山西省2024年高考物理模拟试卷及答案3

山西省2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、单选题得分1．原子结构模型发展是指从1803年道尔顿提出的第一个原子结构模型开始，经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程。科学家发现光既能像波一样向前传播，有时又表现出粒子的特征。因此我们称光有“波粒二象性”。关于原子结构和光的波粒二象性，下列说法正确的是（）A．卢瑟福核式结构模型可以解释氢原子光谱 B．电子束动量越小，粒子性越显著C．康普顿效应说明光具有粒子性 D．光电效应可以用经典物理学解释2．理论研究表明：通电长直导线之间相互作用力F=kI1I2r，k为一常数、r为直线电流之间的距离。如图，在光滑水平面上放置三根长度相同、平行通电直导线，它们在安培力作用下处于平衡状态，下列电流IA．1A、1A、2A B．2A、2A、4A C．2A、1A、2A D．1A、1A、1A3．减速剂是核反应中用来降低快速运动的中子速度，使快中子减速为热中子，从而提高裂变反应的几率的物质。核反应所产生的中子运动速度过快不适用于引起核裂变，这些快速运动的中子必须在被核燃料吸收发生核反应之前将运动速度减慢，通常的方法是使用减速剂，即中子与减速剂的原子核发生碰撞而使速度降低。主要的减速剂包括重水、石墨、轻水、铍等。为了让中子速度降低，用石墨和重水（H原子是氘）作为减速剂，且中子与石墨中碳核、重水中氘核发生弹性正碰，碰撞前石墨中碳核和氘核视为静止，它们只发生一次碰撞，则中子与石墨中碳核和重水中氘核碰撞完成后的速率之比约为（）A．3313 B．1113 C．13114．如图，一束复色光与竖直方向成30°沿半径方向射入半圆形透明介质，在竖直光屏上出现三个光斑，分别位于P、Q、R处。下列说法正确的是（）A．P处的光比Q处的光频率高B．增大入射角，P处的光最先消失C．P处的光比Q处的光更容易发生衍射现象D．在同一双缝干涉实验中，P处的光比Q处的光条纹更窄5．某物理兴趣小组在学习《机械能守恒定律》后，用仿真物理实验室软件模拟了如下实验：轻绳一端固定在天花板上，在轻绳中点和另一端各固定一个等质量小球，开始时系统在外力作用下处于水平状态，以下四幅图为两球由水平状态释放后向左运动过程中不同时刻的位置图。下列说法正确的是（）A．甲图中轻绳末端小球机械能正在减少 B．乙图中轻绳末端小球机械能达到最大值C．丙图中轻绳末端小球机械能正在增加 D．丁图中轻绳末端小球机械能达到最大值阅卷人二、多选题得分6．太阳系行星在众多恒星背景下沿一定方向移动，但也会出现反常，即改变了移动方向出现“逆行”现象。行星的逆行在天空（天球背景）看起来好像倒退一样，其中水星的逆行现象每年都会发生3次，若以地球为参考系观察到水星的运动轨迹如图。已知每当地球与水星相距最近时就发生一次逆行，水星比地球更靠近太阳，假设水星和地球绕太阳公转方向相同且轨道共面。下列说法正确的是（）A．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为1B．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的周期之比约为1C．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为1D．水星和地球绕太阳做匀速圆周运动的半径之比约为17．某飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率成正比（即F阻=kv，k为常量）。当发动机以最大推力工作时，飞行器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为v1A．发动机的最大推力为Mg+kB．当发动机不工作时飞行器匀速下落速度为vC．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为vD．发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为v8．我国最早的实验性电磁炮是303EMG型，在1988年进行的第一次试射，当时发射的炮弹只有30克。随后在哈工大、河北炮兵工程学院等22所大学和研究所开展了电磁发射研究。某电磁炮装置如图，间距为L足够长的光滑水平导轨与电源串联，电源电动势为E、内阻为r，两根导体棒平行放置在导轨上，导轨电阻忽略不计，左右两导体棒的质量相等，均为m，电阻均为R。下列说法正确的是（）A．最终左右两导体棒的速度之比为2：1 C．最终通过左右两导体棒的电量之比为1：2 阅卷人三、实验题得分9．某物理兴趣小组在学习《单摆》后设计了一种异形摆，并通过实验研究它的周期。如图1，异形摆是由一根刚性轻杆和两个质量、大小相同的摆球组成的。它的周期可以用一个等效摆长L'来表示，即T=2πL'g。他们通过查阅相关资料发现（1）如果异形摆作简谐运动，则异形摆周期与振幅（填“有关”或“无关”）。（2）当x增大时，则异形摆的周期如何变化：。（3）当x为（用L表示）时，异形摆周期有最小值。10．某实验小组采用如图1所示的电路图测电流表的内阻rg电阻箱甲，最大阻值为9999.电阻箱乙，最大阻值为999.电源E，电动势约为3V，内阻不计；另外有开关2个，导线若干，量程为0.实验步骤为：①断开S1、S②合上S1③合上S2，调节R1，使电流表A半偏，则（1）可变电阻R1应选择（填“甲”或“乙”），为使结果尽量准确，可变电阻R应选（2）认为内阻rg=R1，此结果与（3）某同学根据图1设计了图2所示电路，电源内阻略不计（a）S1断开，把R（b）S1闭合，S2接a，调节（c）再将S2接b，同时调节R和R2，使按照以上步骤测量电流表的内阻rg=R，此结果与rg阅卷人四、解答题得分11．水枪是小朋友们非常喜欢的玩具，水枪后端有一个圆柱形水壶。如图，圆柱形水壶密封时容积为V，打气筒室容积ΔV=V40。某次倒入水壶中水的体积为3V4并密封，初始壶内气体压强为p0，然后开始打气，每一次打入压强为p0（1）至少打几次气后，水壶里的水可以全部喷完；（2）若在喷水过程水壶中空气从外界吸收热量15J，求壶中空气对外做功是多少。12．在足够大空间存在竖直向下的匀强电场E，一质量为m、电量为q的带电粒子从某点以速度v0（1）求粒子在运动过程中速度方向与位移方向夹角正弦的最大值。（2）如图，斜面倾角为45°，带电粒子在斜面底端正上方h处，若粒子水平初速度大小可变化，求粒子落在斜面上动能的最小值。13．如图，在足够大的光滑、绝缘水平面上有两物块A和B，质量分别为2m、m，其中A带电量为+q，B不带电，开始时A与B相距s0（1）求物块A与B发生碰撞后瞬间物块B的速度大小；（2）两物块从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间；（3）若B的质量为m，A的质量为km，k>2，A所带电量为+kq，求两物块第2022次碰撞后到第2023次相撞的时间间隔。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、卢瑟福的核式结构不能解释氢原子光谱，氢原子光谱由波尔氢原子理论能级跃迁解释，A错误；

