2024屆河南省焦作市普通高中高三上學(xué)期第一次模擬考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1焦作市普通高中2023-2024學(xué)年高三第一次模擬考試一、選擇題1.“珍愛生命、預(yù)防溺水”。如圖中的游泳浮漂是游泳愛好者自我保護(hù)的裝備，采用高彈、環(huán)保的PVC材質(zhì)，內(nèi)置雙氣囊，使用時(shí)向里充氣使之膨脹，充氣后體積可視為不變且不漏氣，氣囊內(nèi)氣體可視為理想氣體。當(dāng)充氣浮漂在水中溫度降低時(shí)，則浮漂氣囊內(nèi)氣體（）A.壓強(qiáng)變大 B.內(nèi)能增加C.向外界放熱 D.分子數(shù)密度減小〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)體積不變，溫度降低，根據(jù)可知，壓強(qiáng)降低，故A錯(cuò)誤；B．氣囊內(nèi)氣體可視為理想氣體，其內(nèi)能的大小由溫度決定，溫度降低，內(nèi)能減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)其中減小，，故，故氣體向外界放熱，故C正確；D．氣體質(zhì)量不變，分子數(shù)不變，體積不變，故單位時(shí)間內(nèi)的分子數(shù)減小，故分子數(shù)密度不變，故D錯(cuò)誤。故選C。2.2023年10月26日，神舟十七號(hào)與十六號(hào)順利交接，神舟十七號(hào)航天員乘組入駐中國空間站，展現(xiàn)了我國迅速發(fā)展的航天實(shí)力，對(duì)接后中國空間站的質(zhì)量約為。如圖所示，中國空間站軌道參數(shù)為：遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約，近地點(diǎn)高度約，平均高度約，速度約，軌道幾乎是一個(gè)極致圓潤的圓，可視為圓軌道。若忽略其他天體萬有引力的影響，引力常量為，則可以求出（）A.地球的密度B.空間站的運(yùn)行周期C.空間站所受萬有引力的大小D.空間站在軌運(yùn)行的動(dòng)能〖答案〗D〖解析〗A．由萬有引力公式可得地球的密度為由于地球的半徑R不知道，故地球密度無法求解，故A錯(cuò)誤；B．空間站的運(yùn)行周期由于地球的半徑R不知道，故空間站的運(yùn)行周期無法求解，故B錯(cuò)誤；C．萬有引力公式提供向心力可求由于地球的半徑R不知道，空間站所受萬有引力的大小無法求解，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)能公式可知，空間站的質(zhì)量m已知，速度v已知，可以求空間站在軌運(yùn)行的動(dòng)能，故D正確。故選D。3.由匝數(shù)為的原線圈和兩個(gè)匝數(shù)均為的副線圈組成的理想變壓器，變壓器接到輸入電壓恒定的交流電源上，電路中三個(gè)燈泡完全相同，示意圖如圖所示。若三只燈泡都正常發(fā)光，則和的比值為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗因?yàn)槿齻€(gè)完全相同的燈泡都正常發(fā)光，則流過燈泡的電流都等于額定電流，燈泡兩端電壓都等于額定電壓，并且原、副線圈的功率相等，所以解得故選A。4.在野釣時(shí)，如圖所示的圓柱形浮漂只在重力和浮力的作用下沿豎直方向一上一下地振動(dòng)，忽略釣魚繩拉力的作用，可將這種振動(dòng)視為簡諧振動(dòng)，其回復(fù)力為。已知河水的密度為，浮漂的橫截面積為S，重力加速度為，則比例系數(shù)為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)圓柱形浮漂與液面交點(diǎn)為O，浸在水中的體積為V0，根據(jù)平衡條件得振動(dòng)視為簡諧振動(dòng)，振動(dòng)過程中任意時(shí)刻，O點(diǎn)偏離液面的位移為x，回復(fù)力的大小為已知回復(fù)力大小為聯(lián)立解得故選B。5.如圖所示，一農(nóng)民用三根相同的細(xì)線a、b、c將收獲的甲、乙兩袋玉米懸掛起來。已知甲的質(zhì)量為、乙的質(zhì)量為。細(xì)線a與豎直方向的夾角為，細(xì)線c水平，重力加速度為，下列說法正確的是（）A.細(xì)線a與b間的夾角為B.細(xì)線a中的拉力大小為C.三條細(xì)線中b所受拉力最大D.若保持c水平，減小a與豎直方向的夾角，線c中的拉力不變〖答案〗A〖解析〗ABC．對(duì)甲乙的整體分析可知對(duì)乙受力分析可知?jiǎng)t三條細(xì)線中a所受拉力最大，b與水平方向夾角可知可得細(xì)線a與b間的夾角選項(xiàng)A正確，BC錯(cuò)誤；D．對(duì)甲乙的整體分析可知若保持c水平，減小a與豎直方向的夾角β，線c中的拉力減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。6.原子核的結(jié)合能很難直接測(cè)量，但根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可以推知原子核的結(jié)合能。