2024届云南省云南师大附中等三校高考备考实用性联考卷（六）理科综合物理试题 （解析版）

这是一份2024届云南省云南师大附中等三校高考备考实用性联考卷（六）理科综合物理试题 （解析版），共18页。
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分300分，考试用时150分钟。
可能用到的相对原子质量：H—1 N—14 O—16 Na—23 P—31 Zn—65
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求；第19~21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 一定质量的理想气体被活塞封闭在气缸中，气缸和活塞的绝热性、密封性良好，如图所示。现接通电热丝加热气体，活塞缓慢向上移动，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，则该过程（ ）
A. 气体压强不变
B. 气体中每个分子热运动的动能都增加
C. 电热丝产生的热量小于气体对活塞做的功
D. 在单位时间内，气体分子与单位面积活塞碰撞的次数增加
【答案】A
【解析】
【详解】A．活塞向上运动，不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强保持不变，整个过程气体压强与外界大气压强之差保持不变，属于等压变化，故A正确；
B．由于气体温度升高，气体内能升高，则气体分子的平均动能升高，但不是每个分子的动能都增加，故B错误；
C．活塞向上移动，气体对外做功，根据热力学第一定律
气体内能升高，可知气体从电热丝处吸收的热量大于气体对活塞做的功，故C错误；
D．气体分子的平均动能升高，撞击活塞的平均作用力增大，而气体压强不变，则气体分子在单位时间内撞击活塞单位面积的次数减少，故D错误。
故选A。
2. 如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线的中垂线上，且a、b到两电荷连线的中点O的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，c、d位于MN的连线的中垂线上，且c、d到MN连线的中点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（ ）
A. O点处的电场强度为零
B. 点处的磁感应强度为零
C. a、b处的电场强度大小相等，方向相反
D. c、d处的磁感应强度大小相等，方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．正、负电荷在O点处的电场强度方向均水平向右，根据场强叠加可知，O点电场强度不为零，故A错误。
C．根据等量异种电荷中垂线电场分布特点，结合对称性可知，a、b处的电场强度大小相等，方向相同，均水平向右，故C错误；
BD．根据安培定则以及磁场叠加可知，c、d处的磁感应强度大小相等，方向均沿cd向下，点处的磁感应强度不为零，也沿cd向下，故B错误，D正确。
故选D。
3. 一物体从坐标原点出发，沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，出发时刻记为0时刻，该物体运动的图像如图所示，据图像的特点与信息分析，下列说法正确的是（ ）
A. s时物体的速度为8m/sB. s时物体的速度为16m/s
C. m时物体的速度为8m/sD. m时物体的速度为16m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由初速度为0的匀加速直线运动规律可得
则有
图像的斜率为
由图像得
解得
时物体的速度为
故A错误，B正确；
CD．由
可得m时物体的速度为4m/s，故CD错误。
故选B。
4. 如图所示，在水平桌面上倒立着一个透明圆锥，底面是半径m的圆，圆锥轴线与桌面垂直，过轴线的竖直截面是等腰三角形，底角。有一束光线从距轴线m处垂直于圆锥底面入射，透过圆锥后在水平桌面上形成一个小光点。已知透明圆锥介质的折射率，真空中光速（m/s，不考虑光的多次反射，则（ ）
A. 光进入圆锥后波长变长
B. 光在圆锥中的传播速度为m/s
C. 光在圆锥中的传播时间为s
D. 桌面上小光点到圆锥顶点O的距离为0.12m
【答案】D
【解析】
【详解】A．光进入圆锥后速度变小，波长变短，故A错误；
B．圆锥中的光速
故B错误；
C．传播时间
解得
故C错误；
D．光线从底面垂直入射后沿直线射到圆锥侧面上的点发生折射，光路如图所示
由几何关系可知入射角为θ，设折射角为α，则
解得
由几何关系可知
解得
