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吉林省东北师大附中、长春市十一高中、吉林一中、四平一中、松原实验中学2023-2024学年高三上学期1月联合模拟考试 物理
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这是一份吉林省东北师大附中、长春市十一高中、吉林一中、四平一中、松原实验中学2023-2024学年高三上学期1月联合模拟考试 物理，共8页。
试卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．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，再选涂其它答案标号。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。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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．下列关于原子物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图为氢原子的能级结构图，氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量
B．乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
C．丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率不相同
D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
2．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，b光的波速比a光大
B．通过同一仪器发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大
C．b光比a光更容易发生明显衍射现象
D．a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小
3．有一部关于星际大战的电影，里面有一个片段，在与地球类似的星球的“赤道”的实验室里，有一个固定的竖直光滑圆轨道，内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动，一侧的仪器数据显示：该运动的轨道半径为r，最高点的速度为v。若真存在这样的星球，而且该星球的半径为R，自转可忽略，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．该星球的质量为B．该星球的第一宇宙速度为
C．该星球的近地卫星速度为D．若该星球的同步卫星周期为T，则该星球的密度为
4．如图所示，四只猴子水中捞月，它们将一颗又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢上，从下到上依次为1、2、3、4号猴子。正当1号打算伸手捞“月亮”时，2号突然两手一滑没抓稳，1号扑通一声掉进了水里。假设2号手滑前四只猴子都处于静止状态，四只猴子的质量都相等且为m，重力加速度为g，则在2号猴子手滑后的一瞬间（ ）
A．1号猴子的加速度和速度都等于0B．2号猴子对3号猴子的作用力不变
C．杆对4号猴子的作用力大小为D．3号猴子对2号猴子的作用力大小为
5．生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点，下列说法正确的是（ ）
A．P点电场强度大于M点电场强度
B．M点电势小于N点电势
C．P点电势小于N点电势
D．某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，其在N点电势能小于在M点电势能
6．甲、乙两列简谐波在同一种均匀介质中沿x轴相向传播，甲波源位于处，乙波源位于处，两波源均沿y轴方向振动。在时刻甲形成的波形如图（a）所示，此时乙波源开始振动，其振动图像如图（b）所示，已知甲波的传播速度，质点P的平衡位置处于处，若两波源一直振动，下列说法正确的是（ ）
A．乙波的波长为1m
B．甲、乙两波在P点叠加后，P点的振动总是减弱
C．在时，质点P正朝y轴正方向振动
D．从时刻起内，质点P的运动路程为37.5cm
7．列车进站时如图所示，其刹车原理可简化如下：在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法不正确的是（ ）
A．列车进站过程中电流方向为
B．线框ab边进入磁场瞬间，加速度大小
C．线框ab边进入磁场瞬间，线框的电流大小为
D．列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的热量
8．如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上一小孔，PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场方向且分布在PA与PC所包围的90°范围内射入磁场区域，已知PA与PQ夹角满足，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．粒子打到荧光屏上时，距P点的最远距离为
B．在荧光屏上将出现一条形亮线，其长度可能为
C．在荧光屏上将出现一条形亮线，其长度可能为
D．在荧光屏上将出现一条形亮线，其长度可能为
9．如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，重力加速度g取，则下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧原长为0.2mB．小球释放位置距地面的高度为0.6m
C．小球在下落过程受到的风力为0.1ND．小球刚接触弹簧时的动能为0.36J
10．如图所示，四分之一圆槽AB的半径为R、质量为3m，静止放在水平地面上，圆槽底端B点的切线水平，距离B点为R处有一质量为3m的小球2，其左侧连有轻弹簧。现将质量为m的小球1（可视为质点）从圆槽顶端的A点由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．在整个过程中，系统（三个物体）动量守恒、总动量为0
B．弹簧弹性势能的最大值为
C．小球1刚与弹簧接触时，与圆槽底端B点相距
D．小球1最终的速度大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某同学用如图所示装置做“探究向心力与速度的关系”的实验。半径均为R的半圆轨道AB和四分之一圆弧轨道CD固定在竖直面内，过CD部分最高点D的切线水平，A、C、B在同一水平面上，在D点固定一个力传感器，D点在地面的投影为O，从A点正上方P点处由静止释放一个质量为m的小球，小球沿轨道运动到D点并从D点水平抛出，落地点在Q点（图中未标出）。
（1）对实验的要求，下列说法正确的是________。
