2024届宁夏石嘴山市光明中学高三第一次模拟考试理科综合能力测试卷-高中物理（含解析）

这是一份2024届宁夏石嘴山市光明中学高三第一次模拟考试理科综合能力测试卷-高中物理（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．本地时间2023年8月24日下午1点，日本政府正式开始向太平洋排放处理过的福岛第一核电站“核污水”。“核污水”中含有大量的氚以及钡141、氪92、锶90等几十种放射性元素，其中的半衰期为28年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中释放出电子，说明原子核中存在电子
B．100个原子核经过56年，还将剩余25个原子核未衰变
C．随着海水温度的变化，原子核的半衰期会发生变化
D．的比结合能比的比结合能小
2．一种便携式三脚架由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起，每根杆均可绕铰链自由转动。如图所示，三根杆与竖直方向的夹角均为37°，吊锅和细铁链的总质量为m，支架与铰链之间的摩擦忽略不计，则（ ）
A．三角架所受合力大小为mg
B．每根杆受到地面的作用力为
C．每根杆与地面的摩擦力大小为
D．减小杆与竖直方向夹角时，杆与地面摩擦力增大
3．“刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片（可视为质点）以初速度水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线与竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．面片在空中运动的水平位移为
B．面片运动到锅边缘时的速度大小为
C．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则面片处于超重状态
D．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则所受摩擦力大小保持不变
4．2023年春节贺岁片《流浪地球2》中提出太空电梯，太空电梯验证着中国科幻“上九天揽月”的宏大设想。“太空电梯”的主体结构为一根缆绳：一端连接地球赤道上某一固定位置，另一端连接地球同步卫星，且缆绳延长线通过地心。用太空电梯运送物体过程中，当物体停在a、b两个位置时，以地心为参考系，下列说法正确的是（ ）
A．物体在a、b位置均处于完全失重状态
B．物体在a、b位置线速度大小与该点离地球球心距离成正比
C．物体在a处向心加速度大于物体在b处向心加速度
D．若有一个轨道高度与a相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的周期大于停在a处物体的周期
5．2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构，电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，一电子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b是轨迹上的两点，下列说法正确的是（ ）
A．电子在b点受到的电场力方向竖直向下
B．a点的电场强度小于b点的电场强度
C．a点的电势高于b点的电势
D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能
二、多选题
6．2022年11月29日，我国神舟十五号载人飞船成功与中国空间站完成自主快速对接，中国首次实现空间站“三船三舱”构型，如图所示。假设中国空间站在地球赤道平面内绕地球运行的轨道半径为r，运行方向与地球自转方向相同。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T。若在对接前的某段时间内神舟十五号飞船在离地面高度为h的轨道上做圆周运动，动能为Ek。以下说法正确的是（ ）
A．中国空间站处的重力加速度大小为
B．中国空间站运行的周期为
C．神舟十五号飞船变轨对接到中国空间站后动能减小了
D．不可求出神舟十五号飞船对接到中国空间站后一天内经过赤道上某点正上方的次数
7．如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。以下说法中正确的是（ ）
A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用
B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度
C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位
D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的
