2024届河南省博爱县第一中学高三下学期二模物理试题（解析版）

这是一份2024届河南省博爱县第一中学高三下学期二模物理试题（解析版），共13页。试卷主要包含了如图为某跑步机测速原理示意图，8T等内容，欢迎下载使用。

物理试题（解析版）
考生注意：
1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1.如图所示，一质点在光滑水平桌面上受水平恒力作用，先后经过a、b两点，速度方向偏转。已知经过点的速度大小为、方向与ab连线夹角为连线长度为对质点从到的运动过程，下列说法正确的是( )
最小速度为
B.运动时间为
C.经过点的速度为
D.恒力方向与ab连线的夹角为
2.如图为某小型水电站电能输送线路示意图，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知发电机线圈电阻为r，产生感应电动势有效值为E。升压变压器原副线圈匝数比为a，降压变压器原副线圈匝数比为b，两变压器间输电线总电阻为，用户端总电阻为。电流表为理想电表，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数
B.升压变压器原线圈两端的电压
C.电阻、消耗的功率之比为
D.若用户端负载增加，电流表示数变小
3.如图所示，一个曲率半径较大的凸透镜的凸面和一块水平放置的平面玻璃板接触，用平行的红色光a和紫色光b分别竖直向下照射，可以观察到明暗相间的同心圆环。关于这种现象，下列说法正确的是（ ）
A.该原理是光的干涉现象，观察到的是等间距的明暗相间的同心圆环
B.a、b两种光分别照射所形成的同心圆环，单色光a的更密集
C.若用单色光a照射某金属不发生光电效应，换用单色光b照射该金属更不可能发生光电效应
D.若换成曲率半径更大的凸透镜，同种单色光照射时形成的同心圆环将变稀疏
4.如图所示为一定质量的理想气体状态变化过程中的三个状态，图中ba的延长线过原点，则下列说法正确的是（ ）
A.a→b过程，由于气体分子密度增大，压强增大
B.b→c过程，气体分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的比例均增加
C.c→a过程，气体放出的热量小于气体内能的减小量
D.a→b→c→a过程，气体从外界吸收热量
5.1905年，爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位，并提出光子假设，成功解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖。如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（ ）
A.M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B.只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能
C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为
D.M、N之间的遏止电压等于
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目的要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
6.两款儿童玩具电动车与计算机相连，在平直道路上进行竞速比赛，时两车从同一位置同时同向运动，通过计算机得到两车的图像如图所示（为位移，为时间），下列说法正确的是（ ）
A.车的速度变化比车快
B.开始运动后车在前，后来车在前
C.两车相遇前相距最远距离为
D.两车在运动过程中只能相遇一次
7.如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的感应电流i，焦耳热Q以及ab两点间电压u，ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图像正确的是（ ）
A.B.
C.D.
