物理-黑龙江省牡丹江市普通高中协同发展共同体2023-2024学年高三下学期第一次模拟试题和答案

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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．2024年3月，山东威海实现自主核能供热，全球首座第四代核电站开始向居民供暖，是核能综合利用的一次突破。目前核电站获取核能的基本核反应方程：5U+n4Ba+X+3n，其中4Ba不稳定，衰变的半衰期为T，下列说法正确的是()A．反应产物X的中子数为50B．上述核反应也称热核反应，由于质量亏损而释放出能量C．反应产物X的比结合能比5U的比结合能小D．1.5kg的4Ba原子核，经过3T后4Ba剩余的质量是开始时的2．一物体在水平面上做直线运动，其图像如图所示。下列说法正确的是()A．若该图像为v-t图像，则在0-c时间内物体的平均速度小于B．若该图像为x-t图像，则在0-c时间内物体先做加速运动再做减速运动C．若该图像为v-t图像，则在0-c时间内物体的最大位移出在b时刻D．若该图像为x-t图像，则在0-c时间内物体的最大位移出在c时刻3．2024年3月27日18时36分在四川阿坝州壤塘县（北纬31.69度，东经101.31度）发生4.1级地震，震源深度15千米。地震发生时监测站监测到一列沿x轴传播的地震横波，t=0时刻波形如图甲所示，质点P从t=0时刻开始的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是()A．该波沿x轴正方向传播B．该波沿x轴传播20km距离需要5sC．Q点的振动方程为y=2sin（2πt）cmD．该波与频率为2Hz的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样4．“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，春天正是踏青放风筝的好时节。如图所示，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中，若气流对风筝的作用力大小不变，下列说法正确的是()A．地面受到人的作用力方向斜向右上方B．细线由实线位置变为虚线位置，细线的拉力变小C．细线由实线位置变为虚线位置，地面对人的支持力变大D．细线由实线位置变为虚线位置，地面对人的摩擦力变大5.如图甲所示，无线充电是近年来发展起来的新技术，具有使用方便、不易老化磨损等优点，同时也存在着传输距离短、能量损耗大等不足。图乙为其工作原理图，其送电线圈与受电线圈匝数比为20:1，若在ab端输入U1=220sin100πt(V)的交流电压，则cd端的输出电压U2可能为()A．10VB．11VC．22VD．44V6.嫦娥五号是中国探月工程第六次任务，标志着探月工程“绕、落，回”三步走的圆满完成。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图：Ⅰ是地月转移轨道.Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P，Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点，椭圆轨道Ⅲ的半长轴为a，嫦娥五号在椭圆轨道Ⅲ运行周期为T．圆轨道Ⅳ到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑月球的自转，则()A．嫦娥五号在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度B．嫦娥五号由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需要在P处向后喷气加速C．由题中已知条件，可以推知月球的密度D．嫦娥五号在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为直7．如图所示，一物块置于足够长的水平传送带上，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧右端与物块接触但不栓接，墙壁与物块间系不可伸长的轻绳使水平方向的弹簧处于压缩状态，压缩量为0.2m（弹性限度内）。已知物块质量为0.5kg。物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5、重力加速度g=10m/s2。若传送带不动，剪断轻绳，当弹簧刚好恢复原长时物块的速度为零；若传送带以v=3m/s的速度顺时针匀速转动，则剪断轻绳后()A．在弹簧恢复原长的过程中，物块向右先做加速运动，后做减速运动B．弹簧恢复原长时，物块速度大小为2m/sC．物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为2.5JD．弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为2.75J8.