B、由P=ℎλ可知，电子束动量越小，波长越大，波动性越明显，B错误；

C、康普顿效应表明光子具有动量，所以光子具有粒子性，C正确；

D、光电效应说明光具有粒子性，不能用经典物理学解释，D正确；

故答案为：C2．【答案】C【解析】【解答】设AB、BC导线之间的间距分别为：r1和r2，

由导线之间的作用力对A导线受力分析可得：KI1I2r1=K3．【答案】A【解析】【解答】由题意可知，碳核的质量数为12m，氘核的质量数为2m，中子的质量数为m，设中子初速度为v0，则根据弹性碰撞动碰静原理，中子分别与碳核和氘核碰撞后中子的速度分别为：v1=m−12mm+12mv0=−114．【答案】C【解析】【解答】由光路图可知，P出光的偏折最小，频率最小，波长最长，增大入射角Q先发生全反射，波长越长越容易发生衍射且干涉条纹更宽，ABD错误，C正确；

故答案为：C

【分析】根据光的偏折程度可以确定光的频率、波长的大小关系，由全反射定律、明显衍射的条件、干涉条纹间距公式可以正确判断。5．【答案】B【解析】【解答】A、甲图中轻绳末端对小球的拉力与末端小球的速度方向夹角为锐角，拉力做正功，末端小球机械能增加，A错误；

B、乙图中轻绳对末端小球的拉力方向刚好与小球速度方向垂直，轻绳拉力做正功结束，末端小球机械能达到最大值，B正确；

C、丙图中轻绳末端对末端小球的拉力方向与小球速度方向夹角为钝角，拉力做负功，末端小球机械能减小，C错误；

D、丁图中末端小球的速度为零，机械能小于初始机械能，也一定小于乙图中机械能，D错误；

故答案为：B

【分析】由曲线运动速度方向是轨迹上该点切线方向，确定与轻绳拉力方向的夹角判断拉力做功，从而判断小球机械能的变化规律。6．【答案】B,D【解析】【解答】AB、由水星的逆行现象每年都会发生3次可知，每次的时间间隔：t=13年

