2024届河南省三门峡部分名校高三下学期模拟考试理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版）

这是一份2024届河南省三门峡部分名校高三下学期模拟考试理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版），文件包含2024届河南省三门峡部分名校高三下学期模拟考试理科综合试题-高中物理原卷版docx、2024届河南省三门峡部分名校高三下学期模拟考试理科综合试题-高中物理解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。

本试卷共16页，35小题，满分300分。考试用时150分钟。
注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 V 51 Se 79
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48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. 甲、乙两列简谐横波在同一种均匀介质中分别沿x轴正方向和负方向传播，时刻的波形图如图所示。当两列波均传播到坐标原点后，坐标原点处质点的振幅为（ ）
A. 8cmB. 6cmC. 0cmD. 2cm
【答案】A
【解析】
【详解】由波形图可知，两列波的波长相同，均为8m，介质一定，波传播速度相同，根据
可知，两列波的频率也相同，两列波会发生干涉，0时刻两列波的波前到原点的间距差值为
根据同侧法可知，左侧波上各点起振方向向下，右侧波上各点起振方向向上，两波前振动步调相反，可知坐标原点处的质点为振动的加强点，所以坐标原点处的质点振动的振幅为
故选A。
2. 蹦极是一项非常刺激的户外运动。如图所示，某景区蹦极所用的橡皮绳原长为、劲度系数为橡皮绳一端固定在跳台上，另一端拴接在游客脚踝处。已知游客的质量，重力加速度g取，不计橡皮绳的重力和空气阻力，橡皮绳始终在弹性限度内，假设游客始终在同一竖直线上运动，则游客无初速度的从跳台跳下后，橡皮绳的最大伸长量为（ ）
A. 20mB. 40mC. 60mD. 80m
【答案】D
【解析】
【详解】当游客运动到最低点时，橡皮绳的伸长量最大，设橡皮绳的最大伸长量为，则橡皮绳从原长到伸长的过程中游客克服橡皮绳做的功为
游客从跳台跳下到最低点速度减为0的过程中，由功能关系可知
解得
D正确。
故选D。
3. 氢原子的能级图如图所示，现有大量处于能级的氢原子向能级跃迁，用产生的光子照射某金属材料，其中能量最低的光子刚好能使该金属材料发生光电效应，则逸出的光电子的最大初动能为（ ）
A. 13.6eVB. 10.2eVC. 3.4eVD. 1.89eV
【答案】B
【解析】
【详解】大量处于能级的氢原子向能级跃迁可以产生3种能量的光子，从高到低分别是、，能量最低的光子刚好能使该金属逸出光电子，说明该金属材料的逸出功为
所以能量最高的光子照射该金属产生的光电子初动能最大，则有
故选B。
4. 地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为1天，月亮绕地球做匀速圆周运动的周期为27天，则地球同步卫星与月亮绕地球运动的（ ）
A. 轨道半径之比为1∶81B. 角速度之比为1∶27
C. 线速度之比为3∶1D. 向心加速度之比为9∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A．设同步卫星的轨道半径为，月亮绕地球运动的轨道半径为，根据开普勒第三定律可知
解得
故A错误；
B．由公式
可知同步卫星与月亮绕地球运动的角速度之比为
故B错误；
C．由公式
可知，同步卫星与月亮绕地球运动的线速度之比为
故C正确；
D．由公式
可知，同步卫星与月亮绕地球运动的向心加速度之比为
故D错误。
故选C。
5. 如图所示，比荷不同的两个带电粒子在A处由静止释放，经加速电压加速后，垂直磁场左边界MN射入宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里。两个粒子经磁场偏转后一个从左边界MN的a点离开磁场区域，另一个从磁场的右边界b点离开磁场区域，a、b两点的连线刚好与磁场边界垂直，从b点离开的粒子在磁场区域运动过程中偏转的角度为60°，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 从a点离开磁场区域的粒子带正电，从b点离开磁场区域的粒子带负电
B. 从a点离开磁场区域的粒子比荷大小为
C. 从b点离开磁场区域的粒子比荷大小为
D. 从a、b两点离开的粒子在磁场区域中运动的时间之比为3∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A．粒子进入磁场区域后均向上偏转，所以根据左手定则可知，两个粒子均带正电，A错误；
BC．根据题意由几何关系可知从点离开的粒子在磁场做匀速圆周运动的半径
从a点离开的粒子在磁场做匀速圆周运动的半径
粒子经加速电压加速后有
由洛伦兹力提供向心力有
解得从点离开的粒子的比荷为
从点离开的粒子的比荷为
B错误，C正确；
D．两个粒子的比荷不同，所以在磁场中做匀速圆周运动的周期不同，但从两点离开的粒子在磁场区域转过的圆心角之比为，所以运动的时间一定不为，D错误。
故选C。
6. 如图（a）所示，足够长的固定斜面倾角为，斜面底端有一质量为2kg的物块（可视为质点）。现用一沿斜面向上的恒力使物块由静止开始沿斜面向上运动，取斜面底端为零势能点，运动过程中物块的机械能E与物块的位移x的关系如图（b）所示，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块的加速度大小为
B. 物块与斜面之间的动摩擦因数为0.4