一定质量的理想气体从状态a经状态b、c、d回到状态a，此过程气体的p-V关系图像如图所示，其中da过程为双曲线的一部分，ab、bc、cd过程平行于坐标轴.已知在状态a时气体温度为T0，则()A．在状态c时气体的温度为T0B．ab过程气体吸热C．da过程气体对外做功3p0V0D．从状态a经一次循环再回到状态a的过程中气体向外放热大于3p0V09．如图所示，ABCD是边长为l的正三棱锥，虚线圆为三角形ABD的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切点，O为圆心，正三棱锥的顶点A、B和D分别固定有电荷量为+Q、+Q和-Q的点电荷，则()A．同一带正电的点电荷分别置于M、P两点的电势能相等B．将质子由C移动到M，电势能减少C．M、P两点的电场强度相同D．将电子由P移动到N，电场力做正功10.如图所示的等边三角形区域ACD内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AC的中点O处有一粒子发射源，能向磁场区域沿垂直AC的方向发射一系列速率不同的同种正粒子，已知粒子的比荷为k，磁场区域的边长为L。则下列说法正确的是()A．粒子速度越大在磁场中运动的时间越短B．从AC边离开的粒子在磁场中运动的时间相同BkLC．从AC边离开的粒子，速率的最大值为BkLC．从AC边离开的粒子，速率的最大值为D．从AD边的中点离开的粒子，速率为二、实验题（共14分）116分）某校举办科技节活动，一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置，如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内O点，细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静止时，根据悬绳与竖直方向的夹角θ,便可得到小车此时的加速度。（1）为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，该选手利用单摆进行测量，每当摆球经过最低点时记数一次，从计数1到51用时40秒，则该单摆周期为s；若已知单摆摆长为l，周期为T，则计算当地重力加速度的表达式为g=;（2）该加速度测量仪的刻度。（填“均匀”或“不均匀”）12、（8分）超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为p=6x10一8Ω.m，用多用电表粗测其电阻Rx心50Ω,用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。（1）游标卡尺测量出涂层的长度为L，宽度为d。（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：①电源E（电动势为3V、内阻约为0.2Ω)②电压表V（量程1.0V、内阻为1000Ω)③电流表A1（量程0.06A、内阻r1=1Ω)、A2（量程6A、内阻r2=0.3Ω)④滑动变阻器R1（阻值20Ω),滑动变阻器R2（阻值2000Ω)⑤定值电阻R0（阻值2000Ω)⑥导线若干，开关一只（3）测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选；为了测量范围大一些，滑动变阻器R应选。（均用所选仪器的符号表示）（4）请在图丙虚框中画出所需元件，并在图丁中完成实物连线。（5）经测量，电压表示数为U，电流表示数为I，则该涂层上下总厚度为（用题目所给的物理量符号表示）。三、计算题（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13（10分）如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点。质量为m的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为μ,弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连。长为L不可伸长质量不计的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L。装置静止时将小球向左缓慢推到距A点0.4L处时松手，小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，不计转轴所受摩擦。（1）求弹簧的劲度系数k；（2）求小球与轻杆间恰无相互作用力时装置转动的角速度ω;14.（12分）随着监控技术的不断发展，现在大街小巷、家家户户都安装了监控摄像等设备。如图所示为一监控设备上取下的半径为R的半球形透明材料，球心为O点，A点为半球面的顶点，且满足AO与渡有反射膜的底面垂直。一束单色光平行于AO射向半球面的B点，折射光线通过底面D点，经D点反射后射向半球面上的E点（图中未画出），光真空传播速度为c。已知B到OA连线。