2024届山西省晋中市高三下学期5月高考适应训练考试理科综合试卷-高中物理（原卷版+解析版）

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1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 中微子对人类了解微观物质的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。中子在衰变成质子和电子（β衰变）时，发生能量亏损，其原因是一种电中性的小质量粒子将能量带走了，因该粒子是中性的微小粒子，故称作中微子。已知某次核反应方程式为，则下列说法正确的是（ ）
A. X来自于碳原子核
B. 该核反应方程属于核裂变
C 该核反应中电荷数守恒，质量数不守恒
D. 该核反应方程中X中子
【答案】A
【解析】
【详解】C．核反应中质量数与电荷数均守恒，C错误；
ABD．由方程式可得该过程是β衰变，β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故X应该为电子，这个电子来自于原子核内的中子，BD错误，A正确。
故选A。
2. 2024年3月20日，探月工程四期的关键任务之一——长征八号一箭三星成功发射。三颗卫星经地月转移轨道后，“天都一号”和“天都二号”月球通信导航技术试验卫星进行近月制动，以组合体状态一起泊入远月点18074公里、近月点164公里的环月大椭圆轨道，“鹊桥二号”经过中途修正、近月制动后，最后进入周期为24小时的环月使命轨道，环月使命轨道的参数为近月点约300公里，远月点约8600公里。“鹊桥二号”成为继“鹊桥”中继星之后全球第二颗在地球轨道以外的专用中继星。下列说法正确的是（ ）
A. “鹊桥二号”在环月使命轨道时是月球的同步卫星
B. “鹊桥二号”在地球上发射时的速度不需要大于第二宇宙速度
C. “天都一号”和“天都二号”卫星在环月大椭圆轨道上受到的向心力大小一定相等
D. “天都一号”比“鹊桥二号”周期小
【答案】B
【解析】
【详解】A．“鹊桥二号”绕月一周24小时，但月球的自转周期不是24小时。故A错误；
B．“鹊桥二号”虽然绕月，但还受到地球引力束缚，所以发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度。故B正确；
C．由于“天都一号”和“天都二号”卫星在同一轨道，二者的加速度大小相同，但不知道质量关系，所以无法判断二者万有引力的大小。故C错误；
D．“天都一号”比“鹊桥二号”半长轴要长，所以周期也就更大。故D错误。
故选B。
3. 同种介质中，分别沿x轴正方向和负方向传播的两简谐横波，振幅均为，时刻波刚好传到P、Q两点，如图1所示。P、M、N、Q在x轴上的坐标分别为：4m、6m、8m、12m。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A. M处质点振动过程中的最大位移为5cm
B. 时，平衡位置在P处的质点刚好运动到M点
C. 时，平衡位置在N处的质点位移为
D. 时，Q处质点通过平衡位置向下运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图1可知简谐横波的波长为，由于
故M处的质点为振动加强点，则最大位移为10cm，故A错误；
B．平衡位置在P处的质点在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故B错误；
C．由图2可知周期，则波速为
时，两列波分别沿x轴正、负方向传播位移
P点的振动形式传到处的质点，Q点的振动形式传到处的质点，此时N处的质点处于处，故C正确；
D．时，沿x轴负方向传播的简谐横波，使Q完成了2.5个全振动，沿x轴正方向传播的简谐横波，使Q完成了0.5个全振动，它们都使Q处质点通过平衡位置向上运动，故时，Q处质点通过平衡位置向上运动，故D错误。
故选C。
4. 2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比为，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压为1000V，功率为600kW，下列说法正确的是（ ）
A. 流经充电桩电流的最大值为600A
B. 1s内电流的方向变化50次
C. 若充电桩消耗的功率减小，在不变的情况下，充电桩获得的电压减小
D. 升压变压器的匝数比为
【答案】D
【解析】
