2024年河东区高中学业水平等级性考试第一次模拟考试
物理
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。
第Ⅰ卷1至4页，第Ⅱ卷4至8页。考生务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效。
第Ⅰ卷（共40分）
注意事项：
1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
2．本卷共8题，每题5分，共40分。
一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B. 氘氚核聚变的核反应方程为
C. 核聚变的核反应燃料主要是铀235
D. 核聚变反应过程中没有质量亏损
2. 如图是压力保温瓶结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体（ ）
A. 内能增大 B. 体积增大 C. 压强不变 D. 温度不变
3. 如图所示，手机支架和手机静止在粗糙水平桌面上，支架斜面和支撑杆可以转动来调节角度，当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度（支架斜面和支撑杆的夹角不变），手机和支架仍然保持静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 支架底板受到桌面水平向右的摩擦力
B. 桌面对支架底板的支持力变小
C. 斜面对手机的摩擦力变大
D. 斜面对手机的支持力变大
4. 我国成功发射“神舟七号”载人飞船，随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了“伴飞”小卫星。载人飞船在固定的轨道上做匀速圆周运动，“伴飞”小卫星与载人飞船相对静止，“伴飞”小卫星有多种伴飞模式，图1和图2是其中的两种伴飞模式，则下列说法正确的是（ ）
A. 载人飞船速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之间
B. 图1伴飞模式下，“伴飞”小卫星的线速度大于载人飞船的线速度
C. 图2模式下“伴飞”小卫星只需向后喷出气体，加速后，就可以和载人飞船对接
D. 图1和图2这两种伴飞模式下“伴飞”小卫星的角速度大小是相等的
5. 如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点。设电场力对两电子做的功分别为和，a、b点的电场强度大小分别为和，a、b点的电势分别为和，则（ ）
A.
B
C.
D. 电子由a运动到c过程中电势能增大
二、不定项选择题（每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6. “传统”光刻机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．为提高光刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示．若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体后（ ）
A. 紫外线光子能量增加
B. 紫外线进入液体后波长变为
C. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7
D. “浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射
7. 如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，电压表V为理想电压表，升压变压器的输入功率为75kW。则（ ）
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B. 远距离输电线路损耗功率为9kW
C. 当滑片向端滑动时，电压表V的示数变大
D. 当滑片向端滑动时，输电线上电流变大
8. 波源在坐标原点沿y轴方向上下振动，形成沿x轴正、负方向传播的两列简谐横波，时刻的波形如图中实线所示，s时刻的波形如图中虚线所示，点P、Q是此时位于平衡位置的两个质点。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，波源的振动方向沿y轴负方向
B. s时刻，P、Q两质点的振动方向相反
C. s时刻，m处的质点处于波峰位置
D. 波从波源分别向x轴正、负方向传播的速度之比为4：3
第Ⅱ卷（共60分）
注意事项：
1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2．本卷共4题，共60分。
9. 某同学借助手机传感器利用单摆测重力加速度，装置如图甲所示，其中悬挂的小球为磁性小球。
（1）用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，读数为______mm。
（2）打开手机的磁传感器，将手机放在静止小球的正下方，让小球做单摆运动，小球运动到最低点时，手机就接收到一个磁感应强度脉冲，若接收到连续的81个磁感应强度脉冲所用时间为80.40s，则单摆摆动的周期______s。（结果保留三位有效数字）
（3）为了减小实验误差，该同学通过改变摆长多次实验，测得多组摆长L与对应的周期T，建立坐标系，做出的图像如图丙所示，测得图像的斜率为k，则求得的重力加速度______（用k和π表示）。
10. 某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内阻，使用的器材还有开关一个，导线若干，实验原理如甲所示：
（1）在图乙的实物图中，已正确连接了电路；
（2）调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是______；
（3）接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出关系图线，如图丁所示。若电流表内阻，由图线求得电源的电动势______V，内阻______。
11. 保龄球运动既可以锻炼身体，又可以缓解心理压力，而且老少咸宜，广受大众的喜爱。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程．如图所示，将一质量为的保龄球从A点开始由静止向前掷出，球沿曲线运动，脱手后，在B点以的速度切入水平球道。球做直线运动经时间后在C点与质量为的球瓶发生正碰。已知在A点时保龄球的下沿距离球道表面的高度为，保龄球在球道上运动时受到的阻力恒为重力的倍，g取，忽略空气阻力，忽略保龄球的滚动，球与球瓶的碰撞时间极短，碰撞中没有能量损失，球与球瓶均可看成质点。求：
