2024届吉林省通化市梅河口市第五中学高三下学期一模物理试题（解析版）

高三物理一、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.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，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（）A.深紫外线进入液体后传播速度变大B.传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长C.深紫外线光子的能量在液体中更大D.深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率【答案】B【解析】【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度，深紫外线进入液体后传播速度变小，A错误；B．设传播距离，在真空中的时间在液体中所需的时间故B正确；C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，C错误；D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D错误。故选B。2.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，由监测站发出的电磁波赶在监测站监测仪记录的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.地震横波的周期为B.用于地震预警监测的是横波C.若震源位于地表以下，则纵波、横波到达震源正上方的地表时间差为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【答案】C【解析】【详解】A．由题图振动图像可知地震横波的周期为A错误；B．由题图波动图像可知地震横波的波长为则地震横波的波速为因此用于地震预警监测的是纵波，B错误；C．若震源位于地表以下，则纵波、横波到达震源正上方地表时间差为C正确；D．由题图可知又角速度初相位则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D错误。故选C。3.2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水，其中含有放射性元素多达64种，在这些元素中有21种半衰期超过10年，其中有一种含量最高却难以被清除的氢同位素氚，氚核的衰变方程为，半衰期为12.5年，X为新生成的粒子。关于氚核的衰变下列说法正确的是（  ）A.X粒子来自原子核的外部B.经过50年，氚的含量为初始的C.通过升高海水温度可以改变氚的半衰期D.的比结合能比的比结合能小【答案】D【解析】【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知X粒子电子，其来源于原子核内一个中子转变为一个质子同时释放一个电子，故A错误；B．半衰期为12.5年，经过50年，即4个半衰期，氚的含量为初始的故B错误；C．半衰期是原子核自身属性，不随外界的物理化学环境变化而变化，故C错误；D．由于该核聚变释放能量，生成物的原子核更稳定，氚核的比结合能小于氦核的比结合能，故D正确。故选D。4.如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻和压敏电阻，压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。物块置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（）A.只减小物块对的压力，电流表的示数减小B.只增大物块对的压力，两端的电压增大C.只将滑动触头向左滑动，电流表的示数增大D.只将滑动触头向右滑动，两端的电压增大【答案】D【解析】【详解】A．只减小物块对的压力，则R阻值减小，次级电阻减小，次级电流变大，则初级电流变大，即电流表的示数变大，选项A错误；B．只增大物块对的压力，则R阻值变大，因次级电压不变，可知两端的电压减小，选项B错误；C．只将滑动触头向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据P=I2R可知，次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项C错误；D．只将滑动触头向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则两端的电压增大，选项D正确。故选D。5.北京时间2023年9月21日15时48分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一场精彩太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。已知中国空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约为90分钟，则其公转轨道半径和地球同步卫星的公转轨道半径之比约为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】ABCD．绕地球做匀速圆周运动的卫星，万有引力提供向心力，则有可得空间站匀速圆周运动周期地球同步卫星匀速圆周运动周期代入可得中国空间站公转轨道半径和地球同步卫星的公转轨道半径之比约为故选B。6.如图所示，电源的电动势为3V、内阻为2Ω，的电阻为8Ω，电容器的电容为600μF，所有电压表和电流表均视为理想电表。在将滑动变阻器（最大阻值为8Ω）的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，下列说法正确的是（）A.V1示数增大，V2示数减小 B.消耗的电功率先增大后减小C.两端的最大电压为2V D.电容器极板上增加的电荷量为【答案】D【解析】【详解】A．