2024屆甘肅省張掖市某校高三下學期模擬考物理試題

物理本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分．共8頁，總分110分，考試時間90分鐘．第Ⅰ卷（選擇題共60分）一、選擇題：本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個選項中，第1~6題只有一項符合題目要求，第7~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．1．用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進行光電效應實驗．當用頻率為的光照射時，遏止電壓的大小為;當用頻率為的光照射時，遏止電壓的大小為．已知電子電荷量的大小為，則下列關于普朗克常量和該種金屬的逸出功的表達式正確的是（）A．B．C．D．2．如圖所示，勻強磁場中有一個靜止的氨原子核,衰變過程中放出一個粒子，此粒子的運動軌跡與反沖核的運動軌跡是兩個外切的圓，大圓與小圓的半徑之比為，則氡核的衰變方程是（）A．B．C．D．3．某輪胎正常工作的胎壓范圍是（輪胎的體積不變），．欲使該輪胎能在的溫度范圍內正常工作，則在時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓可以控制在（）A．B．C．D．4．氘核可以發(fā)生一系列聚變反應釋放核能，其總效果可以用反應式表示．鈾核的某種裂變反應為,下列說法正確的是（）A．X是正電子B．核內有57個中子C．上述核聚變反應中平均每個核子釋放的核能約為D．上述兩反應中，聚變比裂變平均每個核子多釋放核能5．一列沿x軸傳播的簡諧橫波在時的波形如圖所示，此時質點P的位移為時質點P恰好回到平衡位置．下列說法正確的是（）A．該波一定沿x軸正方向傳播B．若周期,則時質點P沿y軸正方向運動C．該波的最小波速為D．若內質點P通過的路程為,則該波沿x軸負方向傳播6．一定質量的理想氣體從狀態(tài)a經狀態(tài)b、c、d回到狀態(tài)a,此過程氣體的關系圖像如圖所示，其中過程為雙曲線的一部分，過程平行于坐標軸．已知在狀態(tài)a時氣體溫度為,則（）A．在狀態(tài)c時氣體的溫度為B．四個過程中有兩個過程吸熱，兩個過程放熱C．過程氣體對外做功D．從狀態(tài)a經一次循環(huán)再回到狀態(tài)a的過程中氣體向外放熱大于7．如圖甲、乙所示，分別表示兩分子間的作用力、分子勢能與兩分子間距離的關系．分子a固定在坐標原點O處，分子b從處以某一速度向分子a運動（運動過程中僅考慮分子間作用力），假定兩個分子的距離為無窮遠時它們的分子勢能為0，則（）甲乙A．圖甲中分子間距從到,分子間的引力增大，斥力減小B．分子b運動至和位置時動能可能相等C．圖乙中一定大于圖甲中D．若圖甲中陰影面積,則兩分子間最小距離小于8．某單色點光源在水中沿豎直方向勻速上升，水對該單色光的折射率為，真空中的光速為c,水面足夠大，則（）A．該單色光在水中傳播的速度大小為B．點光源距水面深度為時，水面上亮斑的半徑為C．亮斑的半徑r隨運動時間t均勻減小D．亮斑的半徑r隨運動時間t減小得越來越快9．中醫(yī)懸絲診脈懸的是“絲”，“診”的是脈搏通過懸絲傳過來的振動，即通過機械波判斷出病灶的位置與輕重緩急．如圖所示，假設“絲”上有相鄰兩點間距相等的點1、2、3、4、…，病人在搭上“絲”后圖中質點1在時開始向上振動，產生的機械波沿“絲”向醫(yī)生傳播，時質點1第一次到達最低點，此時質點4剛好開始振動，則（）A．該波所有質點的振動頻率均為B．時質點4振動的方向向下C．時質點1和質點3的加速度相同D．時質點2恰好位于波峰位置10．如圖所示為氫原子的能級圖．大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時分別輻射出種不同頻率的光子．已知,則（）A．