精品解析：2024届天津市蓟州区马伸桥中学高三下学期第一次模拟物理试题

马伸桥中学高三物理第一次模拟试题 一、单项选题 1. 运行周期为的北斗卫星比运行周期为的（　　） A. 加速度大 B. 角速度大 C. 周期小 D. 线速度小 2. 光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（　　） A. 波长变短 B. 光子能量增加 C. 频率降低 D. 传播速度增大 3. 关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（　　） A. 核聚变需要在高温下进行 B. 核聚变中电荷不守恒 C 太阳质量不变 D. 太阳核反应方程式： 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。时（ ） A. 质点a速度方向沿y轴负方向 B. 质点b沿x轴正方向迁移了1m C. 质点c的加速度为零 D. 质点d的位移为-5cm 5. 如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（　　） A. 铝框所用时间相同 B. 铝框上产生的热量相同 C. 铝框中的电流方向相同 D. 安培力对铝框的冲量相同 二、不定项选择题： 6. 采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（ ） A. 绝热过程中，气体分子平均动能增加 B. 绝热过程中，外界对气体做负功 C. 等压过程中，外界对气体做正功 D. 等压过程中，气体内能不变 7. 如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变正弦交流电源。闭合开关S后（ ） A. R的发热功率不变 B. 电压表的示数不变 C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小 8. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（ ） A. 做匀加速直线运动 B. 加速度逐渐减小 C. 牵引力的功率 D. 牵引力做功 三、实验题： 9. 某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P。 （1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如下图所示，其读数为__________。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的__________。 A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的 C．必须测出斜槽末端高度 D．A、B的质量必须相同 （3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为__________、__________。（填落点位置的标记字母） 10. 测电阻R大小。 （1）同学们首先用欧姆表挡位大致测出电阻阻值大小，如图甲，则电阻大小读数为________ Ω； （2）同学们继续使用学生电源（）组装如图乙电路进行实验，其中电表可以从如下器材中进行选择：（括号中为电表量程及内阻） A．电压表（，） B．电压表（，） C．电流表（） D．电流表（） 应选择电压表________，电流表________；（填器材前字母） （3）下列哪些说法是正确？________ A．电压表分流属于系统误差 B．实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端 C．可以通过调节滑片使电压表示数为0 D．多组实验可以减小系统误差 四、解答题 11. 已知A、B两物体的质量mA＝2kg，mB＝1kg，A物体从距水平地面h＝1.2m处自由下落，且同时B物体从水平地面竖直上抛，经过t＝0.2s相遇碰撞后，两物体立刻粘在一起运动，已知重力加速度g＝10m/s2，求： （1）碰撞时离地高度x； （2）碰后速度v； （3）碰撞损失的机械能ΔE。 12. 如图所示，M和N为平行金属板，质量为m，电荷量为q的带电粒子从M由静止开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度v由C点射入圆形匀强磁场区域，经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径。已知磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力略不计。 （1）判断粒子的电性，并求M、N间的电压U； （2）求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r； （3）若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，求粒子在磁场中运动的时间t。 13. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。 （1）求拉力的功率P； （2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 马伸桥中学高三物理第一次模拟试题 一、单项选题 1. 运行周期为的北斗卫星比运行周期为的（　　） A. 加速度大 B. 角速度大 C. 周期小 D. 线速度小 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力有 可得 因为北斗卫星周期大，故运行轨道半径大，则线速度小，角速度小，加速度小。 故选D。 2. 光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比（　　） A. 波长变短 B. 光子能量增加 C. 频率降低 D. 传播速度增大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据 可知波长变短；根据 可知，光子能量不变。 故选A。 3. 关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（　　） A. 核聚变需要高温下进行 B. 核聚变中电荷不守恒 C. 太阳质量不变 D. 太阳核反应方程式： 【答案】A 【解析】 【详解】A．因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈，才有可能克服他们自身相互间的排斥力，使得它们间的距离缩短，才能发生聚变，故A正确； B．核聚变中电荷是守恒的，故B错误； C．因为太阳一直在发生核聚变，需要放出大量能量，根据质能方程可知是要消耗一定的质量的，故C错误； D．核聚变的方程为 题中为核裂变方程，故D错误。 故选A。 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。时（ ） A. 质点a速度方向沿y轴负方向 B. 质点b沿x轴正方向迁移了1m C. 质点c的加速度为零 D. 质点d的位移为-5cm 【答案】C 【解析】 【详解】经过周期，波向右传播了，波形如图所示 A．由图可知，质点a点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动，A错误； B．质点b点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B错误； C．质点c恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，C正确； D．质点d的位移为5cm，D错误。 故选C。 5. 如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（　　） A. 铝框所用时间相同 B. 铝框上产生的热量相同 C. 铝框中的电流方向相同 D. 安培力对铝框的冲量相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．铝框进入和离开磁场过程，磁通量变化，都会产生感应电流，受向左安培力而减速，完全在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动；可知离开磁场过程的平均速度小于进入磁场过程的平均速度，所以离开磁场过程的时间大于进入磁场过程的时间，A错误； C．由楞次定律可知，铝框进入磁场过程磁通量增加，感应电流为逆时针方向；离开磁场过程磁通量减小，感应电流为顺时针方向，C错误； D．铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为 又 得 D正确； B．铝框进入和离开磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框进入磁场过程的速度一直大于铝框离开磁场过程的速度，根据 可知铝框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力，故铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力做的功，即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热量，B错误。 