详解】A．由
可得
充电桩的有效电流是600A，但由于是正弦式交流电，所以充电桩最大电流是
故A错误；
B．由于已知频率为50Hz，则电流方向在1s内改变100次。故B错误；
C．若充电桩消耗的功率减小，则电源输入总功率减小，因为不变，可知不变，升压变压器原线圈电流减小，升压变压器副线圈电流减小，则输电线上损耗的电压减小，降压变压器原线圈电压变大，则降压变压器副线圈电压也变大。故C错误；
D．由
可得
又
可得
由
可得
由
可得
由
可得
故D正确。
故选D。
5. 如图1所示，原长为的橡皮筋一端固定在竖直放置的相同长度空心细管AB的顶点A，另一端悬挂质量为的重物，此时橡皮筋总长为50cm。现让重物以某一线速度，以O为圆心在水平面内做匀速圆周运动，此时橡皮筋与水平方向的夹角，如图2所示。已知重力加速度g取，管口光滑，忽略所有摩擦，重物可视为质点，橡皮筋满足胡克定律且一直在弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A. 橡皮筋劲度系数为20N/m
B. 图2中橡皮筋的拉力大小为10N
C. 图2中重物M到B点的竖直距离大于
D. 图2中重物M到B点的竖直距离等于
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于橡皮筋原长和管长度相同，都是40cm，悬挂M后橡皮筋总长为50cm，由
代入数据解得，橡皮筋的劲度系数为
k=100N/m
选项A错误；
B．当物体转动起来后，对其受力分析有，竖直方向
解得此时弹力大小为
选项B错误；
CD．竖直方向
故
选项C错误，选项D正确。
故选D。
6. 静电除尘技术广泛应用于冶金、化工等工业，用以净化气体或回收有用尘粒。其工作原理为：在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向阳极板的过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到阳极板上被收集。如图所示为集尘板与放电极间的电场线，若一带负电的尘粒仅在电场力的作用下由静止开始做直线运动，取该直线为x轴，起点O为坐标原点，下列关于尘粒的加速度a、尘粒的电势能、尘粒的动能、尘粒的速度v与位移x的关系图像合理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．带负电的尘粒仅在电场力的作用下，向集尘板加速运动，电场为非匀强电场，越靠近极板场强越小，则电场力越小，加速度越小。故A错误；
D．同理速度位移关系图像斜率绝对值越大对应加速度越大，与实际不符。故D错误；
BC．根据电场力做功与电势能的关系可知，电场力做正功，电势能减小，动能增加，同时粒子的动能、电势能随位移变化的图像斜率绝对值对应粒子所受的静电力大小，由图可知粒子所受的静电力越来越小。故BC正确。
故选BC。
7. 如图所示，有以O为圆心，半径分别为、的同心圆，，，在圆环区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一电荷量为、质量为m的粒子从内圆上的A点以速度垂直磁场进入该区域，之后从OA的延长线与外圆的交点C射出，方向与OA延长线成角，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 环形区域磁场的磁感应强度大小为
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 若粒子从A点垂直磁场进入时的速度大小为v，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度大小需小于
D. 若粒子从A点垂直磁场进入的速度大小为v，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度大小需小于
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由几何关系可得粒子在磁场中圆周运动的半径
则由
可得
A正确；
B．A到C运动的时间
可得
B错误；
CD．磁感应强度越大，轨道半径越小，如图2由临界关系可得
则
则
则磁场的最大值为
所以C错误，D正确。
故选AD。
8. 在某次实战模拟训练时，将智能投送系统安装在山脚，山坡可视为倾角为的斜面，简化示意图如图所示。炮弹从斜面上的O点以初速度v斜向上发射，初速度与斜面的夹角为θ，最后落于斜面上的P点。忽略炮弹的体积和空气阻力的影响，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A. 当炮弹射程最远时，炮弹的初速度方向与斜面的夹角为
