山西大同市第一中学2024年高三一诊考试物理试卷含解析

山西大同市第一中学2024年高三一诊考试物理试卷
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示，为某静电除尘装置的原理图，废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相作用和电荷量变化，则以下说法正确的是
A．A点电势高于B点电势
B．尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度
C．尘埃在迁移过程中做匀变速运动
D．尘埃在迁移过程中电势能始终在增大
2、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使轻绳和轻弹簧均处于水平且自然伸直状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则（）
A．两球到达各自悬点的正下方时，两球损失的机械能相等
B．两球到达各自悬点的正下方时，A球速度较小
C．两球到达各自悬点的正下方时，重力对A球做的功比B球多
D．两球到达各自悬点的正下方时，A球的动能大于B球的动能
3、某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。

先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2
所示。

电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出
．．．．的是
A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电流
C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻
4、如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带正电的绝缘环，B为导体环，两环均可绕中心在水平面内转动，若A逆时针加速转动，则B环中（）
A．一定产生恒定的感应电流B．产生顺时针方向的感应电流
C．产生逆时针方向的感应电流D．没有感应电流
5、硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。

关于光电效应，下列说法正确的是（）
A．任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流
B．只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出
C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关
D．超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大
6、如图所示，一个钢球放在倾角为30 的固定斜面上，用一竖直的挡板挡住，处于静止状态。

各个接触面均光滑。

关于球的重力大小G、球对斜面的压力大小F N1、球对挡板的压力大小F N2间的关系，正确的是（）
A．F N1>G
B．F N2>G
C．F N2=G
D ．F N1<F N2
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、图示为振幅、频率相同的两列横波相遇时形成的干涉图样，实线与虚线分别表示的是波峰和波谷，图示时刻，M 是波峰与波峰的相遇点，已知两列波的振幅均为A ，下列说法中正确的是（ ）
A ．图示时刻位于M 处的质点正向前移动
B ．P 处的质点始终处在平衡位置
C ．从图示时刻开始经过四分之一周期，P 处的质点将处于波谷位置
D ．从图示时刻开始经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置
E.M 处的质点为振动加强点，其振幅为2A
8、如图所示，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形MNQ ，其中90M ∠=︒，30Q ∠=︒，QM 的长度为L 。

已知电子电荷量的大小为e ，把电子从M 点移动至Q 点，电场力做正功，大小为eU 。

把电子从Q 点移动至N 点，电场力做负功，大小为43
eU 。

则该电场的电场强度（ ）
A ．方向由M 向Q
B ．大小为43U L
C ．方向由Q 向N
D ．大小为233U L
9、如图所示，正方形ABCD 位于竖直平面内，E 、F 、G 、H 分别为四条边的中点,且GH 连线水平，O 为正方形的中心。

竖直平面内分布有一匀强电场、电场方向与水平面成45°角。

现自O 点以初速度0v 水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G 点。

若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．电场方向一定由O指向D
B．粒子从O到G，电势能逐渐减小
C．粒子返回至H点时速率也为0v
D．若仅将初速度方向改为竖直向上，粒子一定经过DE间某点
10、下列说法正确的（）
A．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少
B．凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生的
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D．随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气（理想气体）内能减小
E.能量转化过程中，其总能量越来越小，所以要大力提倡节约能源
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）兴趣课上老师给出了一个质量为m的钩码、一部手机和一个卷尺，他要求王敏和李明两同学估测手上抛钩码所做的功。

两同学思考后做了如下操作：
(1)他们先用卷尺测出二楼平台到地面的距离h，王敏在二楼平台边缘把钩码由静止释放，同时李明站在地面上用手机秒表功能测出钩码从释放到落到地面的时间t0，在忽略空气阻力的条件下，当地的重力加速度的大小可以粗略的表示为g=______（用h和t0表示）；
(2)两同学站在水平地面上，李明把钩码竖直向上抛出，王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间。

两同学练习几次，配合默契后某次李明把钩码竖直向上抛出，同时王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间t，在忽略空气阻力的条件下，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为W=_____（用m、h、t0和t表示）。

