2024届山西省部分高中高三下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物理试题一、选择题：1.在近地圆轨道上绕地球做匀速圆周运动的天宫中，宇航员进行了奇妙的“乒乓球”实验。实验中，朱杨柱做了一颗实心水球，桂海潮取出一块用毛巾包好的普通乒乓球拍，球拍击打后水球被弹开了。则在与球拍作用过程中及被击打后的一小段时间内，水球（）A.与球拍作用过程中它们组成的系统动量守恒 B.与球拍作用过程中受地球引力的冲量为零C.被击打后相对地球做变速曲线运动 D.被击打后相对天宫做匀速圆周运动〖答案〗C〖解析〗A．球与球拍作用过程中，把球与球拍作为系统，受到手对系统的作用力，所以系统动量不守恒，故A错误；B．由冲量公式可知与球拍作用过程中受地球引力并且其作用时间不为0，所以它的冲量不为零，故B错误；CD．实验舱内，处于完全失重环境，航天员会观察到水球离开球拍后相对天宫做匀速直线运动。而相对地球做变速曲线运动，故C正确，D错误。故选C。2.水面上，两个频率均为的振源振动步调相同，振幅均为，某时刻在两列波相遇的区域内形成如图的波形，其中点是两列波波峰相遇的位置，点是与相邻的波峰和波谷相遇的位置。则关于以及连线中点的振动，下列说法正确的是（）A.点是静止的，它偏离平衡位置的位移总是B.点是振动的，它以的频率在做小振幅振动C.点在一段时间内是振动的，在另一段时间内是静止的D.点是振动的，其振幅小于〖答案〗D〖解析〗A．点是两列波波峰相遇的位置，可知点为振动加强点，则振幅为，但点偏离平衡位置的位移时刻发生变化，故A错误；B．点是波峰和波谷相遇的位置，则点为振动减弱点，由于两波源振幅相等，则点处于静止状态，故B错误；CD．连线中点即不是振动减弱点也不是振动加强点，所以点是振动的，其振幅小于，故C错误，D正确。故选D。3.由粒子打在Al27上形成的P30是不稳定的，它衰变后会成为。将P30放射源的小孔正对垂直纸面的圆形磁场区域的直径，假设在某段时间内只有一个P30的原子核发生衰变，则放出粒子的径迹可能是下列图像中的（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗根据题意，可得衰变方程为由于衰变产物均带正电，且衰变前后动量守恒，两衰变产物向相反方向运动，进入磁场后粒子做圆周运动，由于两粒子均带正电，且运动方向相反，因此根据左手定则可知，两粒子的运动轨迹一定在小孔正对磁场直径的两侧，且出磁场后做均作匀速直线运动，直至打在光屏上。故选B。4.如图所示，正方形四个顶点各固定一个点电荷，等量同种负电荷固定在两点；等量同种正电荷固定在两点，是正方形的中心。现将点处电荷沿方向移至无穷远处，规定无穷远处电势为零，则（）A.移动前，点的电势大于零B.移动过程中，点电场强度一直减少C.移动过程中，点处电荷所受静电力先减小后增大D.移到无穷远处时，点的电势小于零〖答案〗B〖解析〗A.等量异种点电荷的中垂线上电势为0。移动前，把AC处电荷作一组，把BD处电荷作一组，可知O点的电势等于零，故A错误；BC.移动过程中，BD电荷在O处的场强不变，方向由D到B。C电荷在O处产生的场强方向由C到O，大小不变。A电荷在O处产生的场强方向由C到O，大小不断变小。由平行四边形法则得移动过程中，O点电场强度一直减少。同理，DB电荷在C处的场强不变，方向由D到B，而A处电荷在移动中，在C处产生的场强越来越小，所以C点的场强越来越小，所以C点处电荷所受静电力一直减小，故B正确，C错误；D.将A点处电荷−q沿OA方向移至无穷远处后，相当只有C处的正电荷在O处产生电势，所以O点的电势大于零，故D错误。故选B。5.空中出租车来了！质量为、额定功率为的电动飞行汽车从地面竖直升起时，先加速再匀速，最后做加速度为的匀减速运动，到达的飞行高度时速度刚好为零，取，不考虑空气阻力，则飞行汽车上升的最短时间为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗出租车的最大速度为减速所用时间减速所上升高度加速和匀速上升高度为若一直以额定功率上升，所用时间最小，设加速和匀速的时间为，由动能定理有得所以则飞行汽车上升的最短时间为故选D。6.如图是手压式自发电手电筒的原理图。轻轻按压发电手柄，圆形导体环（圆心与环间固定有三根导体棒）就会绕圆心沿顺时针方向转动。保持一定的按压频率，导体环就会以角速度匀速转动。