2024-2025学年山西大学附中高三下学期期中模拟物理试题

2024-2025学年山西大学附中高三下学期期中模拟物理试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大2、如图甲所示，单匝矩形金属线框abcd处在垂直于线框平面的匀强磁场中，线框面积，线框连接一个阻值的电阻，其余电阻不计，线框cd边位于磁场边界上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度B的正方向，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是（）A．0～0.4s内线框中感应电流沿逆时针方向B．0.4～0.8s内线框有扩张的趋势C．0～0.8s内线框中的电流为0.1AD．0～0.4s内ab边所受安培力保持不变3、如图所示，半径为R的竖直半球形碗固定于水平面上，碗口水平且AB为直径，O点为碗的球心．将一弹性小球（可视为质点）从AO连线上的某点c点沿CO方向以某初速度水平抛出，经历时间（重力加速度为g）小球与碗内壁第一次碰撞，之后可以恰好返回C点；假设小球与碗内壁碰撞前后瞬间小球的切向速度不变，法向速度等大反向．不计空气阻力，则C、O两点间的距离为（）A． B． C． D．4、下列说法正确的是（）A．中子与质子结合成氘核时吸收能量B．卢瑟福的粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的C．入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则不可能发生光电效应D．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加5、在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的1．1倍。假设将来地球的自转周期变小，但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为A．5小时 B．4小时 C．1小时 D．3小时6、关于原子核及其变化，下列说法中正确的是（）A．衰变和裂变都能自发的发生B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等二、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、如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态。其中，状态和状态为等温过程，状态和状态为绝热过程。在该循环过程中，下列说法正确的是__________。A．的过程中，气体对外界做功，气体放热B．的过程中，气体分子的平均动能减少C．的过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加D．的过程中，外界对气体做功，气体内能增加E.在该循环过程中，气体内能增加8、关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同9、如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是（）A．金属棒b稳定时的速度大小为B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为10、如图所示是宇宙空间中某处孤立天体系统的示意图，位于点的一个中心天体有两颗环绕卫星，卫星质量远远小于中心天体质量，且不考虑两卫星间的万有引力。甲卫星绕点做半径为的匀速圆周运动，乙卫星绕点的运动轨迹为椭圆，半长轴为、半短轴为，甲、乙均沿顺时针方向运转。两卫星的运动轨迹共面且交于两点。某时刻甲卫星在处，乙卫星在处。下列说法正确的是（）A．甲、乙两卫星的周期相等B．甲、乙两卫星各自经过处时的加速度大小相等C．乙卫星经过处时速度相同D．甲、乙各自从点运动到点所需时间之比为1：3三、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）要测定一节干电池（电动势约1.5V，内阻约0.5Ω，放电电流不允许超过0.6A）的电动势和内电阻，要求测量结果尽量准确。提供的器材有：A．电流表A1：挡位1（0~3A，内阻约0.05Ω），挡位2（0~0.6A，内阻约0.2Ω）B．电流表A2：0-300μA，内阻rA=100ΩC．定值电阻：R0=2Ω，R1=900Ω，R2=4900ΩD．滑动变阻器：R3（0—5Ω，2A），R4（0~15Ω，1A）E.开关一只、导线若干(1)测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位____（填“1”或者“2”）。(2)测量电压的仪表：应将定值电阻______（填“R0”、“R1”或“R2”）与A2串联，使其成为改装后的电压表。(3)干电池内阻太小，应选择定值电阻____（填“R0”、“R1”或“R2”）来保护电源。(4)若要求A1表电流在0.1A-0.5A范围内连续可调。则滑动变阻器应选择__________（填“R3”或“R4”）。(5)为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中（图中V表为改装后的电压表），应选择____________（填“图（a）”或“图（b）”）。(6)进行实验并记录数据。用I1、I2分别表示A1、A2表的示数，根据测量数据作出如图（c）所示的I2-I1图像，由图像可得：电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（保留到小数点后两位）12．（12分）某同学采用如图甲所示的实验装置来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒．实验步骤如下：A．将斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处于水平；B．出口末端拴上重锤线，使出口末端投影于水平地面0点．在地面上依次铺上白纸.复写纸；C．从斜槽某高处同一点A由静止开始释放小球，重复10次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置；D．用米尺测出A点与槽口之间的高度h，槽口B与地面的高度H以及0点与钢球落点P之间的距离s．(1)实验中，0点与钢球平均落点P之间的距离s如图乙所示，则s=______cm；(2)请根据所测量数据的字母书写，当s²=_____时，小球沿斜槽下滑过程中满足机械能守恒．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，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l，导轨上端接有电阻R和一个理想电流表，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界，磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN，从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落，金属杆进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)磁感应强度B的大小；(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小；(3)金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压大小。14．（16分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=52(1)a粒子的发射速率(2)匀强电场的场强大小和方向(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值15．（12分）处于真空中的圆柱形玻璃的横截面如图所示，AB为水平直径，玻璃砖的半径为R，O为圆心，P为圆柱形玻璃砖上的一点，与水平直径AB相距，单色光平行于水平直径AB射向该玻璃砖。已知沿直径AB射入的单色光透过玻璃的时间为t，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，求：（1）该圆柱形玻璃砖的折射率n；（2）从P点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间。

