2024届河南省焦作市普通高中高三上学期第一次模拟考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1焦作市普通高中2023-2024学年高三第一次模拟考试一、选择题1.“珍爱生命、预防溺水”。如图中的游泳浮漂是游泳爱好者自我保护的装备，采用高弹、环保的PVC材质，内置双气囊，使用时向里充气使之膨胀，充气后体积可视为不变且不漏气，气囊内气体可视为理想气体。当充气浮漂在水中温度降低时，则浮漂气囊内气体（）A.压强变大 B.内能增加C.向外界放热 D.分子数密度减小〖答案〗C〖解析〗A．根据体积不变，温度降低，根据可知，压强降低，故A错误；B．气囊内气体可视为理想气体，其内能的大小由温度决定，温度降低，内能减小，故B错误；C．根据其中减小，，故，故气体向外界放热，故C正确；D．气体质量不变，分子数不变，体积不变，故单位时间内的分子数减小，故分子数密度不变，故D错误。故选C。2.2023年10月26日，神舟十七号与十六号顺利交接，神舟十七号航天员乘组入驻中国空间站，展现了我国迅速发展的航天实力，对接后中国空间站的质量约为。如图所示，中国空间站轨道参数为：远地点高度约，近地点高度约，平均高度约，速度约，轨道几乎是一个极致圆润的圆，可视为圆轨道。若忽略其他天体万有引力的影响，引力常量为，则可以求出（）A.地球的密度B.空间站的运行周期C.空间站所受万有引力的大小D.空间站在轨运行的动能〖答案〗D〖解析〗A．由万有引力公式可得地球的密度为由于地球的半径R不知道，故地球密度无法求解，故A错误；B．空间站的运行周期由于地球的半径R不知道，故空间站的运行周期无法求解，故B错误；C．万有引力公式提供向心力可求由于地球的半径R不知道，空间站所受万有引力的大小无法求解，故C错误；D．根据动能公式可知，空间站的质量m已知，速度v已知，可以求空间站在轨运行的动能，故D正确。故选D。3.由匝数为的原线圈和两个匝数均为的副线圈组成的理想变压器，变压器接到输入电压恒定的交流电源上，电路中三个灯泡完全相同，示意图如图所示。若三只灯泡都正常发光，则和的比值为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗因为三个完全相同的灯泡都正常发光，则流过灯泡的电流都等于额定电流，灯泡两端电压都等于额定电压，并且原、副线圈的功率相等，所以解得故选A。4.在野钓时，如图所示的圆柱形浮漂只在重力和浮力的作用下沿竖直方向一上一下地振动，忽略钓鱼绳拉力的作用，可将这种振动视为简谐振动，其回复力为。已知河水的密度为，浮漂的横截面积为S，重力加速度为，则比例系数为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗设圆柱形浮漂与液面交点为O，浸在水中的体积为V0，根据平衡条件得振动视为简谐振动，振动过程中任意时刻，O点偏离液面的位移为x，回复力的大小为已知回复力大小为联立解得故选B。5.如图所示，一农民用三根相同的细线a、b、c将收获的甲、乙两袋玉米悬挂起来。已知甲的质量为、乙的质量为。细线a与竖直方向的夹角为，细线c水平，重力加速度为，下列说法正确的是（）A.细线a与b间的夹角为B.细线a中的拉力大小为C.三条细线中b所受拉力最大D.若保持c水平，减小a与竖直方向的夹角，线c中的拉力不变〖答案〗A〖解析〗ABC．对甲乙的整体分析可知对乙受力分析可知则三条细线中a所受拉力最大，b与水平方向夹角可知可得细线a与b间的夹角选项A正确，BC错误；D．对甲乙的整体分析可知若保持c水平，减小a与竖直方向的夹角β，线c中的拉力减小，选项D错误。故选A。6.原子核的结合能很难直接测量，但根据爱因斯坦质能方程可以推知原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比被称为该原子核的比结合能，不同原子核的比结合能不一样，如图所示为按照实际测量结果画出的不同原子核的比结合能随质量数A的变化情况，则（）A.由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定B.由图可知氦原子核的结合能大于C.图中的质量数等于原子核的核子数与中子数之和D.由图可知核裂变生成物的结合能之和等于反应物的结合能之和〖答案〗AB〖解析〗A．由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定，故A正确；B．