不考虑小灯泡电阻的变化，下列说法正确的是（）A.通过灯泡的电流随时间做周期性变化B.通过灯泡的电流方向始终从上向下C.若环以的角速度转动，灯泡中的电流变为原来的2倍D.若环以的角速度转动，灯泡中的电流变为原来的4倍〖答案〗BC〖解析〗AB．导体棒切割磁感线产生感应电动势从而使闭合回路中产生感应电流，由于环顺时针转动，根据右手定则可知，产生感应电流的方向始终不变，通过灯泡的电流方向始终从上向下，而导体棒以恒定的角速度转动，产生的感应电动势大小也始终不变，故A错误，B正确；CD．设圆环的半径为，则产生的感应电动势的大小为可得电路中感应电流大小为可知，当环以的角速度转动，灯泡中的电流变为原来的2倍，故C正确，D错误。故选BC。7.取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度处上升到处，则（）A.这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少B.这一过程中，罐内气体对外做的功大于气体从外吸收的热量C.若油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高小于D.若油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高等于〖答案〗AD〖解析〗A．设油柱的质量为，透明吸管的横截面积为，外界大气压为，罐内气体的压强为，则根据平衡条件有可得由此可知，当环境温度由缓慢升高到的过程中，罐内气体发生的是等压变化，即温度升高，压强不变，而气体体积增大，单位体积内的气体分子数减少，但由于温度升高，气体分子平均动能增加，气体分子与罐壁作用平均作用力增加，因此罐壁单位面积单位时间内碰撞的气体分子数减少了，故A正确；B．根据热力学第一定律由于罐内气体发生等压变化，气体膨胀对外做功，即，但同时气体温度升高，内能增加，即，由此可知气体从外界吸收热量大于气体对外所做的功，故B错误；CD．设易拉罐的体积为，温度为时，油柱距离接口的距离为，根据理想气体的状态方程有整理可得可知，温度T与油柱距离接口的距离为一次函数的关系，根据题意，当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度处上升到处，因此当油柱从刻度处缓慢升到处，环境温度的升高应等于，故C错误，D正确。故选AD。8.观测带电粒子的碰撞试验，为确定碰撞生成物质的初始状态提供了理论依据。某次观测时，让质量为的粒子在时以的初速度向静止的粒子运动，计算机记录下两粒子的图像如图所示。已知间仅存在静电力的作用且始终未接触，则（）A.粒子的质量为 B.0时刻与时刻间作用力的大小相等C.内，电场力对做的功为 D.内，系统的电势能减少了〖答案〗BD〖解析〗A．由图可知，t=0时刻有=mv0在t1时刻有两粒子运动过程动量守恒，由动量守恒定律得得故A错误；B．由图可知0时刻与t3时刻A、B的加速度都为0，说明此时A、B间的作用力都为0，故B正确；C．时刻B的速度为0，设A速度为，由动量守恒定律有得由动能定理有0~t2内，电场力对A做的功为故C错误；D．设时刻B的速度为，由动量守恒定律有得t1∼t3内，A、B系统增加的动能为即A、B系统的电势能减少了，故D正确。故选BD。二、非选择题：9.如图所示，在用插针法测半圆形玻璃砖折射率的实验中，已知玻璃砖的圆心为、半径为，实验主要步骤如下：①将白纸平铺在木板上并用图钉固定，在白纸上作虚线，把玻璃砖放在纸上，使玻璃砖的圆心位于上且玻璃砖的直径边垂直于，描出玻璃砖的圆弧边和直径边。②在玻璃砖的另一侧插上大头针，使能挡住________的像。③插上大头针，使能挡住及、的像④作与平行的直线交圆弧边于A点，在直线上插上两枚大头针、⑤取下玻璃砖，作过、的直线交玻璃砖的直径边于点，测得完成下列问题：（1）步骤②中应填的内容是________；（2）以上步骤的合理顺序是________（填步骤前序号）；（3）该玻璃砖材料的折射率为________。〖答案〗（1）挡住、的像（2）①④②③⑤（3）〖解析〗【小问1详析】在玻璃砖的另一侧插上大头针，使能挡住、的像。【小问2详析】根据实验的操作步骤，可知该实验的合理操作步骤为①④②③⑤【小问3详析】做出光路图如图所示根据几何关系可知为等腰三角形，过B点做三角形的高线，垂足为C，可得可得该玻璃的折射率10.