2024-2025学年河南省十所名校高三上学期期末考试物理试卷

这是一份2024-2025学年河南省十所名校高三上学期期末考试物理试卷，共15页。试卷主要包含了87 N·s等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2024年11月16日，天舟八号货运飞船成功发射并与空间站天和核心舱成功对接。已知地球半径为R，天舟八号货运飞船与天和核心舱对接后一起绕地球做匀速圆周运动的周期为T，距离地面的高度为h，引力常量为G，则地球的质量可表示为
A． B． C． D．
2．如图所示，两块由相同材料制成的木板在地面上的O点通过光滑的小圆弧平滑连接，两块木板分别水平、倾斜固定。一可视为质点的小物块从倾斜木板的P处由静止滑下，滑到水平木板右端Q恰好停下。现将倾斜木板的倾角调大或调小（如虚线所示）并固定在地面上，再让小物块从倾斜木板的某处由静止滑下，仍滑到水平木板右端Q停下，则小物块释放的位置可能是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
3．为研究飞箭的运动，利用高速摄像机拍摄到一飞箭在空中运动的照片如图所示，经分析在曝光时间内飞箭前进的距离约为飞箭长度的1％。已知照片的曝光时间为100μs，图片与实物的尺寸比例约为1 ：10，由此可估算该飞箭的瞬时速度大小约为
A．10 m／s B．30 m／s
C．100 m／s D．300 m／s
4．我国科学家在嫦娥五号带回的月壤中检测到大量的氦－3，它是一种极具潜力的核聚变燃料。其核聚变反应方程式为。已知、和的质量分别约为3．016 03 u、4．002 60 u和1．007 83 u，1 u相当于1．5×10－10J的能量，则发生一次核反应产生的能量约为
A．1．5×10－12J B．1．8×10－12J C．2．1×10－12J D．2．4×10－12J
5．在一个大型水上乐园的造浪池中，造浪机（位于坐标原点O）在t＝0时开始造浪，其振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。游泳者A在距离造浪机3．5 m处开始感受到波浪的起伏时，原点处的质点恰好第2次处于波谷位置。则
A．游泳者A感受到波浪的频率是10 Hz
B．此简谐波的波长为1．75 m
C．波浪从造浪机传到距离它10 m处的游泳者B（假设静止不动）需要1 s
D．当距离造浪机4．5 m处的游泳者C开始感受到波浪起伏时，游泳者A正处于波峰位置
6．北京科技大学团队利用电动汽车技术，研发出一种新型电磁弹射系统，航空母舰上质量为30 t的舰载机在发动机和电磁弹射力作用下能在2．1 s内从静止匀加速至70 m／s。假设将电磁弹射力大小等效为垂直磁场方向的通电直导线所受安培力，等效通电直导线的长度为115 m，电流为6 400 A，磁感应强度大小为1 T，则等效安培力与舰载机受到的合力的比值约为
A． B． C． D．
7．如图所示，四个质量分别为m、m、3m、3m的小球A、B、C、D通过细线或轻弹簧相互连接，悬挂在O点和P点，整个系统处于静止状态。已知细线OA与竖直方向的夹角θ＝45°，细线PD水平，重力加速度为g。若此时将连接B和C的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为
A．9g，3g B．3g，g C．6g，2g D．10g，g
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8．如图所示，在匀强电场中有一正四面体ABCD，边长为2 cm，已知四个顶点处的电势分别为＝2 V，＝4 V，＝6 V，＝4 V，由此可判断
A．电场强度的方向由B指向A B．电场强度的方向由C指向A
C．电场强度的大小为V／m D．电场强度的大小为200 V／m
9．如图所示，一质量约为58 g的网球在一次发球过程中被击打飞出。已知网球在击球前瞬间的速度接近零，球拍击球前瞬间的速度大小约为15 m／s。球拍与网球之间的相互作用可视为弹性碰撞，碰撞时间极短，球拍质量远大于网球质量，则下列说法正确的是
A．球拍对网球施加的冲量大小约是1．74 N·s
B．球拍对网球施加的冲量大小约是0．87 N·s
C．球拍对网球所做的功约是6．5 J
D．球拍对网球所做的功约是26 J
10．如图1所示，在－d≤x≤d、－d≤y≤d的区域中存在垂直xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），当一个未知形状的线圈在该磁场中绕y轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图2所示。若仅磁场的区域发生了变化，变化后磁场的区域如图3所示，线圈中产生的电动势变为图4所示实线部分。该线圈可能的形状是
A．正方形线框 B．圆形线框 C．六边形线框 D．正六边形线框
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）如图所示，某实验小组用“插针法”测量一半圆形玻璃砖的折射率。
（1）具体步骤如下：
①在水平桌面上铺一张白纸，并用图钉固定，接着用铅笔画出直角坐标系xOy。将半圆形玻璃砖放在白纸上，使其平直边紧贴x轴，圆心位于坐标原点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线。
②在第二象限过圆心O画一条直线作为入射光线，在直线上垂直于纸面插入两根大头针P1和P2。
③在第四象限透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整观察角度，然后垂直纸面插入大头针P3，使其挡住__________（选填“P1”“P2”或“P1和P2”）的像，如图1所示。
④移走玻璃砖后，标记P1和P2连线的延长线与半圆弧轮廓线的交点A，过A作y轴的垂线，交y轴于A´点。同样，标记O、P3的连线与半圆弧轮廓线的交点B，过B作y轴的垂线，交y轴于B´点。分别测量并记录AA´和BB´的长度L1和L2，如图2所示。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组L1、L2数据。
