山西省晋城市2024届高三年级上册第一次模拟考试高中物理试卷(含答案)

山西省晋城市2024届高三上学期第一次模拟考试高中物理试卷

学校：___________姓名：班级：___________考号：

一,单选题

1.“夜光表”上的夜光材料一般有两种：一种是将镭和硫化锌混合，由于镭的辐射，硫

化锌就会发光；一种是储光材料，白天吸收光能，晚上将光能释放出来。有一块手

表，夜光材料是镭和硫化锌混合物，镭的衰变方程为嚷Ra-2篇Rn+X。下列说法正确

的是（）

A.键的衰变为（3衰变

B.镭在高温时衰变比在低温时衰变更快

C.X的质量数比其核电荷数大2

D.X能穿透1cm厚的纸板

2.如图所示，某物理兴趣实验小组在探究一横截面半径为R的圆柱形透明材料的光学

特性时发现，紧靠材料内侧边缘A点的光源发出的细光束AC到达材料表面的C点后

同时发生反射和折射现象，且反射光束恰与直径A3垂直，折射光束恰与A3平行（图

中反射光束及折射光束均未画出）。已知各光束均与A3共面，该材料的折射率为（）

A.V2B.—C.V3D.—

22

3.如图甲所示，通过战斗绳进行高效全身训练是健身房的最新健身潮流之一、健身爱

好者训练时，手持绳的一端上下甩动形成的绳波可简化为简谐横波，手的平衡位置在

%=0处，手从平衡位置开始甩动时开始计时，/=0.5s时绳的波形图如图乙所示，此时

绳波刚好传播到尤=6m处，下列说法正确的是（）

A.绳波传播的速度大小为12m/s

B.绳波第一次从x=0处传到x=6m处的过程中，x=3m处的质点通过的路程为1.2m

C•手从平衡位置开始甩动时起振方向沿y轴正方向

D./=0.5s时，x=3m处的质点的加速度最大

4.离子电推引擎，是利用电场将处在等离子状态的“工作物质”加速后向后喷出而获得

前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也气体全无污染物排放，是环保型机

器。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子和电子，而后

正离子飘入电极A、3之间的加速电场（正离子初速度忽略不计），使正离子加速形

成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。已知43间的电压为U,单位时间

内飘入加速电场的正离子数目为N,每个离子的质量为加、电荷量为“e（其中”是正

整数，e是元电荷），则引擎获得的推力大小为（）

©-►

©

©-*

气体M©©

©©-*

©©-*

电离室/B

CNyllnemU

A.NsjlnemUB.2N[nemUD.NyjnemU

'2

5.大型强子对撞机是将质子加速后对撞的高能物理设备，如图甲所示，对撞机的主要

结构由两个质子束发射器、两个半圆环轨道质子加速器和质子对撞区域组成。半圆环

轨道中的电场线是与圆环共圆心的同心圆弧，且到圆心距离相同的位置电场强度大小

相等，质子沿圆环轨道中心进入半圆环轨道后，在磁束缚装置作用下沿圆环中心加速

运动，最终在对撞区域碰撞。已知质子质量根=L6xl（T27kg、电荷量e=1.6x10-9（2,

半圆环加速轨道中心处到圆心距离火=50m,该处电场强度的大小E=xl（）5v/m。发射

器发射出的质子初速度忽略不计。计算时取兀2=10,不考虑质子质量的相对论效应。

若某次实验时将右侧加速器和发射器往上平移d=0.2m,平移后对撞区域如图乙所

示，质子进入对撞区域时的位置的水平距离。=0.4m,入射点分别为A点和3点，其

他装置不变，为了使质子在对撞区域恰好相撞，可以在对撞区域内加一个垂直纸面向

里的匀强磁场。不计质子受到的重力，取sin37o=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的

A.质子在所加磁场中运动的半径为0.5m

B.所加匀强磁场的磁感应强度大小为8T

C.两质子在对撞区域的磁场中各运动，53乌时相撞

7.2xlO10

D.若所加匀强磁场为两个直径相同、垂直纸面向里的匀强磁场，则每个圆形磁场的最

小面积为」Jn?