（1）运动员在掷球过程中对保龄球做的功；
（2）在撞上球瓶前的瞬间，保龄球的速度的大小；
（3）碰撞后，球瓶的速度的大小。
12. 如图所示，两水平放置的平行金属板，板长与两板的间距均为。两金属板间可加电压，且板的电势高于板的电势，在虚线的右侧有范围足够大的匀强磁场，磁场边界与金属板垂直，磁感应强度的大小，方向垂直纸面向里。在两极板左端正中间有一粒子源，水平向右不断地发射比荷、初速度的带正电粒子。忽略电场的边缘效应、粒子的重力以及它们之间的相互作用，取3.14。
（1）若两金属板间所加电压为0时，求粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径和时间；
（2）若两金属板间加适当的电压，粒子恰好从极板右边缘射出电场，求所加电压的大小；
（3）在（2）的条件下，求粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离。
13. 如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间的距离。质量，电阻的直导体棒放在导轨上，且与导轨垂直。导轨顶端与的电阻相连，其余电阻不计，整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场内。从开始，导体棒由静止释放，运动过程的图像如图乙所示，后导体棒做匀速直线运动，重力加速度取。求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）时，导体棒的加速度大小；
（3）前2s内，电阻上产生的焦耳热。2024年河东区高中学业水平等级性考试第一次模拟考试
物理
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。
第Ⅰ卷1至4页，第Ⅱ卷4至8页。考生务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效。
第Ⅰ卷（共40分）
注意事项：
1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
2．本卷共8题，每题5分，共40分。
一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A. 相同质量核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B. 氘氚核聚变的核反应方程为
C. 核聚变的核反应燃料主要是铀235
D. 核聚变反应过程中没有质量亏损
【答案】A
【解析】
【详解】A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；
B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为
B错误；
C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；
D．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。
故选A。
2. 如图是压力保温瓶结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体（ ）
A. 内能增大 B. 体积增大 C. 压强不变 D. 温度不变
【答案】A
【解析】
【详解】压缩气体时，气体体积减小，外界对气体做功，则W＞0；因为气体与外界没有热交换，则Q=0，由热力学第一定律可知：，所以ΔE＞0，气体的内能增加，温度升高，压强变大。
故选A。
3. 如图所示，手机支架和手机静止在粗糙的水平桌面上，支架斜面和支撑杆可以转动来调节角度，当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度（支架斜面和支撑杆的夹角不变），手机和支架仍然保持静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 支架底板受到桌面水平向右的摩擦力
B. 桌面对支架底板的支持力变小
C. 斜面对手机的摩擦力变大
D. 斜面对手机的支持力变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，对整体受力分析可知，受竖直向下的整体重力和桌面竖直向上的支持力，手机和支架保持静止，由平衡条件可知，竖直方向上，支持力与重力等大反向，水平方向上，不受桌面水平方向的摩擦力，当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度时，由于手机和支架仍然保持静止，则桌面对支架底板的支持力与整体的重力仍等大反向，水平方向上，仍不受桌面水平方向的摩擦力，故AB错误；
CD．根据题意，对手机受力分析，如图所示
由平衡条件可得
当支撑杆绕点逆时针转过一个小角度（支架斜面和支撑杆的夹角不变），变小，则减小，增大，故C错误，D正确。
故选D。
4. 我国成功发射“神舟七号”载人飞船，随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了“伴飞”小卫星。载人飞船在固定的轨道上做匀速圆周运动，“伴飞”小卫星与载人飞船相对静止，“伴飞”小卫星有多种伴飞模式，图1和图2是其中的两种伴飞模式，则下列说法正确的是（ ）
A. 载人飞船的速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之间
B. 图1的伴飞模式下，“伴飞”小卫星的线速度大于载人飞船的线速度
C. 图2模式下“伴飞”小卫星只需向后喷出气体，加速后，就可以和载人飞船对接
D. 图1和图2这两种伴飞模式下“伴飞”小卫星的角速度大小是相等的
【答案】D
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则载人飞船的速度小于，故A错误；
BD．“伴飞”小卫星与载人飞船相对静止，可知图1和图2这两种伴飞模式下“伴飞”小卫星的角速度大小是相等的，都与载人飞船的角速度大小相等，根据
图1的伴飞模式下，由于“伴飞”小卫星的轨道半径小于载人飞船的轨道半径，则“伴飞”小卫星的线速度小于载人飞船的线速度，故B错误，D正确；
C．图2模式下“伴飞”小卫星向后喷出气体，加速后将做离心运动，变轨到更高的轨道，不可能与载人飞船对接，故C错误。
故选D。
5. 如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点。设电场力对两电子做的功分别为和，a、b点的电场强度大小分别为和，a、b点的电势分别为和，则（ ）
A.
