山西省運城市2024-2025學年高三上學期摸底調研物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1運城市2024-2025學年高三摸底調研測試物理試題本試題滿分100分，考試時間75分鐘。答案一律寫在答題卡上。注意事項：1.答題前，考生務必先將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上，認真核對條形碼上的姓名、準考證號，并將條形碼粘貼在答題卡的指定位置上。2.答題時使用0.5毫米的黑色中性（簽字）筆或碳素筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題的答題區(qū)域（黑色線框）內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效。4.保持卡面清潔，不折疊，不破損。一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.歷史上，為了研究原子的性質，科學家們做了大量的實驗研究，下面四幅示意圖中說法正確的是（）A.湯姆孫通過分析圖①的α粒子散射實驗結果，提出了原子核式結構模型B.②表示的核反應屬于重核裂變，在裂變過程中要吸收能量C.③中向左偏轉的是β粒子，向右偏轉的是α粒子，不偏轉的是γ粒子D.鋅的逸出功為3.34eV，用④中一群處于n=4能級的氫原子發(fā)出的光照射鋅板，逸出光電子的最大初動能為9.41eV【答案】D【解析】A．盧瑟福通過分析圖①的α粒子散射實驗結果，提出了原子核式結構模型，故A錯誤；B．②表示的核反應屬于重核裂變，在裂變過程中，存在質量虧損，根據(jù)愛因斯坦質能方程知要放出能量，故B錯誤；C．根據(jù)左手定則判斷知，③中向左偏轉的是α粒子，向右偏轉的是β粒子，不偏轉的是γ粒子，故C錯誤；D．一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，釋放光子的最大能量為鋅的逸出功為3.34eV，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程，則逸出光電子的最大初動能為故D正確。故選D。2.如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓為的燈泡和額定電壓為的燈泡。當輸入電壓為時，兩燈泡均正常發(fā)光，則燈泡與的功率之比為（）A.3：1 B.1：9 C.6：1 D.1：3【答案】B【解析】依題意，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為則原副線圈電流比為根據(jù)功率表達式可得燈泡與的功率之比為故選B。3.如圖，某同學拉著拉桿箱沿水平地面勻速運動，拉力沿拉桿方向，與地面的夾角為，已知地面對箱子的阻力是箱子對地面壓力的倍，則下列說法正確的是（）A.拉力是維持箱子運動的原因 B.箱子受到3個力的作用C.時，拉力最小 D.角越大，拉力越大【答案】C【解析】A．力是改變物體運動狀態(tài)原因，力不是維持物體運動的原因。故A錯誤；B．箱子受到重力、拉力、地面的支持力與摩擦力，即箱子受到4個力的作用。故B錯誤；C．對箱子進行分析有，解得當時有此時則有故C正確；D．由C選項分析可知，隨著的變化，拉力F存在最小值。故D錯誤。故選C。4.如圖所示，月球探測器由地面發(fā)射后，進入地月轉移軌道，經(jīng)過點時變軌進入圓形軌道1，在軌道1上經(jīng)過點時變軌進入橢圓軌道2，軌道2與月球表面相切于點，探測器在點著陸月球。下列說法正確的是（）A.月球的第一宇宙速度小于探測器在軌道1上的速度B.探測器在軌道1上經(jīng)過點速度大于在地月轉移軌道上經(jīng)過點的速度C.探測器在軌道1上的運動周期比在軌道2上的小D.探測器在軌道1上經(jīng)過點時的加速度等于在軌道2上經(jīng)過點時的加速度【答案】D【解析】A．月球的第一宇宙速度等于近月軌道的環(huán)繞速度，根據(jù)解得由于軌道1的半徑大于近月衛(wèi)星的半徑，則月球的第一宇宙速度大于探測器在軌道1上的速度。故A錯誤；B．地月轉移軌道變軌到軌道1是由高軌道變軌到低軌道，需要在兩軌道切點P位置減速，探測器在軌道1上經(jīng)過點速度小于在地月轉移軌道上經(jīng)過點的速度。故B錯誤；C．根據(jù)開普勒定律可知由于軌道1的半徑大于軌道2的半長軸，則探測器在軌道1上的運動周期比在軌道2上的大。故C錯誤；D．根據(jù)解得衛(wèi)星與月心間距相等，加速度大小相等，即探測器在軌道1上經(jīng)過點時的加速度等于在軌道2上經(jīng)過點時的加速度。故D正確。故選D。5.如圖所示，不可伸長的輕繩跨過大小不計的定滑輪O將重物B和套在豎直細桿上的輕環(huán)A相連。