2024屆山西高三第二次學業質量評價理科綜合試題試卷滿分：300分考試用時：150分鐘注意事項：1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題。（本大題共21小題，每小題6分，共126分。在每小題給出的四個選項中，第1~18題只有一項符合題目要求，第19~21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1.研究人員已成功使用钚238衰變時所產生的能量作為人造心臟所需的能量來源，其衰變方程式為；有些核電池是利用鈾232衰變釋放的能量來提供電能的，其衰變方程式為，下列說法正確的是（）A.钚238發生的是衰變 B.鈾232發生的衰變C.Y的中子數比X的中子數多4個 D.钚238的比結合能小于鈾232的比結合能【答案】D【解析】【詳解】A．因為可知钚238發生的是衰變，選項A錯誤；B．因為可知，鈾232發生的衰變，選項B錯誤；C．Y的中子數為2，比X的中子數多2個，選項C錯誤；D．钚238可以進一步衰變為鈾232钚且放出核能，則238的比結合能小于鈾232的比結合能，選項D正確。故選D。2.如圖所示，在做自由落體運動與豎直上拋運動的雜技表演中，表演者讓甲球從離地高度為H的位置由靜止釋放，同時讓乙球在甲的正下方的某點由靜止釋放，已知乙球與水平地面碰撞后的速度大小是剛落地時速度大小的0.5倍，且碰撞后的速度方向豎直向上，兩小球均視為質點，忽略空氣阻力，乙球與地面的碰撞時間忽略不計，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.若乙釋放時的高度為0.5H，則乙與地面碰撞剛結束時的速度大小為B.若乙釋放時的高度為0.5H，則乙從釋放到再次到達最高點的運動時間為C.若乙第一次上升到最高點時剛好與甲相撞，則乙第一次上升的最大高度為D.若乙在第一次上升的過程中能與甲相撞，則乙釋放時的高度h的范圍為【答案】C【解析】【詳解】AB．若乙釋放時的高度為0.5H，則由可得乙落地時的速度大小為落地時間為乙與地面碰撞剛結束時的速度大小為與地面碰后上升的時間為乙從釋放到再次到達最高點的運動時間為故AB錯誤；C．若乙第一次上升到最高點時剛好與甲相撞，設乙第一次上升的最大高度為h，與地面碰后速度大小為v3，則有由乙球與水平地面碰撞后的速度大小是剛落地時速度大小的0.5倍可知，乙第一次下落的時間則甲與乙碰撞時運動的總時間為則有聯立可得故C正確；D．若乙第一次上升到最高點時剛好與甲相撞，則乙下落高度為所以若乙在第一次上升的過程中能與甲相撞，則乙釋放時的高度h的范圍為故D錯誤。故選C。3.波源位于坐標原點的一列簡諧橫波沿著x軸的正方向傳播，a、b、c是介質中的三個質點，已知質點的振動周期，t時刻振動正好傳播到質點c，t時刻的波形圖如圖所示，根據圖像所提供的信息來判斷下列說法正確的是（）A.該簡諧波的波速為1m/s B.波源的起振方向沿y軸的負方向C.質點a已振動的時間 D.t時刻，質點b的回復力小于質點c的回復力【答案】A【解析】【詳解】A．該簡諧波的波長為λ=4m，則波速為選項A正確；B．由“同側法”可知c質點此時的振動方向沿y軸正向，可知波源的起振方向沿y軸的正方向，選項B錯誤；C．質點a已振動的時間選項C錯誤；D．t時刻，質點c在平衡位置，則回復力為零，則質點b的回復力大于質點c的回復力，選項D錯誤。故選A。4.