河南省五市2024届高三下学期第一次联考（一模）理综物理试卷(含答案)

这是一份河南省五市2024届高三下学期第一次联考（一模）理综物理试卷(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．关于下面四幅图涉及到的物理知识，下列说法正确的是( )
A.图①：泊松首先在实验中观察到了这个亮斑
B.图②：大量处于激发态的氢原子最多可以辐射出两种不同频率的光子
C.图③：b光折射率小于c光折射率
D.图④：汤姆孙通过电子的发现，揭示出原子可以再分
2．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，电阻、和的阻值分别为、和，在a、b两端接电压有效值为U的交流电源，开关S由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则( )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变大
C.整个电路消耗的功率变小
D.变压器原、副线圈匝数比为
3．两个点电荷固定在x轴上的M、N点，x轴上各点的电场强度E与各点位置坐标x之间的关系如图所示。取x轴正方向为电场强度的正方向，无穷远电势为零，下列说法正确的是( )
A.固定在M点的点电荷电量比固定在N点的点电荷电量小
B.Q点的电势等于零
C.从C点由静止释放一正点电荷，仅在电场力作用下，到D点前它将一直做加速运动
D.从P点由静止释放一负点电荷，仅在电场力作用下，在它向左运动过程中电势能将一直减小
4．如图所示，质量相等的A、B两物体放在轻质薄板C的两端，C与水平面之间无摩擦。在水平力和的共同作用下，A、B、C一起由静止开始运动，已知，三者始终相对静止( )
A.若突然撤去，物体A的加速度一定减小
B.若突然撤去，物体A所受的摩擦力一定减小
C.若突然撤去，物体B的加速度一定减小
D.若突然撤去，物体B所受的摩擦力一定增大
5．如图甲所示，两颗卫星在同一平面内围绕中心天体做匀速圆周运动，且绕行方向相同，图乙是两颗卫星的间距随时间t的变化图像，时刻A、B两颗卫星相距最近。已知卫星A的周期，则两颗卫星运行轨道半径之比为( )
A.1:2B.1:4C.1:7D.1:8
二、多选题
6．如图甲所示，在直角坐标系中，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为。O、A两点有两个完全相同的波源，从时刻开始沿x轴方向开始振动，振动图像均如图乙所示。已知波的传播速度为0.25m/s，下列说法正确的是( )
A.B点是振动减弱点
B.时B质点偏离平衡位置的位移为10cm
C.内，B质点振动的路程为80cm
D.之间（不含A、B点）振动加强点的个数为2个
7．如图甲所示，两平行金属板A、B的板长和板间距均为d，两板之间的电压随时间周期性变化规律如图乙所示。一不计重力的带电粒子以速度从O点沿板间中线射入极板之间，若时刻进入电场的带电粒子在时刻刚好沿A板右边缘射出电场，则( )
A.时刻进入电场的粒子在时刻速度大小为
B.时刻进入电场的粒子在时刻速度大小为
C.时刻进入电场的粒子在两板间的最大偏移量为
D.时刻进入电场的粒子最终平行于极板射出电场
8．如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段光滑，对应圆心角为，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为，半径为R（R远大于轨道内径），直线段、粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切，整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线左侧和右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放，若，小球所受电场力等于其重力的倍，所受摩擦力为小球与直线段轨道之间弹力的μ倍，重力加速度为g，则( )
A.小球在轨道上下滑的最大速度为
B.小球第一次沿轨道下滑的过程中速度一直在增大
C.经过足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是
D.经过足够长时间，小球经过O点时对轨道的弹力一定为
三、实验题
9．某同学用图甲所示装置测量重锤的质量，实验方法如下：在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁片，重锤下端贴一遮光片，重锤下落时遮光片通过位于其正下方的光电门（图中未画出），光电门可以记录下遮光片的遮光时间；调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的遮光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的遮光时间分别为，，
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度_____mm。
(2)遮光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的遮光时间为，重锤的加速度为，则_____（结果用和表示）。
(3)做出图像是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量______（用题目中的已知字母表示）。
