物理：河南省部分高中2023-2024学年高三下学期阶段性测试（八）试题（解析版）

这是一份物理：河南省部分高中2023-2024学年高三下学期阶段性测试（八）试题（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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1~5题只有一项符合题目要求，第6~8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. 2024年1月5日我国以“一箭四星”方式成功将“天目一号”掩星探测星座15~18星送入离地高度520公里的近极地太阳同步圆轨道，如图1所示，成功组网如图2所示的“天目一号”星座。上述四颗人造卫星入轨后（ ）
A. 运行角速度一定相同B. 所受万有引力一定相同
C. 运行周期与地球公转周期相同D. 在轨运行速度大于第一宇宙速度
【答案】A
【解析】A．四星运行在同一高度，则轨道半径相等，根据
可知运行角速度一定相同，故A正确；
B．因为四星质量不一定相同，所以所受的万有引力不一定相同，故B错误；
C．四星虽在太阳同步轨道上，但只是轨道平面与太阳的取向保持一致，依然绕地球做圆周运动，并不是绕太阳做圆周运动，运行周期与地球公转周期不相同，故C错误；
D．地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，等于近地卫星的运行速度，四星离地520公里，在轨运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。
故选A。
2. 如图所示为旋转磁体发电机简化模型，线圈静止，磁体按图示顺时针方向旋转，A和C图中磁体和线圈平面平行，B图中磁体偏向左上方，D图中磁体和线圈平面成一定夹角，则下列4个线圈中产生的感应电流方向（图中线圈箭头方向）正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．由图可知，左侧磁场向左，线圈方向相对于磁铁向下，则由右手定则可知，电流方向应为顺时针，故A错误；
B．由图可知，左侧磁场水平方向分磁场向左，线圈方向相对于磁铁向下，则由右手定则可知，电流方向应为顺时针，故B错误；
C．左侧磁场向右，线圈相对磁场向下运动，由右手定则可知，电流方向应为逆时针，故C错误；
D．左侧磁场水平方向分磁场向右，线圈相对磁场向下运动，由右手定则可知，电流方向应为逆时针，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，质量的滑块静止在水平实验台上，通过三段轻绳分别与天花板和球形容器相连，与天花板夹角为，水平。重力加速度取，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 若实验台对滑块的摩擦力不超过，则球形容器与容器内液体总重力最大为
B. 若实验台对滑块的摩擦力不超过，则球形容器与容器内液体总重力最大为
C. 若球形容器与容器内液体总重力最大为时滑块即将滑动，则滑块与实验台的动摩擦因数
D. 若球形容器与容器内液体总重力最大为时滑块即将滑动，则滑块与实验台的动摩擦因数
【答案】D
【解析】AB．设倾斜轻绳拉力为，水平轻绳拉力为，球形容器与容器内液体总重力为，水平实验台对滑块支持力为，对滑块摩擦力为，如图所示
根据平衡条件有
即
对于绳结
消去得
故AB错误；
CD．滑块即将滑动
代入数据解得
C错误，D正确。故选D。
4. 某同学让一个半径为、厚度为的软木塞浮在折射率为的液体液面上，将一细杆从圆心小孔中穿过，调整杆没入液体中的深度，软木塞上表面恰好与液面相平，如图所示。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到细杆，则细杆在水中露出软木塞的长度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到细杆，即细杆最底端发出的光线经过软木塞边缘时刚好在水面发生全反射，根据几何关系和全反射公式
解得细杆在水中露出软木塞的长度
故选A。
5. 如图所示1，竖直线、两端点固定两个等量点电荷，带电量大小均为，长，为连线的中点，以中垂线为轴，其正半轴的场强变化如图2所示，图中的阴影“面积”为（），以沿轴正方向为电场强度的正方向，静电力常数为。下列说法正确的是（ ）
A. 、两点的点电荷为异种电荷
B. 直线上场强最大值为
C. 将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中，电势能先增大后减小
D. 将一带电量为的点电荷由处静止释放，到达点时的动能为
【答案】B
【解析】A．由题图2可知点的电场强度为零，轴上的场强方向沿轴正方向，则A、B两点的点电荷为等量正点电荷，A错误；
B．在的处放一正试探电荷，、点电荷在该点的场强方向如图所示
根据对称性可知该点的合场强
又根据几何关系可知
解得沿轴正半轴场强最大值
B正确；
C．将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中，电场力做负功，电势能一直增加，C错误；
D．根据的面积表示电势的变化量，即
从到根据动能定理
可得到达点时动能为，D错误。
故选B。