一定等于2B．若,則可能有C．若大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光有兩種可使某金屬發(fā)生光電效應，則大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光可能有4種可使該金屬發(fā)生光電效應D．一個處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷，最多可輻射5種頻率的光第Ⅱ卷（非選擇題共50分）二、非選擇題：本題共5小題，共50分．帶*題目為能力提升題，分值不計入總分．11．（6分）某實驗小組做“探究單擺周期與擺長的關系”的實驗．（1）為了減小測量周期的誤差，擺球應在經過最___________（填“高”或“低”）點的位置時開始計時．（2）實驗時某同學測得的重力加速度g的值偏大，其原因可能是___________．（填正確答案標號）A．擺球太重B．實驗室的海拔太高C．測出n次全振動時間t,誤作為次全振動時間D．擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現了松動，使擺線長度增加了（3）有兩位同學利用假期分別去參觀北京大學和廈門大學實驗室，各自在那里利用先進的系統(tǒng)較準確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關系”，他們通過校園網交換實驗數據，并由計算機繪制了圖像，如圖所示．去北京大學的同學所測實驗結果對應的圖線是___________（填“A”或“B”）．12．（8分）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數據分析等．例如：（1）實驗儀器．用游標卡尺測某個杯子的深度h,示數如圖甲所示，則該杯子的深度為___________．甲（2）用“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，配制的油酸酒精溶液的濃度為每溶液中有純油酸,用注射器取該油酸酒精溶液滴入燒杯中，記錄液滴共60滴．取1滴該溶液滴入盛水的淺水盤里，待水面穩(wěn)定后，在帶有坐標方格的玻璃板上描下油膜邊界的輪廓線，如圖乙所示．玻璃板上一個小正方形方格的邊長是．根據以上數據和測量結果，估測出的分子直徑約為___________m．（結果保留一位有效數字）乙（3）實驗原理．如圖丙所示為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗裝置圖．實驗時，讀取空氣柱的長度L以及此時所對應的壓強p．丙①對于一定質量的封閉理想氣體，在溫度不變的情況下，若p與L的___________保持不變，即得到氣體做等溫變化的規(guī)律．②某同學發(fā)現，壓力表上的數值是有單位的，但是針筒旁代表空氣柱長度的數值是沒有單位的，他查了一下該實驗裝置的說明書，發(fā)現也沒有對這個數值單位情況的具體說明．請分析說明出現這種情況的原因：___________．13．（10分）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在和處的兩個質點A、B的振動圖像如圖所示，求：（1）該波由質點A傳到質點B的時間；（2）該波的波速．14．（12分）某玻璃磚橫截面是一個如圖所示的直角三角形，其中．一束單色光從邊的中點平行于邊射入玻璃磚，恰好在邊上發(fā)生全反射．已知邊長為a，真空中的光速為c,不考慮有折射時的反射．（1）求該單色光在玻璃磚中傳播的時間；（2）保持入射方向不變，僅把入射點從A逐漸移動到B的過程中，通過計算說明單色光在玻璃磚中傳播的時間隨入射點到B點的距離如何變化．15．（14分）如圖所示，P、Q是兩個質量和厚度均不計的活塞，可在豎直固定的兩端開口的汽缸內無摩擦地滑動，其面積分別為,它們之間用一根長為的輕質細桿連接，靜止時汽缸中氣體的溫度為,活塞P下方氣柱（較粗的一段氣柱）長為．