2023-2024学年河南省名校联盟高三上学期物理模拟试题1（含解析）

这是一份2023-2024学年河南省名校联盟高三上学期物理模拟试题1（含解析），共15页。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个质量可以忽略不计的定滑轮，两物体质量分别为m1、m2，轻绳一端固定于a点，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计。整个装置稳定时下列说法正确的是（ ）
A．α可能大于β
B．m1一定大于m2
C．m1可能大于2m2
D．轻杆受到绳子的作用力
2、北京时间2019年11月5日1时43分，我国成功发射了北斗系统的第49颗卫星。据介绍，北斗系统由中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星三种卫星组成，其中中圆地球轨道卫星距地高度大约24万千米，地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星距地高度都是大约为3.6万千米。这三种卫星的轨道均为圆形。下列相关说法正确的是（ ）
A．发射地球静止轨道卫星的速度应大于
B．倾斜地球同步轨道卫星可以相对静止于某个城市的正上空
C．根据题中信息和地球半径，可以估算出中圆地球轨道卫星的周期
D．中圆地球轨道卫星的向心加速度小于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度
3、某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”。现研究轮子受力情况，模型简化如图，四分之一圆框架OAB的OA、OB边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA、OB、弧AB三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力。现以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动角，下列说法正确的是（ ）
A．转动为0至的过程，弧AB受到重物的压力逐渐变大
B．为时，弧AB受到重物的压力最大
C．转动一周的过程中，存在某一特定的角，此时弧AB与OA板受到重物的压力一样大
D．转动一周的过程中，OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值不同
4、如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b，A、B为间距很小且正对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射入板间的初速度不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是
A．E变小
B．U变大
C．不变
D．若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘
5、图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示。为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是（ ）
A．增大单色光的频率
B．增大双缝屏上的双缝间距
C．增大双缝屏到光屏的距离
D．增大单缝屏到双缝屏的距离
6、已知地球半径约为6400km，地球表面处的重力加速度g取。则对绕地球运动的卫星来说，下列说法正确的是（ ）
A．卫星可以绕地球任意一纬线做圆周运动
B．卫星可以绕地球任意一经线做圆周运动
C．卫星在地球表面的运动速度一定不会大于第一宇宙速度
D．卫星在距地球高度400km的轨道上做圆周运动的周期约为90分钟
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、下列说法正确的是_____．
A．放热的物体，其内能也可能增加
B．液体中的扩散现象是由液体的对流形成的
C．液体不浸润某种固体时，则附着层内液体分子间表现为引力
D．同一液体在不同温度下的饱和汽压不同
E.只两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等
8、如图所示，电源为恒流源，即无论电路中的电阻如何变化，流入电路的总电流I0始终保持恒定，理想电压表V与理想电流表A的示数分别为U、I，当变阻器R0的滑动触头向下滑动时，理想电压表V与理想电流表A的示数变化量分别为ΔU、ΔI，下列说法中正确的有（ ）
A．U变小，I变大B．U变大，I变小
C．=R1D．=R0+R3
9、如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是
A．B．C．D．
10、空间中有水平方向的匀强电场，电场强度大小为。在电场中的点由静止释放一个电荷量为、质量为的带电微粒，经过一段时间后微粒运动至点，微粒一直在电场中运动。若、两点间的水平距离为，重力加速度为。关于微粒在、两点间的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．微粒运动的加速度为B．微粒运动的时间为
C．、两点间对应的竖直高度为D．运动过程中电场力做功大小为
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）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时，一定要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
A． B． C．k D．
12．（12分）某同学在实验室利用图甲所示的装置探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”。图中长木板水平固定，小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M。
