山西省2024年高考物理模擬試卷及答案3

山西省2024年高考物理模擬試卷及答案閱卷人一、單選題得分1．原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)展是指從1803年道爾頓提出的第一個原子結(jié)構(gòu)模型開始，經(jīng)過一代代科學(xué)家不斷地發(fā)現(xiàn)和提出新的原子結(jié)構(gòu)模型的過程?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)光既能像波一樣向前傳播，有時又表現(xiàn)出粒子的特征。因此我們稱光有“波粒二象性”。關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和光的波粒二象性，下列說法正確的是（）A．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以解釋氫原子光譜 B．電子束動量越小，粒子性越顯著C．康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性 D．光電效應(yīng)可以用經(jīng)典物理學(xué)解釋2．理論研究表明：通電長直導(dǎo)線之間相互作用力F=kI1I2r，k為一常數(shù)、r為直線電流之間的距離。如圖，在光滑水平面上放置三根長度相同、平行通電直導(dǎo)線，它們在安培力作用下處于平衡狀態(tài)，下列電流IA．1A、1A、2A B．2A、2A、4A C．2A、1A、2A D．1A、1A、1A3．減速劑是核反應(yīng)中用來降低快速運動的中子速度，使快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應(yīng)的幾率的物質(zhì)。核反應(yīng)所產(chǎn)生的中子運動速度過快不適用于引起核裂變，這些快速運動的中子必須在被核燃料吸收發(fā)生核反應(yīng)之前將運動速度減慢，通常的方法是使用減速劑，即中子與減速劑的原子核發(fā)生碰撞而使速度降低。主要的減速劑包括重水、石墨、輕水、鈹?shù)?。為了讓中子速度降低，用石墨和重水（H原子是氘）作為減速劑，且中子與石墨中碳核、重水中氘核發(fā)生彈性正碰，碰撞前石墨中碳核和氘核視為靜止，它們只發(fā)生一次碰撞，則中子與石墨中碳核和重水中氘核碰撞完成后的速率之比約為（）A．3313 B．1113 C．13114．如圖，一束復(fù)色光與豎直方向成30°沿半徑方向射入半圓形透明介質(zhì)，在豎直光屏上出現(xiàn)三個光斑，分別位于P、Q、R處。下列說法正確的是（）A．P處的光比Q處的光頻率高B．增大入射角，P處的光最先消失C．P處的光比Q處的光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．在同一雙縫干涉實驗中，P處的光比Q處的光條紋更窄5．某物理興趣小組在學(xué)習(xí)《機械能守恒定律》后，用仿真物理實驗室軟件模擬了如下實驗：輕繩一端固定在天花板上，在輕繩中點和另一端各固定一個等質(zhì)量小球，開始時系統(tǒng)在外力作用下處于水平狀態(tài)，以下四幅圖為兩球由水平狀態(tài)釋放后向左運動過程中不同時刻的位置圖。下列說法正確的是（）A．甲圖中輕繩末端小球機械能正在減少 B．乙圖中輕繩末端小球機械能達到最大值C．丙圖中輕繩末端小球機械能正在增加 D．丁圖中輕繩末端小球機械能達到最大值閱卷人二、多選題得分6．太陽系行星在眾多恒星背景下沿一定方向移動，但也會出現(xiàn)反常，即改變了移動方向出現(xiàn)“逆行”現(xiàn)象。行星的逆行在天空（天球背景）看起來好像倒退一樣，其中水星的逆行現(xiàn)象每年都會發(fā)生3次，若以地球為參考系觀察到水星的運動軌跡如圖。已知每當?shù)厍蚺c水星相距最近時就發(fā)生一次逆行，水星比地球更靠近太陽，假設(shè)水星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)方向相同且軌道共面。下列說法正確的是（）A．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的周期之比約為1B．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的周期之比約為1C．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的半徑之比約為1D．