已知大氣壓強為,取,缸內氣體可看作理想氣體，活塞在移動過程中不漏氣．（1）求活塞靜止時汽缸內氣體的壓強；（2）若缸內氣體的溫度逐漸降低為，已知該過程中缸內氣體的內能減小,求活塞下移的距離h和氣體放出的熱量Q．*從宏觀現象中總結出來的經典物理學規(guī)律不一定都能適用于微觀體系，但是在某些問題中利用經典物理學規(guī)律也能得到與實際比較相符合的結論．根據玻爾的氫原子模型，電子的運動看成經典力學描述下的軌道運動，原子中的電子在庫侖力作用下，繞原子核做圓周運動．已知電子質量為m,電荷量為e,靜電力常量為k,氫原子處于基態(tài)時電子的軌道半徑為,電勢能為（取無窮遠處電勢能為零），第n個能級的軌道半徑為,氫原子的能量等于電子繞原子核運動的動能和電子與原子核系統(tǒng)的電勢能的總和．（1）求氫原子處于基態(tài)時，電子繞原子核運動的速度；（2）1885年，巴耳末對當時已知的氫原子在可見光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現這些譜線的波長能夠用一個公式表示，這個公式寫作．式中R叫作里德伯常量，這個公式稱為巴耳末公式．已知氫原子基態(tài)的能量為,普朗克常量為h,真空中的光速為c,求：a．里德伯常量R的表達式；b．氫原子光譜巴耳末系最小波長與最大波長之比．

參考答案一、選擇題1．D【解析】根據光電效應方程得,根據動能定理得,聯立兩式解得，則,解得，,D正確．2．B【解析】在衰變瞬間，粒子與反沖核的速度方向相反，二者運動軌跡為外切圓，則根據左手定則可推知二者電性相同，即都帶正電．設質量為m、電荷量為q的某帶電粒子在磁感應強度大小為B的勻強磁場中做速率為v、半徑為R的勻速圓周運動，則根據牛頓第二定律有,解得，衰變過程動量守恒，而系統(tǒng)初動量為零，則根據反沖運動規(guī)律可知反沖核和粒子動量大小相等，而反沖核的電荷量一定大于粒子的電荷量，所以反沖核的運動半徑一定小于粒子的運動半徑,設反沖核和粒子電荷量分別為和,則由題意可得，結合選項中所給核反應方程可知，B正確．3．B【解析】輪胎內氣體體積不變，則為保證安全，則在時壓強不超過;在時壓強不低于,則根據查理定律有,解得,充氣后的胎壓應在到范圍內比較合適，B正確，A、C、D錯誤．4．C【解析】根據核反應質量數和電荷數守恒可知，X的質量數為1，電荷數為0，是中子，A錯誤；同理有56個中子，B錯誤；上述核聚變反應平均每個核子釋放的核能為,C正確；上述核裂變反應平均每個核子釋放的核能為,D錯誤．5．C【解析】由題意知，若該波沿x軸正方向傳播，則,若該波沿x軸負方向傳播，則,故無法判斷該波的傳播方向，A錯誤；若周期,則該波沿x軸正方向傳播，時質點P沿y軸負方向運動，B錯誤；若該波沿x軸正方向傳播，可知最大周期,解得最小波速,C正確；質點P在時間內通過的路程為,則周期，由上述分析知波沿x軸正方向傳播，D錯誤．6．D【解析】過程，由理想氣體狀態(tài)方程得,解得，A錯誤；過程，氣體體積增大對外做功，壓強不變，溫度升高，內能增大，氣體吸熱；過程，氣體體積不變，壓強增大，溫度升高，氣體吸熱；過程，氣體壓強不變，體積減小，外界對氣體做功，溫度降低，內能減小，氣體向外放熱；過程氣體溫度不變，內能不變，體積增大對外做功，氣體吸熱，B錯誤；過程，氣體對外做的功等于圖像與橫軸所圍圖形面積，由圖得其小于,C錯誤；在一次循環(huán)過程后，內能不變，整個過程中，外界對氣體做功大于,根據熱力學第一定律可知，在一次循環(huán)過程中氣體放出的熱量大于,D正確．7．BD【解析】圖甲中分子間距從到,分子間的引力、斥力均減小，分子力合力增大，A錯誤；分子b從到和從到兩過程，若圖像與橫軸所圍面積相等，則分子力做功為0，動能變化量為0，分子b在和兩位置時動能可能相等，B正確；圖甲中處分子力合力為0，分子b在此處分子勢能最小，應對應圖乙中處，即圖乙中一定小于圖甲中,C錯誤；若圖甲中陰影面積,則分子b從到過程分子力做功為0，分子b在處速度不為0，則分子b將繼續(xù)運動，靠近分子a,D正確8．