12．（12分）某学习小组用如图甲所示的实验装置来探究“小车加速度与合外力的关系”，并用此装置测量轨道与小车之间的动摩擦因数。

实验装置中的微型力传感器质量不计，水平轨道表面粗糙程度处处相同，实验中选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。

实验中保持小车和位移传感器（发射器）的总质量M不变，小车和位移传感器（发射器）的加速度由位移传感器（接收器）及与之相连的计算机得到。

多次改变重物的质量进行实验得小车和位移传感器（发射
器）的加速度a 与力传感器的示数F 的关系图象如图乙所示。

重力加速度取210m/s g =。

(1)用该实验装置测量小车与水平轨道间的动摩擦因数时，下列选项中必须要做的一项实验要求是______（填写选项对应字母）
A ．要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量
B ．要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力
C ．要使细线与水平轨道保持平行
D ．要将力传感器的示数作为小车所受的合外力
(2)根据图象乙可知该水平轨道的摩擦因数μ=______（用分数表示）。

(3)该学习小组用该装置来验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”，那么应该将轨道斜面调整到θ=_____（用角度表示）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图甲所示，粒子源靠近水平极板M 、N 的M 板，N 板下方有一对长为L ，间距为d =1.5L 的竖直极板P 、Q ，再下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场，磁场上边界的部分放有感光胶片。

水平极板M 、N 中间开有小孔，两小孔的连线为竖直极板P 、Q 的中线，与磁场上边界的交点为O 。

水平极板M 、N 之间的电压为0U ；竖直极板P 、Q 之间的电压PQ U 随时间t 变化的图像如图乙所示；磁场的磁感强度021mU B L q
=量为m 、带电量为+q 的粒子，这些粒子经加速电场获得速度进入竖直极板P 、Q 之间的电场后再进入磁场区域，都会打到磁场上边界的感光胶片上，已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期，认为粒子在偏转极板间飞过时PQ U 不变，粒子重力不计。

求：
(1)带电粒子进入偏转电场时的动能E k ；
(2)带电粒子打到磁场上边界感光胶片的落点范围。

14．（16分）《道路交通安全法》规定汽车通过红绿灯路口时，需按信号灯指示行驶．若某路口有等待通行的多辆汽车，第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐，汽车质量均为m =1 500 kg ，车长均为L =4.8 m ，前后相邻两车之间的距离均为x =1.2 m ．每辆汽车匀加速起动t 1=4 s 后保持v =10 m/s 的速度匀速行驶，运动过程中阻力恒为f =1 800 N ，求： （1）汽车匀加速阶段的牵引力F 大小；
（2）由于人的反应时间，绿灯亮起时，第一个司机滞后△t =0.8 s 起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8 s 起动汽车，绿灯时长20 s ．绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线．
15．（12分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为25/m s ，所需的起飞速度为50/m s ，为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，弹射系统使它具有30/m s 的初速度，求：
（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？
（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B
【解析】沿电场线方向电势降低，由图可知，B 点的电势高于A 点电势，故A 错误；由图可知，A 点电场线比B 点密
集，因此A 点的场强大于B 点场强，故A 点的电场力大于B 点的电场力， 则A 点的加速度大于B 点的加速度，故B 正确；放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的．故粒子不可能做匀变速运动，故C 错误；由图可知，开始速度方向与电场力方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大；后来变为锐角，电场力做正功，电势能减小；对于全过程而言，根据电势的变化可知，电势能减小，故D 错误．故选B ．
点睛：本题考查考查分析实际问题工作原理的能力，解题时要明确电场线的分布规律，并且能抓住尘埃的运动方向与电场力方向的关系是解题突破口．
2、D
【解析】
A ．A 球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，
B 球运动过程中，B 球机械能转化为弹簧的弹簧势能，故A 错误； BD ．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，可知在整个过程中，A 、B 两球重力势能减少量相同。