水星和地球繞太陽做勻速圓周運動的半徑之比約為17．某飛行器安裝了可提供任意方向推力的矢量發(fā)動機，總質(zhì)量為M。飛行器飛行時受到的空氣阻力大小與其速率成正比（即F阻=kv，k為常量）。當發(fā)動機以最大推力工作時，飛行器豎直下落，經(jīng)過一段時間后，其勻速下落的速率為v1A．發(fā)動機的最大推力為Mg+kB．當發(fā)動機不工作時飛行器勻速下落速度為vC．發(fā)動機以最大推力推動飛行器勻速水平飛行時，飛行器速率為vD．發(fā)動機以最大推力推動飛行器勻速水平飛行時，飛行器速率為v8．我國最早的實驗性電磁炮是303EMG型，在1988年進行的第一次試射，當時發(fā)射的炮彈只有30克。隨后在哈工大、河北炮兵工程學(xué)院等22所大學(xué)和研究所開展了電磁發(fā)射研究。某電磁炮裝置如圖，間距為L足夠長的光滑水平導(dǎo)軌與電源串聯(lián)，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，兩根導(dǎo)體棒平行放置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻忽略不計，左右兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量相等，均為m，電阻均為R。下列說法正確的是（）A．最終左右兩導(dǎo)體棒的速度之比為2：1 C．最終通過左右兩導(dǎo)體棒的電量之比為1：2 閱卷人三、實驗題得分9．某物理興趣小組在學(xué)習(xí)《單擺》后設(shè)計了一種異形擺，并通過實驗研究它的周期。如圖1，異形擺是由一根剛性輕桿和兩個質(zhì)量、大小相同的擺球組成的。它的周期可以用一個等效擺長L'來表示，即T=2πL'g。他們通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)（1）如果異形擺作簡諧運動，則異形擺周期與振幅（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（2）當x增大時，則異形擺的周期如何變化：。（3）當x為（用L表示）時，異形擺周期有最小值。10．某實驗小組采用如圖1所示的電路圖測電流表的內(nèi)阻rg電阻箱甲，最大阻值為9999.電阻箱乙，最大阻值為999.電源E，電動勢約為3V，內(nèi)阻不計；另外有開關(guān)2個，導(dǎo)線若干，量程為0.實驗步驟為：①斷開S1、S②合上S1③合上S2，調(diào)節(jié)R1，使電流表A半偏，則（1）可變電阻R1應(yīng)選擇（填“甲”或“乙”），為使結(jié)果盡量準確，可變電阻R應(yīng)選（2）認為內(nèi)阻rg=R1，此結(jié)果與（3）某同學(xué)根據(jù)圖1設(shè)計了圖2所示電路，電源內(nèi)阻略不計（a）S1斷開，把R（b）S1閉合，S2接a，調(diào)節(jié)（c）再將S2接b，同時調(diào)節(jié)R和R2，使按照以上步驟測量電流表的內(nèi)阻rg=R，此結(jié)果與rg閱卷人四、解答題得分11．水槍是小朋友們非常喜歡的玩具，水槍后端有一個圓柱形水壺。如圖，圓柱形水壺密封時容積為V，打氣筒室容積ΔV=V40。某次倒入水壺中水的體積為3V4并密封，初始壺內(nèi)氣體壓強為p0，然后開始打氣，每一次打入壓強為p0（1）至少打幾次氣后，水壺里的水可以全部噴完；（2）若在噴水過程水壺中空氣從外界吸收熱量15J，求壺中空氣對外做功是多少。12．在足夠大空間存在豎直向下的勻強電場E，一質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子從某點以速度v0（1）求粒子在運動過程中速度方向與位移方向夾角正弦的最大值。（2）如圖，斜面傾角為45°，帶電粒子在斜面底端正上方h處，若粒子水平初速度大小可變化，求粒子落在斜面上動能的最小值。13．如圖，在足夠大的光滑、絕緣水平面上有兩物塊A和B，質(zhì)量分別為2m、m，其中A帶電量為+q，B不帶電，開始時A與B相距s0（1）求物塊A與B發(fā)生碰撞后瞬間物塊B的速度大??；（2）兩物塊從第一次碰撞到第二次碰撞所用時間；（3）若B的質(zhì)量為m，A的質(zhì)量為km，k>2，A所帶電量為+kq，求兩物塊第2022次碰撞后到第2023次相撞的時間間隔。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)不能解釋氫原子光譜，氫原子光譜由波爾氫原子理論能級躍遷解釋，A錯誤；