由图可知氦的比结合能大于，氦原子核的结合能故B正确；C．图中的质量数等于原子核的质子数与中子数之和，故C错误；D．由图可知核裂变释放能量，生成物的结合能之和小于反应物的结合能之和，故D错误。故选AB。7.如图所示，边长为的等边三角形abc区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。若将质量为、电荷量为的带正电粒于从顶点a沿角平分线方向以不同的速率射入磁场区域内，不计粒子重力，则（）A.粒子可能从b点射出B.粒子入射速率为时，从c点射出C.粒子入射时的速率越大，在磁场中的运动时间一定越短D.粒子入射时的速率不同时，速度的偏向角可能都为〖答案〗BD〖解析〗A．根据左手定则，粒子会向ac偏转，不可能从b点射出，A错误；B．当粒子入射速率为时，根据洛伦兹力提供向心力，可以计算出粒子的半径为恰好等于等边三角形的边长。因此，粒子将从c点射出，B正确；CD．粒子在磁场中运动的时间取决于轨迹的圆心角大小，当粒子速率增大，在某一范围内，粒子都打在ac边上，其轨迹圆心角都相等，都等于，粒子在磁场中运动的时间也相等，C错误，D正确；故选BD。8.最近，韩国声称“首次”发现了室温常压超导材料LK-99，而北航和中科院实验团队重新实验后发文称未能发现LK-99的超导性。某兴趣小红将柱形磁铁沿竖直方向缓慢向上移动，直至使一由LK-99制成、质量为的导电圆环在时刻悬浮在某一高度，此时导电圆环边缘的磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为。理论上，如果实现了室温超导，圆环的电阻率将为零，此后圆环将一直保持悬浮，经过一段时间后，小组同学发现该导电圆环缓慢下移了（动能变化量可视为零），如图1所示。圆环下移过程中线圈中电流的平力与时间的关系图像如图2所示，圆环的半径为，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A.圆环缓慢下移过程中感应电流的方向视为逆时针B.时，圆环所处位置的磁感应强度大小为C.时间内，通过圆环电流有效值为D.由功能关系可求出导电圆环的电阻为〖答案〗BC〖解析〗A.圆环缓慢下移过程中穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，可知从上往下看感应电流的方向为顺时针，故A错误；B.质量为导电圆环在时刻悬浮在某一高度，处于平衡状态，对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有圆环周长联立解得故B正确；CD.根据焦耳定律有变形有可知图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示得时间内通过圆环电流的有效值为联立解得导电圆环缓慢下移了，由能量守恒定律可知，减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热解得电圆环的电阻为把代入得故C正确，D错误。故选BC。二、非选择题9.如图1所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合力关系”的实验装置，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略导轨的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。（1）本实验________（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量；（2）将气垫导轨调至水平，再调整气垫导轨上连接滑块细绳沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下做匀加速运动，遮光条先后通过两个光电门所用的时间分别为和，则滑块加速度的表达式为________（用已知量表示）；（3）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变钩码的质量，记录相应的弹簧秤读数，通过（2）步骤计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为________（用已知量表示）；（4）根据图中的和可以推算出，当加速度大小为时，所挂钩码质量的表达式为________（用已知量表示）。