中國航天員計劃在2030年前登上月球，如圖所示，宇宙飛船先在圓軌道Ⅲ上運行，運行周期為T，接著變軌到橢圓軌道Ⅱ上運行，然后變軌到圓軌道Ⅰ（貼著月球表面）上運行，已知月球的半徑為R，軌道Ⅲ的半徑為5R，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（）A.宇宙飛船從軌道Ⅲ變軌到軌道Ⅱ，需要在B點點火來增加機械能B.宇宙飛船在軌道Ⅰ上運行的線速度大于月球的第一宇宙速度C.宇宙飛船在軌道Ⅱ上運行經過A點時的線速度小于在軌道Ⅰ上運行經過A點時的線速度D.宇宙飛船在軌道Ⅱ上運行的周期為【答案】D【解析】【詳解】A．宇宙飛船從軌道Ⅲ變軌到軌道Ⅱ，需要在B點減速，從而機械能減小，A錯誤；B．宇宙飛船在軌道Ⅰ上貼著月球表面飛行，可知線速度等于月球的第一宇宙速度，B錯誤；C．宇宙飛船在軌道Ⅱ上運行經過A點時做離心運動，則線速度大于在軌道Ⅰ上運行經過A點時的線速度，C錯誤；D．根據開普勒第三定律則宇宙飛船在軌道Ⅱ上運行的周期為D正確。故選D。5.如圖所示，半徑為R的虛線圓在豎直面內，O是圓心，AC、BD分別為豎直和水平直徑，E是弧AD的中點，F是弧BC的中點，電場強度為的勻強電場豎直向下，甲、乙兩個帶電粒子（重力忽略不計）質量均為m，帶電量的絕對值均為q，先讓甲從C點以初速度水平拋出，經過一段時間運動到B點，再讓乙從E點以初速度水平拋出，經過一段時間運動到F點，下列說法正確的是（）A.甲、乙均帶負電B.B、C兩點間的電勢差與E、F兩點間的電勢差之比為C.甲在B點的速度以及乙在F的速度與水平方向的夾角均為D.【答案】B【解析】【詳解】A．由甲乙運動的軌跡可知，甲受力方向與電場反向，是負電荷，乙受力方向與電場同向，是正電荷，故A錯誤；B．B、C兩點間的電勢差E、F兩點間的電勢差所以B、C兩點間的電勢差與E、F兩點間的電勢差之比為故B正確；C．甲運動到在B點的過程以及乙運動到F點的過程中，位移與水平方向的夾角為45°，根據平拋運動的速度與水平方向夾角的正切是位移與水平方向夾角正切的2倍可知，速度與水平方向夾角不等于45°，故C錯誤；D．因為兩個帶電粒子質量均為m，帶電量的絕對值均為q，根據牛頓第二定律可知兩小球的加速度相等，對于甲有可得對于乙有可得則故D錯誤。故選B。6.質量為m的斜面體放置在光滑的水平面上，斜面體上固定一根輕質的豎直硬桿，一輕質細線上端系在硬桿上，下端懸掛一質量為m的小球，質量為m的物塊放置在斜面上。現用水平向左的推力F（為未知量）作用在斜面體上，使整體一起向左做勻加速直線運動，各物體保持相對靜止時，細線與豎直桿之間的夾角為，已知斜面的傾角為，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.當時，水平推力大小一定B.當時，水平推力大小一定為C.當時，物塊與斜面間摩擦力不一定為0D.當斜面光滑時，細線與斜面一定垂直【答案】AD【解析】【詳解】A．當時，小球、物塊、斜面體有共同的加速度，對小球分析，受重力和細線的拉力，合力水平向左，如圖則解得整體由牛頓第二定律得故A正確；B．當時，物塊受到的合力水平向左，物塊受重力、斜面的支持力，由于不知斜面是否光滑，摩擦力的大小與方向不確定，因此物塊的加速度不能確定，則水平推力大小不確定，故B錯誤；C．當時，小球的加速度大小為物塊與小球有共同的加速度，物塊與斜面間的摩擦力一定為0，故C錯誤；D．當斜面光滑時，物塊受重力與斜面的支持力，小球與物塊有共同的加速度，則解得細線與斜面一定垂直，故D正確。故選AD。7.