原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比被稱為該原子核的比結(jié)合能，不同原子核的比結(jié)合能不一樣，如圖所示為按照實(shí)際測(cè)量結(jié)果畫出的不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)A的變化情況，則（）A.由圖可知中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能較大，原子核較穩(wěn)定B.由圖可知氦原子核的結(jié)合能大于C.圖中的質(zhì)量數(shù)等于原子核的核子數(shù)與中子數(shù)之和D.由圖可知核裂變生成物的結(jié)合能之和等于反應(yīng)物的結(jié)合能之和〖答案〗AB〖解析〗A．由圖可知中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能較大，原子核較穩(wěn)定，故A正確；B．由圖可知氦的比結(jié)合能大于，氦原子核的結(jié)合能故B正確；C．圖中的質(zhì)量數(shù)等于原子核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，故C錯(cuò)誤；D．由圖可知核裂變釋放能量，生成物的結(jié)合能之和小于反應(yīng)物的結(jié)合能之和，故D錯(cuò)誤。故選AB。7.如圖所示，邊長為的等邊三角形abc區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。若將質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒于從頂點(diǎn)a沿角平分線方向以不同的速率射入磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，不計(jì)粒子重力，則（）A.粒子可能從b點(diǎn)射出B.粒子入射速率為時(shí)，從c點(diǎn)射出C.粒子入射時(shí)的速率越大，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定越短D.粒子入射時(shí)的速率不同時(shí)，速度的偏向角可能都為〖答案〗BD〖解析〗A．根據(jù)左手定則，粒子會(huì)向ac偏轉(zhuǎn)，不可能從b點(diǎn)射出，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)粒子入射速率為時(shí)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，可以計(jì)算出粒子的半徑為恰好等于等邊三角形的邊長。因此，粒子將從c點(diǎn)射出，B正確；CD．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間取決于軌跡的圓心角大小，當(dāng)粒子速率增大，在某一范圍內(nèi)，粒子都打在ac邊上，其軌跡圓心角都相等，都等于，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也相等，C錯(cuò)誤，D正確；故選BD。8.最近，韓國聲稱“首次”發(fā)現(xiàn)了室溫常壓超導(dǎo)材料LK-99，而北航和中科院實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)重新實(shí)驗(yàn)后發(fā)文稱未能發(fā)現(xiàn)LK-99的超導(dǎo)性。某興趣小紅將柱形磁鐵沿豎直方向緩慢向上移動(dòng)，直至使一由LK-99制成、質(zhì)量為的導(dǎo)電圓環(huán)在時(shí)刻懸浮在某一高度，此時(shí)導(dǎo)電圓環(huán)邊緣的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為。理論上，如果實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)，圓環(huán)的電阻率將為零，此后圓環(huán)將一直保持懸浮，經(jīng)過一段時(shí)間后，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)該導(dǎo)電圓環(huán)緩慢下移了（動(dòng)能變化量可視為零），如圖1所示。圓環(huán)下移過程中線圈中電流的平力與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖2所示，圓環(huán)的半徑為，重力加速度為，不計(jì)空氣阻力，則（）A.圓環(huán)緩慢下移過程中感應(yīng)電流的方向視為逆時(shí)針B.時(shí)，圓環(huán)所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.時(shí)間內(nèi)，通過圓環(huán)電流有效值為D.由功能關(guān)系可求出導(dǎo)電圓環(huán)的電阻為〖答案〗BC〖解析〗A.圓環(huán)緩慢下移過程中穿過圓環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，可知從上往下看感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A錯(cuò)誤；B.