已知每当地球与水星相距最近时就发生一次逆行，水星轨道半径小角速度大，即在t=13年时间内水星多转一圈，

可得：ω水−ω地t=2π，又因为：ω=2πT

可得：27．【答案】A,B,C【解析】【解答】A、当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，最终匀速运动可得：F=Mg+Kv2，A正确；

B、当飞行器匀速向下运动时：Kv1=Mg+F，与上式联立可得：Mg=Kv1−v22，

当发动机不工作时飞行器下落的最大速度：Mg=Kv=Kv1−v228．【答案】B,D【解析】【解答】AB、两导体在安培作用下向左运动，同时两导体棒切割磁感线产生动生电动势，当动生电动势等于电源电动势时，二者以最大速度匀速运动，则可得：E=BLvm，vm=EBL，A错误，B正确；

C、对导体棒由动量定理：mvm=F安t=BILt=BLq可知：q=EmB2L29．【答案】（1）无关（2）先减小后增大（3）(【解析】【解答】（1）由异形摆的周期公式可知，异形摆的周期与振幅无关；

（2）由异形摆的T−x图像可知，随x的增大，周期先减小后增大；

（3）由x2+L2x+L=x+L10．【答案】（1）乙；甲（2）偏小（3）相等【解析】【解答】（1）可变电阻R分压限流，选大电阻，可变电阻R1的阻值和待测电流表内阻相差不多，选小电阻，故可变电阻R1应选择电阻箱乙、可变电阻R应选变阻箱甲；

（2）电路稳定后，由于闭合s2使得回路总电阻减小，总电流增大，R1需要调整的更小一点才能使电流表的读数减半，故测量值偏小；

（3）当S1闭合，S2接a，调节R1使电流表满偏时：Ig=ER1+rg，

当电流表半偏时：1211．【答案】（1）解：设状态1：p1=p0，V1=V4，至少打n次气后水壶中为状态2：p气体由状态2到状态3做等温变化，由玻意耳定律p联立两式求得n=30（2）解：喷水过程中由于环境温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，有ΔU=Q+W解得W=−Q=−15J则壶中空气对外做功15J。【解析】【分析】（1）设打气的次数为n，由于打气筒的压强与壶内压强相等，故把n次打气筒的气体和壶内气体视作整体，由等温变化可求得结果；

（2）由于环境温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律求得壶中气体对外所作功。12．【答案】（1）解：设某一时刻瞬时速度与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为α，则速度与位移的夹角为β=θ−α由于tantan得tantan由不等式性质可知上式最大值为24，所以（2）解：设粒子的水平位移为x，竖直位移为y，落在斜面上时间为t，则有x=y=a=联立得v由动能定理得Eqy=落在斜面上速度为v由于x=ℎ−y联立得E联立得粒子落在斜面上动能最小值为12【解析】【分析】（1）找出速度方向与位移方向夹角与速度、位移与水平方向夹角的关系，利用类平抛运动速度方向与位移方向与水平方向夹角的正切值的关系，联立应用数学求极值；

（2）由类平抛运动规律解得粒子打在斜面上的初速度与下落高度和水平位移的关系，由动能定理求得落在斜面上的速度与初速的关系，结合斜面倾角为45°找出竖直位移与水平位移的关系，联立解得落在斜面上的动能表达式，由数学知识求最小值。13．【答案】（1）解：A加速运动，由动能定理得Eq设A与B发生碰撞后瞬间，A与B的速度大小分别为v1，v2由机械能能守恒定律得1联立得v1=（2）解：若A、B发生第一次碰撞后到恰好发生第二次碰撞，运动时间为t，则A的位移大小为xB的位移大小为x且x联立四式得t=4（3）解：若A、B两个物块的质量之比为k，A物块的加速度不变，则第一次碰撞前A速度仍为v0，碰撞后两个物块的速度分别为v1，km1联立得v由追及问题知识可知第二次碰撞时，A的速度为v此时两物块发生弹性碰撞，则由弹性碰撞知识得km1联立得v联立可以发现v依此类推，可以发现两物块