河南省平许济洛四市2024届高三第二次质量检测理科综合试卷(含答案)

这是一份河南省平许济洛四市2024届高三第二次质量检测理科综合试卷(含答案)，共18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．放射性同位素衰变的快慢有一定的规律，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程。如图所示，甲图是氡222的衰变曲线，乙图是铋210的衰变曲线。横坐标表示的是时间t；纵坐标表示的是元素任意时刻的质量m与时的质量的比值。根据该图象提供的信息，下列说法正确的是( )
A.元素氡222比元素铋210的半衰期大
B.元素氡222经过第一个1.9天，剩有的元素氡222
C.元素铋210经过第一个5天，剩有的元素铋210
D.元素氡222经过第一个19天，剩有的元素氡222
2．一种光学传感器是通过接收器接收到红绿灯光信号而触发工作的。如图所示，一细束黄色光沿AB方向从汽车玻璃外侧(汽车玻璃可视为两表面平行的玻璃砖)的B点射入，入射角为i，折射光线刚好沿BC方向在汽车玻璃内侧C点触发光学传感器。若入射光的颜色发生变化，且入射光的入射位置B不变，仍要使折射光线沿BC方向在汽车玻璃内侧C点触发光学传感器。下列说法正确的是( )
A.若改用绿色光射入，需要入射角i减小到某一合适的角度
B.若改用红色光射入，需要入射角i减小到某一合适的角度
C.若改用红色光射入，需要入射角i增大到某一合适的角度
D.改用任何颜色的光射入，都需要入射角i减小到某一合适的角度
3．行星绕恒星运动的轨道半径不同，周期就不同，行星表面单位面积单位时间接收到的辐射能量也不同。如图所示为火星和地球环绕太阳运动的示意图。设火星绕太阳做圆周运动的周期为，地球绕太阳做圆周运动的周期为。在直射时，火星表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为，地球表面单位面积单位时间接受到的辐射能量为。假定太阳的能量辐射各向均匀，则下列关系正确的是( )
A.B.C.D.
4．如图所示，竖直挡板P固定在足够高的水平光滑绝缘桌面上。一个带正电荷的小物体A放在桌面上，小物体A的左端与绝缘的轻弹簧相连，轻弹簧的左端固定在挡板P上。一不可伸长的绝缘轻绳跨过轻质光滑定滑轮，一端与A连接，另一端连接一轻质小钩。整个装置处于方向水平向左的匀强电场中。开始时A静止，所带电荷量保持不变，且不会碰到定滑轮。现用一竖直向下的力F作用在轻质小钩上，使小物体A水平向右做匀加速直线运动，以x表示小物体A离开静止位置时的位移，在弹簧恢复原长前(弹簧始终在弹性限度内)，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是( )
A.B.C.D.
5．如图所示，一个质量为m、电阻为R、边长为L的正方形金属线框abcd，放在光滑绝缘水平面上，空间存在一磁感应强度为B、方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场的左右边界刚好和线框的ab边、cd边重合。现在线框cd的中点加一水平向右的恒力F，使线框从图示位置由静止开始水平向右运动。已知经过时间t，线框的ab边刚好向右运动到磁场的右边界处，此时线框的速度大小为v。若在同一时间t内，线框内产生的热量与一恒定电流I在该线框内产生的热量相同，则关于该恒定电流I的表达式，下列正确的是( )
A.B.C.D.
