2024届河南省信阳高级中学等部分学校高三下学期2月阶段测试（六）物理试题（解析版）

这是一份2024届河南省信阳高级中学等部分学校高三下学期2月阶段测试（六）物理试题（解析版），共10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：本大题共5小题，共30分。
1.下列说法中正确的是
A. “未见其人，先闻其声”，说明声波可以发生衍射现象，而光则沿直线传播，不能发生衍射现象
B. 日本将福岛核废水排海，是因为可以通过降低核废水的浓度来减小放射性元素的半衰期，从而尽快消除核污染
C. 科学家研究发现，某恒星的发射光谱整体存在向波长增大方向移动的“红移现象”，这表明该恒星正在逐渐远离地球
D. 能量是守恒的，所以今天消耗的石油、煤、天然气等能源最终都会转化为风能、水能等能源再次为我们所应用，故不必担心能源会枯竭
2.如图所示，在坐标平面xOy内存在静电场，其等差等势线关于坐标轴对称，如图中虚线所示。现有一电子从左上方射入该电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实曲线所示，P、Q、S、T、L分别为轨迹与各等势线的交点，由此可知
A. 电子在由P至L的运动过程中，其加速度先减小后增大
B. 电子在由P至L的运动过程中，动能逐渐增大，电势能逐渐减小
C. 电子由P至Q和由T至L的过程中，动量的变化量是相同的
D. 若将电子由坐标原点静止释放，则电子一定沿x轴正方向加速运动
3.2023年7月19日，新华社援引中科院消息，国产电磁弹射微重力实验装置试运行取得圆满成功。现将测试过程适当简化：如图所示，质量为m的实验舱于电磁作用区由静止开始在向上的电磁力的驱动下沿竖直轨道上升h1=16 m，随即失去电磁力进入抛射阶段，返回电磁作用区时在电磁力的作用下又下降了h2=14 m速度减小到零，整个测试过程获得了4 s的完全失重环境。设实验舱在电磁力的作用下做匀变速运动，实验舱始终未离开轨道，空气及摩擦阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2，下列判断中正确的是
A. 实验舱沿轨道向上运动阶段处于超重状态，而沿轨道向下运动阶段处于失重状态
B. 实验舱脱离电磁作用区时的速度大小为40 m/s
C. 本次测试中，实验舱内电磁作用力的最大值约为2.25mg
D. 本次测试中，实验舱内电磁作用力的最大值约为2.43mg
4.2023年太阳风暴频发，进而引发地磁暴，对航空航天器的运行、通讯信息传输等产生了一系列不良影响。我国2022年发射的“夸父一号”卫星，肩负着探测太阳“一磁两爆(即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射)”的任务，为了能完成使命，它的运行轨道设定在距地面高度约为h=720 km的太阳同步晨昏轨道。已知地球的半径为R，地球极地表面重力加速度为g0，则下列说法正确的是
A. “夸父一号”与地球同步卫星虽然运行高度不同，但运行周期相同
B. “夸父一号”的运行周期为2π(R+h)R R+hg0
C. 太空中运行的航天器处于完全失重状态，所以“夸父一号”搭载的科学仪器不再受重力作用
D. “夸父一号”所处位置的重力加速度大小为RR+hg0
5.一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示。此时，波上P点的坐标为1.4,4，且沿y轴正方向运动，Q点恰好位于波峰。在t=115s时，P点第一次到达波谷，则下列判断正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波长为2.4m
C. 该波的传播速度为12m/s
D. P点的振动方程为y=8sin20πt+5π6cm
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
6.如图所示是质量为m的炮弹在地面附近上空竖直平面内做抛体运动的一部分轨迹，O、B、C、D是抛体运动轨迹上的四点，O是坐标原点，B为运动的最高点，C、D两点的坐标已在图中标出，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是
A. 炮弹由O到B和由B到C过程，重力做功相同
B. 炮弹由B到C和由C到D过程，动量的变化量相同
C. 炮弹经过B点时速度大小为 gL
D. 炮弹经过D点时的动能为17mgL4