質(zhì)量為導(dǎo)電圓環(huán)在時(shí)刻懸浮在某一高度，處于平衡狀態(tài)，對(duì)圓環(huán)受力分析，可等效成直導(dǎo)線，豎直方向有圓環(huán)周長聯(lián)立解得故B正確；CD.根據(jù)焦耳定律有變形有可知圖像中圖線與時(shí)間軸所圍幾何圖形的面積表示得時(shí)間內(nèi)通過圓環(huán)電流的有效值為聯(lián)立解得導(dǎo)電圓環(huán)緩慢下移了，由能量守恒定律可知，減少的重力勢(shì)能等于圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱解得電圓環(huán)的電阻為把代入得故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。二、非選擇題9.如圖1所示為某實(shí)驗(yàn)小組“探究加速度與物體所受合力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，氣墊導(dǎo)軌上滑塊（含遮光條）的質(zhì)量為，遮光條的寬度為，兩光電門間的距離為，滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)可以忽略導(dǎo)軌的摩擦力，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?，圖中滑輪均為輕質(zhì)滑輪。（1）本實(shí)驗(yàn)________（填“需要”或“不需要”）滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；（2）將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，再調(diào)整氣墊導(dǎo)軌上連接滑塊細(xì)繩沿水平方向，氣源開通后滑塊在鉤碼重力的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，遮光條先后通過兩個(gè)光電門所用的時(shí)間分別為和，則滑塊加速度的表達(dá)式為________（用已知量表示）；（3）保持滑塊（含遮光條）的質(zhì)量不變，多次改變鉤碼的質(zhì)量，記錄相應(yīng)的彈簧秤讀數(shù)，通過（2）步驟計(jì)算各組的加速度，描繪出圖像如圖2所示（圖中和為已知量），則滑塊質(zhì)量的表達(dá)式為________（用已知量表示）；（4）根據(jù)圖中的和可以推算出，當(dāng)加速度大小為時(shí)，所掛鉤碼質(zhì)量的表達(dá)式為________（用已知量表示）?！即鸢浮剑?）不需要（2）（3）（4）〖解析〗（1）[1]滑塊受到的拉力可以用彈簧秤測(cè)出，不需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量；（2）[2]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移關(guān)系式知代入得（3）[3]根據(jù)牛頓第二定律知由圖像知代入數(shù)據(jù)得（4）[4]根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)m有對(duì)M有代入得10.某同學(xué)為了比較精確地測(cè)量定值電阻（約）的阻值，已有實(shí)驗(yàn)器材：電源（電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（量程，內(nèi)阻約）、電流表（量程、內(nèi)阻為）、滑動(dòng)變阻器（最大阻值）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。主要操作步驟如下：（1）將量程、內(nèi)阻為的電流表改裝為的電壓表，需要與阻值________的定值電阻串聯(lián)進(jìn)行改裝；（2）改裝后的電壓表用表示，連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，為了測(cè)量多組數(shù)據(jù)，并消除系統(tǒng)誤差，該同學(xué)應(yīng)該選擇________（填選項(xiàng)序號(hào)）作為實(shí)驗(yàn)電路；（3）在某一次測(cè)量時(shí)，電流表的示數(shù)如圖所示，則該表讀數(shù)為________；（4）根據(jù)步驟（2）中選擇的正確電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若改裝后的電壓表讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，則待測(cè)電阻精確測(cè)量值為________（用已知量字母表示）。