B.
C.
D. 电子由a运动到c过程中电势能增大
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．电场线的疏密程度反映场强的大小，则，a、b两点在同一等势线，则，两电子分别从a、b两点运动到c点，电势能变化相等，根据电场力做功与电势能变化的关系可知，，故AC错误，B正确；
D．电子逆着电场线运动，电场力做正功，电势能减小，故D错误。
故选B。
二、不定项选择题（每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6. “传统”光刻机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．为提高光刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示．若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体后（ ）
A. 紫外线光子能量增加
B. 紫外线进入液体后波长变为
C. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7
D. “浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射
【答案】BC
【解析】
【详解】A．紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，故A错误；
B．紫外线在液体中的波长
故B正确；
C．紫外线在真空中的传播速度是在液体中速度的1.7倍，故C正确；
D．紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故D错误。
故选BC。
7. 如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，电压表V为理想电压表，升压变压器的输入功率为75kW。则（ ）
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B. 远距离输电线路损耗功率为9kW
C. 当滑片向端滑动时，电压表V的示数变大
D. 当滑片向端滑动时，输电线上的电流变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，故A正确：
B．由题图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为2500V，所以输电线中的电流为
输电线损失的电压为
输电线路损耗功率为
故B错误；
C．当滑片向端滑动时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，故C错误；
D．由以上分析知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，故D正确。
故选AD。
8. 波源在坐标原点沿y轴方向上下振动，形成沿x轴正、负方向传播的两列简谐横波，时刻的波形如图中实线所示，s时刻的波形如图中虚线所示，点P、Q是此时位于平衡位置的两个质点。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，波源的振动方向沿y轴负方向
B. s时刻，P、Q两质点的振动方向相反
C. s时刻，m处的质点处于波峰位置
D. 波从波源分别向x轴正、负方向传播的速度之比为4：3
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题图结合平移法可知，时刻，波源的振动方向向下，故A正确；
B．时刻，P、Q两质点振动方向都向下，振动方向相同，故B错误；
C．由图可得周期T=2s，则沿x轴正方向传播的波的波速为
=2m/s
波从0时刻传播到x=10m处需要
=3s
s时刻，x=10m处的质点已经振动了
s=
此时x=10m处的质点处在波谷位置，故C错误；
D．由波形图可知，沿x轴正方向传播的简谐横波，波长为4m，沿x轴负方向传播的简谐横渡，波长为3m，周期相等，由可知，波从波源分别沿x轴正、负方向传播的速度之比为4:3，故D正确；
故选AD。
第Ⅱ卷（共60分）
注意事项：
1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2．本卷共4题，共60分。
9. 某同学借助手机传感器利用单摆测重力加速度，装置如图甲所示，其中悬挂的小球为磁性小球。
（1）用游标卡尺测量小球直径，示数如图乙所示，读数为______mm。
（2）打开手机的磁传感器，将手机放在静止小球的正下方，让小球做单摆运动，小球运动到最低点时，手机就接收到一个磁感应强度脉冲，若接收到连续的81个磁感应强度脉冲所用时间为80.40s，则单摆摆动的周期______s。（结果保留三位有效数字）
（3）为了减小实验误差，该同学通过改变摆长多次实验，测得多组摆长L与对应的周期T，建立坐标系，做出的图像如图丙所示，测得图像的斜率为k，则求得的重力加速度______（用k和π表示）。
【答案】（1）8.10
（2）2.01 （3）
【解析】