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．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故A错误；B．一个氢原子，从激发态向基态跃迁，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到的激发态，再向低能级跃迁可以辐射出10种频率的光子，故C正确；D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，动能变小，电势能变大，故D错误。故选C。2、C【解析】

A．由图乙所示图线可知，0-0.4s内磁感应强度垂直于纸面向里，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误。B．由图乙所示图线可知，0.4-0.8s内穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，线框有收缩的趋势，故B错误。C．由图示图线可知，0-0.8s内的感应电动势为线框中的电流为：故C正确。D．在0-0.4s内感应电流I保持不变，由图乙所示图线可知，磁感应强度B大小不断减小，由F=ILB可知，ab边所受安培力不断减小，故D错误。故选C。3、C【解析】小球在竖直方向的位移为，设小球与半球形碗碰撞点为D点，则DO的连线与水平方向的夹角为300，过D点作CO连线的垂线交于CO连线E点，则OE=，小球下落h时竖直方向的速度为，则水平方向的速度，所以水平方向的位移为，由几何关系可知，CO=，故C正确．4、D【解析】

A．中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故A错误；B．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故B错误；C．根据光电效应方程知入射光的频率不变，若仅减弱该光的强度，则仍一定能发生光电效应，故C错误；D．电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据可知半径越小，动能越大，故D正确。故选D。5、B【解析】

设地球的半径为R，则地球同步卫星的轨道半径为r=1.1R，已知地球的自转周期T=24h，地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小。由公式可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小。由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图。由几何关系可知地球同步卫星的轨道半径为r′=2R由开普勒第三定律得故B正确，ACD错误。故选B。6、D【解析】

A．衰变能自发发生，裂变不能自发发生，A错误；B．衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，所以电子不是原子核的组成部分，B错误；CD．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，C错误，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、BCD【解析】

A．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A错误；B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；C．C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；D．D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，故D正确；E．循环过程的特点是经一个循环后系统的内能不变。故E错误。故选BCD。8、ACE【解析】

A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；B．弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，选项B错误；C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；D．波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，选项D错误；E．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E正确；故选ACE.9、BCD【解析】

A．对金属棒a、b分别由动量定理可得，联立解得两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则即则，A错误；B．在金属棒b加速运动的过程中，有即解得B正确；C．根据法拉第电磁感应定律可得解得C正确；D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热则金属棒a产生的焦耳热D正确。故选BCD。10、AB【解析】

A．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相等，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，故A正确；B．甲、乙在点都是由万有引力产生加速度，则有故加速度大小相等，故B正确；C．乙卫星在两点的速度方向不同，故C错误；D．甲卫星从到，根据几何关系可知，经历，而乙卫星从到经过远地点，根据开普勒行星运动定律，可知卫星在远地点运行慢，近地点运行快，故可知乙卫星从到运行时间大于，而从到运行时间小于，故甲、乙各自从点运动到点的时间之比不是1：3，故D错误。故选AB。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、2R2R0R4图(a)1.490.49【解析】

(1)[1]．测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位2。(2)[2]．测量电压的仪表：应将定值电阻R2与A2串联，使其成为改装后量程为的电压表。(3)[3]．干电池内阻太小，应选择与内阻阻值相当的定值电阻R0来保护电源。(4)[4]．若要求A1表电流在0.1A-0.5A范围内连续可调。则滑动变阻器最大值为最小值则滑动变阻器应选择R4。(5)[5]．因改装后的电压表内阻已知，则为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中，应选择图（a）。(6)[6][7]．由图可知电流计读数为I2=298μA，对应的电压值为则电池的电动势为E=1.49V，内阻为12、40.54hH【解析】

（1）由图可知s=40.5cm；（2）从起点O到P的过程中重力势能减少量是：△Ep=mgH；槽口B与地面的高度h以及O点与钢球落点P之间的距离S，根据平抛运动的规律，则有：S=v0t；h=gt2，因此v0=S；那么增加的动能：△EK=；若机械能守恒，则需满足，即S2=4hH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、(1)；(2)；(3)【解析】

(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有解得磁感应强度为(2)设电流稳定后导体棒做匀速运动的速度为，则有感应电动势感应电流解得(3)金属杆在进入磁场前，机械能守恒，设进入磁场时的速度为，则由机械能守恒定律，则有此时的