2024届山西省阳泉市高三下学期第三次模拟测试理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版）

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理科综合能力测试
注意事项：
1.本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第I卷1至6页，第Ⅱ卷7至16页，满分300分，考试时间150分钟。
2.答题前，考生务必在答题卡规定的地方填写自己的准考证号、姓名。考生要认真核对答题卡上粘帖的条形码的“准考证号、姓名”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
3.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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；第Ⅱ卷用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡上作答，在本试卷上作答无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
第I卷
二、本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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. 光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，传统光刻机使用的是波长为的深紫外线，而采用波长的极紫外光光刻是传统光刻技术向更短波长的合理延伸。光刻机在使用时，常在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率。下列说法正确的是（ ）
A. 深紫外线的光子能量比极紫外线更大
B. 深紫外线的光子动量比极紫外线更大
C. 进入液体后深紫外线传播速度比极紫外线更快
D. 两种紫外线从真空区域进入浸没液体中时，极紫外线比深紫外线更容易发生衍射，能提高分辨率
2. 如图甲所示，汽车后备箱水平放置一内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直，图甲是车尾的截面图，当汽车以恒定速率从直道通过图乙所示的三个半径依次变小的水平圆弧形弯道A、B、C时，木箱及箱内工件均保持相对静止。已知每个圆柱形工件的质量为m。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在由直道进入弯道A前，M对P的支持力大小为
B. 汽车过A、B两点时，M、Q对P的合力依次增大
C. 汽车过A、B、C三点时，汽车重心的角速度依次减小
D. 汽车过A、C两点时，M对P支持力小于Q对P的支持力
3. 如图，一固定正电荷产生的电场中，一试探电荷两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别沿如图路线抵达M点、N点，且在点时速度大小相等，则下列说法正确的有（ ）
A. 该固定电荷处在P点左侧B. 该固定电荷处在M点右侧
C. 两点处电场强度相同D. q从P到M做加速运动，从P到N做减速运动
4. 2024年1月9日“长征二号丙”运载火箭顺利将“爱因斯坦探针卫星”送入高度的轨道，其核心科学目标是以最高探测灵敏度系统发现宇宙X射线暂现源和剧变天体，监测天体活动。取引力常量，地球质量，地球半径。下列说法正确的是（ ）
A. 火箭靠大气施加的反作用力升空B. 发射升空初始阶段，运载火箭处于失重状态
C. 该卫星的向心加速度大小为D. 该卫星运行周期比地球赤道上随地球自转的物体周期小
5. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》带给观众震撼的视觉盛宴，教练在训练时将压力传感器安装在蹦床上，记录演员对蹦床的压力。如图是某次彩排中质量为的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力—时间（F—t）图像片段，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 演员在a到b过程处于超重状态
B. 演员在b时刻速度最大，速度大小为
C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做功大于
D. 从a时刻到b时刻，蹦床给演员的冲量大小为
6. “钳形电流测量表”工作原理如图所示，铁芯绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，按下扳手，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（ ）
A. 该测量仪工作时需要将电流表A与通电导线相连B. 该测量仪工作原理是互感
C. 若导线中通过的是恒定直流电，电流表中通过的电流是D. 正确使用时电流表的示数随通电导线中电流的增加而增加
7. 如图所示，是一个固定在水平面上的绝热容器，缸壁足够长，面积为的绝热活塞B被锁定。隔板A左右两部分体积均为，隔板A左侧为真空，右侧中有一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A，右侧中的气体就会扩散到左侧中，最终达到状态2。然后解锁活塞B，同时施加水平恒力F，仍使其保持静止，当电阻丝C加热时，活塞B能缓慢滑动（无摩擦），使气体达到温度的状态3，气体内能增加。已知大气压强，隔板厚度不计。以下说法正确的是（ ）
A. 气体从状态1到状态2是可逆过程B. 气体从状态1到状态2分子平均动能不变
