列沿x轴传播的简谐横波，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知波的周期，下列说法正确的是（）A.这列波的波速可能为 B.这列波的波速可能为C.这列波10s内传播的距离可能为35m D.这列波10s内传播的距离可能为45m〖答案〗AC〖解析〗若这列波沿x轴负方向传播时，则（）可得（）因为波的周期，所以这列波的周期可能为8s，1.6s。因为这列波的波长为这列波的波速为（）所以这列波的波速可能为，。根据这列波10s内传播的距离可能为5m，25m。若这列波沿x轴正方向传播时，则（）可得（）因为波周期，所以这列波的周期可能为，。因为这列波的波长为这列波的波速为（）所以这列波的波速可能为，。根据这列波10s内传播的距离可能为15m，35m。故选AC。10.如图所示的正方形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从ad边中点e沿ec方向射入磁场。当射入速度大小为v时，恰好从bc边中点f飞出磁场。不计粒子所受重力。下列说法正确的是（）A.当粒子速度大小为时，粒子离开磁场时的速度方向与磁场边界垂直B.当粒子速度大小为时，粒子在磁场区域运动过程中速度方向改变了90°C.粒子两次射入速度大小分别为，在磁场中运动时间分别为，若，则有D.若粒子射入速度大小合适，可能从ab边界上任一点飞出磁场〖答案〗ABC〖解析〗A．由左手定则判断，粒子带负电，做匀速圆周运动周期设正方形边长为L，粒子射入速度方向与ef时夹角为θ，有当粒子射入速度大小为v时，轨迹对应的圆心角为，运动时间由几何关系可得当粒子速度大小为时，轨迹半径粒子的轨迹圆心恰好位于cb边的延长线上，如图1所示，粒子离开磁场时速度方向应与磁场边界垂直，故A正确；B．设粒子速度大小为时，在磁场区域运动过程中速度方向改变了90°，轨迹半径如图2所示。由几何关系可得解得即故B正确；C．粒子入射速度变小，轨迹半径变小，粒子两次射入速度大小分别为，只要两次不都是从ea边射出，时，轨迹半径轨迹对应圆心角则有若两次都是从ea边射出，时，轨迹半径轨迹对应的圆心角则有故C正确；D．当入射速度使粒子运动轨迹恰好与ab边界相切时，设切点为g，速度再小时，粒子就从ea边射出，所以粒子不可能在ag间飞出磁场，故D错误。故选ABC。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某学习小组利用图（a）所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数，操作步骤如下：①将木板的右端用大小可以忽路的铰链固定在水平面上的O点，左端抬高并架在铁架台上；②将光电门固定在木板的右端，量角器固定在水平面上，使量角器刻度盘的圆心与O点重合，水平直径与水平面重合；③用刻度尺测量O点与铁架台竖直杆最低点Q之间的水平距离L；④用量角器测量木板与水平面之间的夹角为；⑤用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图（b）所示；⑥使滑块（含遮光条）从木板与铁架台竖直杆交点P处由静止释放，记录滑块通过光电门的时间；⑦调节木板左侧架在铁架台上的位置，重复步骤④⑥（1）遮光条的宽度________cm（2）滑块在木板上从P点运动到O点过程中的加速度大小为________。（用已知或测量的物理量符号表示）。（3）以为纵轴，为横轴，根据测量数据描绘出图像，若该图像的斜率为k，纵轴截距的绝对值为b，则滑块与木板之间的动摩擦因数________（用k，b表示）。〖答案〗（1）0.78（2）（3）〖解析〗（1）[1]根据游标卡尺读数规律可得，遮光条的宽度为（2）[2]滑块到达O点时的速度为由运动学公式联立可得滑块在木板上从P点运动到O点过程中的加速度大小为（3）[3]在斜面上对滑块受力分析，由牛顿第二定律化简可得根据题意得，联立可得滑块与木板之间的动摩擦因数为12.某学生实验小组要测量一电压表的内阻，提供的器材如下：A．待测电压表（量程0~3V）B．标准电压表（量程0~5V，内阻约为）C．定值电阻（阻值为）D．定值电阻（阻值为）E．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为0.2A）F．滑动变阻器（最大阻值，额定电流为1A）G．电源E（6V，内阻不计）H．开关S、导线（1）先用多用电表粗测电压表内阻；所用多用电表的电阻挡有“”、“”和“”挡。