B. 当炮弹射程最远时，炮弹的初速度方向与斜面的夹角为
C. 当炮弹射程最远时，炮弹在山坡上的最大位移为
D. 当炮弹射程最远时，炮弹的初速度方向与末速度方向垂直
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．如图1所示，沿斜面建立x轴，垂直于斜面建立y轴，则导弹在x轴方向的初速度为，加速度为，做匀减速直线运动，设时间为t，位移为，则有
y轴方向上初速度为，加速度为，做匀变速直线运动，设从O点到离斜面最远处时间为，则
则有
联立可得
最大
所以A正确，BC错误；
D．当时，落到P点时分解速度如图2所示，β末速度与x轴夹角，则有
解得
则
可得
所以末速度方向与初速度方向垂直，故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共14小题，共174分。
（说明：物理部分为第22~26题，共62分；化学部分为第27~30题，共58分；生物部分为第31~35题，共54分）
9. 油酸可以在水面扩展成单分子油膜。实验小组利用这一原理测定油酸的分子直径（将油酸分子视为球状模型）。
（1）实验步骤：
①向体积为的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为；
②用注射器吸取油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为；
③往方口浅盘里倒入适当深度的水；
④往水面上均匀撒上薄薄的一层爽身粉，然后用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓；
⑤将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板，放在画有边长为a的正方形小方格的坐标纸上；
⑥数出轮廓范围内小方格的总数为N。
（2）实验误差分析：
油膜未充分散开时描下轮廓，则所测分子直径_________（填“偏大”或“偏小”）；
测量油酸溶液体积时，量筒读数造成的误差属于_________（填“偶然误差”或“系统误差”）。
（3）原理：由上述实验步骤测得的数据（、、n、、a、N）可得油酸分子直径的表达式为_______。
（4）估算：实验室的方形浅盘规格为，用注射器滴出的一滴油酸酒精溶液的体积约为0.02mL，油酸分子的直径按估算，为使实验尽可能精确，配制的油酸酒精溶液浓度应选_________（填选项序号）。
A． B.
【答案】 ①. 偏大 ②. 偶然误差 ③. ④. B
【解析】
【详解】（2）[1]油膜未充分散开时描下轮廓，导致面积的测量值偏小，所以直径测量值偏大。
[2]读数误差为偶然误差。
（3）[3]根据
又
，
可得
（4）[4]由题给数据计算轮廓面积，若选B，则
若选A，则
因方形浅盘的面积为，所以选B。
10. 如图1所示为某物理小组成员用热敏电阻和电磁继电器制作的简易温控开关的原理电路图，正常工作时，单刀双掷开关位于d处。图2为热敏电阻的图像，继电器线圈的电阻为90Ω。当继电器线圈电流超过10mA时，衔铁吸合，加热器停止加热；电流低于10mA时，衔铁松开，继续加热，实现温度自动控制，继电器所在电路的电池E的内阻不计。图1中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）实验室提供以下实验器材：电源（2V），电源（4V），滑动变阻器（），滑动变阻器（），为使该装置实现对之间任意温度的控制（即使恒温箱内温度能保持在该温度范围内的任一值），继电器所在电路的电池E应选_________（填“”或“”），滑动变阻器应选_________（填“”或“”）。
（2）为了实现恒温箱系统保持温度为36℃，实验时进行了以下操作：
①断开开关，滑动变阻器阻值调节至_________（填“最大”或“最小”），将电阻箱阻值调到_________Ω（保留2位有效数字）；
②将单刀双掷开关向c端闭合；
③缓慢调节滑动变阻器的阻值直到观察到继电器的衔铁恰好被吸合，此时滑动变阻器的接入电阻为_________Ω（保留3位有效数字）；
④保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关向另一端闭合，恒温箱系统正常工作。
【答案】（1） ①. ②.