C. 水平恒力F大小为D. 电阻丝放出的热量大小为
8. 如图所示，间距均为d的倾斜金属导轨与水平金属导轨在两点用绝缘材料平滑连接，使和和彼此绝缘。在平面内存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度为的匀强磁场，在平面存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。在间连接一电容为C的电容器和一个自感系数为L的电感线圈，在间接一小灯泡。开始时，开关S断开，一质量为m、长为d的金属棒在倾斜导轨上从距水平地面高为h的位置由静止释放，不计导轨和金属棒的电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，电容器的耐压值足够高。则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒在倾斜导轨上下滑时做变加速运动，在水平导轨上做匀减速运动
B. 金属棒进入区域后，立刻闭合开关S，此时通过L的电流最大
C. 金属棒刚到达时，速度大小为
D. 在整个过程中，小灯泡产生的内能为
第Ⅱ卷
三、非选择题（共174分，每个试题考生都必须作答。）
9. 如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，做成一种超薄柔性导电薄膜，已知该材料在室温下的电阻率为，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）如图乙用多用电表“”挡粗测其电阻约为___________，如图丙用游标卡尺测量涂层的长度___________，宽度。
（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
①电源E（电动势为、内阻约为）
②电压表V（量程、内阻约为）
③电流表G（量程、内阻）
④滑动变阻器（阻值范围），滑动变阻器（阻值阻值范围）
⑤定值电阻（阻值），定值电阻（阻值）
⑥导线若干，开关一只
（3）测量时尽可能减小实验误差，请在图丁虚线框中设计测量电路图，并在图中仪器图例旁标明所选仪器符号。___________
（4）经测量，该电阻阻值为，则该涂层上下总厚度为___________（用题目所给的物理量符号表示）。
10. 某实验小组用图1所示实验装置验证机械能守恒定律。在铁架台的横梁上固定一拉力传感器，弹簧的一端与拉力传感器相连，另一端连接带有遮光片的小钢球。调整光电门的位置并固定在铁架台上处，使钢球由静止释放后遮光片能够无碰撞地通过两光电门。已知弹簧处于原长时，小钢球处在光电门1的上方。用手向上推小钢球到某一位置D处，后由静止释放小钢球，遮光片能过光电门，重力加速度，实验过程中弹簧均处于弹性限度内。
（1）用天平测得小钢球和遮光片的总质量。
（2）用螺旋测微器测量遮光片的宽度如图2所示，则宽度___________。
（3）用刻度尺测出之间的距离比弹簧的原长多出之间的距离比弹簧的原长多出。
（4）测得遮光片经过光电门时力传感器的读数分别为，遮光片的遮光时间分别为，从以上数据分析可知小钢球从光电门1运动到光电门2的过程中，小钢球的动能___________。（选填“增加”或“减少”）
（5）小钢球从光电门1运动到光电门2的过程中，由于弹簧弹力与伸长量成正比，计算弹簧弹性势能的改变量___________J，小钢球的重力势能的改变量___________J，小钢球动能的改变量___________J，由以上实验结果表明，在误差允许范围内，小钢球和弹簧组成的系统机械能守恒。（结果均保留两位有效数字）
11. 如图，圆形水平餐桌面上有一个半径为，可绕中心轴转动的同心圆盘，在圆盘的边缘放置一质量为的小物块，物块与圆盘间的动摩擦因数为，物块与桌面间的动摩擦因数为。现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度，物块从圆盘上滑落后，最终恰好停在桌面边缘。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，圆盘厚度及圆盘与餐桌面的间隙不计，物块可视为质点。求：
（1）物块随圆盘运动的过程中，圆盘对小物块做的功；
（2）餐桌面的半径R。
12. 如图所示，光滑绝缘水平轨道上方的区域内有竖直向上的匀强电场，以O点为坐标原点建立坐标系，在第一象限中有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的绝缘小球A从M点出发，以初速度水平向右从N点进入右侧电场区域，并且从O点进入第一象限。已知，匀强电场场强大小，匀强磁场磁感应强度大小。小球A可视为质点，全过程小球A电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球A到达O点时速度；
（2）小球A在第一次进入第一象限后轨迹最高点的纵坐标y。
13. 如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨由圆弧和水平两部分组成，两导轨间连接一个阻值为R的定值电阻。水平导轨间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向下，质量为、有效电阻为的金属棒甲静止在磁场左侧边界线上。现将一根质量为m的绝缘棒乙，从圆弧轨道上距水平面高度为L处由静止释放，乙滑下后与甲发生弹性碰撞后反弹，之后再次与已经静止的甲发生弹性碰撞。甲始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
（1）第1次碰后乙反弹的高度h；
（2）第1次碰懂到第2次碰撞过程中定值电阻R上产生的热量；
（3）已知圆弧轨道的半径为r，若圆弧轨道半径远大于圆弧弧长，则乙第1次与甲碰撞后经过多长时间与甲发生第2次碰撞。