6. 如图所示是某绳波形成过程中和时的状态示意图。质点1从时在外力作用下沿竖直方向做振幅为的简谐运动，带动其余质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，则（ ）
A. 质点1在时开始振动的方向竖直向上
B. 质点4从到经过的路程为
C. 质点14在时的加速度方向竖直向上
D. 质点18在时到达波峰位置
【答案】AD
【解析】A．从图中可知时质点16振动方向竖直向上，所以波源质点1在时的振动方向竖直向上，A正确；
B．波要经过才传到质点4，在到时间内质点4在竖直方向振动的时间为，所以经过的路程为A，B错误；
C．质点14在时的位移为正，所受回复力指向平衡位置，所以加速度方向竖直向下，C错误；
D．设该波的波长为，则波速为，质点18在时和的时间差为
根据
可知质点18在时确实到达波峰位置，D正确。
故选AD。
7. 1930年，科学家用放射性物质中产生α粒子轰击铍（）原子时，产生了看不见的、贯穿能力很强的中子，用中子以同样的速度分别去轰击静止的氢原子和氮原子，结果从中打出了氢核和氮核，以此推算出中子的质量。设氢核质量为，打出后速度为，氮核质量为氢核质量的14倍，打出后速度为，假设碰撞均为弹性碰撞，则（ ）
A. 放射性物质α衰变后生成物的比结合能小于该放射性物质的比结合能
B. α粒子轰击铍原子的核反应方程式为
C. 被轰击后的氢核的速度大于氮核的速度
D. 可推算出中子的质量为
【答案】BC
【解析】A．生成物更稳定，比结合能更大，故A错误；
B．α粒子轰击铍原子的核反应方程式为
故B正确；
CD．设中子的质量为，碰前速度为，碰后速度为，根据动量守恒定律和能量守恒定律可知
联立解得
同理可知和氮原子碰撞后
即被轰击后的氢核的速度大于氮核的速度，可解出中子的质量为
故C正确，D错误。
故选BC。
8. 如图1所示，河南小将冀高星与队友夺得杭州亚运会男子八人单桨有舵手赛艇项目冠军。若在决赛中赛艇达到某一速度后，在相邻两个划桨周期T内的加速度a与时间t的图像如图2所示，赛艇前进方向为正方向，图2中，赛艇（含选手）总质量为m，这两个划桨周期内的运动视为直线运动，则（ ）
A. 第一个划桨周期后赛艇的动量方向与正方向相同
B. 经过相邻两个划桨周期后速度变化量为
C. 该相邻两个划桨周期内合外力的总冲量为
D. 该相邻两个划桨周期内的位移差大小为
【答案】ABD
【解析】A．由a-t图像面积物理意义为速度的变化量可知，第一个划桨周期速度增量为
故第一个划桨周期后赛艇的动量方向与正方向相同，故A正确；
B．经过连续两个划桨周期速度增量为
即经过连续两个划桨周期后速度比初始速度增加，故B正确；
C．每个划桨周期内合外力的冲量为为
所以相邻两个划桨周期内合外力的冲量为，故C错误；
D．作出连续两个划桨周期的v-t图像如图所示
由v-t图像面积的物理意义为位移可知，该相邻两个划桨周期的位移增量为图中阴影部分为
故D正确。
故选ABD。
二、非选择题：本题共5小题，共62分。
9. 某同学验证机械能守恒定律的装置如图1所示，该装置由悬挂在铁架台上的细线、小球和铁架台下方的光电门组成，当地重力加速度为。
（1）实验中用毫米刻度尺测量悬点到小球上端的细线长度为，用某测量工具测量小球的直径，则该测量工具为________（填选项序号）；
A.毫米刻度尺 B.20分度的游标卡尺
C.50分度的游标卡尺 D.螺旋测微器
（2）该同学将细绳拉直至与悬点等高的位置后由静止释放，记录小球通过最低点时光电门的遮光时间，则小球通过最低点的速度大小为________（用所测物理量字母表示）；
（3）本实验验证机械能守恒定律时，只需在误差允许范围内验证表达式________是否成立即可；
（4）多次改变细线长度，重复以上操作，若以为纵坐标，为横坐标，根据实验数据作出的图像如图2所示，图中的纵截距为，为纵轴上的一个数值，则可得重力加速度测量值________（用图中给的字母或所测物理量表示）；
（5）用实验所得重力加速度与当地重力加速度比较，在误差范围内两个数值近似相等，则验证了小球机械能守恒。
【答案】（1）B （2） （3） （4）
【解析】（1）[1]该同学测量小球的直径，毫米刻度尺读数精确到，50分度的游标卡尺的精度为，尾数只能是偶数，螺旋测微器读数精确到，20分度的游标卡尺的精度为，所以测量工具为20分度的游标卡尺。
故选B。
（2）[2]根据光电门的原理可知小球通过最低点的速度为；
（3）[3]小球下落导致重力势能减小量为
动能增加量为
当小球的重力势能减小量等于动能的增加量时，机械能守恒，所以本实验验证的表达式为
（4）根据
变形可得
则重力加速度测量值
10. 某课外兴趣小组查找资料了解到Pt100型铂电阻温度传感器的阻值在0~100℃范围内随温度的变化规律为，其中A为温度系数。小组同学设计如图所示的实验电路（图中电源为直流学生电源），利用伏安法探究Pt100型铂电阻温度传感器阻值与温度的关系，通过加热系统把温度传感器的温度控制在0~100℃之间。

（1）实验中某温度下电压表示数为，电流表（内阻约几欧）读数为，则该温度下铂电阻测量值的表达式为________，该测量值________（填“大于”“小于”或“相等”）真实值；
（2）不断改变温度，根据实验获得如下表所示的数据，在下图中描绘出铂电阻阻值的测量值随温度的变化曲线，由图可知温度系数________（保留3位有效数字）；

（3）通过分析可知实验所用的电流表的内阻为________，随着温度的增加，铂电阻阻值测量值的相对误差将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1） 大于 （2）（乘号前可上下浮动0.05）