10．某同学想测定盐溶液的电阻率，具体操作步骤如下：
①如图甲所示，在长方体绝缘容器内插入两竖直金属薄板A、B（金属薄板略小于容器横截面积），A板固定在左侧，B板可移动。把B移动到容器的最右侧。
②按图乙连接电路，将a、b两表笔短接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计G满偏。
③保持滑动变阻器的滑片位置不变，将A、B两板接在a、b两表笔之间，在容器内倒入适量的盐溶液，使灵敏电流计半偏。
(1)已知电源的电动势为E，灵敏电流计的满偏电流为，容器内部底面长度为L，倒入溶液的体积为V，则此盐溶液的电阻率为_______。（用E、、L、V表示）
(2)A、B两板接在a、b两表笔之间后，要使灵敏电流计的示数增大，应______（填“增加”或“减少”）倒入盐溶液的体积。
(3)某同学测量出该盐溶液的电阻率后，想按图丙（a）所示电路测定一个实验电源的电动势与内阻。向容器内倒入体积的盐溶液后，通过移动B板来改变A、B两板的间距x，读取电流表的示数I，记录多组数据，做出图像如图丙（b）所示。已知容器内部底面长度，可以求出电源的电动势为_____V，内阻为_____Ω。（结果均保留三位有效数字）
(4)不考虑实验过程中的偶然误差，关于上述方法测得的电动势、内阻与真实值的关系，下列说法正确的是______。
A.测得的电动势和内阻均比真实值大
B.测得的电动势和内阻均比真实值小
C.测得的电动势准确，内阻偏大
D.测得的电动势偏大，内阻准确
四、计算题
11．如图所示，光滑水平面上有一个由均匀电阻丝做成的正方形线框，线框的边长为L，质量为m，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的初速度v进入磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场区域（线框、两边始终与磁场边界平行）。
(1)求边刚进入磁场时c、d两点的电势差；
(2)求线框进入磁场过程中的最大加速度的大小；
(3)如果线框完全进入磁场之前速度已减小为0，求边上产生的焦耳热。
12．某学校开展运动会期间，为解决学生饮水问题，同学们采用压水器结合桶装水进行供水，装置如图（a）所示，通过按压压水器，就可以将水从出水口压出。上述过程可简化为如图（b）所示模型。可认为水桶是内径一定的大汽缸B，容积为21升，高度为70cm（桶壁厚度不计）；压水器是带活塞的小汽缸A，每次最多可将0.7升1标准大气压的空气压入水桶中，出水管C的出水口与水桶B上部等高，和为单向阀门。外界大气压为标准大气压，，水的密度为，重力加速度为，出水管中充满水但所占体积可以忽略。若气体温度保持不变，某次使用后桶内还剩余有12升水，求：
(1)此时桶内封闭气体的压强；
(2)若要再压出6升水，至少需按压几次？
13．如图甲所示，质量的长木板B上表面放置一质量的物块A，另有一质量的物块C以某一初速度从长木板最左端滑上长木板，物块C与物块A发生弹性碰撞后恰好能从长木板左端滑落，物块A最终未从长木板滑离。物块A、C与长木板B之间的动摩擦因数均为，长木板B与地面之间的动摩擦因数为，两物块碰撞前长木板与地面相对静止。从两物块碰撞后瞬间开始计时，物块A的图像如图乙所示，重力加速度g取。求：
(1)两物块碰撞后瞬间C的速度大小；
(2)动摩擦因数、的大小；
(3)长木板B与地面之间由于摩擦产生的热量大小。
参考答案
1．答案：D
解析：A.菲涅尔首先在实验中观察到了泊松亮斑，故A错误；
B.大量处于激发态的氢原子，根据
可知最多可以辐射出3种不同频率的光子，故B错误；
C.由光路图可知，b光的偏转程度大于c光的偏转程度，则b光折射率大于c光折射率，故C错误；
D.汤姆孙通过电子的发现，揭示出原子可以再分，故D正确。
故选D。
2．答案：D
解析：AB.根据题意，当开关S闭合后，副线圈所在电路中的电阻被短路，副线圈电路中总电阻减小，则可知副线圈所在电路中的电流增大，由于匝数比不变，因此原线圈所在电路中的电流也增大，则定值电阻两端的电压增大，原线圈两端的电压减小，由此可知，电流表示数变大，电压表示数变小，故AB错误；
C.根据题意，开关S闭合前后副线圈的负载电阻消耗的电功率不变，可知原线圈的输入功率在开关闭合前后不变，而闭合后原副线圈回路中电流均增大，因此导致原线圈所在电路定值电阻消耗的功率增大，而整个电路消耗的功率
，不变，增大，则可知整个电路消耗的功率变大，故C错误；
D.由于开关S由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变，即有
可知变化前后副线圈所在电路中的电流之比为
开关闭合前
开关闭合后
联立解得
故D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：A.M、N连线中点处场强大于0，且两点间场强最小位置处距离N点较近，可知，固定在M点的点电荷电量比固定在N点的点电荷电量大，故A错误；
B.若有一正点电荷由Q点向右侧无穷远处运动，电场力做正功，电势能不断减小，一直到零，所以Q点的电势大于零，故B错误；
C.从C点由静止释放一正点电荷，仅在电场力作用下，到D点前场强一直为正值，则场强方向不变，电场力方向不变，它将一直做加速运动，故C正确；
D.从P点由静止释放一负点电荷，仅在电场力作用下，在它由Q向N运动过程中电场力做负功，电势能增大，故D错误。
故选C。
4．答案：B