故选D。 二、不定项选择题： 6. 采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（ ） A. 绝热过程中，气体分子平均动能增加 B. 绝热过程中，外界对气体做负功 C. 等压过程中，外界对气体做正功 D. 等压过程中，气体内能不变 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．一定质量的理想气体经过绝热过程被压缩，可知气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体温度升高，气体分子平均动能增加，故A正确，B错误； CD．一定质量的理想气体经过等压过程回到初始温度，可知气体温度降低，气体内能减少；根据 可知气体体积减小，外界对气体做正功，故C正确，D错误。 故选AC。 7. 如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ） A. R发热功率不变 B. 电压表的示数不变 C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由 可知电流表的示数变大，根据 因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确； B．根据理想变压器电压比等于匝数比 可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确； D．根据理想变压器电流与匝数关系可得 由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。 故选BC。 8. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（ ） A. 做匀加速直线运动 B. 加速度逐渐减小 C. 牵引力的功率 D. 牵引力做功 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得 可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确； C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为 C正确； D．动车功率恒定，在时间内，牵引力做功为 根据动能定理得 D错误。 故选BC。 三、实验题： 9. 某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P。 （1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如下图所示，其读数为__________。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的__________。 A．斜槽的末端必须是水平的 B．斜槽的轨道必须是光滑的 C．必须测出斜槽末端的高度 D．A、B的质量必须相同 （3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为__________、__________。（填落点位置的标记字母） 【答案】 ① 10.5 ②. A ③. M ④. P 【解析】 【详解】（1）[1]观察主尺的单位为，读出主尺的读数是，游标尺上的第五条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为，结合主尺及游标尺的读数得到被测直径为 （2）[2]ABC．首先考查在实验的过程中，需要小球A两次沿斜槽滚到末端时的速度都水平且大小相同。实验时应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑的条件，也不需要测出斜槽末端的高度，但是必须保证斜槽末端水平，故A正确，BC错误； D．小球A与B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量大于小球B的质量，故D错误。 故选A。 （3）[3][4]设A、B两球的质量分别为mA和mB，由（2）中分析知mA>mB；碰前A的速度v0；因为两个金属小球的碰撞视为弹性碰撞，则由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 ， 可见碰后小球A的速度小于小球B的速度，也小于碰前A的速度v0；所以小球A单独滚下落到水平面上的位置为N，A、B碰后在水平面上的落点位置分别为M、P。 10. 测电阻R大小。 （1）同学们首先用欧姆表挡位大致测出电阻阻值大小，如图甲，则电阻大小读数为________ Ω； （2）同学们继续使用学生电源（）组装如图乙电路进行实验，其中电表可以从如下器材中进行选择：（括号中为电表量程及内阻） A．电压表（，） B．电压表（，） C．电流表（） D．电流表（） 应选择电压表________，电流表________；（填器材前字母） （3）下列哪些说法是正确的？________ A．电压表分流属于系统误差 B．实验开始前滑动变阻器滑片应该调到b端 C．可以通过调节滑片使电压表示数为0 D．多组实验可以减小系统误差 【答案】 ①. 7 ②. B ③. D ④. AC##CA 【解析】 【详解】（1）[1]由题图甲可知，电阻大小读数为 （2）[2]由于同学们使用的学生电源电动势为4 V，为减小读数误差，电压表应选择，故应选B。 [3]流过电流表的最大电流约为 则电流表应选择，故选D。 （3）[4]A．电压表分流属于系统误差，故A正确； BC．由题图乙可知，滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路，实验开始前滑动变阻器滑片应该调到a端，使测量电路两端的电压为0，此时电压表示数为0，故B错误，C正确； D．多组实验可以减小偶然误差，不可以减小系统误差，故D错误。 故选AC。 四、解答题 11. 已知A、B两物体的质量mA＝2kg，mB＝1kg，A物体从距水平地面h＝1.2m处自由下落，且同时B物体从水平地面竖直上抛，经过t＝0.2s相遇碰撞后，两物体立刻粘在一起运动，已知重力加速度g＝10m/s2，求： （1）碰撞时离地高度x； （2）碰后速度v； （3）碰撞损失的机械能ΔE。 【答案】（1）1m；（2）0；（3）12J 【解析】 【详解】（1）由自由落体运动规律可得，碰撞时A物体下落高度为 则碰撞时离地高度为 （2）设B物体从地面竖直上抛的初速度大小为，根据运动学公式可知 代入数据解得 碰撞前A物体的速度大小 方向竖直向下；碰撞前B物体的速度大小 方向竖直向上；选竖直向下为正方向，碰撞过程由动量守恒定律可得 代入数据解得碰后速度为 （3）根据能量守恒定律可知，碰撞损失的机械能为 代入数据解得 12. 如图所示，M和N为平行金属板，质量为m，电荷量为q的带电粒子从M由静止开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度v由C点射入圆形匀强磁场区域，经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径。已知磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力略不计。 （1）判断粒子的电性，并求M、N间的电压U； （2）求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r； （3）若粒子轨道半径与磁场区域的直径相等，求粒子在磁场中运动的时间t。 【答案】（1）正电，；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在磁场中运动，根据左手定则可知粒子带正电。粒子在电场中运动由动能定理可知 解得 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力提供向心力，有 解得 （3）设粒子运动轨道圆弧对应圆心角为，如图 依题意粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，由几何关系，得 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，有 带电粒子在磁场中运动的时间 联立各式解得 13. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。 （1）求拉力的功率P； （2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）在运动过程中，由于拉力功率恒定，做加速度逐渐减小的加速运动，速度达到最大时，加速度为零，设此时拉力的大小为F，安培力大小为，有 设此时回路中的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律，有 设回路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 受到的安培力 由功率表达式，有 联立上述各式，代入数据解得 （2）从速度到的过程中，由动能定理，有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$