160

二、多选题

6.如图所示，一轻质弹簧两端分别固定小球A和'小球A穿在水平粗糙杆上，小球

3穿在竖直光滑杆上，两小球均保持静止。现用竖直向下适当大小的力缓慢拉小球

B,整个过程中小球A静止不动。关于该过程，下列说法正确的是（）

A.小球A受到的合力增大

B.小球B受到竖直杆的弹力增大

C.小球A受到的摩擦力不变

D.两杆受到A、3两球作用力的合力增大

7.某国产手机实现了卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图

所示，赤道上空的三颗通信卫星恰好实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度相

同，均绕地球做匀速圆周运动，且转动方向与地球自转方向相同。地球的半径为凡

地球同步卫星离地球表面高度为6R,地球表面重力加速度大小为g,下列说法正确的

A.三颗通信卫星运行的周期相等

B.三颗卫星离地球表面高度为R

C.其中一颗质量为m的通信卫星的动能为侬

2

D.卫星运行的周期和地球自转周期之比为血：2

8.如图所示，某供电系统是由输出电压可调的交流发电机和副线圈匝数可调的变压器

组成，图中R。表示保护电阻，R为定值电阻，L为灯泡。图中所有电压表和电流表均

为理想交流电表。下列说法正确的是（）

R。

A.若电压表V］的示数减小，开关S一直闭合，且不改变滑片尸的位置，则电流表A1的

示数减小

B.若电压表V］的示数减小，适当下移滑片P,保持开关S一直断开，则可使电流表A1

的示数不变

C.若电压表V］的示数不变，不改变滑片尸的位置，则开关S由断开到闭合时，电流表

A1的示数增大

D.若电压表V］的示数不变，当上移滑片P,开关S一直断开并取下灯泡L,则电流表

A1的示数一定增大

三、实验题

9.某同学在做“某种电池电动势和内阻的测量”实验时，实验室有如图甲所示的器材,

电流表使用0.6A量程时，内阻为1C,电流表使用3A量程时，内阻为0.2C,实验过

程中，通过电流表的电流会大于1A。

乙

(1)如图甲所示，已经连接了一部分电路，请选择合适的器材，用笔画线将实验电路连

接完整。

(2)合上开关后，进行相应实验数据测量。某次测量时，电流表指针位置如图乙所示，

则此时回路的电流为Ao

⑶当电阻箱接入电路的阻值为5.3。时，电流表示数为0.50A；当电阻箱接入电路的阻

值为2.3。时，电流表示数为L00A,可知该电池的内阻为。(结果保留两位有效

数字)。

10.我国曾对珠穆朗玛峰的高度进行了测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重

力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材，设计了测量当地重力

加速度大小的实验。实验步骤如下：

(a)如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53。，在其上表面固定一与

小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。

(b)调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端由

静止释放，用手机记录下小物块沿木板向下做匀加速直线运动的情况。然后通过录像

的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考起点，得到小物块相对于该

点的运动距离L与运动时间t的数据。

(c)该同学选取部分实验数据，画出了士图像，利用图像数据得到小物块下滑的

t

加速度大小为5.6m/s2o

(d)再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

计算结果均保留两位有效数字。

(1)当木板的倾角为37。时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，小物块过测量参考起

点时速度的大小为m/s；根据图线求得小物块下滑时加速度的大小为m/s2

(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为m/s2o

(sin37°=0.60,cos37°=0.80)