8.如图为某跑步机测速原理示意图。绝缘橡胶带下面固定有间距、长度的两根水平平行金属导轨，导轨间矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场。两导轨左侧间接有的电阻，橡胶带上嵌有长为、间距为的平行铜棒，每根铜棒的阻值均为，磁场区中始终仅有一根铜棒与导轨接触良好且垂直。健身者在橡胶带上跑步时带动橡胶带水平向右运动，当橡胶带以匀速运动时，理想电压表示数为，则( )
A.铜棒切割磁感线产生的电动势为
B.磁场的磁感应强度大小为0.8T
C.每根铜棒每次通过磁场区域通过的电荷量为
D.每根铜棒每次通过磁场区域克服安培力做的功为
三、非选择题：本题共5小题，共62分。
9.（6分）利用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化规律。
（1）有关该实验操作和实验条件的说法中，正确的是 。
A.细线必须与长木板平行
B.先释放小车再接通电源
C.小车应从距离打点计时器较远的地方释放
（2）某同学在一次实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出O、A、B、C、D、E、F共7个计数点，其相邻计数点间还有4个点未画出。纸带上方的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz。则小车的加速度为 m/s2（计算结果保留三位有效数字）
（3）若计数点F后面还有相邻计数点G，请你依据本实验原理断FG之间的距离大约是 cm。
10.（12分）某同学设计并制作了一个可以测量角度的装置，其电路如图所示。其中半圆弧AB是电阻率为ρ、横截面积为S且粗细均匀的电阻丝，圆弧的圆心在O点，半径为r；ON为可绕O旋转的金属指针，N端可在圆弧AB上滑动且接触良好，为电阻箱，为滑动变阻器，V1、V2为理想电压表，指针ON及导线电阻不计，整个装置固定在一块透明的塑料板上。主要实验步骤如下：
(1)按照电路图连接电路，取图中ON与OA的夹角为θ（θ用角度制表示），在使用时要让电压表V2的示数随θ的增大而增大，电压表V2另一端应与电阻丝的 端相连（填“A”或“B”）；
(2)闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P置于 端（填“a”或“b”）；
(3)闭合开关S，旋转ON使其到达圆弧AB的某一位置，调节滑动变阻器及电阻箱，使电压表V1、V2有适当的示数，读出此时电压表V1、V2的示数、及电阻箱的阻值，此时θ与的关系式为θ= （用题中相关物理量的字母表示）；
(4)将ON调至，并保持不变，调节，使电压表V1的示数仍为，此时电压表V2的指针位于2.0V刻度线处，则电压表0.8V刻度线对应的角度为 度；
(5)若电压表V2量程为3V，用上述的操作方法且同样保持不变，要使时电压表V2刚好满偏，则可能实现的操作是： （填“增大”或“减小”）的阻值，同时 （填“增大”或“减小”）的阻值。随后计算出电压表每一刻度线对应的角度值，并将其标在电压表刻度盘上。
11.（10分）如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一导热良好的钢制罐体，罐体的容积为，两端分别焊接了支撑轴和摇柄。在（标准大气压）的气压，27℃的干燥环境下打开阀门向罐体内放入的谷物，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，谷物内部分水分汽化成高压水蒸气与罐内空气形成混合气体。当罐内混合气体温度为627℃、压强达时，打开阀门，因为外部压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。忽略谷物间隙气体的体积和在罐体内加热过程中谷物体积的变化。已知绝对零度为。求：
（1）从开始加热到压强变为时，罐体内水蒸气的分压强；
（2）打开阀门后的混合气体迅速膨胀对外做功使得谷物全部喷出，当混合气体温度为127℃，罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比。
12.（14分）如图所示的电路中，电源内阻r=2Ω，R1，R2为电阻箱，定值电阻R3=2Ω，电动机的额定电压UM=8V，额定电流为IM=1A，线圈的电阻rM=1Ω，开关S闭合后，调节R1、R2，当两电阻箱电阻均等于2Ω时，电动机恰好正常工作，求：