施加外力讓A沿桿以速度v勻速上升，經(jīng)圖中M位置上升至N位置，已知OM與豎直桿成θ角，ON與豎直桿成直角，則下列說法正確的是（）A.A運動到位置M時，B的速度為B.A勻速上升過稱中，B也勻速下降CB下降過程處于超重狀態(tài)D.A運動到位置N時，B的速度最大【答案】C【解析】AD．環(huán)在運動過程中，環(huán)的速度沿著細桿豎直向上，而環(huán)的速度可以分解為沿著繩子的速度和垂直于繩子的速度，因此，沿著繩子的速度為又物體B與繩子相連，所以物體B的速度大小等于繩子的速度，而當A運動到位置N時，沿著繩子的速度變?yōu)榱悖虼舜藭rB的速度也為零，故AD錯誤；CD．環(huán)A在上升過程中，連接A與B的繩子與豎直方向的夾角在增大，因此可知在減小，也就是說物體B在運動過程中始終在做減速運動，速度方向與加速度方向相反，根據(jù)牛頓第二定律有得到繩子對B的拉力為則B下降過程處于超重狀態(tài)，故B錯誤、C正確。故選C。6.圖甲為發(fā)光二極管，其發(fā)光帽是一個透明體。為簡化問題，設它由一個半徑為R的半球體與一個半徑為R的圓拄體組成，過半球球心的縱截面如圖乙所示，若二極管的發(fā)光部分視為點光源且位于圓柱體內(nèi)軸軸線上與半球球心相距R的O點，光線恰好能從半球體的全部表面射出，不考慮光線在透明體內(nèi)反射。則透明體的折射率為（）A. B. C.2 D.【答案】A【解析】當O點發(fā)出光線射到半球體最右端（或最左端）恰好發(fā)生全反射時，整個半球體上均有光線射出，如圖所示由幾何關系可得光線發(fā)生全反射時有聯(lián)立解得透明體的折射率為故選A。7.圖像能夠直觀描述物理過程，能形象表述物理規(guī)律，能有效處理實驗數(shù)據(jù)。如圖所示為物體做直線運動的圖像，下列說法正確的是（）A.甲圖中時間內(nèi)，三物體的平均速度不相等B.乙圖中階段，物體的加速度大小為C.丙圖中陰影面積表示時間內(nèi)物體的位移D.丁圖中物體做勻加速直線運動，加速度大小為【答案】D【解析】A．由圖甲可知，時間內(nèi)，A、B、C三物體做直線運動的位移相同，則三物體的平均速度均為故A錯誤；B．根據(jù)整理，可得可知圖像的斜率的絕對值等于2a，所以甲圖中物體的加速度大小為解得故B錯誤；C．根據(jù)解得可知陰影面積表示時間內(nèi)物體的速度變化量。故C錯誤；D．根據(jù)可得根據(jù)丁圖可知整理得結合可知加速度大小為故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，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。8.高大的建筑物上安裝避雷針，陰雨天氣時可避免雷擊，從而達到保護建筑物的目的。如圖所示，虛線是某次避雷針即將放電時，帶負電的云層和避雷針之間三條等勢線的分布示意圖；實線是空氣中某個帶電粒子由點到點的運動軌跡，不計該帶電粒子的重力，則（）A.帶電粒子帶負電B.帶電粒子帶正電C.帶電粒子在點的電勢能小于在點的電勢能D.帶電粒子在點的電勢能大于在點的電勢能【答案】AD【解析】依題意，云層帶負電，避雷針帶正電，根據(jù)帶電粒子的運動軌跡可知，帶電粒子所受電場力指向避雷針尖端，所以帶電粒子帶負電，由M點到N點電場力做正功，電勢能降低，則帶電粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能。故選AD。9.如圖所示，圓心在點、半徑為的光滑圓弧軌道豎直固定在水平桌面上，端裝有輕質定滑輪，與的夾角為，軌道最低點A與桌面相切。一足夠長的輕繩跨過定滑輪，兩端分別系著質量為和的兩小球（均可視為質點），將由點靜止釋放后，沿圓弧下滑，不計一切摩擦。則（）A.在由點下滑到A點的過程中兩球速度大小始終相等B.在由點下滑到A點的過程中，重力對做功功率先增大后減小C.若恰好能沿圓弧軌道下滑到A點，則D.在由點下滑到A點的過程中，機械能守恒【答案】BC【解析】A．在由點下滑到A點的過程中，兩球沿繩方向的速度大小是相等的，質量為的小球下滑一段時間后其速度有垂直于繩方向的分量，所以此時兩個小球的速度大小必然不相等。故A錯誤；B．重力功率其中為質量為的小球速度的豎直分量，開始時質量為的小球靜止為0，當質量為的小球運動到A點時，其速度方向是水平的，所以也為0，因此先變大后變小，所以重力的功率也先增大后減小。故B正確；C．若質量為的小球恰好能沿圓弧下滑到A點，此時兩小球速度均為0，對兩球組成的系統(tǒng)從C點運動到A點的過程，由幾何關系可知質量為的小球上升高度為R。根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得解得故C正確；D．由C選項分析可知，兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒，對質量為的小球，由點下滑到A點的過程中，除重力以外輕繩的拉力也做了功，其機械能不守恒。故D錯誤。故選BC。10.