【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图可知小球的直径为
8mm+mm=8.10mm
【小问2详解】
若接收到连续的81个磁感应强度脉冲所用时间为80.40 s，则单摆摆动的周期为
s=2.01s
【小问3详解】
根据单摆周期公式
可知图像的斜率为
可得重力加速度为
10. 某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内阻，使用的器材还有开关一个，导线若干，实验原理如甲所示：
（1）在图乙的实物图中，已正确连接了电路；
（2）调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是______；
（3）接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出关系图线，如图丁所示。若电流表内阻，由图线求得电源的电动势______V，内阻______。
【答案】 ①. 2.3 ②. 1.4 ③. 0.6
【解析】
【详解】（2）[1]由图可知，电阻箱档，示数为3，电阻箱档，示数为2，其他档示数为0，则电阻值为。
（3）[2]由闭合电路欧姆定律可知
变形得
由此可知，图线斜率的物理意义是表示电源的电动势；则有
[3]图线的阻值截距为
代入得
11. 保龄球运动既可以锻炼身体，又可以缓解心理压力，而且老少咸宜，广受大众的喜爱。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程．如图所示，将一质量为的保龄球从A点开始由静止向前掷出，球沿曲线运动，脱手后，在B点以的速度切入水平球道。球做直线运动经时间后在C点与质量为的球瓶发生正碰。已知在A点时保龄球的下沿距离球道表面的高度为，保龄球在球道上运动时受到的阻力恒为重力的倍，g取，忽略空气阻力，忽略保龄球的滚动，球与球瓶的碰撞时间极短，碰撞中没有能量损失，球与球瓶均可看成质点。求：
（1）运动员在掷球过程中对保龄球做的功；
（2）在撞上球瓶前的瞬间，保龄球的速度的大小；
（3）碰撞后，球瓶的速度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）运动员在掷球过程中，根据动能定理可得
解得运动员对保龄球做的功为
（2）保龄球从B到C的过程，根据动量定理可得
解得在撞上球瓶前的瞬间，保龄球的速度大小为
（3）球与球瓶的碰撞时间极短，碰撞中没有能量损失，可知碰撞过程满足动量守恒和机械能守恒，则有
联立解得碰撞后，球瓶的速度大小为
12. 如图所示，两水平放置的平行金属板，板长与两板的间距均为。两金属板间可加电压，且板的电势高于板的电势，在虚线的右侧有范围足够大的匀强磁场，磁场边界与金属板垂直，磁感应强度的大小，方向垂直纸面向里。在两极板左端正中间有一粒子源，水平向右不断地发射比荷、初速度的带正电粒子。忽略电场的边缘效应、粒子的重力以及它们之间的相互作用，取3.14。
（1）若两金属板间所加电压为0时，求粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径和时间；
（2）若两金属板间加适当的电压，粒子恰好从极板右边缘射出电场，求所加电压的大小；
（3）在（2）的条件下，求粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）两金属板间电压为零时，带电粒子在金属板以速度匀速通过后进入磁场，在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子做匀速圆周运动的周期为
粒子垂直虚线进入磁场，入射角为，则由对称性可知做半个圆周从虚线飞出，则运动时间为
（2）带电粒子刚好从金属板右边缘射出电场时，设带电粒子在电场中的运动时间为，则有
，，
联立解得
（3）设类平抛侧向速度为，则有
解得
则速度偏向角满足
可得
则带电粒子离开电场时的速度为
在磁场中有
解得
粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离为
13. 如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨间的距离。质量，电阻的直导体棒放在导轨上，且与导轨垂直。导轨顶端与的电阻相连，其余电阻不计，整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场内。从开始，导体棒由静止释放，运动过程的图像如图乙所示，后导体棒做匀速直线运动，重力加速度取。求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）时，导体棒的加速度大小；
（3）前2s内，电阻上产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）后导体棒做匀速直线运动，此时的感应电动势为
感应电流为
根据平衡条件有
解得
（2）时，感应电动势为
感应电流为
根据平衡条件有
解得
（3）前2s内，感应电动势平均值为
感应电动势的平均值为
根据电流的定义式有
根据动量定理有
根据能量守恒定律有
电阻上产生的焦耳热
解得