求:（1）此材料的折射率；（2）求该单色光在半球形透明材料中传播时间t。1518分）如图所示，倾角为θ=30°、间距L=0.5m、电阻不计的金属轨道固定放置且足够长，沿轨道建立x轴，边界OO,与坐标原点O在一条直线上且垂直x轴。x＜0区域：B1=1T，垂直轨道的U形框由金属棒de（阻值R1=0.2Ω)和两绝缘棒cd、ef组成。另有质量为m2=0.1kg、长度=0.2Ω的金属棒ab在离cf一定距离处获得沿斜面向下的冲量后沿轨道向下运动。金属棒ab及U形框与轨道间的动摩擦因数 （1）ab棒释放后的短时间内比较d、e两点的电势高低。（2）若棒ab从某处释放，同时U形框解除锁定，为使棒ab与U形框碰撞前框能保持静止，则释放ab时所加的初速度的最大值。（3）若棒ab在x=-0.16m处释放，且初速度为=4m/s，同时U形框解除锁定，求棒ab与框发生完全非弹性碰撞后ed棒的最大位移。1、【答案】1、【答案】D【详解】A．根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为+X+3n可知反应产物X的中子数为53，故A错误；23592B．该核反应为重核裂变反应，B错误；C．核反应中生成物比反应物稳定，比结合能大，C错误；余D．根据半衰期公式m余88t3=所以1.5kg的4Ba原子核，经过3T后22、【答案】A【详解】AC.若该图像为v-t图像，若为匀变速直线运动，则0-b和b-c时间段内图线均为直线，平均速度为，但由于0-b时间段内图线为曲线，因线下面积为位移，所以实际位移小于匀变速运动位移，则0-c时间内物体的平均速度小于a，直线在0-c时间内物体的最大位移出在c时刻，2A正确，C错误；BD.若该图像为x-t图像，图线斜率表示物体运动速度，则在0-c时间内，物体先做加速运动再做匀速运动，物体的最大位移出在b时刻，BD错误。故选A。3．【答案】B【详解】【详解】A．由图乙可知质点P在t=0时刻向下振动，根据平移法可知该波沿x轴负方向传播，故A错误；B．由图甲、乙可知波长为4km，周期为1s，则该波的波速为v==4km/s沿x轴传播20km距离需要t,=x=5s故B正确；vC．波沿x轴负方向传播，则Q点在t=0时刻向下振动，振动方程为y=-2sin（t）cm=-2sin（2πt）cm故C错误；TD．该波的频率为f==1Hz与频率为2Hz的简谐横波相遇，不能形成干涉图样，故D错误；故选B。4.【答案】4.【答案】B【详解】A．人在地面上受竖直向下的重力、向上的支持力、向右的摩擦力和斜向左上方的细线拉力，所以人受到地面的作用力即支持力和摩擦力的合力，方向应斜向右上方，由牛顿第三定律可知，地面受到人的作用力方向斜向左下方，故A错误；B．当细线由实线位置变为虚线位置，对风筝分析，绳子拉力T与风筝重力G的夹角减小，若气流对风筝的作用力大小不变，作出力的三角形，如图所示由此可知，细线的拉力减小，故B正确；CD．对人和风筝整体分析，则有Fsinθ=fFcosθ+N=G+G人细线由实线位置变为虚线位置，气流对风筝的作用力F大小不变，方向与竖直方向的夹角θ变小，所以地面对人的摩擦力f减小，地面对人的支持力N减小，故CD错误。故选B。【详解】根据题意可知输入端电压的有效值为U1=V=220V根据变压器电压与线圈匝数的关系有 22实际存在漏磁损耗，所以cd端的输出电压U2可能为10V。故选A。66、【答案】C【详解】A．根据牛顿第二定律【详解】A．根据牛顿第二定律G=ma解得a=在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度小于经过Q点的加速度，故A错误；B．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需要制动减速，需在P处向前喷气。故B错误。C．设月球表面有一个质量为m的物体，根据万有引力等于重力，在月球表面时，有G=mg可得月球的质量为M=gR2G月球的密度p=M =VgR2 G3g=可以推知月球的密度，故C正确；D．“嫦娥五号”在Ⅳ轨道上绕月运行时有G故选C。=m解得速度大小为v=gRgR2R+h77、【答案】B【详解】B．若传送带不动，弹簧压缩量为0.2m到恢复原长时物块的速度为零，由动能定理W-μmgx=0弹簧弹力做功为W=0.5J若传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，剪断轻绳后。弹簧恢复原长时，弹簧弹力做功不变，摩擦力做正功，根据动能定理W+μmgx=2mv1弹簧恢复原长时，物块速度大小为v1=2m/sB正确；A．由B选项分析可知，在弹簧恢复原长的过程中物块的速度一直小于传送带速度，物块所受的滑动摩擦力一直水平向右，弹力水平向右，则物块向右做加速运动，A错误；C．物块与弹簧分离后，在摩擦力的作用下做匀加速直线运动，直至共速后做匀速直线运动，匀加速运动过程中，摩擦力做功为W,，由动能定理得W,=222mv-2mv1=1.25J则物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为Wf=W+W,=1.75JC错误；μmgmD．