(3)根据上述数据，进一步分析得到小物块与木板间的动摩擦因数为一。

四、计算题

11.如图所示，圆柱形导热汽缸开口向上并竖直固定在桌面上，用质量m=10kg、截

面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。测得环境的

热力学温度T=300K。外界大气压强恒为A)=L0xl()5pa,取重力加速度大小

2

g=10m/so

轻绳

m

⑴求汽缸内气体的压强B；

(2)现用一轻绳悬挂该活塞，初始时，轻绳恰好伸直，且不受拉力，现逐渐降低环境温

度，已知轻绳能承受的最大拉力E=200N,求轻绳不被拉断时，环境的最低热力学温

度小

12.如图所示，MN、PQ和JK、ST为倾角皆为。的足够长的金属导轨，都处在垂直于

导轨所在平面向下、磁感应强度大小为3的匀强磁场中，JK与ST平行，相距3L,

MN与PQ平行，相距2L。质量分别为3机、2m的金属杆a和6垂直放置在导轨上。已

知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，a杆和人杆在构成回路

中的总电阻为凡导轨足够长且导轨的电阻不计，重力加速度大小为g。

(1)若。杆固定，由静止释放6杆，求6杆的最大速度；

⑵若同时释放a、6杆，求a杆匀速下滑时的速度大小。

13.如图所示，在同一竖直平面内，光滑的长直斜面轨道A3固定，在3处通过一小

段圆弧(长度可忽略不计)与水平轨道3CDE连接，水平轨道的BC、CD段粗糙，

DE段光滑，C处固定一圆形光滑轨道。轻质弹簧的一端固定在E处的竖直墙面上，另

一端与质量为3机的物块6刚好在。点接触(不拴接)，弹簧处于水平自然长度。将

质量为机的物块。从斜面轨道上的A点由静止释放，一段时间后，物块。从C点进入

半径H=0.4m的圆形轨道，转一圈后又从C'(C、C适当错开一点)点出来沿C'。轨

道运动，在。点与物块6发生弹性碰撞。已知A点距水平轨道的高度力=5m,B、C

间的距离s】=3.8m,C'、。间的距离为S2,物块。与BC、C'。段水平轨道间的动摩擦

因数均为4=0.25,物块)与BC、C'。段水平轨道间的动摩擦因数均为〃2=0.5，取

重力加速度大小g=10m/s2,物块人6均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内。

(1)求物块a运动到C点时的速度大小％；

(2)改变物块a由静止释放的位置，为使物块。经过圆形轨道的最高点P,求释放物块

。时的最小高度%n；

(3)若物块a恰好能经过圆形轨道的最高点P,从圆形轨道出来后沿CD运动与b发生

弹性碰撞，且只能碰撞一次，求的范围。

参考答案

1.答案：c

解析：AC.镭的衰变方程为

嚷Raf■Rn+；He

是a衰变，X的质量数比其核电荷数大

4—2=2

故A错误，C正确；

B.镭的半衰期与温度无关，所以在高温时衰变与在低温时衰变一样快，故B错误;

D.X为a粒子，穿透能力较弱，不能穿透1cm厚的纸板，故D错误。

故选C。

2.答案：C

解析：光路图如图所不：

由几何关系可知

a=,=0=30。，6=60。

由折射定律得

sing

n=------

sin0

解得

n=V3

故选C。

3.答案：A

解析：A.绳波传播的速度

v=—=-^-m/s=12m/s

Az0.5

故A正确;

B.根据图乙可知，波长为6m,即周期为0.5s,绳波第一次从尤=0处传到尤=6m处的

过程中，x=3m处的质点只振动了半个周期，经过的路程为2个振幅，即x=3m处的

质点通过的路程为

s=2A=60cm=0.6m

故B错误；

C.根据同侧法可知，x=6m处的质点的起振方向沿y轴负方向，由于所有质点的起振

方向均与波源的起振方向相同，可知，手从平衡位置开始甩动时起振方向沿y轴负方

向，故C错误；

D.根据上述可知，f=0.5s时，x=3m处的质点处于平衡位置刚刚开始振动，质点位移

为0,可知质点的加速度也为0,故D错误。

故选Ao

4.答案：A

解析：时间/内飘入加速电场的正离子质量

m0=Nmt

电荷量

q=Nnet

电场对离子加速，由动能定理有

qU=；m忒

设在加速过程中引擎对离子的作用力大小为F,根据动量定理有

%%=Pt

解得

F'=NyllnemU

由牛顿第三定律可知，引擎获得的推力大小

F=Ny/2nemU

故选Ao

5.答案：C

解析：A.根据动能定理，电场力做的功等于动能的变化量，有

eEnR=—mv2

2

解得

v=lxlO8m/s

根据题意作出粒子的轨迹如图所示，根据几何关系有

解得

r=0.25m

故A错误；

B.根据洛伦兹力提供向心力有

v2

evB=m——

r

解得

B=4T

故B错误；

C.每个质子在磁场中运动的时间

53K

t—..5..3..°.....2..n..r.-................s

360°v7.2xlO10

故C正确；

D.所加圆形磁场的直径为2R,满足

圆形磁场的最小面积

S=nR'~=——m

80

故D错误。

6.答案：BD

解析：A.对A、3及弹簧组成的整体，竖直方向只受重力和向上的支持力，用竖直向

下适当大小的力拉小球3,小球A静止，受到的合力始终为0,选项A错误；

B.设弹簧与竖直方向的夹角为仇弹簧的劲度系数为底原长为4,小球A到竖直杆的

距离为跖则小球3受到竖直杆的弹力大小

然=左(-...LQ|sin0=k(a-LosinO')