BC【解析】由可得傳播速度為,A錯誤；當點光源發(fā)出的光在水面處恰好發(fā)生全反射時，對應亮斑的邊緣，此時，半徑,B正確；設開始時點光源距水面高度為,由題可知,則亮斑的半徑r隨運動時間t均勻減小，C正確，D錯誤．9．AD【解析】質點1開始振動時方向向上，時質點1第一次到達最低點，即,故周期,頻率為,A正確；質點1開始時振動方向向上，時質點4剛好開始振動，振動的方向也向上，B錯誤；時質點1在波谷、質點3在波峰，兩質點加速度大小相等、方向相反，C錯誤；波從質點1傳到質點2用時,質點2在時發(fā)生振動的總時間為,即此時質點2恰好位于波峰位置，D正確．10．BC【解析】根據,大量氫原子從至能級向基態(tài)躍遷時分別能發(fā)出1、3、6、10、15、21種不同頻率的光子，，即；,即;A錯誤，B正確；大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出3種光，有兩種可使某金屬發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功,即,則大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光可能有4種可使該金屬發(fā)生光電效應，C正確；一個處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷，最多可輻射4種頻率的光，D錯誤．二、非選擇題11．（1）低（2分）（2）C（2分）（3）B（2分）【解析】（1）擺球經過最低點的位置時速度最大，在相等的距離誤差上引起的時間誤差最小，測的周期誤差最小，則擺球應在經過最低點的位置時開始計時．（2）擺球的重力越重，誤差越小，測量結果越準確，A錯誤；海拔越高，重力加速度越小，B錯誤；單擺的周期為，若將n誤作為，則周期會變小，根據單擺的周期公式，則測得的g值會偏大，C正確；根據，因振動中擺線長度增長了，則測得的單擺的周期會變大，且有,對于上式的長度并非振動過程中的長度，而是振動前的長度，可知得到的g值偏小，D錯誤．（3）由，得,圖像的斜率越大，則重力加速度越小，因廈門當地的重力加速度小于北京，則去北京大學的同學所測實驗結果對應斜率小的B圖線．12．（1）10.055（2分）（2）（2分）（3）①乘積（2分）②見解析（2分）【解析】（1）游標卡尺的精度為,主尺讀數為,游標尺讀數為,故該杯子的深度為．（2）圍成的方格中，不足半格的舍去，多于半格的算一格，共有112個方格，則油酸膜的面積約為,每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積為,把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子直徑為．（3）①對于一定質量的封閉氣體，在溫度保持不變時，壓強與體積成反比，即壓強與體積的乘積不變，得到氣體做等溫變化的規(guī)律．②因為針筒上下的橫截面積都相同，所以空氣柱的長度就代表了空氣柱的體積的情況；又因為最終的結果是p與V的乘積是否發(fā)生變化（或者p與的圖像是否為一條直線，即斜率不變），所以只需要知道體積變化的倍數關系，不需要知道具體的單位數值．13．（1）（2）【解析】（1）由振動圖像可知，時刻，質點A在平衡位置向上振動，質點B在波峰位置，可知A、B間距離為（2分）振動周期（2分）則從A到B的時間為（2分）（2）波速（2分）解得（2分）14．（1）（2）見解析【解析】（1）光路圖如圖所示，由幾何關系得（2分）恰好在邊上發(fā)生全反射，有（2分）折射率（1分）該單色光在玻璃磚中傳播的時間（1分）解得（1分）（2）設入射點到B點的距離為