(1)为减小实验误差，打点计时器应选用________________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。
(2)该同学回到教室处理数据时才发现做实验时忘记了平衡摩擦力，也没有记下小吊盘和盘中物块的质量之和。图乙为实验中所得的滑块的加速度a与滑块（含滑块上的砝码）的质量的倒数的关系图象。取g=10m/s2，根据图象可求出小吊盘和盘中物块的质量之和约为________________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数为________________。
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）如图所示，质量为2m的滑块A由长为R的水平轨道和半径也为R的四分之一光滑圆弧轨道组成，滑块A的左侧紧靠着另一质量为4m的物块C，质量为m的物块B从圆弧轨道的最高点南静止开始下滑，D为网弧轨道最低点。已知B与水平轨道之间的动摩擦因数μ=0.1，A的水平轨道厚度极小，B从水平轨道上滑下和滑上的能量损失忽略不计，水平地面光滑，重力加速度为g。
(1)若A被固定在地面上，求B与C发生碰撞前的速度大小v0；
(2)若A的固定被解除，B滑下后与C发生完全弹性碰撞，碰撞后B再次冲上A，求B与A相对静止时与D点的距离L。
14．（16分）如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点。不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长。设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，A点比D点低h=3.2m。人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)。若使人能刚好到达D点，求：
(1)人从A点水平跃出的速度；
(2)A、B两点间的水平距离；
(3)在最低点C，人对绳索的拉力。
15．（12分）如图所示，一玻璃砖的横截面为半径为R的半圆，折射率为一束单色平行光与直径MN成45°角入射。已知光在真空中传播的速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光。求：
(1)从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间
(2)弧面上有光线射出的弧线长度
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、D
【解析】
对m1分析可知绳子的拉力大小，对滑轮分析，由于滑轮放在一根绳子上，绳子两端的张力相等，故可知两绳子和竖直方向上的夹角相等，由共点力的平衡关系可得出两质量的关系．
【详解】
对m1分析可知，m1受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m1g； 对于动滑轮分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角α和β相等；故A错误；由以上可知，两端绳子的拉力等于m1g，而它们的合力等于m1g，因互成角度的两分力与合力组成三角形，故可知1m1g＞m1g，即m1一定小于1m1．但是m1不一定大于m1，故BC错误。轻杆受到绳子的作用力等于两边绳子的合力，大小为，选项D正确；故选D。
【点睛】
本题要注意题目中隐含的信息，记住同一绳子各部分的张力相等，即可由几何关系得出夹角的关系；同时还要注意应用力的合成的一些结论．
2、C
【解析】
A．11.2m/s是发射挣脱地球引力控制的航天器的最小速度，而地球静止轨道卫星仍然是围绕地球做匀速圆周运动，所以地球静止轨道卫星的发射速度定小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；
B．倾斜地球同步轨道卫星只是绕地球做匀速圆周运动的周期为24小时，不可以相对静止于某个城市的正上空，故B错误；
C．已知地球静止轨道卫星离地高度和地球半径，可得出地球静止轨道卫星的运动半径，其运动周期天，已知中圆地球轨道卫星距地面的高度和地球半径，可得出中圆地球轨道卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律有
代入可以得出中圆地球轨卫星的周期，故C正确；
D．由于中圆地球轨道卫星距离地面高度小于倾斜地球同步轨道卫星距离地面高度，即中圆地球轨道卫星的运动半径较小，根据万有引力提供向心力有
可知，中圆地球轨道卫星的向心加速度大于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度，D错误。
故选C。
3、C
【解析】
A．以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动过程中，相当于重力沿顺时针方向转动，转动θ为0至π/2的过程，弧AB始终不受力作用，则选项A错误；
B．由力的合成知识可知当θ=π时，此时弧AB受到重物的压力大小为G，θ=5π/4时，弧AB受到重物的压力为G，则此时压力不是最大，选项B错误；
C．旋转重力的方向，当此方向在弧AB弹力的方向与OA板弹力方向的夹角的平分线上时，此时弧AB与OA板受到重物的压力一样大，选项C正确；
D．旋转重力的方向，当此方向与弧AB的弹力方向垂直时，在两个不同的位置，OA板和OB板的弹力都会取得最大值，大小为G，则转动一周的过程中，OA、OB、弧AB受到重物压力的最大值一样大，选项D错误。
故选C。
4、B
【解析】
由可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又可得，E不变，A错误；粒子电势能减少量，，所以增大，C错误；对类平抛运动，得，第一次落在位置，d加倍，第二次落在位置，D错误．
5、C
【解析】
A．增大单色光频率，则波长减小，根据公式可知，条纹间的距离减小，A不符合要求；
B．增大双缝屏上的双缝间距d，根据公式可知，条纹间的距离减小，B不符合要求；
C．增大双缝屏到光屏的距离L，根据公式可知，条纹间的距离增大，C符合要求；
D．根据公式可知，条纹间的距离与单缝屏到双缝屏的距离无关，D不符合要求。