運動員為了練習腰部力量，在腰部拴上輕繩然后沿著斜面下滑，運動的簡化模型如圖所示，傾角為的光滑斜面固定放置，質量為m運動員與質量為m的重物通過輕質細繩連接，細繩跨過天花板上的兩個定滑輪，運動員從斜面上的某點由靜止開始下滑，當運動到A點時速度大小為，且此時細繩與斜面垂直，當運動到B點時，細繩與斜面的夾角為，已知A、B兩點之間的距離為L，重力加速度為g，運動員在運動的過程中一直未離開斜面，細繩一直處于伸直狀態，不計細繩與滑輪之間的摩擦，運動員與重物（均視為質點）總在同一豎直面內運動，下列說法正確的是（）A.運動員在A點時，重物的速度大小為B.運動員從A點運動到B點，重物重力勢能的增加量為C.運動員從A點運動到B點，系統總重力勢能的增加量為D.運動員在B點時，其速度大小【答案】BD【解析】【詳解】A．設運動員的速度為，繩與斜面夾角為α，則沿繩方向的分速度即重物的速度為垂直繩方向的分速度為可知到A點時，細繩與斜面垂直，所以運動員在A點時，重物的速度大小為零，故A錯誤；B．運動員從A點運動到B點，重物重力勢能的增加量為故B正確；C．運動員從A點運動到B點，運動員的重力勢能減少所以系統總重力勢能的增加量為即減少了，故C錯誤；D．根據系統機械能守恒可知，系統減少的重力勢能等于系統增加的動能，有可得運動員在B點時，其速度大小為故D正確。故選BD。8.如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，固定放置1、2、3、4四根平行光滑的導軌，1、2的間距以及3、4的間距均為d，在1、2的右側接上阻值為R的定值電阻，在3、4的左側接上電動勢為E、內阻不計的電源。3、4處在磁感應強度為方向豎直向下的勻強磁場中，1、2之間的圓形虛線邊界正好與1、2相切，虛線邊界內的勻強磁場方向豎直向下，磁感應強度大小隨時間變化的關系式為（k為已知的常數），讓質量為m的導體棒垂直1、2放置，在虛線邊界外左側且與1、2左邊緣相距為d的位置讓導體棒獲得一個水平向左的初速度，經過一段時間導體棒離開1、2，然后滑上3、4做減速運動直到做勻速運動，導體棒在導軌上滑行時始終與導軌接觸良好且接入電路的有效阻值也為R，導線、導軌的電阻均忽略不計，下列說法正確的是（）A.導體棒在1、2上滑行的過程中的電流為B.導體棒在1、2上滑行的過程中R上產生的焦耳熱為C.導體棒在1、2上滑行的過程中，流過導體棒某一橫截面的電荷量為D.導體棒在3、4上滑行的過程中，流過導體棒某一橫截面的電荷量為【答案】BD【解析】【詳解】A．右側閉合回路產生的感應電動勢為導體棒在1、2上滑行的過程中的電流為A錯誤；B．導體棒在1、2上滑行的時間為R上產生的焦耳熱為B正確；C．導體棒在1、2上滑行的過程中，流過導體棒某一橫截面的電荷量為C錯誤；D．導體棒在3、4上滑行的過程中，當導體棒切割磁場產生的電動勢等于電源電動勢時，導體棒勻速運動，即根據動量定理又得導體棒在3、4上滑行的過程中，流過導體棒某一橫截面的電荷量為D正確。故選BD。二、非選擇題：本大題共14小題，共174分。9.實驗小組用如圖甲所示的裝置來探究圓錐擺運動的規律，小球的直徑d用如圖乙游標卡尺測出，擺長L（包含小球的半徑在內）用刻度尺測出，小球的質量m用天平測出，實驗用秒表測量周期T以及拉力傳感器測量細線的拉力F，已知重力加速度大小為g，回答下列問題：（1）乙圖游標卡尺的讀數______mm；（2）實驗發現當A、B兩個圓錐擺擺線長度不同，而球心與懸點O的高度h相同時，兩個圓周運動的周期T相同，這說明圓錐擺的周期T與h有關，用力學理論寫出圓錐擺周期T與h的關系式，______；（3）保持小球的質量與角速度不變，實驗采用______法來探究擺線的拉力F與半徑r的關系，在改變擺長L與圓周運動的半徑r時，球心與懸點O的高度h______（選填“不變”或“改變”），實驗結果會發現擺線的拉力F與擺長L成______（選填“正比”或“反比”）。