解析：AB.A、B、C始终静止，加速度为
C对A的摩擦力
撤去后，加速度为
C对A的摩擦力
故若突然撤去，物体A加速度无法比较，不一定减小，而物体A所受的摩擦力一定减小，故A错误，B正确。
CD.C对B的摩擦力
而撤去后，加速度为
C对B的摩擦力
故若突然撤去，物体B加速度一定增大，而物体B所受的摩擦力无法比较，故CD错误。
故选B。
5．答案：B
解析：时间内，两卫星转过的角度关系为
又
解得
根据开普勒第三定律有
可得
故选B。
6．答案：BC
解析：AD.由如图乙可知周期为
得波长为
如图甲所示知
那么
得B点是振动加强点，之间只要符合关系式
为加强点，根据数学关系可知，之间（不含A、B点）振动加强点的个数为零，故AD错误；
B.根据题意，O点波源传到B点的时间为
A点波源传到B点的时间为
可知当时，O点波源还没有传到B点，而A点波源传到B点用了6s，B点振动时间为
可得B质点偏离平衡位置的位移为10cm，故B正确；
C.内，A点波源引起B点振动时间为
O点波源引起B点振动时间为
而A点和O点波源在B点共振时间为，那么B质点振动的路程为
故C正确。
故选BC。
7．答案：AD
解析：A.在时刻，粒子在水平方向上的分速度为，两平行金属板A、B的板长和板间距均为d，则有
解得
则时刻，，根据平行四边形定则知，粒子的速度为
故A正确；
C.当时刻射入电场的粒子，运动时间为电场变化周期的整数倍，则有水平方向
竖直方向每移动的位移都相同设为，则有
当该粒子在时刻以速度进入电场，则此时粒子竖直方向上在电场力的作用下，先做匀加速，再匀减速，接着再匀加速和匀减速后回到中线位置，由运动的对称性可知，竖直方向先匀加速后匀减速的位移为
故C错误；
B.时刻进入电场的粒子在时刻，竖直方向速度为
根据平行四边形定则知，粒子的速度为
故B错误；
D.由于水平方向做匀速直线运动，所以粒子无论什么时候进入电场，运动时间都是T，粒子在时刻以速度进入电场，竖直方向先向上加速再向下减速，再向上加速，竖直方向速度为零，粒子最终平行于极板射出电场，故D正确。
故选AD。
8．答案：AC
解析：A.当小球合力为零时，加速度为零，速度最大，有
又
解得最大速度
A正确；
B.小球第一次沿轨道下滑过程中，电场力在垂直轨道方向的分量为
重力在垂直轨道方向上的分量为
因此，电场力与重力的合力方向恰好沿方向，且刚开始时小球与管壁无作用力。当小球开始运动后，由左手定则可知，洛伦兹力导致小球对管壁有压力，从而导致滑动摩擦力增大，由牛顿第二定律
小球一开始做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度为零，开始做匀速直线运动，B错误；
C.最终小球在间做往复运动，由动能定理
解得克服摩擦力做功
C正确；
D.小球经过O点时满足
小球经过O点向右运动时
小球经过O点向左运动时
解得小球对轨道的弹力为
或
D错误。
故选AC。
9．答案：(1)10.20
(2)
(3)
解析：(1)20分度游标卡尺的精确值为，由图可知遮光片的宽度为
(2)设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度为
当挡光时间为时的速度为
挡光时间为时的速度为
重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有
，
联立解得
(3)根据牛顿第二定律得
联立解得
作出的图线的斜率为k，则
解得
10．答案：(1)
(2)增加
(3)；
(4)C
解析：(1)因为灵敏电流计后来半偏，即
由于
联立解得
故填；
(2)要使灵敏电流计的示数增大，盐溶液的电阻应减小，绝缘容器底面的长度不变，横截面应增大，所以应该增加倒入盐溶液的体积，故填增加；
(3)由闭合电路欧姆定律可知
整理得
则由题图丙（b）有
联立解得
故填3.07，138；
(4)由实验图可知电流表与各元件为串联关系，由闭合电路欧姆定律得此实验方法测得实验电源的电动势准确，但此方法求得的内阻包含灵敏电流计的内阻，故内阻的测量值大于真实值，故选C。
11．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)边刚进入磁场时，线框产生的感应电动势为
线框中感应电流的大小
解得
c、d两点的电势差
解得
(2)线框刚进入磁场的时的加速度最大，此时线框受到的安培力
根据牛顿第二定律有
解得
(3)线框中产生的焦耳热的总量为
边中产生的焦耳热为
解得
12．答案：(1)(2)10
解析：(1)对出水管中的水受力分析可知
而
解得
(2)假设至少需按压N次，则
其中
而
且
解得
故至少需要按压10次。
13．答案：(1)1m/s(2)0.4；0.1(3)0.2J
解析：(1)规定向右为正方向，设两物块碰前瞬间C的速度为，碰后瞬间C的速度为，碰后瞬间物块A的速度为，物块C与物块A发生弹性碰撞，满足动量守恒和机械能守恒
解得
由乙图可知，物块A发生碰撞后速度
解得
负号表示方向向左。
(2)由乙图可知，内，A做匀减速直线运动的加速度大小为
由牛顿第二定律得
解得
物块C从碰撞后到滑落过程中，设加速度大小为，由牛顿第二定律得
得
物块C恰好能从长木板左端滑落时速度为零，物块C从碰撞后到滑落的时间
解得
设物块C从长木板滑落后，长木板的加速度大小为，有
由乙图可知物块A发生碰撞后的
物块A和长木板共速，速度大小都是
由运动学公式得
解得
(3)长木板B加速阶段的位移大小
解得
设从A、B共速到停止运动的加速度大小为a，位移大小为，有
解得
长木板B与地面之间产生的热量大小
解得