该同学选择“”挡，将多用电表的________表笔（选填“红”或“黑”）与待测电压表的正接线柱相连，将另一支表笔与另一个接线柱相连，发现指针偏转角度较小，为了较准确地进行测量，应选择“________”挡。重新换挡后，该同学按正确的操作方法测量时，多用电表的指针位置如图甲所示，那么粗测结果是________；（2）该同学设计根据所提供的仪器，设计了如图乙所示的电路图进行测量；（3）为了精确测量此电压表的内阻，除了选用电源、开关、导线、待测电压表、标准电压表外，滑动变阻器应选择________、定值电阻应选择________（填各器材前面的字母）。（4）正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器使两电压表示数达到适当值，此时电压表、的示数分别为、，则此电压表内阻的测量值为________（用物理量的符号表示）。〖答案〗（1）黑##1900（3）FC（4）〖解析〗（1）[1]电流从多用电表红表笔流入，从黑表笔流出；电流从电压表的正接线柱流入电压表，从电压表的负接线柱流出，则将多用电表的黑表笔与待测电压表的正接线柱相连；[2]发现指针偏转角度较小，说明所测电阻偏大，欧姆挡倍率选择过小，则为了较准确地进行测量，应选择“”挡；[3]根据欧姆表读数规则，可知所测电阻为（3）[4]由图可知，滑动变阻器采用分压式接法，所接电阻器的阻值尽可能小，但由于要精确测量电压表内阻，则应使电压表尽量满偏；若选择，则流过的最大电流为若选择，则流过的最大电流为故滑动变阻器应选择。故选F。[5]待测电压表量程为3V，标准电压表量程为5V，为精确测量此电压表的内阻，电压表应尽量满偏，则待测电压表与串联电阻电压之比应接近3：2，电压表内阻约1900Ω，则定值电阻选阻值约1270Ω的，即选定值电阻。故选C。（4）[5]据欧姆定律及串、并联电路的特点可得：解得13.如图是模拟汽车上常用的一种减震装置—气体弹簧的简化模型结构图。直立圆柱形密闭气缸导热良好，面积为的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时重力忽略不计的气缸内密闭一段长度为，压强等于大气压强的理想气体。气缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时相当于在气缸顶部增加一个物体A，稳定时汽车重量由减震装置支撑，且封闭气体被压缩了，气体温度保持不变。（1）求物体A的重力大小；（2）为使气缸升到原位置，求需向气缸内充入与气缸温度相同大气的体积。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设稳定时气缸内气体压强为，根据玻意耳定律有解得则物体A的重力大小为（2）设充入的气体体积为V，则有解得14.如图所示，一对间距，、足够长的平行光滑金属导轨固定于绝缘水平面上，导轨左端接有的电阻，长度与导轨间距相等的金属棒ab垂直放置于导轨上，其质量，电阻也为R，整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。水平向右的恒力作用ab棒上，当时金属棒ab的速度达到最大，随后撤去F力，棒最终静止在导轨上。重力加速度，求：（1）金属棒ab运动的最大速度；（2）撤去拉力F前通过定值电阻R的电荷量；（3）撤去拉力F后金属棒ab继续沿水平轨道运动的位移。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）当金属棒ab所受合力为零时，棒的速度最大，对ab棒列平衡方程，得所以金属棒ab运动的最大速度vm（2）前2s内对ab棒利用动量定理得其中解得（3）撤去拉力后，对棒ab利用动量定理得其中根据法拉第电磁感应定律由闭合电路的欧姆定律联立可得所以撤去拉力F后金属棒ab继续沿水平轨道运动的位移为15.如图所示为过“冲关”简易模型，它由竖直面内光滑圆形轨道和粗糙水平轨道的组成，Q点为圆形轨道最低点，M点为最高点，圆形轨道半径。水平轨道PN右侧并排放置两块相同木板c、d，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平轨道PN平齐，木板质量，长度。两个小物块a和b静止在水平轨道PN的右端，质量分别为和，物块间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接，已知弹簧的弹性势能。物块a到Q点的距离，物块a、b与水平面间、木板c、d与地面间动摩擦因素均为、物块b与木板c、d之间的动摩擦因数均为。现