将滑动变阻器的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，滑动变阻器接入电路阻值变大，则总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则V1示数增大，两端电压减小，则滑动变阻器两端电压增大，即V2示数增大，故A错误；B．消耗的电功率为根据数学知识可知，当消耗的电功率最大，由于的最大值为，则消耗的电功率一直增大，故B错误；C．当接入电路阻值为0时，电路电流最大，则有则两端的最大电压为故C错误；D．滑动变阻器的滑片在上端时，接入电路阻值为0，则电容器两端电压为0；当滑动变阻器的滑片在下端时，根据闭合电路欧姆定律可得则电容器两端电压为则电容器极板上增加的电荷量为故D正确。故选D。7.一电动玩具汽车启动时，以额定功率沿直线加速并达到最大速度，其加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知电动玩具汽车受到的阻力大小恒为100N，取重力加速度大小。则电动玩具汽车的额定功率和最大速度分别为（）A.200W2m/s B.100W4m/s C.100W2m/s D.200W4m/s【答案】A【解析】【详解】设电动玩具汽车的额定功率为，受到的阻力大小为，根据牛顿第二定律可得又联立可得根据图像可得，解得当牵引力等于阻力时，速度到达最大，则有故选A。8.设想将来发射一颗人造卫星，其绕地球运行的轨道半径是月球绕地球运行轨道半径的。该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的（）A.周期之比为1:8 B.线速度大小之比为8：1C.向心加速度大小之比为16：1 D.角速度之比为4:1【答案】AC【解析】【详解】根据万有引力提供向心力可得可知，，，该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的周期之比为该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小之比为该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的向心加速度大小之比为该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的角速度之比为故选AC。9.研究光电效应中遏止电压、光电流大小与照射光的频率及强弱等物理量关系的电路如图甲所示。图中阳极A和阴极K间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A、K间的电压U的大小，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（）A.单色光a的频率等于单色光b的频率B.单色光a的频率大于单色光c的频率C.单色光a的强度大于单色光b的强度D.单色光c与单色光a的光子能量之差为【答案】AD【解析】【详解】A．由图像可知，单色光ab的截止电压相等，根据可知，单色光a的频率等于单色光b的频率，选项A正确；B．单色光a的截止电压小于单色光c的截止电压，根据可知，单色光a频率小于单色光c的频率，选项B错误；C．单色光a的饱和光电流小于b的饱和光电流，可知单色光a的强度小于单色光b的强度，选项C错误；D．根据可知单色光c与单色光a的光子能量之差为选项D正确。故选AD。10.如图所示，圆形区域内存在一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。质量为m、电荷量为q的带电粒子由A点沿平行于直径CD的方向射入磁场，射入时粒子运动的速率为，粒子经过圆心O，最后离开磁场。已知圆形区域半径为R，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中运动的半径为 B.A点到CD的距离为C.粒子在磁场中运动的位移大小为 D.粒子在磁场中运动的时间为【答案】BC【解析】【详解】A．粒子在磁场中运动的半径为选项A错误；B．由几何关系可知，A点到CD的距离为选项B正确；C．粒子在磁场中运动的位移大小为选项C正确；D．粒子在磁场中运动的时间为选项D错误。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）。【答案】①.0.170②.③.【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，读数为0.1cm+mm=0.170cm（2）[2]滑块到光电门的速度为根据机械能守恒定律有解得（3）[3]由（2）中表达式变形可知可知若系统的机械能守恒，则k=12.某同学测量某电阻的电阻值。（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：a.待测电阻b.电压表V（量程1V、内阻）c.电流表（量程2A、内阻）d.电流表（量程30mA、内阻）c.滑动变阻器f.滑动变阻器g.电阻箱（）h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______；②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号______；③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。【答案】（1）140（2）①.串②.600③.④.【解析】【小问1详解】指针指向“14”刻度，则电阻为Ω=140Ω；【小问2详解】①[1][2]根据电压表的改装原理可知，应串联电阻，根据欧姆定律有Ω②[3]电路中的电流约为电流表应选择A2，由于电压表内阻已知，则电流表外接，电压表测待测电阻电压，的电流、电压测量更准确，减少实验误差。另外，电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路如图③[4]根据欧姆定律可知13.如图所示，粗糙水平面NQ右侧固定一个弹性挡板，左侧在竖直平面内固定一个半径、圆心角的光滑圆弧轨道MN。半径ON与水平面垂直，N点与挡板的距离。可视为质点的滑块质量，从P点以初速度水平抛出，恰好在M点沿切线进入圆弧轨道。已知重力加速度g取，。（1）求滑块经过N点时对圆弧轨