（2）以L1为横坐标，L2为纵坐标，对每组数据L1和L2进行描点（L1，L2），绘制出一条直线。若该直线的斜率为k，则玻璃折射率为__________。
（3）为研究玻璃折射率与光的频率的关系，用一束红光和绿光组成的混合光从圆心射入半圆形玻璃砖内，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图3所示。此实验初步揭示了在相同的介质中，折射率与光的频率之间存在一定的关联：光的频率越大，其折射率越__________（选填“大”或“小”）。
12．（10分）某实验小组分别用不同方法测量一毫安表的内阻，实验室提供实验器材如下：待测的毫安表mA（表盘模糊，量程未知，只能看清满偏刻度和半偏刻度，内阻RA约400 Ω）；
电源E（电动势约5 V，内阻不计）；
电流表A（量程2 mA，内阻未知）；
电压表V（量程1 V，内阻未知）；
电阻箱R1（0～999．9 Ω）；
电阻箱R2（0～99 999．9 Ω）；
滑动变阻器R3（最大阻值5 kΩ）；
开关、导线若干。
（1）甲同学用如图1所示的电路测量待测的毫安表内阻。操作步骤如下：①根据电路图1连接电路；②滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关S1；③先将开关S2接1，调节滑动变阻器，使电流表A的示数合适，读出电流表A的示数I0；再将开关S2接2，保持滑动变阻器阻值不变，调节电阻箱，使电流表A的示数仍为I0，记下此时电阻箱的阻值为R0。毫安表内阻的测量值为__________。
（2）乙同学用如图2所示的电路测量待测的毫安表内阻。实验主要步骤如下：①根据电路图2连接电路；②S2断开，滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关S1，调节滑动变阻器的阻值，使毫安表mA指针偏转到满刻度，读出此时电流表A的示数I1；③开关S1、S2均闭合，反复调节滑动变阻器和变阻箱，使电流表A的示数仍为I1，并使毫安表mA指针偏转到满刻度的一半，记录此时变阻箱的阻值为R0。毫安表内阻的测量值为__________。
（3）丙同学用如图3所示的电路测量待测的毫安表内阻。主要实验步骤如下：①根据电路图3连接电路；②滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关S，调节电阻箱和滑动变阻器，使毫安表mA满偏。记下电阻箱的阻值为R1，电压表V示数为U1；③反复调节电阻箱和滑动变阻器，使毫安表mA半偏。记下电阻箱的阻值为R2，电压表V示数为U2，则毫安表内阻的测量值为__________。

（4）丁同学用如图4所示的电路测量待测的毫安表内阻。主要操作步骤如下：①先断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱R2，使毫安表mA指针满偏；②再闭合开关S2，保持电阻箱R2不变，调节电阻箱R1使得毫安表mA半偏，得到电阻箱R1的示数如图5所示。毫安表内阻的测量值为__________Ω。
（5）若不考虑实验的偶然误差，关于以上测量方案的实验误差分析，下列说法正确的是__________。
A．甲同学测量方案中毫安表的测量值等于真实值
B．乙同学测量方案中毫安表的测量值小于真实值
C．丁同学测量方案中毫安表的测量值小于真实值
13．（10分）在一个大型游乐设施中，“空气弹簧”被用于支撑座舱以提升游客乘坐体验。该 “空气弹簧”可近似看作充满气体的圆柱形密闭汽缸，其活塞连接着支撑座舱的连杆。已知座舱质量为M＝10 t，由4个相同的“空气弹簧”进行支撑，每个“空气弹簧”的活塞面积是S＝0．5 m2。当座舱处于空载状态时，活塞到汽缸底部的距离为30 cm。所处环境的大气压强p0＝1×105Pa，重力加速度g取10 m／s2，“空气弹簧”内的气体可视为理想气体，且认为其温度在整个过程中保持恒定不变，假设每名乘客平均质量（包含携带物品）约为65 kg。若“空气弹簧”的最大压缩量为5 cm，求该游乐设施最多可载客的人数。
14．（12分）如图所示，在一个物流运输的模拟实验装置中，水平传送带与倾斜传送带通过光滑小圆弧平滑相接，倾斜传送带的倾角θ＝30°。一质量为m＝2 kg可视为质点的包裹被轻放在水平传送带的左端，水平传送带以速度v1＝2 m／s顺时针匀速转动，倾斜传送带以速度v2＝5 m／s顺时针匀速转动。已知水平传送带和倾斜传送带的长度分别为L1＝3 m、L2＝6 m，重力加速度g取10 m／s2，转轮的大小忽略不计。
（1）若包裹与水平传送带、倾斜传送带间的动摩擦因数分别为μ1＝0．2、μ2＝，求包裹从水平传送带左端运动至倾斜传送带顶端所需的时间。
（2）若保持μ1＝0．2不变，改变μ2大小，让包裹滑上倾斜传送带后能滑回到水平传送带，从包裹滑回水平传送带右端开始计时，求2 s内水平传送带的电动机多做的功。
15．（16分）如图所示，平面直角坐标系xOy的y轴竖直，垂直于x轴的虚线MN将x＞0区域分为区域Ⅰ和Ⅱ，C是MN与x轴的交点。已知在整个区域Ⅰ存在平行于xOy平面的匀强电场，在整个区域Ⅱ内存在竖直向上、场强大小为的匀强电场，且在区域Ⅱ中y＜0区域有一圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁场方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为。在坐标原点O将一质量为m、电荷量为＋q的小球以大小为v0的初速度竖直向上抛出，小球运动过程中经过A点且在A点的速度大小为，方向与x轴正方向相同，小球从C点第一次穿过x轴，第二次经过x轴时速度方向沿y轴正方向，重力加速度为g。求：
（1）小球从O点至A点运动过程中的最小动能与小球 在O点处的初动能之比；
（2）小球经过C点时的速度大小vC和在未知圆形磁场区域中运动的时间t；
（3）未知圆形磁场区域的最小面积S。