三、单选题
8．2023年1月16日时速600公里的常导磁悬浮列车亮相《奇妙中国》，传说中的贴地飞行梦想成真，如图所示为常导磁悬浮列车进站时的图像，进站过程可视为匀变速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A．常导磁悬浮列车在时的速度为
B．阴影部分的面积表示常导磁悬浮列车在时间内通过的位移
C．常导磁悬浮列车在时刻安全停靠到站台
D．常导磁悬浮列车进站时的加速度大小为
四、实验题
9．乙同学用图的实验装置进行“验证机械能守恒定律”实验。气垫导轨上B处安装了一个光电门，滑块从A处由静止释放，验证从A到B过程中滑块和钩码的机械能守恒。
(1)关于乙同学实验，下列操作中不必要的是_________。
A．将气垫导轨调至水平B．使细线与气垫导轨平行
C．钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量D．使A位置与B间的距离适当大些
(2)用游标卡尺测挡光条的宽度如图2所示，则 。
(3)乙同学在实验中测量出了滑块和遮光条的质量M、钩码质量m、A与B间的距离L、遮光条的宽度为d（）和遮光条通过光电门的时间为t，已知当地重力加速度为g，为验证机械能守恒需要验证的表达式是 。
(4)甲同学参考乙同学做法，利用图1装置，想通过垫高轨道一端补偿阻力后验证小车和槽码的机械能是否守恒，他的做法 （“可行”或“不可行”）。
10．如图甲所示，长度为L的圆柱形金属棒固定在绝缘支架上，将多用电表的选择开关旋至欧姆挡的“”处，欧姆调零后，粗测金属棒的电阻，指针所指的位置如图乙所示；用螺旋测微器测量其横截面的直径d如图丙所示；为了精确的测量金属棒的电阻（用表示）与电阻率，实验小组设计了如图丁所示的电路图，然后连接实物图，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使其位于不同的位置，同时调节电阻箱R，在始终保持电流表的示数不变的条件下，记录多组电流表的示数和相应的电阻箱的读数R，根据这些数据，描点绘制出的关系图像如图戊所示，电流表的内阻忽略不计，回答下列问题：
(1)乙图所测的电阻的阻值为 ，丙图的读数为 。
(2)写出戊图的函数关系式 （用、、R、来表示）。
(3)由戊图所给的已知条件可得金属棒的电阻 （用b来表示）。金属棒的电阻率为 （用b、L、d来表示）。
五、解答题
11．如图所示，在平台中间有一个光滑凹槽，滑板的水平上表面与平台等高，一物块视为质点以大小v0=6m/s的初速度滑上滑板，当滑板的右端到达凹槽右端时，物块恰好到达滑板的右端，且此时物块与滑板的速度恰好相等。物块与滑板的质量分别为m1=0.1kg、m2=0.2kg，物块与滑板以及平台间的动摩擦因数均为μ=0.4，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）滑板的长度；
（2）物块在平台上滑行的距离；
（3）滑板运动前右端到C点的距离d。
12．2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一。图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角、长滑道与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数，与水平冰雪地面的动摩擦因数。游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短，间距离。已知两游客最终都停在了水平面上，不计空气阻力引起的能量损失，两游客连同雪圈可看成质点，游客甲连同雪圈总质量，游客乙连同雪圈总质量为，。求：
（1）碰撞前游客甲的速度；
（2）全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值。
六、多选题
13．关于以下几幅图，下列说法正确的是（ ）
A．图1实验表明，大量的豆粒对秤盘的频繁碰撞对秤盘产生了一个持续的均匀的压力，气体压强就是这样产生的
B．图2中，对应曲线为同一气体在温度较高时的速率分布图
C．图3是布朗运动产生原因的示意图，可以看出，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
D．图4中，若抽掉绝热容器中间的隔板，气体的温度不变
E．图5中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上
七、解答题
14．用质量为m的光滑活塞将导热汽缸内的理想气体与外界隔离开，汽缸的质量为2m，若用细绳连接活塞，把该整体悬挂起来（如图1所示），活塞距缸底的高度为H，若用细绳连接汽缸缸底，也把该整体悬挂起来（如图2所示），活塞距缸底的高度为h。设环境温度不变，大气压强为p，且，S为活塞的横截面积，g为重力加速度，求H与h的比值。

八、多选题