(1)电动机正常工作时输出的机械功率；
(2)若电动机被卡住停止转动，则通过电源的电流会增大多少(结果保留到小数点后两位)。
13.（20分）福建舰成功实现电磁弹射试验后，某兴趣小组设计了一个模拟电磁弹射系统，如图甲所示，系统左侧接有直流电源、单刀双掷开关S和电容为C的电容器，右侧是离水平地面高为h的水平光滑平行金属导轨，导轨上放置一绝缘的助推模型，其外层固定一组金属线圈，线圈两端通过电刷与导轨连接形成回路，线圈处于导轨间的辐射状磁场中，侧视图如图乙所示。首先将开关S接至1，使电容器完全充电；然后将S接至2，模型从静止开始加速，达到最大速度后脱离导轨落在水平地面上，落地点离导轨右端点的水平距离为s。已知助推模型（含线圈、电刷）的质量为m，重力加速度为g；线圈的半径为r，匝数为n，总电阻为R，其所在处的磁感应强度大小均为B。不计空气阻力、导轨电阻、线圈中电流产生磁场和线圈自感的影响。求模型
（1）在轨道上的最大速度vm；
（2）离开轨道后电容器所带的电荷量q；
（3）在轨道上的最大加速度am。
物理 • 参考答案
一、选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1.【答案】C
解析：沿ab方向看，质点过a、b的速度方向不对称，所以恒力不垂直于ab，沿ab方向也就不是匀速运动，最小速度不是选项错误；将运动沿点速度方向和点速度方向分解，由分运动的等时性可知：得，故B选项错误，选项正确；由可知，加速度有，所以恒力与ab连线的夹角，如图所示，故D选项错误。
2.【答案】B
解析：A.降压变压器等效电阻为，升压变压器等效电阻为，电流表的示数，A错误；
B.升压变压器原线圈两端的电压，B正确；
C.根据，电阻、消耗的功率之比为，C错误；
D.若用户端负载增加，用户端总电阻为减小，电流表示数变大，D错误。选B。
3.【答案】D
解析：A.明暗相间的同心圆环是由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环（或暗圆环）处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小的越快，则圆环越密，所以同心圆环内疏外密，A错误；
B.a、b两种光分别照射所形成的同心圆环，a光的波长大，出现同一级亮纹的光程差大，空气层厚度应增大，所以，同一级圆环的半径大，即圆环状条纹间距将增大，单色光a的更稀疏，B错误；
C.根据爱因斯坦光电效应方程，红色光a和紫色光b的频率关系为，所以若用单色光a照射某金属不发生光电效应，换用单色光b照射该金属可能发生光电效应，C错误；
D.若换成曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所以观察到的圆环状条纹间距变大，即同种单色光照射时形成的同心圆环将变稀疏，D正确。选D。
4.【答案】D
解析：A.a→b过程，由图像可知，可知该过程气体的体积不变，气体分子密度不变，A错误；
B.b→c过程，气体温度升高，气体分子速率分布中速率大区间的分子数占总分子数的比例增加，但速率小区间的分子数占总分子数的比例减少，B错误；
C.根据理想气体状态方程，可得，c→a过程，图像上点与原点连线斜率逐渐增大，则气体体积逐渐减小，外界对气体做正功，由于气体温度降低，气体内能减少，根据热力学第一定律可知，气体放出的热量大于气体内能的减小量，C错误；
D.根据，a→b过程，气体体积不变，做功为0；b→c过程，气体体积逐渐增大，外界对气体做负功；c→a过程，气体体积逐渐减小，外界对气体做正功；由于b→c与c→a两个过程气体体积变化大小相同，可知b→c过程外界对气体做负功的绝对值大于c→a外界对气体做正功的绝对值，则a→b→c→a过程，外界对气体做负功，由于气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，D正确。选D。
5.【答案】C
解析：A.M、N间距离增大时，由于M、N间的电压不变，电场力对电子做功不变，则电子到达N的动能并不会随着距离的增大而增大，A错误；
B.电子从M到N运动过程，根据动能定理可得，可知无论从哪个方向逸出的电子到达N时的最大动能为，B错误；
C.当电子从M板沿y方向逸出，且速度最大时，电子从M到N过程中y方向位移大小最大；则有，沿x方向有，，联立可得，C正确；