〖答案〗（1）4900（2）A（3）30.0（4）〖解析〗（1）[1]需要串聯(lián)的定值阻值（2）[2]改裝后的電壓表內(nèi)阻已知，可算出電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián)時(shí)電壓表上通過的電流，則應(yīng)該采用電流表A1外接；滑動(dòng)變阻器用分壓電路，則電路選擇A；（3）[3]電流表的最小刻度為1mA，則該表讀數(shù)為30.0mA；（4）[4]根據(jù)步驟（2）中選擇的正確電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若改裝后的電壓表讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，則待測(cè)電阻精確測(cè)量值為11.2023年12月10日9時(shí)58分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功將遙感三十九號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空。長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭是常溫液體二級(jí)運(yùn)載火箭起飛推力約3.0×106N，起飛總質(zhì)量約為2.5×105kg，150s時(shí)總質(zhì)量減小了一半，推力保持不變。不計(jì)空氣阻力，火箭上升過程中重力加速度g可視為不變，取10m/s2。求：（1）150s時(shí)火箭的加速度與起飛時(shí)的加速度大小之比；（2）若起飛后3s內(nèi)火箭的運(yùn)動(dòng)可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則3s末時(shí)推力的瞬時(shí)功率為多大。〖答案〗（1）7:1；（2）1.8×107W〖解析〗（1）根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)可得（2）根據(jù)（1）可得所以3s末時(shí)火箭的速度為推力的瞬時(shí)功率為12.如圖所示，某商家為了吸引顧客而設(shè)計(jì)了一個(gè)趣味游戲，游戲軌道由一個(gè)水平直軌道ABC和一半徑為的豎直半圓光滑軌道CDE組成，水平直軌道AB段光滑，BC段粗糙。在半圓軌道圓心O左側(cè)同一水平線上且距離O點(diǎn)處固定一個(gè)小網(wǎng)兜P，將原長小于AB段長度的輕彈簧水平置于AB段上，左端固定在豎直擋板上，物塊1靜置于B處。游戲者將物塊2向左壓縮彈簧到某一位置釋放，若物塊2與物塊1碰撞后不粘連，物塊1從半圓軌道最高點(diǎn)E飛出并落入網(wǎng)兜P內(nèi)獲一等獎(jiǎng)，在DE圓弧段脫離軌道獲二等獎(jiǎng)，能夠進(jìn)入半圓軌道內(nèi)獲三等獎(jiǎng)，其他情況都不能獲獎(jiǎng)。已知物塊1的質(zhì)量，物塊2的質(zhì)量，，，兩物塊與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度取。兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）獲一等獎(jiǎng)時(shí)，物塊1在E點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小；（2）獲得二等獎(jiǎng)時(shí)，物塊1碰后的速度大小范圍（結(jié)果可保留根號(hào)）；（3）獲得三等獎(jiǎng)時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能的最小值?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）獲得一等獎(jiǎng)時(shí)，物體1從E點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)飛出的速度為，則解得在E點(diǎn)，由牛頓第二定律得解得由牛頓第三定律知，物塊1在E點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為2N。（2）在DE圓弧段脫離軌道獲二等獎(jiǎng)，則物體在D點(diǎn)剛好脫離軌道，對(duì)應(yīng)速度為0。應(yīng)用動(dòng)能定理得解得物體在E點(diǎn)剛好脫離軌道，對(duì)應(yīng)的速度設(shè)為，則有解得應(yīng)用動(dòng)能定理得解得所以物塊1碰后的速度大小范圍為（3）獲得三等獎(jiǎng)時(shí)，當(dāng)物體1剛好能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能最小。則碰撞后，物體1的速度為解得運(yùn)用動(dòng)量守恒和能量守恒，則有解得彈簧的彈性勢(shì)能最小值為13.如圖所示，長方體空間區(qū)域處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，ac是其中的一條電場(chǎng)線，，，，頂點(diǎn)a、c的電勢(shì)分別為、。大量帶正電的同種粒子以不同的速率從ac線上不同點(diǎn)沿方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，均能經(jīng)過頂點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用，帶電粒子的比