15．如图所示，有一玻璃直角三棱镜ABC，AB=AC。由两种单色光甲和乙组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有单色光甲从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为，则下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙两种单色光的折射率分别为和
B．甲、乙两种单色光在该玻璃中的传播速度之比为
C．若用单色光甲照射某金属表面，能使该金属发射光电子，则用单色光乙照射该金属表面，也一定能使该金属发射光电子
D．甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角
E．用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度窄
九、解答题
16．图1为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波动图像，此时振动恰好传播到5m处的P点，质点P此后的振动图像如图2所示。质点Q在x轴上位于10m处，求：
（1）该波的传播速度；
（2）质点P的振动方程；
（3）再经过2.75s，质点P运动的位移和质点Q运动的路程。
参考答案：
1．D
【详解】
A．的衰变为衰变，其释放出的电子是由核内的中子转变而来，其本质为
因此，衰变方程中释放出电子，并不能说明原子核中存在电子，故A错误；
B．衰变是统计学规律，只有大量的原子核在衰变时才遵循该统计学规律，故B错误；
C．原子核的半衰期只与原子核内部结构有关，与外部因素无关，故C错误；
D．衰变产物比衰变物更稳定，其比结合能比衰变物的比结合能更大，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．三角支架处于静止状态，受力平衡，所受合力为0，故A错误；
B．以吊锅和铁链为研究对象，设每根杆的弹力为，在竖直方向，根据平衡条件有
解得
而每根杆受到地面对其的作用力应与平衡，由此可知，每根杆受到地面的作用力为，故B错误；
C．根据牛顿第三定律可知，每根杆对地面的作用力的大小为，则由平衡条件可得，每根杆与地面间的摩擦力大小
故C正确；
D．由
可知，减小杆与竖直方向夹角时，杆与地面摩擦力将减小，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．面片沿锅边缘的切线方向掉入锅中，则
且
解得
面片在空中运动的水平位移为
故A错误；
B．面片运动到锅边缘时的速度大小为
故B错误；
C．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，有指向圆心的向心加速度，向心加速度有向上的分量，则面片处于超重状态，故C正确；
D．设面片、圆心的连线与竖直方向的夹角为，则面片所受摩擦力大小为
若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，逐渐减小，所受摩擦力大小逐渐减小，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．物体在a、b位置随地球一起做匀速圆周运动，其向心加速度都小于各种位置的重力加速度，所以物体在a、b位置不是处于完全失重状态，故A错误；
B．物体在a、b位置的角速度与地球角速度相同，由可知，物体在a、b位置线速度大小与该点离地球球心距离成正比，故B正确；
C．由可知，物体在a处向心加速度小于物体在b处向心加速度，故C错误；
D．由开普勒第三定律可知，卫星轨道半径越小，周期越小，所以若有一个轨道高度与a相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的周期小于停在a处物体的周期，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】A．电子做曲线运动，受到的电场力一定指向轨迹凹侧，且电子所受电场力方向一定与等势面垂直，则电子在b点受到的电场力方向水平向左，故A错误；
B．由可知，等差等势面越密集的地方，电场强度越大，由题图可知，a点的电场强度小于b点的电场强度，故B正确；
CD．电子在b点受到的电场力方向水平向左，则b点电场强度方向向右，可知从左向右，等势面的电势依次降低，则a点的电势低于b点的电势，电子在a点的电势能大于在b点的电势能，故CD错误。
故选B。
6．BC
【详解】
A． 设地球的质量为M，中国空间站总质量为m，则
可得
故A错误；
B．由
可得
故B正确：
C．神舟十五号飞船在离地面高度为h的轨道上做圆周运动时
则
同理神舟十五号飞船在中国空间站轨道上运行时的动能
接后其动能减少量为
故C正确；
D．由
可以求出中国空间站连续两次经过赤道某点正上方的时间间隔t，一天内经过地面某点正上方的次数为
故D错误。
故选BC。
7．AD