D.设M、N之间的遏止电压为，根据动能定理可得，解得，D错误。选C。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目的要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
6.【答案】CD
解析：AB.根据匀变速运动的位移公式，整理得，在图像中是直线，由此可得，，，，因为车的加速度大，车的速度变化快，车初速度大，但加速度小，开始运动后车在前，后来车在前，AB错误；
C.当两车速度相同时，两车相距最远，由，得，两车相距最远距离为，C正确；
D.两车相遇有，即，解得，只有一解，相遇一次，D正确。选CD。
7.【答案】ACD
解析：A.内产生的感应电动势为，由楞次定律，感应电流为逆时针（为负），大小为，同理可得，内产生的感应电动势为，由楞次定律，感应电流为顺时针（为正），大小为，A正确；
B.两点间的电压，内大小为，方向为负，内大小为，方向为正，B错误；
C.边的安培力，内大小为，随时间逐渐增大，由左手定则，方向为向下为正。同理内大小为，随时间逐渐减小，由左手定则，方向为向上为负。同理内大小为，随时间逐渐增大，由左手定则，方向为向下为正。C正确；
D.内焦耳热，随时间逐渐增加，内焦耳热，D正确。选ACD。
8.【答案】AD
解析：橡胶带以匀速运动时，铜棒切割磁感线产生的电动势，其中，解得正确，错误；每根铜棒每次通过磁场区所用时间，则通过的电荷量大小，C错误；铜棒通过磁场时受到的安培力的大小为，每根铜棒每次通过磁场区时克服安培力做的功正确。
三、非选择题：本题共5小题，共62分。
9.（6分）【答案】A 2.06 17.36
解析：（1）[1]A.实验时需要细线与木板平行，以保证小车受力不变，做匀变速运动，故A正确；
B.为充分利用纸带，需先接通电源，再释放小车，故B错误；
C.为了提高纸带利用率，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，这样可以在纸带上多打点，故C错误。
故选A。
（2）[2]根据逐差法解得加速度为
（3）[3]根据逐差法公式可得
代入数据可得
10.（12分）【答案】(1)A，(2)a，(3)，(4)72，(5)减小；减小
解析：（1）θ增大，半圆弧电阻丝接入电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻、电阻箱与滑动变阻器承担的电压减小，可知，半圆弧电阻两端电压增大，为了要让电压表V2的示数随θ的增大而增大，电压表V2另一端应与电阻丝的A端相连。
（2）滑动变阻器采用限流式，为了确保安全，闭合开关S前，应使滑动变阻器接入电阻最大，即将滑动变阻器的滑片P置于a端。
（3）半圆弧形电阻丝接入电阻为，电阻箱与电阻丝串联，通过的电流相等，则有，解得
（4）结合上述有，将ON调至，则有，电压表0.8V刻度线对应的角度，解得
（5）[1]根据上述，将ON调至时有，若电压表V2量程为3V，用上述的操作方法且同样保持不变，要使时电压表V2刚好满偏，即上述等式中，增大为3V，为了确保等式成立，需要减小R的阻值，即减小电阻箱的阻值；
[2]由于保持不变，当减小电阻箱的阻值时，干路电流增大，而半圆弧形电阻丝接入电阻仍然为的电阻，即电阻丝、电源内阻承担电压增大，则滑动变阻器承担电压减小，根据欧姆定律可知，需要同时减小的阻值。
11.（10分）【答案】（1）；（2）
解析：（1）对原有空气，根据查理定律，其中，，联立可得，从开始加热到压强变为时，罐体内水蒸气的分压强为
（2）设罐体的体积为，对混合气体分析，由理想气体状态方程可得，其中，可得，则有罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比为
12.（14分）【答案】(1)7W；(2)1.08A
解析：解：(1)设两电阻箱的电阻均为R，电路中的总电流为Ⅰ，则，解得I=3.5A，电动机工作时输出的机械功率=7W；
(2)由(l)有=17V，若电动机被卡住，电路中的总电流=4.58A，通过电源的电流会突然增加量为=1.08A.
13.（20分）【答案】（1）；（2）；（3）
解析：（1）助推模型达到最大速度后脱离导轨后，做平抛运动，则，，解得在轨道上的最大速度为
（2）离开轨道后电容器两端的电势差为，离开轨道后电容器两端所带的电荷量为
（3）助推模型刚在轨道上运动时，加速度最大，设助推模型刚在轨道上运动时，电容器两端的电势差为，根据动量定理有，其中，，解得，根据牛顿第二定律有电流为，联立解得在轨道上的最大加速度为