2024届山西省吕梁市高三下学期三模考试理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在试卷和答题卡指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，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。回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上，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 C：12 N：14 O：16 C1：35.5 V：51
一、选择题：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. 2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 中子轰击生成的核反应是核聚变
B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染
2. 如图为某次羽毛球比赛中，照相机拍摄到的运动员击球后某一瞬间的照相底片，该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，羽毛球影像前后错开的距离约为羽毛球长度的10%～15%。已知该运动员击球后羽毛球飞行速度能达到350km/h，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近（ ）
A. 10－2sB. 10－4s
C. 10－6sD. 10－8s
3. 范德格拉夫起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法错误的是（ ）
A. 由于尖端放电，电刷F上的负电荷与传送带上的正电荷中和
B. 最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面
C. 工作中，电刷F的右端感应出负电荷，且它的电势不断降低
D. 导体球壳表面电势处处相等
4. 2023年6月 15 日于太原卫星发射中心，长征二号丁运载火箭采取“一箭41星”的方式。成功将吉林一号高分06A 等卫星送入预定轨道，刷新了我国一箭多星的发射纪录，为我国将来发射并快速组建自己的“星链”提供了技术支撑。假设“星链”各卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道距地面的高度均为h，地球半径为R，其中“星链”首星的线速度的大小为v，忽略各卫星之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. “星链”首、尾两星的线速度相同
B. 地球的第一宇宙速度大小为
C. 地球表面的重力加速度大小为
D. 若需要将“星链”中某星向前调序，只需点火加速即可完成
5. 地震监测技术的主要原理是利用了地震发生后横波与纵波的时间差，如图为监测站监测仪记录的部分地震横波波形图和振动图像，已知地震纵波的平均波速为6km/s，两种地震波都向x轴正方向传播，地震时两者同时从震源发出。下列说法正确的是（ ）
A. 地震横波的波速为40km/s
B. 用于地震预警监测的是横波
C. 若震源位于地表以下192km，则纵波、横波到达震源正上方的地表时间差为16s
D. 若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为
6. 华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是（ ）
A. 波长越长光在同种光纤中传播的速度越大。
B. 频率越高的光在同种光纤中传播的速度越大
C. 内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D. 内芯折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
7. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上。匀强电场沿斜面方向。带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，，，则下列说法正确的是（ ）
A. 滑块重力大小为
B. 滑块受到的电场力大小为
C. 滑块上滑过程中，重力势能增加了
D. 滑块上升过程中动能与电势能之和减小
8. 同学们在学校操场上做摇绳发电实验，用手机软件测得当地的磁感应强度如下表所示。其中x轴正方向为水平由南向北，y轴正方向为水平自东向西，z轴正方向为竖直向上。两位同学各握长金属软绳的一端，以平行于y轴方向的为轴匀速摇动绳子，周期为0.5s，摇绳过程中金属软绳与轴所围成的面积可视为恒值2m2，将接到灵敏电流计两端，如图所示。已知电路总阻值为40Ω，图中金属软绳在最高位置。则下列说法正确的是（ ）
A. 该学校位于地球北半球
B. 金属软绳在最高位置时电路中的感应电流不为0
C. 摇绳发电得到的是正弦式交流电，电动势的峰值为40πμV
D. 金属软绳从最高位置运动到最低位置的过程中，通过电流计的电荷量为
三、非选择题：本题共14小题，共174分。
9. 用如图所示装置探究加速度、力和质量的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。小车上固定一定滑轮，细绳通过滑轮连接弹簧测力计和沙桶。
（1）实验时，一定要满足的条件或必要的操作是________。
A.平衡摩擦力
B.小车的质量远大于沙桶和沙的质量
C.实验中沙桶本身的质量需要测出来
（2）在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记。如图甲所示，已知相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器的电源频率为50Hz，则沙桶加速度的大小为a=________。（结果保留3位有效数字）
图甲 图乙
（3）在验证加速度与质量的关系时，在满足实验要求的情况下，改变小车上砝码质量m，测出对应的加速度a，以m为横坐标，以为纵坐标，在坐标纸上作出如图乙所示的图像。已知弹簧测力计的读数为F，图中纵轴的截距为b，则小车的质量为________。
10. 探究实验小组的同学们根据学习的电学知识，设计了一个模拟对司机进行呼吸式酒精检测的装置。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示，已知不喝酒时酒精气体传感器的电阻。当被测人员呼出的酒精气体浓度值在20mg/mL以下时，可视为不影响驾驶机动车；在之间视为饮酒驾驶；在100mg/mL以上视为醉酒驾驶。实验装置所涉及到的器材如下：
A. 干电池组（电动势，内阻）
B. 电流表A（满偏电流0.6A，内阻未知）
C 电阻箱（最大阻值9999.9 Ω）
D. 电阻箱（最大阻值9999.9 Ω）
E.多用电表
F.开关及导线若干
（1）该同学用已经欧姆调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量电流表A的内阻大小时，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的__________（选填“×1”或“×100”）挡位，然后进行欧姆调零，再次测量电流表A的内阻值，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则测量的电流表A的内阻为__________Ω（结果保留两位有效数字）。该同学进一步用其他方法测得电流表内阻准确值与多用电表测得其内阻值相等；
（2）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电流表A与电阻箱串联改装成量程为15V的电压表，则应将电阻箱的阻值调为__________Ω；
（3）该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在电流表上0.3A处，则应将电阻箱的阻值调为__________Ω；
（4）完成步骤（3）后，某次在实验室中测试酒精气体浓度时，电流表指针如图丁所示。则该次测试的酒精气体浓度在__________（选填“酒驾”或“醉驾”）范围内；
（5）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大；若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
11. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为体积为0.04L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则：
（1）若充气恰好到达喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为多少？
（2）为了保证喷水效果，打气筒最少打气多少次？
12. 如图甲所示，半径为R、圆心角为的光滑圆弧轨道下端与水平面相连。有一质量为M的滑块静止于足够长的水平面，滑块与水平面有摩擦。一质量为m（）的小球从圆弧顶点静止释放，小球在水平面上的运动如图乙虚线所示，运动过程忽略小球与轨道摩擦。测得小球与滑块发生第一次碰撞后到第二次碰撞前相隔的最大距离是d。小球与滑块的碰撞均为一维弹性对心碰撞，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）第一次碰后瞬间，小球和滑块的速度；
（2）小球第一次与滑块碰撞到第二次碰撞的时间；
（3）滑块在水平面上通过的总路程。
13. 粒子运动轨迹的研究对于理解物质的性质和宇宙的运行规律具有重要意义。某研究小组设计了电场和磁场来研究粒子运动轨迹，其分布如图所示，Oxy平面（纸面）内，在区间存在平行y轴的匀强电场。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B，，。一未知带正电粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为（3d，2d）的P点垂直磁场边界射入磁场，并从（3d，0）射出磁场。粒子的质量为m，电荷量为q，整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求：
（1）该未知粒子第一次进入磁场的初速度；
（2）匀强电场电场强度E的大小及左边界的值；
（3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点M（，）（未画出）。求粒子由P点运动到M点的时间以及坐标的值。
方向
磁感应强度
x
40μT
y
0μT
z
-30μT