【答案】9.1011.①.控制變量②.不變③.正比【解析】【小問1詳解】圖乙游標卡尺的讀數為【小問2詳解】設擺線長為，擺線與豎直方向夾角為，由幾何關系有，由牛頓第二定律有整理可得【小問3詳解】[1]保持小球的質量與角速度不變，實驗采用控制變量法，探究擺線的拉力與半徑r的關系。[2]因為角速度不變，則周期保持不變，所以在改變擺長與圓周運動的半徑時，由（2）結論可知，球心與懸點O的高度不變。[3]保持小球質量與角速度不變，由牛頓第二定律有解得可知，擺線的拉力F與擺長L成正比。10.實驗小組用圖甲所示的電路來測量電阻的阻值，圖中為標準電阻，電壓表的內阻已知為，與待測電阻相差不大，電流表的內阻可忽略不計，S為開關，R為滑動變阻器，E為電源，回答下列問題：（1）按照圖甲所示的實驗原理線路圖把乙圖的實驗器材連接完整________；（2）實驗開始之前，將滑動變阻器的滑片置于______位置（選填“最左端”“最右端”或“中間”），合上開關S，改變滑片的位置，記下電壓表、電流表的示數分別為U、I，則待測電阻的表達式為______；（3）為了減小偶然誤差，改變滑片的位置，多測幾組U、I的值，做出關系圖像，若圖像的斜率為k，可得______，若電流表的內阻不能忽略，則本實驗的測量值______真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】（1）（2）①.最右端②.（3）①.②.小于【解析】【小問1詳解】電路圖如圖所示【小問2詳解】[1]開關閉合前，滑動變阻器應將上方電路短路，則滑動變阻器的滑片置于最右端。[2]待測電阻的表達式為【小問3詳解】[1]關系為則得[2]若電流表內阻不能忽略，則實際關系式為得則本實驗的測量值小于真實值。11.某實驗小組做了一個“坐井觀天”的光學實驗。如圖所示，先給深度，井口直徑的豎直圓柱形枯井注一半水，再在井底正中央O點放置一單顏色的點光源，測得最大視角為（視角為兩折射光線反向延長線所夾的角度），已知光在真空中的傳播速度為c，求：（1）水對此單色光的折射率；（2）此種單色光從O傳到B所需的總時間（用c、d、h表示）。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）最大視角為，則折射角為。由幾何關系，入射角的正弦值為根據水對此單色光的折射率為（2）從O傳到B過程中，光在水中的路程為光在水中的速度為光在水中的時間為得光在空氣中的路程為光在空氣中的時間為則此種單色光從O傳到B所需的總時間為12.如圖所示，光滑絕緣的水平面上有斜向左上方與水平面成夾角的勻強電場，光滑絕緣的豎直面左側存在豎直向上、電場強度大小為的勻強電場以及水平向里（垂直紙面向里）的勻強磁場，帶電量為q的小球從M點由靜止開始沿著水平面向左做勻加速直線運動，與水平面之間的彈力為0，從N點進入電磁場做勻速圓周運動，在P點與豎直面發生第一次碰撞（碰撞時間忽略不計），碰撞過程中產生的熱量是剛要碰撞時的動能的，接著在Q點與豎直面發生第二次碰撞，已知M、N兩點間的距離為d，N、P兩點間的距離也為d，重力加速度為g，，，求：（1）小球的質量以及M、P兩點間的電勢差；（2）勻強磁場的磁感應強度以及N、Q兩點間的距離。【答案】（1）；；（2）；【解析】【詳解】（1）由小球在電磁場做勻速圓周運動可知則可得小球的質量小球從M點由靜止開始沿著水平面向左做勻加速直線運動，有可得小球做勻加速直線運動的加速度為由可得由動能定理可得N、P兩點間的電勢差為則M、P兩