Isin。J

用竖直向下适当大小的力拉小球'小球5向下移动了，则。减小，外增大，选项B

正确；

C.对A、3整体，水平方向合力为0,小球A受到的摩擦力与小球3受到竖直杆的弹力

等大、反向，由B项分析可知，该摩擦力增大，选项C错误；

D.开始时两杆对A、3的合力竖直向上，大小等于A和3整体受到的重力，反过来

A、5两球对杆的合力竖直向下，大小等于A和3整体受到的重力；现用竖直向下适当

大小的力拉小球3,A、3两球对杆的合力增大，选项D正确。

故选BDo

7.答案：AB

解析：A.通信卫星在相同的高度，周期一定相等，选项A正确；

B.若要三颗通信卫星发射的信号能全面覆盖地球的赤道，则其位置关系如图所示

由几何关系可知，ZAOB=120°,ZAOC=60°,为地球半径凡有

cos60°=

oc

解得

OC=2R

所以卫星离地高度为凡选项B正确;

C.卫星受到地球的万有引力提供其做圆周运动的向心力，有

GMm_mv2

（R+hf—R+h

在地球表面有

GMm

~^=mS

其动能

mgR2mgR

E=lmv2==

k—2~2（R+h）^4

选项C错误;

D.地球的自转周期与同步卫星相同，由开普勒第三定律有

J

解得

I23

71

选项D错误。

故选ABo

8.答案：AC

解析：A.电压表V］的示数减小，不改变滑片尸位置，根据

U2n2

可知电压表V2的示数减小，开关S闭合时，定值电阻和灯泡被短路，负载电阻不变,

电流表A2的示数减小，根据

nj［=n2I2

可知电流表A1的示数减小，选项A正确；

B.电压表V］的示数减小，适当下移滑片P,根据

U2%

电压表V2的示数减小，开关S一直断开时，电流表A2的示数减小，选项B错误；

C.电压表V1的示数不变，不改变滑片P位置，根据

电压表V2的示数不变，开关S由断开到闭合时，负载电阻变小，电流表A2的示数增

大，根据

叫=n2I2

可知电流表A1的示数增大，选项C正确；

D.电压表V］的示数不变，适当上移滑片P,根据

4=3

。2〃2

电压表的示数增大，开关S一直断开并取下灯泡L时，负载电阻增大，负载的功率

P2H

R息

不一定增大，可知电流表A1的示数不一定增大，选项D错误。

故选AC-

(2)1.20

(3)0.50

解析：(1)该题中没有电压表，只能用电流表和电阻箱来测量电动势和内阻，电路连线

如答图所不。

⑵实验过程中，通过电流表的电流会大于1A,应使用量程为3A的电流表，最小刻度

为0.1A,则此时回路的电流为L20A。

(3)根据闭合电路的欧姆定律

E=/(R+r+q)

代入得

E=0.5x(5.3+r+0.2)

E=lx(2.3+r+0.2)

解得电池的内阻为

r=0.50Q

10.答案：(1)0.40；3.0

(2)9.6

(3)0.36

解析：(1)设物块过测量参考点时速度的大小为%,根据位移一时间关系有

T1,2

L—+—at

即

2L「

——2%+at

当

%=0

时速度即为参考点的速度，根据题图可得截距为0.80m/s,故

2%=0.80m/s

解得

%=0.4m/s

图像的斜率表示加速度，则有

2.00-0.80.二八.

a=-------------m/s2=3.0m/s2

0.40

(2)(3)木板的倾角为53。，小物块的加速度大小

2

a0=5.6m/s

对小物块，根据牛顿第二定律有

mgsin53°-]umgcos53°=ma0

当倾角为37。时，有

mgsin37°-/nmgcos37°=ma

联立解得

g=9.6m/s2

〃=0.36

11.答案：(l)1.5xl05Pa(2)100K

解析：(1)对活塞进行分析，根据平衡条件有

plS=p0S+mg

解得

Pi=1.5xl05Pa

(2)轻绳上的拉力最大时，环境温度最低，此时对活塞进行分析，根据平衡条件有

p2s+F=p0S+mg

缸内气体做等容变化，根据查理定律有

旦=旦

解得

《=100K

12・答案：⑴》「嚅能⑵”嚅臀

ZnLJDL

解析：(1)固定。杆，6杆切割磁感线加速下滑，产生的电动势为

E=2BLVgx

回路中的电流为

6杆受到的安培力大小为

G=2BIL

对人杆由平衡条件有

2mgsin0=F,安

解得b杆的最大速度为

mgRsmO

V-------------

max2B。/

(2)a杆受到的安培力大小

F安i=3BLI'

6杆受到的安培力大小

&2=2BLV

。杆下滑时的加速度大小

3mgsin0-F却

a,=-----