（3）2##2.0 变小
【解析】【小问1详解】
[1]根据欧姆定律可知铂电阻的阻值为
[2]由于电流表内接，所以测量值
则测量值大于真实值。
【小问2详解】
由图线是线性关系可知截距
斜率
由资料提供Pt100型铂电阻温度传感器的阻值在0~100℃范围内随温度的变化规律为，可知
解得
【小问3详解】
[1]由
可知当时
由实验图线可知当时的测量值为，故由
得实验所用的电流表的内阻为；
[2]随着温度的增加，铂电阻阻值将越来越大，根据
相对误差
可知随着温度的增加，铂电阻阻值变大，所以相对误差将变小。
11. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上，间距为，间接阻值为的定值电阻，质量为的金属棒垂直导轨放置，导轨和金属棒电阻不计，整个装置处于方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现给金属棒一个水平外力使金属棒从静止开始向右匀加速运动，速度达到时水平外力大小为该时刻安培力大小的2倍，运动过程中金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。求：
（1）在速度从零增加到时间内金属棒的加速度大小；
（2）在速度从零增加到时间内流过定值电阻的电荷量。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）金属棒切割磁感线产生的电动势为
电路中的电流为
金属棒受到的安培力
根据牛顿第二定律
得
因为速度达到时水平外力大小为该时刻安培力大小的2倍，联立解得
（2）通过电阻的电荷量为
根据法拉第电磁感应定律
电流为
又因为是一定值，金属棒做匀变速直线运动
联立解得在内流过定值电阻的电荷量
12. 如图所示，质量为、导热性能良好、内壁光滑的汽缸，开口向上置于倾角的光滑斜面上，用横截面积为、质量为且厚度不计的活塞封闭汽缸，缸内有一定质量的理想气体，一轻弹簧一端与活塞中心连接，另一端接在斜面顶端处的固定挡板上，此时整个系统处于平衡状态，活塞与汽缸底部的距离为。现将斜面绕点缓慢转动至边水平，此时汽缸在斜面上处于静止状态，活塞稳定。大气压强为，环境温度不变，弹簧的劲度系数为，重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内，，，求：
（1）斜面转动后活塞距离汽缸底部的距离；
（2）斜面转动后汽缸沿斜面移动的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）转动前以汽缸为研究对象
转动后以汽缸为研究对象
根据玻意耳定律
解得斜面转动后活塞距离汽缸底部之间的距离
（2）转动前以汽缸和活塞整体研究对象
转动后以汽缸和活塞整体为研究对象
斜面转动过程弹簧从伸长到压缩的变化量
斜面转动后汽缸沿斜面移动的距离
联立解得
13. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中，整个空间存在磁感应强度大小B=1T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第二象限存在方向竖直向上、电场强度大小E=10N/C的匀强电场。足够长绝缘水平传送带左传动轮正上方恰好位于坐标原点O，传送带处于停转状态。一电荷量q=+2C的物块从P（，12m）获得一初速度后，在第二象限做匀速圆周运动（轨迹为一段圆弧）恰好从原点O水平滑上传送带，沿传送带平稳滑行一段距离后停在传送带上。物块可视为质点，运动过程电量保持不变，物块与传送带之间的动摩擦因数µ=0.5，物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）求物块从P点获得初速度；
（2）求物块从滑上传送带到摩擦力功率最大的过程中摩擦力做的功；
（3）若传送带逆时针匀速转动，物块从原点O滑上传送带经历t=5.3s后返回O点且恰好与传送带共速，求传送带逆时针转动的速度大小。
【答案】（1）8m/s，方向与y轴负方向成30°角；（2）-39J；（3）18.5m/s
【解析】（1）由于物块在第二象限P点获得速度且做匀速圆周运动，所以
可得
连接PO，作PO的中垂线交y轴于O′，即O′为圆周运动的圆心，如图
根据几何关系有
可知小滑块做圆周运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力
可得小滑块从P点获得的初速度为
方向与y轴负方向成30°角；
（2）滑块滑上传送带后，受力分析有
滑块在传送带上运动所受摩擦力
滑块在传送带上运动所受摩擦力的功率
联立解得
当时，即
滑块在传送带上运动所受摩擦力的功率最大，根据动能定理
滑块从滑上传送带到摩擦力功率最大时摩擦力做的功为
（3）滑块从O点进入后向右做减速运动，取时间微元，根据动量定理
求和得
代入数据得
滑块向左做加速运动，取时间微元，设传送带逆时针转动速度为，根据动量定理
求和得
代入数据得
又
联立解得
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
阻值/Ω
102.0
105.9
109.7
113.6
117.4
121.3
125.1
129.0
132.8
136.7
140.5