〖答案〗（1）不需要（2）（3）（4）〖解析〗（1）[1]滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出，不需要满足所挂钩码的总质量远小于滑块的质量；（2）[2]由匀变速直线运动速度与位移关系式知代入得（3）[3]根据牛顿第二定律知由图像知代入数据得（4）[4]根据牛顿第二定律，对m有对M有代入得10.某同学为了比较精确地测量定值电阻（约）的阻值，已有实验器材：电源（电动势，内阻不计）、电流表（量程，内阻约）、电流表（量程、内阻为）、滑动变阻器（最大阻值）、开关、导线若干。主要操作步骤如下：（1）将量程、内阻为的电流表改装为的电压表，需要与阻值________的定值电阻串联进行改装；（2）改装后的电压表用表示，连接好实验电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，为了测量多组数据，并消除系统误差，该同学应该选择________（填选项序号）作为实验电路；（3）在某一次测量时，电流表的示数如图所示，则该表读数为________；（4）根据步骤（2）中选择的正确电路进行实验，若改装后的电压表读数为，电流表的读数为，则待测电阻精确测量值为________（用已知量字母表示）。〖答案〗（1）4900（2）A（3）30.0（4）〖解析〗（1）[1]需要串联的定值阻值（2）[2]改装后的电压表内阻已知，可算出电压表与待测电阻并联时电压表上通过的电流，则应该采用电流表A1外接；滑动变阻器用分压电路，则电路选择A；（3）[3]电流表的最小刻度为1mA，则该表读数为30.0mA；（4）[4]根据步骤（2）中选择的正确电路进行实验，若改装后的电压表读数为，电流表的读数为，则待测电阻精确测量值为11.2023年12月10日9时58分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星发射升空。长征二号丁运载火箭是常温液体二级运载火箭起飞推力约3.0×106N，起飞总质量约为2.5×105kg，150s时总质量减小了一半，推力保持不变。不计空气阻力，火箭上升过程中重力加速度g可视为不变，取10m/s2。求：（1）150s时火箭的加速度与起飞时的加速度大小之比；（2）若起飞后3s内火箭的运动可视为匀加速直线运动，则3s末时推力的瞬时功率为多大。〖答案〗（1）7:1；（2）1.8×107W〖解析〗（1）根据牛顿第二定律有代入数据可得（2）根据（1）可得所以3s末时火箭的速度为推力的瞬时功率为12.如图所示，某商家为了吸引顾客而设计了一个趣味游戏，游戏轨道由一个水平直轨道ABC和一半径为的竖直半圆光滑轨道CDE组成，水平直轨道AB段光滑，BC段粗糙。在半圆轨道圆心O左侧同一水平线上且距离O点处固定一个小网兜P，将原长小于AB段长度的轻弹簧水平置于AB段上，左端固定在竖直挡板上，物块1静置于B处。游戏者将物块2向左压缩弹簧到某一位置释放，若物块2与物块1碰撞后不粘连，物块1从半圆轨道最高点E飞出并落入网兜P内获一等奖，在DE圆弧段脱离轨道获二等奖，能够进入半圆轨道内获三等奖，其他情况都不能获奖。已知物块1的质量，物块2的质量，，，两物块与粗糙水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度取。两物块均可视为质点。求：（1）获一等奖时，物块1在E点对轨道的压力大小；（2）获得二等奖时，物块1碰后的速度大小范围（结果可保留根号）；（3）获得三等奖时，弹簧弹性势能的最小值。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）获得一等奖时，物体1从E点飞出后做平抛运动，设飞出的速度为，则解得在E点，由牛顿第二定律得解得由牛顿第三定律知，物块1在E点对轨道的压力大小为2N。（2）在DE圆弧段脱离轨道获二等奖，则物体在D点刚好脱离轨道，对应速度为0。应用动能定理得解得物体在E点刚好脱离轨道，对应的速度设为，则有解得应用动能定理得解得所以物块1碰后的速度大小范围为（3）获得三等奖时，当物体1刚好能运动到C点时，弹簧弹性势能最小。则碰撞后，物体1的速度为解得运用动量守恒和能量守恒，则有解得弹簧的弹性势能最小值为13.如图所示，长方体空间区域处在匀强电场中，ac是其中的一条电场线，，，，顶点a、c的电势分别为、。大量带正电的同种粒子以不同的速率从ac线上不同点沿方向射入匀强电场，均能经过顶点。不计粒子的重力及粒子间相互作用，带电粒子的比