C. 物块由静止开始沿斜面向上滑动2m时的速度大小为
D. 物块沿斜面向上滑动2m的过程中，物块与斜面间因摩擦产生的热量为24J
【答案】AC
【解析】
【详解】B．由能量守恒可知，拉力和摩擦力对物块做的功等于物块机械能的增加量，所以图（b）中图线的斜率
解得
故B错误；
A．由牛顿第二定律可知，物块沿斜面上滑的加速度大小
故A正确；
C．由运动学公式可知，物块向上滑动时，速度的大小
故C正确；
D．物块沿斜面向上滑动的过程中，物块与斜面间摩擦产生的热量
故D错误。
故选AC。
7. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（ ）
A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为
B. 初始时，细杆对活塞B的作用力大小为
C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为
D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设初始时䍂内气体的压强为，则两活塞受力平衡有
解得
A错误；
B．对活塞受力分析有
解得
B正确；
C．若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，气体发生等压变化，则有
解得
设两活塞向下移动的距离为，则有
解得
C错误；
D．若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，气体发生等压变化有
解得
汽缸内等压膨胀对外做功为
D正确。
故选BD
8. 如图所示，光滑水平地面上静置着一足够长的木板B和物块C，木板B的质量为，物块C的质量为。现有一质量为的物块A以初速度从左端滑上木板B，木板B与物块C仅发生过一次碰撞（弹性碰撞），且碰撞时间极短可忽略不计，最终物块A和木板B均停止运动。已知物块A与木板B之间的动摩擦因数为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 木板B与物块C碰撞前瞬间，物块A速度大小为
B. 木板B与物块C碰撞前瞬间，木板B的速度大小为
C. 木板B与物块C碰撞后，物块C的速度大小
D. 物块A相对木板B滑行的距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．从滑上到与碰撞前瞬间，动量守恒，有
与发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒有
解得
与碰撞后，均能停下来，有
联立解得
，，，
A正确，BC错误；
D．整个过程中能量守恒有
解得
D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共14小题，共174分。
9. 如图所示，用双线悬挂小球的这种装置称为双线摆，可使小球稳定在同一竖直平面内运动，能避免单摆稳定性差的问题。某实验小组用双线摆测量当地的重力加速度。
（1）如图所示的双线摆能够稳定的在___________（填“平行”或“垂直”）纸面的竖直平面内稳定的摆动。
（2）将小球拉离平衡位置一小段距离后由静止释放，小球经过最低点时开始计时并计数为1，之后每次小球经过最低点时计数加1，若测得小球第50次经过最低点时的时间为t，则该小球摆动的周期为___________（用t表示）。
（3）用刻度尺测量出两细线AO、BO的长度均为L，悬点AB之间的距离为d，小球的直径远小于细线的长度，则当地的重力加速度___________（用L、d和T表示）。
【答案】（1）垂直 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由受力分析可知，如图所示的双线摆能够稳定的在垂直纸面的竖直平面内稳定摆动。
【小问2详解】
小球相邻两次经过最低点之间的时间为小球摆动的半个周期，即
解得
小问3详解】
由几何关系可知双线摆对应的单摆摆长为
单摆周期公式为
整理得当地的重力加速度大小为
10. 某实验小组想测量一段粗细均匀、长度为合金丝的电阻率，回答下列问题：
（1）首先用多用电表的欧姆挡粗测合金丝的阻值。选用多用电表“×10Ω”挡，欧姆调零后，将两表笔接在合金丝两端，测量结果如图（a）中指针a所示，则应该将挡位更换为______（填“×100”或“×1”）挡，重新欧姆调零后，再测量结果如图（a）中指针b所示，则该合金丝的阻值为______。
（2）为了更加精准测量合金丝的阻值，该实验小组想用如图（b）所示的电路测量合金丝的阻值，实验室提供的实验器材有：
A.电源（电动势约为3V，内阻不计）
B.电流表（，内阻为20Ω）
C.电流表（，内阻为10Ω）
D.电压表（，内阻约为2kΩ）
E.电压表（，内阻约为10kΩ）
F.滑动变阻器
G.滑动变阻器
H.开关、导线若干
①为了多测量几组实验数据并尽可能准确地测量合金丝的阻值，电流表应选用______，电压表选用______，滑动变阻器选用______。（均填实验器材前的字母序号）
②用笔画线代替导线，完成图（c）中实物图的电路连接。______
③正确连接电路，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电流表的示数I和对应的电压表示数U，并描绘出合金丝的伏安特性曲线如图（d）所示，可知合金丝的阻值为______Ω（结果保留3位有效数字）。
④用螺旋测微器测量合金丝的直径结果如图（e）所示，则合金丝的直径为______mm。
⑤最终算得合金丝的电阻率约为______Ω·m（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1） ①. ②. 13.0
（2） ①. B ②. D ③. F ④. 见解析 ⑤. 13.3 ⑥. 0.400 ⑦.