B、由P=?λ可知，電子束動量越小，波長越大，波動性越明顯，B錯誤；

C、康普頓效應(yīng)表明光子具有動量，所以光子具有粒子性，C正確；

D、光電效應(yīng)說明光具有粒子性，不能用經(jīng)典物理學(xué)解釋，D正確；

故答案為：C2．【答案】C【解析】【解答】設(shè)AB、BC導(dǎo)線之間的間距分別為：r1和r2，

由導(dǎo)線之間的作用力對A導(dǎo)線受力分析可得：KI1I2r1=K3．【答案】A【解析】【解答】由題意可知，碳核的質(zhì)量數(shù)為12m，氘核的質(zhì)量數(shù)為2m，中子的質(zhì)量數(shù)為m，設(shè)中子初速度為v0，則根據(jù)彈性碰撞動碰靜原理，中子分別與碳核和氘核碰撞后中子的速度分別為：v1=m?12mm+12mv0=?114．【答案】C【解析】【解答】由光路圖可知，P出光的偏折最小，頻率最小，波長最長，增大入射角Q先發(fā)生全反射，波長越長越容易發(fā)生衍射且干涉條紋更寬，ABD錯誤，C正確；

故答案為：C

【分析】根據(jù)光的偏折程度可以確定光的頻率、波長的大小關(guān)系，由全反射定律、明顯衍射的條件、干涉條紋間距公式可以正確判斷。5．【答案】B【解析】【解答】A、甲圖中輕繩末端對小球的拉力與末端小球的速度方向夾角為銳角，拉力做正功，末端小球機械能增加，A錯誤；

B、乙圖中輕繩對末端小球的拉力方向剛好與小球速度方向垂直，輕繩拉力做正功結(jié)束，末端小球機械能達到最大值，B正確；

C、丙圖中輕繩末端對末端小球的拉力方向與小球速度方向夾角為鈍角，拉力做負功，末端小球機械能減小，C錯誤；

D、丁圖中末端小球的速度為零，機械能小于初始機械能，也一定小于乙圖中機械能，D錯誤；

故答案為：B

【分析】由曲線運動速度方向是軌跡上該點切線方向，確定與輕繩拉力方向的夾角判斷拉力做功，從而判斷小球機械能的變化規(guī)律。6．【答案】B,D【解析】【解答】AB、由水星的逆行現(xiàn)象每年都會發(fā)生3次可知，每次的時間間隔：t=13年

已知每當?shù)厍蚺c水星相距最近時就發(fā)生一次逆行，水星軌道半徑小角速度大，即在t=13年時間內(nèi)水星多轉(zhuǎn)一圈，

可得：ω水?ω地t=2π，又因為：ω=2πT

可得：27．【答案】A,B,C【解析】【解答】A、當發(fā)動機以最大推力推動飛行器豎直向上運動，最終勻速運動可得：F=Mg+Kv2，A正確；

B、當飛行器勻速向下運動時：Kv1=Mg+F，與上式聯(lián)立可得：Mg=Kv1?v22，

當發(fā)動機不工作時飛行器下落的最大速度：Mg=Kv=Kv1?v228．【答案】B,D【解析】【解答】AB、兩導(dǎo)體在安培作用下向左運動，同時兩導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢，當動生電動勢等于電源電動勢時，二者以最大速度勻速運動，則可得：E=BLvm，vm=EBL，A錯誤，B正確；