故选C。
6、D
【解析】
A．卫星绕地球做圆周运动，是由万有引力提供向心力，卫星绕赤道做圆周运动的圆心一定在地心，绕不在赤道面上的纬线做圆周运动的圆心显然不在地心，选项A错误；
B．因为经线在随地球自转，而卫星绕地球做圆周运动，没有使其随地球自转的作用力，选项B错误；
C．对于正在地球表面做离心运动的卫星，其运动速度大于第一宇宙速度，选项C错误；
D．对于近地卫星，有
对于卫星有
联立解得
T=90分钟
选项D正确。
故选D。
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、ACD
【解析】
A.放热的物体，如果外界对物体做的功大于放出的热量，则其内能增加， A正确；
B.液体中的扩散 现象都是由于分子热运动而产生的， B错误；
C.液体不浸润某种固体时，例如水银对玻璃：当水银与玻璃 接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中的分子之间相互吸引，就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表而有缩小的 趋势，因而形成不浸润现象，C正确；
D.饱和汽压随温度的升高而增大，所以同一液体在不同温度下的饱 和汽压不同，D正确；
E.物体的内能等于组成该物体的所有分子做热运动的动能与分子势能的总和，两物 体的温度相同则分子的平均动能相等，但是物体的总动能与分子数有关，质量和体积相等的物体仅说明物体 的平均密度相同，如果不是同一种物质，它们的总分子数不一定相等，因此两物体的内能不一定相等，E错误．
8、AC
【解析】
AB．当变阻器R0的滑动触头向下滑动时，R0阻值减小，电路总电阻R减小，则由U=I0R可知，电压表U读数变小；R2上电压不变，则R1上电压减小，电流变小，则R3支路电流变大，即I变大；选项A正确，B错误；
CD．由电路可知
即
则
选项C正确，D错误。
故选AC。
9、AC
【解析】
ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误．
10、BD
【解析】
A．带电微粒受力情况、水平方向有电场力、竖直方向有重力；
根据平行四边形定则可得合外力
根据牛顿第二定律微粒运动的加速度为
故A错误；
B．水平方向加速度为
根据运动学公式可得
解得微粒运动的时间为
故B正确；
C．微粒在竖直向下为自由落体运动，下降高度
解得、两点间对应的竖直高度为
故C错误；
D．运动过程中电场力做功
故D正确；
故选BD。
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、BCD 1.3 D
【解析】
(1)[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AE错误；
B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；
C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，C正确；
D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，D正确；
故选：BCD。
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为
，
连续相等时间内的位移之差：
，
根据得：
；
(3)[3]对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数：
，
即
，
a-F图线的斜率为k，则
，
故小车质量为：
，
故D正确。
故选D。
12、电火花打点计时器 0.02 0.2
【解析】
(1)[1]电磁打点计时器纸带运动时，振针振动，计时器与纸带存在较大摩擦，而电火花打点计时器由火花放电，摩擦小，故选用电火花打点计时器误差小；
(2)[2]根据牛顿第二定律，对滑块有
变形后得
图像斜率表示合外力则有
由于小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M，则小吊盘和盘中物块的总重力近似等于合力，所以小吊盘和盘中物块的总质量为
[3]乙图中纵截距
则滑块与木板间的动摩擦因数为
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)；(2)
【解析】
(1)若滑块A被固定在地面上，物块B与物块C碰撞前，由动能定理
解得
(2)滑块A的固定被解除，物块B下滑到与A分离的过程中，设B与A的分离时的速度分别为v1和v2，对A、B构成的系统，能量关系和水平方向动量守恒有
解得
物块B与物块C发生完全弹性碰撞后速度分别为和vc，由能量关系和动量守恒有
解得
碰撞后物块B冲上滑块A，达到共速时，由水平方向动量守恒和能量关系有
B与D点的距离
解得
14、 (1) 8m/s (2) 4.8m (3)
【解析】
（1）从A到D点由机械能守恒律可以求出从A点跃出的速度；
（2）由平抛的水平和竖直位移规律，求出水平距离即AB两点间的距离；
（3）由机械能守恒律求出到达最低点的速度，再由牛顿第二定律求出人受到绳子的拉力。
【详解】
（1）由A到D，根据机械能守恒定律 mv02=mgh
解得 v0＝=8m/s
（2）从A到B，人做平抛运动 y=lcs37°-lcs53°-h
而 y=gt2
所以 x=v0t=4.8m
（3）由A到C，根据机械能守恒定律
mv02+mgl（1-cs53°-h）=mv2
F-mg=m
解得
根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小与F相等，也是900N．
【点睛】
本题考察机械能守恒律和牛顿第二定律及平抛运动的综合，但要注意的是人跃出时的速度方向是水平跃出，这样才是一个平抛，而到达A点时是与绳子垂直的，从而就没有机械能的损失。
15、 (1)(2)
【解析】
(1)根据折射定律有
可得
r= 30°
由几何关系得在玻璃砖内光线传播的最长路程为
光线在玻璃砖内的传播速率为
所用时间为
t
(2)根据折射定律有
解得临界角
C=45°
由几何关系可知光线在弧面上照射角度∠AOB=90°
则弧面上有光线射出的弧长为