二、多选题
6．直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景。两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内。两轨道左端点间接有直流电源。一金属棒ab放在两导轨的最右端，且和两导轨垂直，金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同，金属棒ab的两端分别用绝缘轻绳通过光滑轻环竖直悬挂在水平固定横梁上的，点。开始时，开关S是断开的，轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好。两导轨所在的平面处于方向竖直向下的匀强磁场中。当开关S闭合后，金属棒ab突然开始摆动，通过水平横梁的正上方后再摆动下来，如此不断进行下去。根据其工作原理，下列说法正确的是( )
A.当开关S闭合时，导体棒ab所受的安培力水平向右
B.当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力的冲量水平向左
C.当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力对导体棒ab做正功
D.当开关S闭合后，导体棒ab的动量增量方向水平向左
7．利用如图所示的实验装置对物体的运动过程进行研究。把滑块A和滑块B放在水平固定且足够长的气垫导轨上，滑块A和滑块B之间连接一水平轻质弹簧，整体静止不动，轻质弹簧处于原长状态。现在开通气源，并在滑块A的左方加一水平向右的恒定推力，使滑块A由静止开始沿气垫导轨一直向右运动(弹簧始终在弹性限度内)。则下列说法正确的是( )
A.滑块A沿气垫导轨一直做非匀变速运动
B.滑块B沿气垫导轨一直做非匀变速运动
C.滑块A运动的加速度大小趋于恒定值
D.滑块B运动的加速度大小趋于恒定值
8．如图甲所示，一质量为m的小物块，从位置O以速度沿粗糙水平地面向右运动。小物块与右方一竖直墙壁第一次碰撞后，反向向左运动。当小物块水平向左运动至距竖直墙壁最远处的 (坐标为)位置时，立即对其施加一个水平向右的推力F，当小物块运动到 (坐标为)位置时，撤去推力F，使其与竖直墙壁第二次碰撞后，恰好反向运动至位置O处静止不动。取位置O为坐标原点，水平向右为正方向。已知推力F随小物块水平位移的变化如图乙所示，小物块每次和竖直墙壁碰撞不计能量损失。则下列说法正确的是( )
A.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中，墙壁对小物块的冲量大小为0
B.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中，墙壁对小物块做的功为0
C.在小物块从位置O开始运动到第一次返回到的过程中，摩擦力对小物块做的功为
D.在推力F对小物块作用的过程中，推力F对小物块做的功为
三、实验题
9．如图甲、乙所示为研究平抛运动规律的两个实验装置示意图。把覆盖有复写纸的白纸铺贴在硬薄板B上，实验时依次将硬薄板B水平插入竖直固定放置的A板的各个插槽中，每次让小球从固定倾斜轨道的同一位置由静止释放，并从轨道的末端水平飞出。每打完一点后，把B板水平插入A板下方相邻插槽中并继续进行如上操作。甲图装置中，A板的各插槽相邻间距都相等，且均为y；乙图装置中，A板的各插槽相邻间距分别为、、、、、，且。两个装置实验分别得到小球在白纸上打下的若干痕迹点。忽略空气阻力的影响，根据平抛运动的规律，回答下列问题：
(1)在甲图装置中，小球在两相邻痕迹点之间运动时间___________(选填“相等”或“不相等”)；
(2)在乙图装置中，小球在两相邻痕迹点之间运动时间___________(选填“相等”或“不相等”)；
10．在实验室进行实验时，需要一个电流表进行电流的测量，但是实验室只有一量程为3V、内阻约为几千欧的电压表，现将其改装成电流表，来进行电流的测量。实验室提供的器材为：待测电压表(量程3.0V，内阻约为几千欧)；电阻箱R(最大阻值为99999.9Ω)；滑动变阻器(最大阻值为50.0Ω)；电源E(电动势约7.5V，内阻很小)；开关S和导线若干。