球A 的重力势能全部转化为动能，球B 的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，所以两球到达各自悬点的正下方时，A 球动能较大，速度较大，故B 错误，D 正确；
C ．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，可知在整个过程中，A 、B 两球重力势能减少量相同，即重力做功相同，故C 错误。

故选D 。

3、D
【解析】
由Q=CU 0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A 选项能求出；根据I=Q /t ，变形得Ut Q It R ==
，Ut 为图象与坐标轴所围面积S 可求，所以Q =S /R ，则0
S S R Q CU ==，所以C 选项可求；电阻R 两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以200max U CU I R S
==， 选项B 电阻R 两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U 0，内电阻无法求出，所以选项D 不能求出。

4、B
【解析】
A. A 为均匀带正电的绝缘环，若A 逆时针加速转动，且转速均匀增加，则因为A 转动产生磁场均匀增加，在B 环中产生恒定的感应电流，故A 项错误；
BCD.A 为均匀带正电的绝缘环，若A 逆时针加速转动，在B 环中产生垂直于纸面向外且增大的磁场，所以B 环中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，B 环中产生顺时针方向的感应电流。

故B 项正确，CD 两项错误。

5、C
【解析】
AB ．当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生。

所以AB 错误；
CD ．根据爱因斯坦的光电效应方程
k 0E h W =-ν
对于同一种金属，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关。

所以C 正确，D 错误。

故选C 。

6、A
【解析】
以球为研究对象，球受重力、斜面和挡板对球体的支持力F 1和F 2，由平衡条件知，F 1和F N2的合力与G 等大、反向、共线，作出力图如图所示，根据平衡条件，有
123cos303G G F ︒== 23tan 303F G G ︒==
根据牛顿第三定律可知，球对斜面的压力大小
N1123cos303
G G F F G ︒===> 球对挡板的压力大小
N223tan 303
F F
G G G ︒===
< 则 N1N2F F >
故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BDE
【解析】
A ．图示时刻位于M 处的质点只在平衡位置附件上下振动，并不随波迁移，故A 错误；
BC ．P 处的质点图示时刻处于波峰和波谷相遇，二者运动的步调始终相反，合位移为0，始终处于平衡位置，故B 正确，C 错误；
D ．从图示时刻开始经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，位移为0，故D 正确；
E. M 处的质点为振动加强点，其振幅为2A ，故E 正确。

故选BDE 。

8、CD
【解析】
如图所示，电势差之比有
3443
QM
QM QN QN U W eU eU U W ===
由几何关系得
34
QP QN =。

匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。

则
34QN
QP QM U U U ==
则连线MP 为等势线。

所以PQ 是一条电场线，电场强度方向由Q 向N 。

由几何关系得
cos30QP QM L =︒=
则电场强度大小为
3QP
U E L QP ===
故选CD 。

9、AD
【解析】
A ．自O 点以初速度0v 水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G 点，可知粒子沿OG 方向做匀减速运动，粒子受
到的合外力沿GO 方向水平向右，因重力竖直向下，则电场力斜向右上方，即电场方向一定由O 指向D ，选项A 正确；
B ．粒子从O 到G ，电场力做负功，则电势能逐渐增加，选项B 错误；
C ．粒子返回至O 点时速率为0v ，则到达H 点的速度大于v 0，选项C 错误；
D ．设正方形边长为2L ，粒子速度方向向左时，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于mg,加速度为向右的g ，因粒子恰能到达G 点，则
202v L g
= 仅将初速度方向改为竖直向上，粒子的加速度水平向右，大小为g ，则当粒子水平位移为L 时，则：
212
L gt = 竖直位移
022L h v t v L g
=== 则粒子一定经过DE 间某点，选项D 正确；
故选AD 。