根据牛顿第二定律，物块匀加速运动的加速度大小为μmgm间为t==0.2s=μg=5m/s2匀加速至共速的时这段时间内，物块运动距离为x1=t=0.5m传送带运动距离为x2=vt=0.6m则弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为Q=μmg(x2-x1)=0.25JD错误。故选B。8、【答案】BD【详解】A．ac过程，由理想气体状态方程得2p0.2V04p0.3V0=0cT0c解得TTA错误；B．ab过程，气体体积增大对外做功，压强不变，温度升高，内能增大，气体吸热；B正确；C．da过程，气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积，由图得其小于3p0V0，C错误；D．在一次循环过程后，内能不变，整个过程中，外界对气体做功大于3p0V0，根据热力学第一定律可知，在一次循环过程中气体放出的热量大于3p0V0，D正确。故选BD。99、【答案】AD【详解】A．根据对称性可知，M点和P点的电势相等，则同一带正电的点电荷分别置于M、P两点的电势能相等，故A正确；B．根据等量异种电荷等势面关系图可知，若仅考虑B处和D处点电荷时，C点和M点的电势相等，质子由C到M，靠近A处的正点电荷，电场力做负功，电势能增加，故B错误；C．根据对称性可知，M点和P点的电场强度大小相等，方向不同，故C错误。D．在A处点电荷产生的电场中，N点和P点的电势相等，在B处点电荷产生的电场中，N点的电势大于P点的电势，在D处点电荷产生的电场中，N点的电势大于P点的电势，所以N点的电势高于P点的电势，电子在N点的电势能小于在P点的电势能，则电子由P到N，电势能减小，电场力做正功，故D正确；故选AD。1010、【答案】BD【详解】ABC．当粒子的轨迹与AD边相切时，能从AC边离开的粒子的速度最大，轨迹如图所示，轨迹与AD边的切点为H，圆心为O1，则由几何关系可知RRL1sin60。2又解得33BkL当粒子的速度小于v1时，粒子从AC边离开磁场，个圆周，又T=由图可知从AC边离开的粒子在磁场中均转动半kB所以从AC边离开磁场的粒子在磁场中运动的时间相同，故AC错误，B正确；D．当粒子从AD边的中点离开磁场时，粒子的轨迹如图所示，则粒子轨道的圆心应为A，则粒子的轨道半径为v=1又解得BkLBkLv=22故D正确。故选BD。11、答案1.6（2分2分）不均匀（2分）（1）[1]由题意，知单摆周期为T===1.6s2[2]根据单摆周期公式T=2π则计算当地重力加速度的表达式为g=（2）[3]由受力分析，结合牛顿第二定律，得mgtanθ=ma解得a=gtanθ可知加速度不随角度均匀变化。12、答案（3）A1（1分）R1（1分4）丙图（2分）丁图（2分）(（2分）【详解】本实验测导电薄膜的电阻，通过待测电阻的最大电流为mRx测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，当电流表选择量程0.06A，此时被测电阻两端的电压3V，而电压表V量程只有1.0V，为了放大电压表量程，可以利用定值电阻R0=2000Ω串联，当电压表示数为1V，则实际两端电压为3V。为了测量范围大一些，应采用滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选总阻值小的R1。（4）[4]由（3）分析可得，实验电路、实物连线如图所示。DB2 3 3 R6（5）[5]根据欧姆定律Rx1+r=1I根据电阻定律RxL=Pdh可得h= PLI13、（10分12【详解】（1）依题意，有k（0.6L－0.4L）=μmg（2分）解得k2分）（2）小球与轻杆间恰无弹力时受力情况如图所示，此时弹簧长度为0.8L有Tsin37°=mg（2分）Tcos37°+k（0.8L－0.6L）＝0.8mω2L（2分）解得ω=（2分）1412分12）3Rc【详解】（1）根据题意，画出光路图，如图所示2-OG2则有BD=DFDF2+BF2R（1分）此材料的折射率为n==（2分）（2）由几何关系，结合（1）分析可知经ODE=60。连接AD，则有tanODA==（1分）解得经ODA=60。即E点和A点重合，则反射光DE在圆弧上的入射角为30。1分） ），R有几何光线得Rsin600ADsin600 R3（1分）根据vvc（2分）1515、（18分）【答案】（1）Qe＞Qd2）4.8m/s3）3m【详解】（1）根据右手定则，可知ab棒上的感应电流为a到b，则e点的电势高，故（2）金属棒ab向下运动时，由于m2gsin30。=μm2gcos30。（1分）重力沿斜面的分力与摩擦力等大反向，因此金属棒ab释放后，在安培力作用下运动，金属棒ab做加速度减小的减速运动，ab受到的安培力为2a2（1分）由左手定则可知﹐U形框受到安培力的方向沿导轨平面向上，大小为FF安其中2因此获得冲量的瞬间，U形框受到的安培力最大，最容易发生滑动。为使U形框静止，此时U形框受到的摩擦力沿导轨平面向下为最大静摩擦力，大小为m1f=μmgcosm1U形框静止有金属棒ab释放时所加的初速度满足的条件为即释放ab时所加的初速度的最大值4.8m