(1)测量内阻的电路图：在改装前，需要对电压表内阻进行测量，某探究小组的两个同学分别画出了甲、乙两个电路图。在实验过程中要求：当电阻箱R的阻值调节为0，在闭合开关S后，通过调节滑动变阻器的阻值，保证电压表的指针不能够超过满偏量程。则正确的电路图应该选___________(选填“甲”或“乙”)。
(2)测量内阻的步骤：
①选择正确的电路原理图，连接线路(保持开关S断开)；
②将电阻箱R的阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片滑动到最左端，闭合开关S；
③调节滑动变阻器的滑片，使电压表满偏(电压表示数为3.0V)；
④保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数为1.5V，记下电阻箱R的阻值；
⑤断开开关S，拆除导线。
在步骤④中，当电压表示数为1.5V时，电阻箱R的阻值为3.0kΩ，则电压表内阻的真实值___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)3.0kΩ。
(3)改装：若要把该电压表改装成有两个量程的电流表，其中一个量程为0.6A，另一个量程为3.0A。设计电路图如图丙所示(虚线框内为改装后的电流表电路图，电阻和为根据计算选择好的定值电阻)，则当开关S接A端时，该改装后的电流表的量程为___________A(选填“0.6”或“3.0”)。
(4)校对：假如把改装后的电流表和标准电流表进行校对，实验电路图如图丁所示。把改装后的电流表(使用0.6A量程)与量程为0.6A的标准电流表串联在一起来共同测量某一段电路的电流，当标准电流表读数为0.3A时，该改装的电流表读数___________0.3A(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)若选用另外一个量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻的阻值(约为2kΩ)，设计了如图戊，己所示的两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用___________(选填“戊”或“己”)电路可减小由电表内阻引起的实验误差。
四、计算题
11．为了保护物体不被高速运动的物体击穿，可以在物体外层加装上一定厚度的防护材料。通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因。
如图所示，质量为m、左右厚度为d的长方体物体，静止放在水平光滑轨道上，如图甲所示。质量也为m的无动力模拟小车(小车右方固定有足够长的水平轻质钻头)从某一位置沿着水平光滑轨道向右以某一速度匀速运动，最后钻头刚好能够水平击穿物体。现把质量也为m、厚度也为d的防护材料和该物体固定在一起，静止放在水平光滑轨道上，如图乙所示。若让该模拟小车也以同样的速度水平向右运动，试通过计算分析，最后钻头是否能够进入防护材料后面的物体。设钻头在防护材料和物体中受到的阻力均为恒力、且钻头在防护材料中受到的阻力大小是在物体中受到阻力大小的2倍。
12．如图甲所示，一长方体容器，固定在水平地面上，中间用隔板隔开成两部分。容器隔板左侧内充有压缩空气，体积为；容器隔板右侧也充有空气，体积为。容器隔板右侧与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连，两管中水银面刚好等高。把隔板竖直向上缓慢抽出一部分(空气不漏出)，使容器隔板左、右两侧空气充分混合，稳定后，左管中水银下降到某一位置后静止不动；缓慢地向上提右管，使左管中水银面再次回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h，如图乙所示。已知水银的密度为ρ，大气压强为，重力加速度为g；容器中空气可视为理想气体，其温度不变，压强计左管上方体积可忽略不计。求隔板竖直向上抽出前，容器隔板左侧压缩空气的压强(题中物理量均为国际单位制)。