C、對導(dǎo)體棒由動量定理：mvm=F安t=BILt=BLq可知：q=EmB2L29．【答案】（1）無關(guān)（2）先減小后增大（3）(【解析】【解答】（1）由異形擺的周期公式可知，異形擺的周期與振幅無關(guān)；

（2）由異形擺的T?x圖像可知，隨x的增大，周期先減小后增大；

（3）由x2+L2x+L=x+L10．【答案】（1）乙；甲（2）偏?。?）相等【解析】【解答】（1）可變電阻R分壓限流，選大電阻，可變電阻R1的阻值和待測電流表內(nèi)阻相差不多，選小電阻，故可變電阻R1應(yīng)選擇電阻箱乙、可變電阻R應(yīng)選變阻箱甲；

（2）電路穩(wěn)定后，由于閉合s2使得回路總電阻減小，總電流增大，R1需要調(diào)整的更小一點才能使電流表的讀數(shù)減半，故測量值偏小；

（3）當S1閉合，S2接a，調(diào)節(jié)R1使電流表滿偏時：Ig=ER1+rg，

當電流表半偏時：1211．【答案】（1）解：設(shè)狀態(tài)1：p1=p0，V1=V4，至少打n次氣后水壺中為狀態(tài)2：p氣體由狀態(tài)2到狀態(tài)3做等溫變化，由玻意耳定律p聯(lián)立兩式求得n=30（2）解：噴水過程中由于環(huán)境溫度不變，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有ΔU=Q+W解得W=?Q=?15J則壺中空氣對外做功15J。【解析】【分析】（1）設(shè)打氣的次數(shù)為n，由于打氣筒的壓強與壺內(nèi)壓強相等，故把n次打氣筒的氣體和壺內(nèi)氣體視作整體，由等溫變化可求得結(jié)果；

（2）由于環(huán)境溫度不變，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律求得壺中氣體對外所作功。12．【答案】（1）解：設(shè)某一時刻瞬時速度與水平方向的夾角為θ，位移與水平方向的夾角為α，則速度與位移的夾角為β=θ?α由于tantan得tantan由不等式性質(zhì)可知上式最大值為24，所以（2）解：設(shè)粒子的水平位移為x，豎直位移為y，落在斜面上時間為t，則有x=y=a=聯(lián)立得v由動能定理得Eqy=落在斜面上速度為v由于x=??y聯(lián)立得E聯(lián)立得粒子落在斜面上動能最小值為12【解析】【分析】（1）找出速度方向與位移方向夾角與速度、位移與水平方向夾角的關(guān)系，利用類平拋運動速度方向與位移方向與水平方向夾角的正切值的關(guān)系，聯(lián)立應(yīng)用數(shù)學(xué)求極值；

（2）由類平拋運動規(guī)律解得粒子打在斜面上的初速度與下落高度和水平位移的關(guān)系，由動能定理求得落在斜面上的速度與初速的關(guān)系，結(jié)合斜面傾角為45°找出豎直位移與水平位移的關(guān)系，聯(lián)立解得落在斜面上的動能表達式，由數(shù)學(xué)知識求最小值。13．【答案】（1）解：A加速運動，由動能定理得Eq設(shè)A與B發(fā)生碰撞后瞬間，A與B的速度大小分別為v1，v2由機械能能守恒定律得1聯(lián)立得v1=（2）解：若A、B發(fā)生第一次碰撞后到恰好發(fā)生第二次碰撞，運動時間為t，則A的位移大小為xB的位移大小為x且x聯(lián)立四式得t=4（3）解：若A、B兩個物塊的質(zhì)量之比為k，A物塊的加速度不變，則第一次碰撞前A速度仍為v0，碰撞后兩個物塊的速度分別為v1，km1聯(lián)立得v由追及問題知識可知第二次碰撞時，A的速度為v此時兩物塊發(fā)生彈性碰撞，則由彈性碰撞知識得km1聯(lián)立得v聯(lián)立可以發(fā)現(xiàn)v依此類推，可以發(fā)現(xiàn)兩物塊