（2） ①. 最大 ②. 70##71##72##73##74 ③. 236##237##238##239##240
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为使该装置实现对10℃～60℃之间任意温度的控制，若选用的电源，电路中最低温度对应的最大电流小于10mA，无法实现对低温段的温控功能，而的电源可以满足实验要求，故选用电源。滑动变阻器的最大阻值必定大于热敏电阻的电阻变化，并且大于最高温控所需连入电阻，故，所以滑动变阻器选用。
【小问2详解】
[1][2]将滑动变阻器调节至最大，起保护作用，由题图2可知36℃时热敏电阻对应阻值为72Ω，因此需将电阻箱阻值调到72Ω。
[3]当恒温箱内的温度保持36℃，应调节滑动变阻器R的阻值，使电流达到10mA，由闭合电路的欧姆定律得
即
即滑动变阻器R的阻值应调节为238Ω。
11. 如图所示为一压杆式汽缸活塞抽气装置，汽缸导热及密封性能良好，上方活塞PQ固定，下方活塞MN可沿器壁无摩擦移动。压动轻杆，活塞MN在轻绳的牵引下可向上移动，当汽缸内部压强大于外界大气压时，活塞PQ上的单向排气阀门a便被顶开，当内部气压小于外界大气压时，阀门a便闭合，外界大气压强始终为。初始时，两活塞间距为L，汽缸内部气压与外界大气压相等，环境温度为7℃。某次操作中压动轻杆使活塞MN缓慢向上移动后，活塞MN在重力作用下又落回原处。
（1）环境温度保持不变，活塞落回原处稳定后，汽缸内部气压为多少？
（2）活塞MN落回原处后，若把环境温度升高到32℃，阀门a是否会被顶开？
【答案】（1）；（2）不能被顶开
【解析】
【详解】（1）设活塞MN的截面积为，活塞MN向上移动后，汽缸内气压与大气压相同，从上升到回到原处，气体做等温变化，则
可得
（2）活塞MN落回原处后，若把环境温度升高到32℃，内部气体做等容变化，则
其中
可得
可知阀门a不能被顶开。
12. 如图所示，两平行光滑金属导轨竖直放置，上端与电阻相连，下端与电阻相连，两导轨间距为L，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向里。将一质量为m、接入电路电阻为R的导体棒MN垂直导轨由静止释放，经历时间t后开始匀速运动，已知导体棒下落过程中始终与导轨接触良好，，，导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
（1）导体棒匀速运动时的速度大小；
（2）导体棒从静止释放到开始匀速运动过程回路中产生的总热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）导体棒匀速运动时，满足
导体棒MN匀速时产生的感应电动势
回路的总电阻为
感应电流
解得
（2）对导体棒从开始到匀速运动用动量定理
平均电流
下降高度
整个过程中用能量守恒
解得
13. 某物理兴趣小组搭建的板块游戏平台如图所示。在竖直面内固定的四分之一光滑圆弧轨道的半径为L，一质量为m的小物块A由静止开始沿轨道从圆心等高位置处自由滑下，然后从最底端滑出做平抛运动，经时间，物块A的速度方向与固定斜面平行时恰好落在质量为m、长度为L的木板B的顶端，其中木板B与斜面间的动摩擦因数等于斜面倾角的正切值，物块A与木板B间的动摩擦因数大于斜面倾角的正切值，再经过一段时间，木板B滑到斜面底端的同时物块A到达木板B的另一端，并以木板B为“桥梁”，平滑地滑上左侧的光滑水平面，不考虑A从木板B滑上水平面时的能量损失。在水平面上物块A运动的正前方，有一质量为2m、连有轻质弹簧的小物块C，物块C的左侧某位置有一固定挡板，物块C与挡板碰撞后，速度大小不变、方向相反。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内。求：
（1）物块A滑至圆弧轨道最低点时，对轨道的压力；
（2）物块A做平抛运动阶段的末速度大小v；
（3）物块A与木板B在斜面上运动的位移大小、；
（4）物块C与挡板碰撞的速度为多大时，弹簧第一次被压缩至最短时的弹性势能最大，最大值为多少。
【答案】（1）3mg，竖直向下；（2）；（3）1.1L，0.1L；（4），
【解析】
【详解】（1）对物块A沿圆弧轨道的运动应用动能定理
设在最低点物块A受到的支持力为F，根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可知
方向竖直向下。
（2）平抛运动过程中的水平速度为
落在B板上时的竖直分速度为
则落在B板上时的速度大小为
（3）设物块A与木板B间的动摩擦因数为μ，木板B与斜面间的动摩擦因数为，根据题意有
，
根据受力分析，可知A、B一起做加速运动，且加速度大小相等，设
物块A的运动
木板B的运动
结合几何关系
联立解得
，
（4）由（3）中的
解得物块A下滑过程中的加速度
则物块A滑上左侧水平面时的速度
设物块C与挡板碰撞前瞬间A、C的速度分别为，根据动量守恒，有
物块C与挡板碰撞后直至弹簧第一次压缩至最短的过程中，A、C及弹簧组成的系统动量仍然守恒
此时弹簧的弹性势能为
解得
当
时，弹簧的弹性势能取得最大值，为