7.如图所示，在水平面上放置一长度为L、内壁光滑的玻璃管MN，在玻璃管的中点O处有一带电量为q、质量为m、直径略小于玻璃管内径的小球，小球保持静止。整个空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现让玻璃管在外力作用下沿水平面向右以速度v0做匀速直线运动，发现小球沿玻璃管由O向N运动，最终从N端脱离玻璃管。下列判断正确的是
A. 小球一定带正电
B. 小球在玻璃管内运动的时间为 Lmqv0B
C. 小球脱离玻璃管前的运动轨迹为一条抛物线
D. 小球在玻璃管内运动的过程中，洛伦兹力对其做功为qv0BL2
8.如图1所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电压表和电流表均可视为理想电表，定值电阻R1=9 Ω，R2=24 Ω，灯泡的电阻恒定。当开关S断开、电路的输入端接入如图2所示的稳压交流电源时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为36 V，电流表示数为1 A，则
A. 灯泡中的电流是频率为0.5 Hz的交流电
B. 理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为2:1
C. 若将开关S闭合，则电压表的示数将变为54 V
D. 若将开关S闭合，则小灯泡的功率将变为40.5 W
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
9.某同学用图1所示装置，通过实验来验证玻意耳定律。封闭于注射器内的空气可视为理想气体，其体积可由注射器筒壁上的刻度直接读出，已知大气压强为p0，重力加速度为g。回答下列问题：
(1)关于该实验，下列说法正确的有________(填选项序号)。
A.注射器一定要竖直固定
B.在框架上悬挂钩码时要两侧对称
C.改变被封闭气体的压强后，测量气体体积时越快越好
D.处理数据时发现被封气体压强与体积的乘积渐渐增大，可能是因为存在漏气现象
(2)测量注射器活塞横截面的直径d时，游标卡尺的示数如图2所示，其读数为________cm。
(3)若操作正确且测得活塞及框架的总质量为m0，当框架上挂上质量为m的钩码，稳定后被封气体的压强为________(用测得及已知物理量字母表示)。
(4)测出气体体积并改变钩码质量测出多组压强、体积数据即可验证玻意耳定律。
10.某同学设计实验测量待测电阻Rx的阻值。
(1)如图1所示为简易多用电表内部电路原理图，其中G为灵敏电流计，选择开关S与不同接点连接构成不同的电表，下列分析正确的是________。
A.将选择开关S与3连接，构成欧姆表
B.将选择开关S与4、5连接，构成电压表，且与5接点相连时量程较大
C.将选择开关S与1、2连接，构成电流表，且与2接点相连时量程较大
(2)该同学首先用图2所示多用电表的欧姆挡粗测此电阻阻值，第一次选择的倍率不合适，又改换另一倍率测量，经过正确操作后，前后两次电表指针位置如图2中的两条虚线所示。该同学两次倍率选择的操作步骤是________(填“①②”或“②①”)，该电阻的阻值约为________Ω。
①将“选择开关”旋到“×10”挡
②将“选择开关”旋到“×1”挡
(3)为了更准确地测定该电阻的阻值，该同学采用伏安法。现有如下实验器材：
①量程为3 V，内阻约3 kΩ的电压表；
②量程为30 mA，内阻约0.1 Ω的电流表；
③阻值为0～20 Ω的滑动变阻器；
④内阻可忽略，输出电压为3 V的电源；
⑤开关和导线若干。
实验要求测量尽可能准确，且多测几组数据，请在虚线框内画出测量Rx的电路图。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
11.如图所示为一泳池的横截面，一位学生借助激光笔来测量泳池内水的深度。他将激光笔置于A点的正上方与水面距离h=1.5m的S点，当激光由S射向水面上的O点时，激光经水的折射后照射在泳池底部的P点。经测量AO间的距离为2m，而BP间的距离为3.8m，且知水的折射率n=43，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s。求：
(1)泳池内水的深度；
(2)激光由S传播至P所用的时间。
12.如图所示，两根倾斜固定的光滑平行金属导轨间距为L，倾角为α=30°，在导轨的下端连接有阻值为R的定值电阻，整个导轨平面处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现把一根质量为m的导体棒置于导轨上，并在它的中点用轻绳通过光滑定滑轮与质量为2m的重物相连，调节滑轮使轻绳与导轨平行。将导体棒从距导轨上端x0的位置静止释放，导体棒沿导轨运动，脱离导轨时的速度大小为v0，此时重物还未落地。已知导体棒始终垂直导轨且接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