A．圆弧轨道越光滑越好B．应选用密度大、体积小的小球
C．P点位置比D点高即可D．为了使力传感器的示数大些，应选用质量小些的球
（2）若实验记录力传感器的示数为F，小球落地点Q到O点的距离为x，改变P点位置进行多次实验，测得多组F、x，作图像，如果图像是一条倾斜的直线，当图像与纵轴的截距为________、图像的斜率为________时（用已知量m、R、g表示），则说明向心力与速度平方成正比。
12．（8分）小明同学在家中找到一个废弃不用的电热水器，拆解后得到了它的电热丝，他想测量该电热丝的电阻。
（1）首先他用欧姆表对该电热丝进行粗测，将欧姆表的选择开关旋到“×10”挡位，让表笔与电热丝保持良好接触，发现指针偏转角度非常大。为了较好的测出电热丝的阻值，请帮他完善下面的操作。
①将选择开关旋到________挡位（填“×1”或“×100”）；
②重新进行________，让表笔与电热丝保持良好接触，读出欧姆表的示数约为15Ω。
（2）他利用伏安法测量该电热丝的阻值。现有下列器材：
A．电动势为4V的电源
B．量程为0.6A的电流表（内阻约为2Ω），量程为3A的电流表（内阻约为0.5Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流为600μA，内阻为150Ω）
D．滑动变阻器R（最大电阻为5Ω）
E．电阻箱（最大阻值为9999.9Ω）
F．电键一个，导线若干
①为了精确测量电热丝的电阻，小明同学先将灵敏电流计改装为量程3V的电压表，需要给灵敏电流计________（填“串联”或“并联”）一个电阻，电阻箱的阻值应取________Ω；
②实验中，电流表应选________（填“”或“”）。
③为了精确测量电热丝阻值，请你在下面的方框中画出完整的电路图。
（3）实验后测得该电热丝的阻值为12.0Ω，请推测该电热水器在220V电压下工作时的加热功率________4kW（填“>”或“<”或“=”）。
13．（10分）如图甲所示，一个质量不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形导热气缸内，气体温度，气柱的高度为，在气缸内壁有固定的小卡环，卡环到气缸底的高度差为10cm。现在活塞上方缓慢堆放细沙，直至气柱长度减为时停止堆放细沙，如图乙所示。之后对气体缓慢降温至。已知大气压强为，气缸的横截面积为，重力加速度g取。求：
（1）堆放细沙的质量m；
（2）温度降为时气体的压强。
14．（12分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。杆1、杆2是两根用细线连接的金属杆，质量分别为和，两杆垂直导轨放置，且两端始终与导轨接触良好，两杆的总电阻，两杆在沿导轨向上的外力F作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，在时刻将细线烧断，保持F不变，重力加速度g取，求：
（1）细线烧断后，两杆最大速度、的大小；
（2）两杆刚达到最大速度时，杆1上滑了0.8m，则从时刻起到此刻用了多长时间？
15．（18分）如图甲所示，在水平面C的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，电场方向未知，变化规律如图乙所示。把一质量为、带电荷的小球在时从A点以10J的初动能水平向右抛出，经过一段时间后，小球以大小为40J的动能竖直向下经过B点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知AB之间的高度差为2m，水平距离为1m，A点到水平面C的竖直距离为240m，重力加速度g取。求：
（1）AB两点间的电势差；
（2）匀强电场的场强的大小和方向；
（3）小球到达水平面C时与A点的水平距离。
试卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．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，再选涂其它答案标号。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。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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．下列关于原子物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图为氢原子的能级结构图，氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量
B．乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
C．丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率不相同
D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
2．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，b光的波速比a光大
B．通过同一仪器发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大
C．b光比a光更容易发生明显衍射现象
D．a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小
3．有一部关于星际大战的电影，里面有一个片段，在与地球类似的星球的“赤道”的实验室里，有一个固定的竖直光滑圆轨道，内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动，一侧的仪器数据显示：该运动的轨道半径为r，最高点的速度为v。若真存在这样的星球，而且该星球的半径为R，自转可忽略，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．该星球的质量为B．该星球的第一宇宙速度为
C．该星球的近地卫星速度为D．若该星球的同步卫星周期为T，则该星球的密度为
4．如图所示，四只猴子水中捞月，它们将一颗又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢上，从下到上依次为1、2、3、4号猴子。正当1号打算伸手捞“月亮”时，2号突然两手一滑没抓稳，1号扑通一声掉进了水里。假设2号手滑前四只猴子都处于静止状态，四只猴子的质量都相等且为m，重力加速度为g，则在2号猴子手滑后的一瞬间（ ）
A．1号猴子的加速度和速度都等于0B．2号猴子对3号猴子的作用力不变
C．杆对4号猴子的作用力大小为D．3号猴子对2号猴子的作用力大小为
5．生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、P为电场中的点，下列说法正确的是（ ）
A．P点电场强度大于M点电场强度
B．M点电势小于N点电势
C．P点电势小于N点电势
D．某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，其在N点电势能小于在M点电势能