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，轻杆1与轻杆2通过光滑铰链A、B安装在竖直墙面上，A、B位于同一竖直线上，另一端通过光滑铰链O连接，铰链大小和质量忽略不计。已知其中，，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块，通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是（ ）
A. 竖直墙对A、B两铰链的总作用力方向斜向右上方
B. 轻杆1对铰链O的作用力为
C. 若将铰链A竖直向下缓慢移动少许，该过程中轻杆1对铰链O的弹力变大
D. 若将铰链B竖直向上缓慢移动少许，该过程中轻杆2对铰链O的弹力变小
【答案】C
【解析】
【详解】A．对轻杆、铰链及重物所组成的系统进行受力分析可知，该系统受到三个外力，分别是竖直墙对A、B两铰链的作用力及重物重力，由三力平衡可知竖直墙对A、B两铰链的总作用力方向竖直向上，大小等于mg，故A错误；
B．对O点受力分析如图，轻杆1对铰链O的作用力为
故B错误；
CD．由相似三角形得
若将铰链A竖直向下缓慢移动少许，OA、OB不变，AB变小，轻杆1对O的弹力变大，同理可知，若将铰链B竖直向上缓慢移动少许，轻杆2对O的弹力变大，故C正确，故D错误。
故选C。
6. 2023年12月26日11时26分，西昌卫星发射中心成功发射第五十八颗北斗导航卫星。设质量为m的北斗卫星在距地面高为h处做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转，则下列关于北斗卫星的说法正确的是（ ）
A. 动能为B. 周期为
C. 角速度为D. 向心加速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据
又
解得
故A错误；
B．又
解得
故B错误；
C．角速度为
故C正确；
D．向心加速度为
故D正确。
故选CD。
7. 如图所示，两个平行板电容器AB和A'B'水平放置，A板用导线与B'板相连，B板和A'板都接地，A、B'板带正电。电容器AB电压为，带电量为；电容器A'B'电压为，带电量为，若将右边电容器间的绝缘介质抽出，则（ ）
A 减小B. 减小C. 减小D. 增大
【答案】BD
【解析】
【详解】将绝缘介质抽出，由电容的决定式
可知变小，不变，其中
不变，综合以上分析可知：增加，减小，、均增大。
故选BD。
8. 如图所示，在两根水平的平行光滑金属导轨右端c、d处，连接两根相同的平行光滑圆弧导轨。圆弧导轨均处于竖直面内，与水平轨道相切，半径，顶端a、b处连接一阻值的电阻，平行导轨各处间距均为，导轨电阻不计。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。一根质量、电阻的金属棒，在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，运动到处时拉力。金属棒运动到处后，调节拉力F使金属棒沿圆弧导轨做匀速圆周运动至处。金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒运动过程中e端电势小于f端电势
B. 金属棒做匀加速直线运动时间为2s
C. 金属棒做匀加速直线运动过程中通过金属棒的电荷量为0.5C
D. 金属棒从cd运动至ab的过程中电阻R中产生的热量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据右手定则可知，金属棒运动过程中e端电势小于f端电势，故A正确；
B．金属棒运动到cd处的速度
当金属棒在cd时，其产生的感应电动势为
产生的电流为
金属棒所受的安培力为
据牛顿第二定律得
联立以上代入数据解得
故B错误；
C．金属棒做匀加速直线运动过程中，通过金属棒的电荷量为
又有
，
联立解得
故C正确；
D．设金属棒做匀速圆周运动的速度v与磁场正方向的夹角为，则垂直磁场方向的分速度
则
有效值
则
其中
电阻R中产生的热量为
解得
故D正确。
故选ACD
二、非选择题：共14题，共174分。
9. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平分别测出物块A、B的质量和（B的质量含遮光片）；
②用20分度游标卡尺测量遮光片的宽度d，示数如图乙所示，游标卡尺的示数为______cm；
③将重物A、B用轻绳跨过轻质滑轮按图甲所示连接，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出遮光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物B经过光电门的速度大小为______，此时重物A的速度大小为______。（用题中给定的或测得的物理量符号表示）
（2）已知当地重力加速度为g，从释放重物B到其遮光片下落通过光电门这一过程，要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为______（用题中给定的或测得的物理量符号表示）。
【答案】（1） ①. 1.050 ②. ③.