遥控电动汽车中，由两节LR6电池串联后通过定值电阻为电机供电。为研究该型号电池的特性及测量的电阻，某同学设计了图（a）所示的电路进行测量，图中电流表的内阻为，电阻箱的最大阻值为。（1）将图（b）中的实验电路连接完整__________；（2）调节电阻箱到最大值后闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值及对应的电流表的示数和，并计算出及；（3）作出图像如图（c）所示，则________，电流表的内阻________；（保留2位有效数字）（4）作出图像如图（d）所示，则两节LR6电池的总电动势，________、总内阻________。（保留2位小数）〖答案〗（1）（3）4.00.50（4）3.401.00〖解析〗（1）[1]根据实验电路图，实物图的连接如图所示（3）[2][3]根据两并联支路电压相等可得变式可得结合图（c）可得，解得，（4）[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有变式可得结合图（d）可得而其中解得由此可得将坐标（500，290）代入可得11.如图所示，一段水平的公路由两直道段以及圆形段环岛组成。一辆在上以速率行驶的汽车，接近环岛时以的加速度匀减速刹车，在以最大安全速率通过环岛后，在上以的加速度恢复到原速率继续行驶。已知环岛的半径为，段的长度是，橡胶轮胎与路面的动摩擦因数为0.7，认为汽车转弯所需向心力仅由轮胎所受径向摩擦力提供且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，问：（1）汽车需在距环岛多远处开始刹车？（2）汽车从刹车开始至恢复到原速率所用时间是多少？〖答案〗（1）25.5m；（2）8.5s〖解析〗（1）根据题意，汽车进入环岛后做匀速圆周运动，当以最大速率行驶时有代入数据解得汽车在环岛行驶的最大速率为汽车在进入环岛前的速度汽车进入环岛前刹车距离为（2）汽车进入环岛前刹车时间汽车在环岛行驶的时间汽车出环岛后加速到原速所用的时间可得汽车从刹车开始至恢复到原速率所用时间12.CT技术是通过高能电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对人体进行扫描取得信息的，其原理如图所示：半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，水平放置的目标靶长为，靶左端点、右端点与磁场圆心的距离相等、竖直距离为。从阴极逸出的电子（初速度可忽略），经电场加速后瞄准圆心沿着水平方向进入磁场，经磁场偏转后恰好击中点。设电子质量为、电荷量为，电子枪的加速电压为，不考虑电子受到的重力，求：（1）匀强磁场的磁感应强度的大小。（2）仅通过调节匀强磁场大小，可实现电子束在目标靶上从到的扫描，求的大小范围。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）如图所示根据几何关系可得由此可知电子在磁场中运动的轨迹半径为电子在加速电场中加速，由动能定理有由洛伦兹力充当向心力有联立解得（2）由由洛伦兹力充当向心力有可知，磁感应强度越小，电子在磁场中做圆周运动的轨迹半径就越大，电子到达目标靶N的轨迹半径如图所示根据几何关系可得对应的磁感应强度大小为则可知，磁场强度取最大值时电子恰好打在目标靶M点，当磁场强度取最小值时电子恰好打在目标靶N点，可得磁感应强度B的调节范围为13.连续碰撞检测是一项重要的研究性实验，其模型如图所示：光滑水平面上，质量为的小物块A，叠放在质量为、足够长的木板B上，其右侧静置着3个质量均为的小物块。A与B上表面间的动摩擦因数为。时，A以的初速度在B的上表面水平向右滑行，当A与B共速时B恰好与C相碰。此后，每当A、B再次共速时，B又恰好与C发生碰撞直到它们不再相碰为止。已知重力加速度为，所有碰撞均为时间极短的弹性碰撞，求：（1）时，B（右端）与C的距离；（2）B与C发生第1、2次碰撞间，B（右端）与C的最大距离。（3）C的最终速度大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）由于地面光滑，A、B系统动量守恒，根据动量守恒解得共速时的速度对B从释放到第一次与A共速过程，用动能定理对B分析有解得时，B（右端）与C距离为（2）B与