13．如图所示，两条相距为d的光滑平行金属导轨固定在同一绝缘水平面内，其左端接一阻值为R的电阻，一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上。在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，在该区域中存在竖直向下的均匀磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为，式中k为常量、且。在金属棒右侧还有一宽度为L匀强磁场区域，区域左边界为ab(虚线)、右边界为cd(虚线)，边界ab和cd均与导轨垂直，该匀强磁场的磁感应强度大小为，方向也竖直向下。金属棒通过平行于导轨的绝缘细线跨过光滑轻质定滑轮与一物体相连。开始时，用手托着物体静止不动，使连接金属棒的细线处于水平伸直状态。现突然把手撤去，金属棒从静止开始向右运动，在某一时刻(此时)恰好以速度v越过ab，此后金属棒在磁场中向右做匀速直线运动。设金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，金属棒和两导轨的电阻均忽略不计；金属棒向右运动过程中，物体始终在空中运动；重力加速度为g。求：
(1)金属棒从ab运动到cd的过程中，通过金属棒的电流大小；
(2)物体的质量；
(3)金属棒从ab运动到cd的过程中，物体重力势能的减少量；
(4)金属棒从ab运动到cd的过程中，阻值为R的电阻上产生的热量。
参考答案
1．答案：D
解析：A.由题图可知，其氡222的半衰期为3.8天，铋210的半衰期为5天，所以元素氡222比元素铋210的半衰期小，故A项错误；
B.半衰期是统计规律，只有经过半衰期的整数倍的时间才能比较准确的算出发生衰变的原子核的数量，故经过第一个1.9天(个半衰期)，无法得出具体发生衰变的原子核的数量，也无法确定剩余原子核的数量，故B项错误；
C.由于元素铋210的半衰期为5天，所以经过第一个5天，其刚好经过一个半衰期，由公式
解得
即剩余的元素铋210，故C项错误；
D.由于元素氡222的半衰期为3.8天，所以经过第一个19天，其刚好经过5个半衰期，由公式
解得
即剩余的元素氡222，故D项正确。
故选D。
2．答案：B
解析：A.若改用绿色光射入，频率变大，折射率变大，折射角不变，根据
可知，入射角变大，故A错误；
BC.若改用红色光射入，频率变小，折射率变小，折射角不变，根据
可知，入射角变小，故B正确C错误；
D.如果改用频率更高的光，则折射率变大，折射角不变，根据
入射角变大，故D错误。
故选B。
3．答案：A
解析：将行星绕太阳运动简化为圆周运动，由万有引力提供向心力，对火星有
火星表面单位面积单位时间接收到的辐射能量为
将行星绕太阳运动简化为圆周运动，由万有引力提供向心力，对地球有
地球表面单位面积单位时间接收到的辐射能量为
解得
故选A。
4．答案：C
解析：小物体带正电，所受电场力方向向左，根据平衡条件，可知，静止时，弹簧处于压缩状态，令此时的压缩量为，根据胡克定律有
以x表示小物体A离开静止位置时的位移，在弹簧恢复原长之前，弹簧处于压缩状态，根据牛顿第二定律有
结合上述有
在弹簧恢复原长之后，弹簧处于拉伸状态，根据牛顿第二定律有
结合上述有
可知，F和x之间的关系表达式始终为
可知F和x之间关系的图像是一条纵轴截距为正值，斜率也为正值的倾斜的直线，即第三个选择项符合要求。
故选C。
5．答案：D
解析：对线框根据能量守恒有
线框内产生的热量与一恒定电流I在该线框内产生的热量相同，则恒定电流产生的热量为
解得
故选D。
6．答案：AC
解析：A.当开关S闭合时，由题中电路图可知通过导体棒ab的电流方向从a到b，由左手定则知，导体棒ab所受的安培力水平向右，故A正确；
B.当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力的方向向右，因此安培力的冲量应水平向右，故B错误；
C.当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力向右，导体棒向右运动，因此导体棒ab所受的安培力对导体棒ab做正功，故C正确；
D.当开关S闭合后，根据动量定理，导体棒ab的动量增量方向和安培力的冲量的方向相同，应为水平向右，故D错误；
故选AC。
7．答案：AB
解析：AB.滑块A与B中间用轻质弹簧链接，对整体进行受力，有
滑块A与B整体做匀加速直线运动，但隔离分析后发现，由于弹簧压缩伸长周期性变化，导致滑块A和滑块B沿气垫导轨方向合力也不停地变化，所以导致加速度也一直变化，所以一直做非匀变速运动，故AB正确；