如圖，一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，波速為，其中質點的平衡位置坐標。從圖中狀態(tài)開始計時，則下列說法正確的是（）A.這列簡諧橫波的周期為0.4sB.這列簡諧橫波的周期為1sC.在這段時間內(nèi)，質點經(jīng)過的路程為8cmD.在這段時間內(nèi)，質點經(jīng)過的路程為4cm【答案】BD【解析】AB．由圖可知，波長為0.4m，根據(jù)解得故A錯誤；B正確；CD．由圖可知，該簡諧橫波從圖中狀態(tài)開始計時傳播到P點的時間為可知在0~1.0s這段時間內(nèi)，P質點振動的時間為由于P質點從平衡位置起振，其經(jīng)過的路程為故C錯誤；D正確。故選BD。三、實驗題（每空2分，共16分）11.物理是一門以實驗為基礎的科學，要學會正確使用基本儀器進行實驗探究，請完成下列問題：（1）某同學用多用電表粗測某一元件的電阻，選用“倍率”擋，紅黑表筆短接調零后進行測量，此時指針如圖甲中a所示，為了盡量測量準確，該同學應換用________（“倍率”或“倍率”），并進行必要的操作是________（“機械調零”或“歐姆調零”），最終指針如圖甲中b所示，則待測元件的電阻為________（保留三位有效數(shù)字）；（2）某同學用10分度的游標卡尺測量一物體的長度，如圖乙所示（部分示意圖），可知其長度為________cm。【答案】（1）“×10倍率”歐姆調零140（2）10.15【解析】【小問1詳解】[1][2][3]從圖甲可見指針偏轉過大，說明元件電阻很小，所以應該換小的“×10倍率”檔。換倍率檔要重新進行歐姆調零。從圖甲可知待測電阻的阻值為R=14×10=140【小問2詳解】物體的長度為12.某物理小組利用如圖甲所示實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”。所用器材包括：裝有聲音傳感器的智能手機、鐵球、刻度尺、鋼尺等。實驗操作步驟如下：a．在鋼尺的一端粘一層薄橡皮泥，將該端伸出水平桌面少許，用刻度尺測出橡皮泥上表面與地板間的高度差；b．將質量為m的鐵球放在鋼尺末端的橡皮泥上，保持靜止狀態(tài)；c．將手機置于桌面上方，運行手機中的聲音“振幅”（聲音傳感器）項目；d．迅速敲擊鋼尺側面，鐵球自由下落；e．傳感器記錄聲音振幅隨時間的變化曲線。（1）聲音振幅隨時間的變化曲線如圖乙所示，第一、第二個尖峰的橫坐標分別對應敲擊鋼尺和鐵球落地的時刻，則鐵球下落的時間間隔________s。（2）已知鐵球質量為，某同學利用求出了鐵球落地時的速度，則下落過程中，鐵球動能的增加量為________；重力加速度為，鐵球重力勢能的減少量為________。據(jù)此可得出，在誤差允許的范圍內(nèi)，鐵球在自由下落過程中機械能守恒。（結果均保留三位小數(shù)）（3）若敲擊鋼尺側面時鐵球獲得一個較小的水平速度，對實驗測量結果________（選填“有”或“沒有”）影響。【答案】（1）0.43（2）1.751.76（3）沒有【解析】【小問1詳解】鐵球下落的時間間隔【小問2詳解】[1]鐵球下落過程中，落地速度為則鐵球動能的增加量為[2]鐵球重力勢能的減少量為【小問3詳解】小球在豎直方向上做自由落體運動，小球下落的時間由高度決定，若敲擊鋼尺側面時鐵球獲得一個較小的水平速度，不會影響小球的落地時間，故對實驗測量結果沒有影響。四、計算題（共3小題，共38分，要求必須寫出必要的文字說明，公式、主要計算步驟和明確的答案，只有最后答案不給分）13.如圖，一個導熱良好的圓柱形汽缸開口向上豎直放置于水平面上，缸內(nèi)有一形狀不規(guī)則的文物，且封閉有一定質量的理想氣體。初始時刻，氣體的溫度為，質量為、橫截面積為S的活塞到汽缸底部的距離為。環(huán)境溫度緩慢升高到時，活塞離汽缸底部的距離變?yōu)椤Ｒ阎髿鈮汉銥?，重力加速度大小為，活塞與汽缸壁密封良好且不計摩擦，忽略文物熱脹冷縮的影響，已知。求：（1）初始時刻汽缸內(nèi)氣體壓強；（2）汽缸內(nèi)放置的文物體積?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】對活塞受力分析，可得解得【小問2詳解】封閉氣體的壓強保持不變，由其中，解得14.如圖所示，光滑水平金屬軌道寬度，軌道水平區(qū)域有磁感應強度，方向豎直向上的勻強磁場，將質量的金屬桿放在水平軌道上，通的恒定電流，金屬桿由靜止運動后，沖上豎直面內(nèi)光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道相切，圓弧半徑，圓心角，圓弧區(qū)域無磁場，重力加速度。求：（1）金屬桿受到安培力的大??；（2）金屬桿離開水平軌道時速度；（3）金屬桿沖出圓弧軌道后，上升的最大高度。【答案】（1）5N（2）（3）【解析】【小問1詳解】根據(jù)代入數(shù)據(jù)，解得【小問2詳解】依題意，金屬桿在水平