【详解】A．这种传感器的使用原理是惯性，跟重力无关，所以在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用，故A正确；
BC．这种探测器可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，不可以测量出任意情况下手机相对地面的速度，也不可以测量地磁场强度，进行GPS定位，故BC错误；
D．由图可知，手机上的A部分与质量块B发生相对移动时，电容的正对面积和板间距d发生变化，所以改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的，故D正确。
故选AD。
8．D
【详解】
ACD．常导磁悬浮列车进站过程可视为匀变速运动，根据运动学公式
得
可知图像的斜率为，纵截距为，所以常导磁悬浮列车的加速度大小为a=，初速度为b，根据速度时间关系式
带入数据得在时的速度为0。所以常导磁悬浮列车在时刻安全停靠到站台，故AC错误，D正确。
B．为时间内的平均速度，所以时间内常导磁悬浮列车的位移为，故B错误。
故选D。
9．(1)C
(2)4.05
(3)
(4)不可行
【详解】（1）A．为了减小实验误差，应将气垫导轨调至水平，故A必要，不符合题意； B．为使细线的拉力等于滑块的合外力，应使细线与气垫导轨平行，故B必要，不符合题意；
C．实验中不需要满足钩码重力等于绳子的拉力，则不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故C不必要，符合题意；
D．为便于数据处理，应使A位置与B间的距离适当大些，故D必要，不符合题意。
故选C。
（2）游标卡尺测挡光条的宽度为
（3）滑块通过光电门的速度
系统动能的增加量
重力势能减少量
系统机械能守恒满足表达式为
（4）垫高轨道一端补偿阻力后，系统存在摩擦力做功，机械能不做功，不可行。
10．(1) 190 9.694/9.691/9.692/9.693
(2)
(3)
【详解】（1）[1][2]乙图的读数为
螺旋测微器的精度为0.01mm，故题图丙的读数为
（2）由并联电路以及欧姆定律可得
整理可得
（3）[1][2]由公式结合题图戊可得题图戊纵轴的截距为
解得
由
综合可得
11．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设滑板的右端到达凹槽右端时，物块与滑板的速度为，根据动量守恒，有
解得
根据能量守恒定律，有
解得
（2）物块在平台上匀减速，根据动能定理，有
解得
（3）滑板运动过程中根据动能定理，有
解得
12．（1）；（2）
【详解】（1）游客从A点由静止开始下滑至C处，根据动能定理
碰撞前游客甲的速度为
（2）当两游客碰撞后，速度相等，碰撞损失的能量最大，全过程中两游客与轨道摩擦产生的热量最小，根据动量守恒
解得
碰撞损失的能量为
全过程中两游客与轨道摩擦产生的热量的最小值为
13．ADE
【详解】
A．大量气体分子的撞击表现为连续的和均匀的，则器壁单位面积上受到的压力就是气体的压强，A正确；
B．温度越高，分子平均动能越大，故对应曲线为同一气体在温度较高时的速率分布图，B错误；
C．微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，C错误；
D．若抽掉绝热容器中间的隔板，由于右侧是真空，左侧气体自由膨胀，不做功，容器绝热，没有热量传递，根据热力学第一定律，可知气体温度不变，D正确；
E．液体表面层分子间相互作用表现为引力，即水黾可以停在水面是因为水表面张力和重力平衡，E正确。
故选ADE。
14．3:2
【详解】若用细绳连接活塞，则
若用细绳连接汽缸缸底，则
气体温度不变，则
结合得
15．BCD
【详解】
A．根据折射定律，甲、乙两种单色光的折射率分别为
故A错误；
B．根据
甲、乙两种单色光在该玻璃中的传播速度之比为
故B正确；
C．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，根据光电效应方程
可知若用单色光甲照射某金属表面，能使该金属发射光电子，则用单色光乙照射该金属表面，也一定能使该金属发射光电子，故C正确；
D．全反射临界角
甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角，故D正确；
E．单色光在真空中的波长为
则甲单色光的波长大于乙单色光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
则单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度宽，故E错误。
故选BCD。
16．（1）4m/s；（2）；（3）0.1m，0.6m
【详解】（1）由图可知，波长为4m，周期为1.0s。则波速为
（2）质点P的振动方程为
（3）由于，则质点P的位移为0.1m。波从P点传播到Q点的时间为
则质点Q的振动时间为
则质点Q的路程为