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表指针偏转角度太大，表明通过电流太大，即待测电阻过小，为了减小读数的偶然误差，使指针指到中央刻线附近，应换小倍率，即应换用小倍率“”挡。
[2]根据欧姆表的读数规律，该读数为
【小问2详解】
[1][2] 电源电动势为，为了减小读数的偶然误差，电压表选择，即电压表选择D。为了减小误差，需要使电压表与电流表能够几乎同时到达满偏，则有
根据两待选电流表，上述最大电流近似等于90mA与0.13A，可知，为了减小电流表的读数误差，电流表选择量程，即选择B。
[3]控制电路采用滑动变阻器分压式，为了调节方便，使测量数据的连续性强，滑动变阻器选择总阻值小一些，即滑动变阻器选用F。
[4]根据电路图，连接实物图，如图所示
[5]根据欧姆定律有
则有
结合图像可知
解得
[6]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
[7]合金丝的横截面面积为
根据电阻公式
可知，合金丝的电阻率
11. 如图所示，倾角为的光滑斜面AB固定在水平面上，现将一弹力球从斜面的顶端A点以的初速度水平向右抛出，弹力球恰好落在斜面的底端B点。若弹力球与斜面碰撞时，沿斜面方向的速度不变，垂直斜面方向的速度大小不变，方向反向，现仅调整弹力球从A点水平抛出时的速度大小，使弹力球与斜面碰撞1次后仍能落到B点，已知重力加速度g取，不计空气阻力。求调整后弹力球水平抛出的速度大小。
【答案】
【解析】
【详解】弹力球做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
解得斜面的长度
将平抛运动分解为沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的类竖直上抛运动，设调整后弹力球水平抛出时的速度大小沿垂直斜面方向的分速度大小为
沿斜面方向的分速度大小为
垂直斜面方向加速度大小为
沿斜面方向的加速度大小为
弹力球每次从斜面离开到再次落回斜面的过程中用时为
沿斜面方向有
解得
12. 如图所示，水平虚线下方空间存在竖直向上的匀强电场。两个带正电的小球A、B用长度为L的轻质绝缘细杆相连，小球A的质量为m、电荷量为q，小球B的质量也为m、电荷量为2q，小球A到虚线的初始高度为L。已知细杆始终保持竖直，重力加速度为g，匀强电场的电场强度大小为，两小球均可视为质点，不计空气阻力和两小球之间的库仑力。现将整个装置由静止释放，求：
（1）小球A由静止释放后，向下运动的最大距离；
（2）小球B每次在电场区域运动的过程中，细杆对小球B的冲量。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）分析可知，小球也会进入电场区域，设小球下落的最大距离为，则从两小球由静止释放至运动到最低点的过程中，由动能定理有
解得
（2）设小球进入电场瞬间速度大小，从静止释放到小球进入电场区域瞬间，有
小球进入电场区域后，整体分析，有
设此时细杆对小球的作用力为，对小球分析有
根据运动的对称性可知小球在电场中运动的时间为
所以小球每次在电场区域中运动的过程中，细杆对小球的冲量大小
方向竖直向下
13. 如图所示，足够长的绝缘水平传送带在电动机的带动下以恒定的速率匀速转动（顺时针）。与传送带运动方向垂直的两虚线MN和之间的区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，两虚线之间的距离为。将一边长为、质量为、阻值为的正方形闭合金属线框abcd无初速度的放置在传送带上，当线框的cd边运动到虚线MN时，线框刚好第一次与传送带共速，当线框的cd边运动到虚线时，线框刚好第二次与传送带共速，线框运动过程中dc边始终与两虚线平行，线框与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，求：
（1）整个线框通过虚线MN所用的时间；
（2）从线框放置在传送带上到线框穿过磁场区域后速度最终稳定的过程中，线框与传送带之间因摩擦产生的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设线框进入磁场区域的过程中，所用时间为，刚好完全进入磁场区域瞬间速度大小为，此过程线框中的感应电动势为
线框中的感应电流
由动量定理可知
线框刚好完全进入磁场区域瞬间到边运动到的过程中，线框中没有感应电流，由动能定理可知
联立解得
（2）线框放置到传送带上到边刚要进入磁场区域过程中，由动量定理和动能定理可知
该过程中传送带运动的距离为
边距离虚线的距离线框进入磁场区域的过程中，传送带的位移为
设线框刚好完全进入磁场后到边运动到的过程中所用时间为，则有
该过程中传送带的位移为
同理可知。线框穿出磁场区域用时等于进入磁场过程所用时间。线框离开磁场后到再次与传送带共速的过程用时也为。所以从线框放置到传送带上开始到线框穿过磁场区域后速度最终稳定的过程中传送带的总位移大小为
线框的位移大小为
整个过程中线框与传送带之间因摩擦产生的热量为
解得