(1)通过电阻R的电荷量；
(2)导体棒在导轨上运动的时间；
(3)电阻R所产生的热量。
13.如图1所示，OA为一段固定在竖直平面内且与水平桌面相切于桌子边缘O点的呈抛物线状的光滑轨道，轨道左端点A距桌面的高度及桌面距地面的高度均为h=1.25 m。以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立坐标系。现在轨道末端放置一质量m1=118kg的小球1，其保持静止，另将小球2自轨道端点A静止释放，两小球在轨道末端发生弹性正碰。已知小球1落地点的横坐标为x1=4.5 m，小球2碰后的运动轨迹恰与轨道关于坐标原点对称，两小球皆可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2。求：
(1)小球2的质量m2及其与小球1碰撞后瞬间的速度大小v2；
(2)如图2所示，曲线上M点的曲率圆定义为：通过M点和曲线上紧邻M点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做M点的曲率圆，其半径ρ叫做M点的曲率半径。轨道上B点(yB=0.45 m)的曲率半径ρB为多大；
(3)小球2自A点静止释放后经过轨道上的B点(yB=0.45 m)时，对轨道的压力大小。
物理答案
1.答案：C
2.答案：A
3.答案：D
4.答案：B
5.答案：B
6.答案：BD
7.答案：ABC
8.答案：BD
9.答案：(1) AB；
(2) 2.060；
(3)p0+4(m+m0)gπ⋅d2。
10.答案：(1) AB；(2) ② ①；120；(3)如图所示 。
11.答案：(1)激光在水面发生折射，由几何关系可知入射角的正弦值为sinα=2 1.52+22=0.8
根据折射定律有n=sinαsinβ
解得折射角的正弦值sinβ=0.6
则有β=37∘
令泳池内水的深度为 H ，由几何关系有BP-AOH=tanβ
可解得泳池内水的深度为H=2.4m
(2)光在均匀介质中沿直线匀速传播，激光由S传播至 O 过程t1=SOc
光由 O 传播至 P 的过程中，根据n=cv
可得光的传播速度为v=cn
而光的传播距离为OP=Hcsθ
所以，光由 O 传播至 P 所用时间为t2=OPv
故激光由 S 传播至 P 所用时间为t=t1+t2
解得t=136×10-8s≈2.17×10-8s
12.答案：解：(1)由法拉第电磁感应定律得 ，
根据闭合电路欧姆定律，I=ER+r ，
电流的定义式，I=△q△t ，
联立解得，通过电阻R的电荷量为 ；
(2)导体棒沿导轨向上运动，对其运用动量定理可得IT-mg⋅sinα⋅t-IF=mv0 ，
其中安培力的冲量IF=IBL⋅Δt=BL⋅Δq=B2L2x0R+r ，
对重物运用动量定理可得2mg⋅t-IT=2mv0 ，
联立解得导体棒沿导轨运动的时间为t=2v0g+2B2L2x03mg(R+r) ；
(3)导体棒沿导轨向上运动，由能量守恒定律可得
2mg⋅x0-mg⋅sinα⋅x0=12⋅3mv02+Q
定值电阻R与导体棒串联，电流相同
由焦耳定律Q=l2Rt可知
定值电阻与导体棒中所产生的热量之比为QRQr=Rr
联立解得定值电阻R中所产生的热量为QR=3R2(R+r)m(gx0-v02)
13.答案：解：(1)小球2自A点由静止释放，至与小球1碰撞前，由机械能守恒定律可得
v0= 2gh=5m/s
小球1被碰后做平抛运动，故有v1=x1 2hg=9m/s
又两小球发生的是弹性正碰，由动量守恒定律及机械能守恒定律可得
m2v0=m2v2+m1v1 及 m2gh=12m2v22+12m1v12
联立解得m2=0.5kg，v2=4m/s；
(2)由对称可知，轨道上B点的曲率半径即“抛物线”上对称点B'(yB'=-0.45 m)的曲率半径
由平抛运动规律可知，当小球2以v2=4m/s的初速度离开O点，运动至B'时
速度vB'大小为vB'= v22+2gyB'=5m/s
方向与水平面成α角，且tanα= 2gyB'v2=34
将小球所受重力沿v'B方向及其垂直方向分解，若小球沿B'点的曲率圆运动，有
m2g⋅csα=Gn=Fn=m2vB'2ρ
解得B'点即B点的曲率半径为ρ B=vB'2g⋅cs α=258=3.125m。
(3)当小球2自A点静止释放运动至B点时，由机械能守恒定律可得
vB= 2g⋅(h-yB)=4m/s
对小球受力分析，如图所示。由此可得
N-Gn=Fn=m2vB2ρB
则小球运动至B点时轨道对其支持力大小为
N=m2(vB2ρB+gcsα)=6.56N
由牛顿第三定律可得，小球运动至B点时对轨道的压力大小为N'=N=16425N=6.56N。