CD.滑块A与B整体做匀加速直线运动，但隔离分析后发现，由于弹簧压缩伸长周期性变化导致滑块A和滑块B沿气垫导轨方向合力也不停地变化，所以导致加速度也不停的变化，导致滑块A和滑块B加速度大小不会趋于恒定值。
故CD错误。
故选AB。
8．答案：BCD
解析：A.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中，墙壁对小物块的作用力不为零，根据可知，墙壁对小物块的冲量大小不为0，选项A错误；
B.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中墙壁与物块作用点没有位移，故墙壁对小物块做的功为零，选项B正确；
C.由题意可知，点是物块与墙壁碰后反向运动到达的最远点，则物块在到达位置时速度为零，则从在小物块从位置O开始运动到第一次返回到的过程中，由动能定理可知，摩擦力对小物块做的功为
选项C正确；
D.因图像的面积等于力F的功，则在推力F对小物块作用的过程中，推力F对小物块做的功为
选项D正确。
故选BCD。
9．答案：(1)不相等；(2)相等
解析：(1)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，因为
不满足
所以在甲图装置中，小球在两相邻痕迹点之间运动时间不相等；
(2)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，因为
满足
在连续的相等时间间隔内位移差相等，所以在乙图装置中，小球在两相邻痕迹点之间运动时间相等。
10．答案：(1)甲
(2)小于
(3)3.0
(4)小于
(5)戊
解析：(1)当电阻箱R的阻值调节为0，闭合开关S后，调节滑动变阻器的阻值，甲图中电压表示数从0开始逐渐增加，乙图中电压表示数最小值为
因为电压表内阻远大于滑动变阻器的最大阻值，所以电压U接近于E，超过电压表的量程，所以选择甲图合适。
(2)调节电阻箱R的阻值，则总电阻变大，干路电流减小，内阻和滑动变阻器右部分电压减小，电阻箱和电压表的总电压变大，即大于3V，当电压表的示数为1.5V时，电阻箱的电压大于1.5V，由于它们串联，所以电阻箱的电阻大于电压表的电阻，故电压表的实际阻值小于3.0kΩ。
(3)接A时，量程为
接B时，量程为
所以接A时，量程大，为3.0A。
(4)改装的电流表是电压表和电阻并联的，而电压表实际的阻值偏小，当指针指到中值的时候，此刻通过改装后的电流表的实际电流为
由于R偏小，此刻的电流
由于把改装后的电流表与量程为0.6A的标准电流表串联，所以电流相等，均为0.3A，所以指针会指在中间刻度的左侧，读数小于0.3A。
(5)由于改装后的电流表内阻已知，而另一个电压表内阻未知，所以为减小由电表内阻引起的实验误差，选择图戊更合适。
11．答案：不能
解析：设小车初速度为，射入厚度为d的长方体物体后，小车与长方体物体共速，速度为v，由动量守恒得
此过程中动能损失为
解得
设射入厚度为d的防护材料后，小车与防护材料共速，速度为，由动量守恒得
此过程中动能损失为
联立解得
最后钻头不能够进入防护材料后面的物体。
12．答案：
解析：打开阀门前，内的气体压强为，打开阀门后，混合气体压强为
打开阀门前后发生等温变化，根据玻意耳定律，有
解得
13．答案：(1)；(2)；(3)；(4)
解析：(1)设金属棒在磁场中运动的过程中，通过金属棒的电流大小为I，设在时间t内，金属棒的位移为x，有
在时间t时刻，对于磁场B，穿过回路的磁通量为
对于匀强磁场，穿过回路的磁通量为
回路的总磁通量为
联立可得，在时刻t穿过回路的总磁通量为
在t到的时间间隔内，总磁通量的改变量为
由法拉第电磁感应定律得，回路中感应电动势的大小为
由闭合电路的欧姆定律得
联立可得，通过金属棒的电流大小为
(2)设在t时刻，金属棒上细线的拉力为F，由于金属棒在ab右侧做匀速运动，则有
设物体的质量为m，在t时刻，对物体有
联立以上各式可得，物体的质量为
(3)设金属棒在磁场中从ab向右运动到cd的过程中，物体重力势能的减少量为，则
其中
则金属棒从ab运动到cd的过程中，物体重力势能的减少量为
(4)设金属棒在磁场中从ab向右运动到cd的过程中，阻值为R的电阻上产生的热量为Q，运动时间为，由
，
其中
联立可得，金属棒从ab运动到cd的过程中，阻值为R的电阻上产生的热量为