10、ACD
【解析】
A ．车胎突然爆炸瞬间，气体膨胀，视为短暂的绝热过程，根据热力学第一定律
U W ∆=
车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，气体内能减少，A 正确；
B ．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，B 错误；
C ．根据气体压强的微观意义可知，气体的压强产生的机理是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，C 正确；
D ．根据大气压的变化规律可知，随着高度的增加，大气压和温度都在减小，一个正在上升的氢气球内的氢气的温度随外界温度的降低而降低，所以氢气的内能减小，D 正确；
E ．能量转化过程中，总能量不变，但能量可以利用的品质降低，能源会越来越少，E 错误。

故选ACD 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、202h t 22
40
2mh t t 【解析】
(1)[1]在忽略空气阻力的条件下，钩码做自由落体运动，有2012
h gt =，解得 20
2h
g t = (2)[2]在忽略空气阻力的条件下，钩码上抛做竖直上抛运动，上升时间与下落时间相等，即
12
t t t ==下上 抛出的初速度v 0=gt 下，根据动能定理可知，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为
2012
W mv = 联立解得
22
40
2mh t W t = 12、C
30 【解析】
（1）[1]小车所受到的水平拉力即为力传感器的示数F ，由图象可知当5N F =，小车开始有加速度，即摩擦力为5N ，由牛顿第二定律可知： F Mg Ma μ-=，
得：
F a Mg g
μ=-， 所以既不需要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量，也不需要将轨道的一端适当垫高来平衡
摩擦力，选项ABD 错误；实验中保持细线与轨道平行时，小车和位移传感器（发射器）所受的拉力为力传感器的示数F ，选项C 正确。

故选：C 。

（2）[2]选小车和位移传感器（发射器）为研究对象，由牛顿第二定律可得
F Mg Ma μ-=，
即
1a F g M
μ=-， 由图乙可知图象的斜率，即
13
k M ==， 得：
M =， 由5F N =时0a =可解得：
μ= （3）[3]若要验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”要将轨道一端垫高来平衡摩擦力。

对小车和位移传感器（发射器）受力分析可得：
sin cos Mg Mg θμθ=，
即
tan 3
μθ==
， 所以 30θ︒=。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)qU 0；(2)
12
L 【解析】
(1)带电粒子进入偏转电场时的动能，即为MN 间的电场力做的功
E k =W MN =qU 0
(2)粒子运动轨迹如图所示
若t =0时进入偏转电场，在电场中匀速直线运动进入磁场时 R=1mv Bq
=L 打在感光胶片上距离中心线最近为
x =2L
任意电压时出偏转电场时的速度为v n ，根据几何关系
1cos n v v α
= n n mv R qB
= 在胶片上落点长度为
122cos n mv x R qB
α∆== 打在感光胶片上的位置和射入磁场位置间的间距相等，与偏转电压无关,在感光胶片上的落点宽度等于粒子在电场中的偏转距离,带电粒子在电场中最大偏转距离
22013111()22 1.52
U q L y at L mL v ==⨯⨯= 粒子在感光胶片上落点距交点O 的长度分别是2L 和
52L ，则落点范围是12
L 14、 (1)5550N ；(2)8.88s
【解析】 （1）依题意得，汽车前4s 的加速度:a =v /t 1=2.5m/s 2①
由牛顿第二定律得:F-f=ma ②
解得：F =5550N ③
（2）第五辆车最后端通过停止线，需前进距离:s =4×
(x +L )+L =28.8m ④
已知汽车匀加速阶段加速时间：t 1=4s ⑤ 所以汽车匀加速的位移:1120m 2v s t =
=⑥ 汽车匀速行驶时间:120.88s s s t v
-==⑦ 第五辆车延迟时间：t 3=5Δt =4s ⑧
第五辆汽车最后端恰好通过停止线的时间:t=t 1+t 2+t 3=8.88s ＜20s ⑨
15、（1）160m （2）10m/s
【解析】
（1）设跑道最短为L ，则有：2202aL υυ-=，
代人数据解得：160L m =.
（2）设航空母舰前进的速度最小为1υ，飞机起飞的时间为t ，则： 对航空母舰：11x t υ=①
对飞机：1at υυ=+②
22122ax υυ-=③
21x x L =+④
由①②③④联立解得：
110/m s υ=.。