6．甲、乙两列简谐波在同一种均匀介质中沿x轴相向传播，甲波源位于处，乙波源位于处，两波源均沿y轴方向振动。在时刻甲形成的波形如图（a）所示，此时乙波源开始振动，其振动图像如图（b）所示，已知甲波的传播速度，质点P的平衡位置处于处，若两波源一直振动，下列说法正确的是（ ）
A．乙波的波长为1m
B．甲、乙两波在P点叠加后，P点的振动总是减弱
C．在时，质点P正朝y轴正方向振动
D．从时刻起内，质点P的运动路程为37.5cm
7．列车进站时如图所示，其刹车原理可简化如下：在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法不正确的是（ ）
A．列车进站过程中电流方向为
B．线框ab边进入磁场瞬间，加速度大小
C．线框ab边进入磁场瞬间，线框的电流大小为
D．列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的热量
8．如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上一小孔，PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场方向且分布在PA与PC所包围的90°范围内射入磁场区域，已知PA与PQ夹角满足，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．粒子打到荧光屏上时，距P点的最远距离为
B．在荧光屏上将出现一条形亮线，其长度可能为
C．在荧光屏上将出现一条形亮线，其长度可能为
D．在荧光屏上将出现一条形亮线，其长度可能为
9．如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，重力加速度g取，则下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧原长为0.2mB．小球释放位置距地面的高度为0.6m
C．小球在下落过程受到的风力为0.1ND．小球刚接触弹簧时的动能为0.36J
10．如图所示，四分之一圆槽AB的半径为R、质量为3m，静止放在水平地面上，圆槽底端B点的切线水平，距离B点为R处有一质量为3m的小球2，其左侧连有轻弹簧。现将质量为m的小球1（可视为质点）从圆槽顶端的A点由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．在整个过程中，系统（三个物体）动量守恒、总动量为0
B．弹簧弹性势能的最大值为
C．小球1刚与弹簧接触时，与圆槽底端B点相距
D．小球1最终的速度大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某同学用如图所示装置做“探究向心力与速度的关系”的实验。半径均为R的半圆轨道AB和四分之一圆弧轨道CD固定在竖直面内，过CD部分最高点D的切线水平，A、C、B在同一水平面上，在D点固定一个力传感器，D点在地面的投影为O，从A点正上方P点处由静止释放一个质量为m的小球，小球沿轨道运动到D点并从D点水平抛出，落地点在Q点（图中未标出）。
（1）对实验的要求，下列说法正确的是________。
A．圆弧轨道越光滑越好B．应选用密度大、体积小的小球
C．P点位置比D点高即可D．为了使力传感器的示数大些，应选用质量小些的球
（2）若实验记录力传感器的示数为F，小球落地点Q到O点的距离为x，改变P点位置进行多次实验，测得多组F、x，作图像，如果图像是一条倾斜的直线，当图像与纵轴的截距为________、图像的斜率为________时（用已知量m、R、g表示），则说明向心力与速度平方成正比。
12．（8分）小明同学在家中找到一个废弃不用的电热水器，拆解后得到了它的电热丝，他想测量该电热丝的电阻。
（1）首先他用欧姆表对该电热丝进行粗测，将欧姆表的选择开关旋到“×10”挡位，让表笔与电热丝保持良好接触，发现指针偏转角度非常大。为了较好的测出电热丝的阻值，请帮他完善下面的操作。
①将选择开关旋到________挡位（填“×1”或“×100”）；
②重新进行________，让表笔与电热丝保持良好接触，读出欧姆表的示数约为15Ω。
（2）他利用伏安法测量该电热丝的阻值。现有下列器材：
A．电动势为4V的电源
B．量程为0.6A的电流表（内阻约为2Ω），量程为3A的电流表（内阻约为0.5Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流为600μA，内阻为150Ω）
D．滑动变阻器R（最大电阻为5Ω）
E．电阻箱（最大阻值为9999.9Ω）
F．电键一个，导线若干
①为了精确测量电热丝的电阻，小明同学先将灵敏电流计改装为量程3V的电压表，需要给灵敏电流计________（填“串联”或“并联”）一个电阻，电阻箱的阻值应取________Ω；
②实验中，电流表应选________（填“”或“”）。
③为了精确测量电热丝阻值，请你在下面的方框中画出完整的电路图。
（3）实验后测得该电热丝的阻值为12.0Ω，请推测该电热水器在220V电压下工作时的加热功率________4kW（填“>”或“<”或“=”）。
13．（10分）如图甲所示，一个质量不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形导热气缸内，气体温度，气柱的高度为，在气缸内壁有固定的小卡环，卡环到气缸底的高度差为10cm。现在活塞上方缓慢堆放细沙，直至气柱长度减为时停止堆放细沙，如图乙所示。之后对气体缓慢降温至。已知大气压强为，气缸的横截面积为，重力加速度g取。求：
（1）堆放细沙的质量m；
（2）温度降为时气体的压强。
14．（12分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。杆1、杆2是两根用细线连接的金属杆，质量分别为和，两杆垂直导轨放置，且两端始终与导轨接触良好，两杆的总电阻，两杆在沿导轨向上的外力F作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，在时刻将细线烧断，保持F不变，重力加速度g取，求：
（1）细线烧断后，两杆最大速度、的大小；
（2）两杆刚达到最大速度时，杆1上滑了0.8m，则从时刻起到此刻用了多长时间？
15．（18分）如图甲所示，在水平面C的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，电场方向未知，变化规律如图乙所示。把一质量为、带电荷的小球在时从A点以10J的初动能水平向右抛出，经过一段时间后，小球以大小为40J的动能竖直向下经过B点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知AB之间的高度差为2m，水平距离为1m，A点到水平面C的竖直距离为240m，重力加速度g取。求：
（1）AB两点间的电势差；
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（3）小球到达水平面C时与A点的水平距离。
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