（2）
【解析】
【小问1详解】
（1）[1]游标卡尺的示数
cm
[2]根据极短时间的平均速度表示瞬时速度，重物B速度的大小
[3]根据滑轮组原理，重物A速度的大小
【小问2详解】
系统（重物A、B）减少的重力势能为
系统增加的动能为
系统（重物A、B）的机械能守恒，有
10. 如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。其中表头G的内阻、满偏电流mA，Ω。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。
（1）当选择开关接“1”时，为电流挡，电流挡的量程为______mA。
（2）当选择开关接“3”时，为电压挡，若电压挡的量程为15V，则______Ω。
（3）该兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：
①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏；
②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘正中央位置，此时电阻箱如图丙所示，则多用电表内部电源的电动势______V；
③用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻______Ω（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）250 （2）40
（3） ①. 12.5 ②. 12.5
【解析】
【小问1详解】
由欧姆定律可得电流挡的量程为
【小问2详解】
根据电压表改装原理
解得
Ω
【小问3详解】
[1]欧姆表内阻等于此时电阻箱读数
根据闭合电路欧姆定律
V
[2]图乙所示位置电流为200mA，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
11. 如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数。从静止释放后，P、Q开始加速运动，绳中张力为T。若要让运动过程中轻绳张力变为2T，可在P上固定一个质量为的物块K。取重力加速度，求T和各为多少？
【答案】，
【解析】
【详解】设原来P、Q运动时加速度大小为，轻绳张力为T，分别对P、Q用牛顿第二定律得
解得
在P上固定一物块K后，再分别对P、Q用牛顿第二定律得
联立解得
12. 如图甲所示，一质量kg、电量C的物块放在足够大的粗糙水平面上的O点，物块与水平面间的动摩擦因数。长m的轻质细线上端固定，下端系着一质量kg的小球，小球静止时位于O点上方，小球与物块均可视为质点。以O为原点，水平向右为x轴建立坐标。O点右侧空间有一特殊的水平电场，电场强度E随位置坐标x的变化关系如图乙所示，沿x轴正方向电场为正。现将小球拉至与竖直方向夹角的位置由静止释放，小球运动到最低点与物块发生弹性碰撞，碰撞时间极短。不计空气阻力，重力加速度大小g取10m/s，，。求：
（1）碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）物块第一次运动到m时的动能。
【答案】（1）m/s；（2）J
【解析】
【详解】（1）设小球运动到最低点时的速度大小为v，在小球释放后至运动到最低点的过程中，根据动能定理有
设碰撞后瞬间小球与物块的速度分别为、，取向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得
m/s
（2）图像与x轴围成图形的面积乘以电荷量表示电场力做的功，则由题图乙可知碰后到物块第一次运动到
m
过程中，电场力做功
J
由动能定理可得
代入数据解得
J
13. 如图所示，在区域内存在沿y轴负向的匀强电场，在区域内存在垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁场的左边界为y轴，右边界为与y轴平行的直线MN。ON为位于x轴上的水平绝缘板，板的厚度可忽略不计。一质量为m、电荷量为的粒子从x轴负半轴的点以初速度（方向与x轴正向夹角）射入电场，随后从y轴上的P点垂直y轴进入磁场。粒子打到绝缘板上（碰撞时间极短）反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。若粒子电量保持不变且不计其重力，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）若绝缘板ON长为3d，要使粒子进入磁场后不与绝缘板发生碰撞，则磁感应强度B需要满足的条件；
（3）若，粒子从P点进入磁场后，将与绝缘板碰撞三次从右边界的Q点（图中未标出）离开，且。则粒子从P点运动到Q点的时间。
【答案】（1）；（2）或；（3）或
【解析】
【详解】（1）从A点到P点，水平方向
竖直方向
根据牛顿第二定律
解得
（2）P点到O点距离
a．若恰好不与绝缘板的O点碰撞
在磁场中做圆周运动
解得
b．若恰好不与绝缘板的N点碰撞
在磁场中做圆周运动
解得
综合分析可知，磁感应强度B需要满足的条件是
或
（3）当时，粒子在磁场中运动的轨道半径
圆周运动的周期
a．若粒子斜向上射出磁场，如图中①位置所示
粒子在磁场中运动的时间
解得
b．若粒子斜向下射出磁场，如图中②位置所示，粒子在磁场中运动的时间
解得