河南省南陽市TOP二十名校聯(lián)考2023-2024學年高三上學期1月月考理綜試題（解析版）

2024屆高三年級TOP二十名校仿真模擬一理科綜合一、選擇題1.年諾貝爾物理學獎頒給了三位研究阿秒激光的三位科學家，“阿秒（）”是時間單位，。若電子繞氫原子核運動的周期為，則電子運動形成的等效電流為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】電子運動形成的等效電流為，故選C2.利用碳放射性可以測定一些物質的年代，自然界中碳可以通過獲得，反應方程為，然后碳再發(fā)生衰變，反應方程為，其中、分別為（）A.、 B.、 C.、 D.、【答案】A【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，由反應方程為，可知原子核質量數(shù)為，電荷數(shù)為，得原子核為；由反應方程為，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，可知原子核質量數(shù)為，電荷數(shù)為，得原子核為。故選A。3.光導纖維是由折射率較大的內(nèi)芯和折射率較小的外套構成，光導纖維技術在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活與科技方面得到廣泛應用。某單色光在內(nèi)芯中傳播時的速度為，在真空中的傳播速度為，則該光由內(nèi)芯射向真空時，發(fā)生全反射的臨界角為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】光在內(nèi)芯中傳播時的速度為，光由內(nèi)芯射向真空時，發(fā)生全反射的臨界角關系式為，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得，可知發(fā)生全反射的臨界角為，故選C。4.時刻，一物塊在與水平方向成的拉力作用下，沿光滑水平面由靜止開始運動，拉力隨時間變化的圖像如圖所示，物塊未離開水平面，已知，，物塊未離開水平面，則末物體的動量大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】物塊未離開水平面，豎直方向動量變化為零，只需考慮水平方向，內(nèi)拉力在水平方向的沖量為，根據(jù)動量定理，末物體的動量大小，故選B。5.用活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，改變條件使氣缸內(nèi)氣體發(fā)生由的變化過程，其圖像如圖所示，其中為等溫線，已知理想氣體的內(nèi)能與熱力學溫度成正比，下列說法正確的是（）A.過程氣體內(nèi)能先不變后增大B.過程氣體放出的熱量大于過程氣體吸收的熱量C.狀態(tài)的氣體體積為狀態(tài)氣體體積的倍D.狀態(tài)氣體的內(nèi)能是狀態(tài)氣體內(nèi)能的倍【答案】B【解析】根據(jù)可知，橫縱坐標乘積代表溫度大小，所以過程溫度先減小后升高，則內(nèi)能先減小后增大，故A錯誤；為等溫線，兩點內(nèi)能相同，從過程體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，全過程氣體放熱，所以過程氣體放出的熱量大于過程氣體吸收的熱量，故B正確；為等溫線，解得，過程壓強不變，解得，理想氣體的內(nèi)能與熱力溫度成正比，所以狀態(tài)氣體的內(nèi)能是狀態(tài)氣體內(nèi)能的倍，故CD錯誤。故選B。6.美國“機智號”旋翼無人機在火星表面完成了上升、懸停、下降和平穩(wěn)著陸等所有設定動作，如圖所示。火星質量為，半徑為，“機智號”無人機質量為，引力常量為，已知“機智號”無人機上升的高度遠小于火星半徑，忽略火星自轉，則（）A.“機智號”無人機上升過程處于超重狀態(tài)B.“機智號”無人機下降過程處于失重狀態(tài)C.“機智號”無人機在火星表面受到的重力為D.“機智號”無人機懸停時，稀薄氣體對“機智號”無人機的作用力為【答案】CD【解析】“機智號”無人機上升過程，如果是處于減速上升階段，則加速度方向向下，無人機處于失重狀態(tài)，故A錯誤；“機智號”無人機下降過程，如果是處于減速下降階段，則加速度方向向上，無人機處于超重狀態(tài)，故B錯誤；由于無人機上升的高度遠小于火星半徑，且忽略火星自轉，則無人機在火星表面受到的重力為，無人機懸停時，根據(jù)受力平衡可知稀薄氣體對“機智號”無人機的作用力為，故CD正確。故選CD。7.解放軍戰(zhàn)士為了增強身體素質，進行拉輪胎負重訓練，如圖所示，已知繩子與水平地面間的夾角恒為，輪胎質量為，該戰(zhàn)士由靜止開始做加速直線運動，位移為時，速度達到最大為，已知繩上拉力大小為，重力加速度為，則在該過程中（）A.輪胎克服阻力做的功為B.輪胎所受合外力做的功為C.拉力的最大功率為D.拉力所做的功為【答案】BC【解析】拉力所做的功為，輪胎做加速運動，則，則輪胎克服阻力做的功小于，選項AD錯誤；由動能定理可知，輪胎所受合外力做的功為，選項B正確；拉力的最大功率為，選項C正確；故選BC。8.消防車從同一點分別以不同的初速度沿與水平方向成和的夾角噴出甲、乙兩水柱，兩水柱經(jīng)過空間同一點，、兩點在同一水平線上，如圖所示，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A.甲、乙水柱噴出時的初速度大小之比為B.甲、乙水柱從點運動到點的時間之比為C.甲、乙水柱上升的最大高度之比D.甲、乙水柱從點運動到點過程平均速度之比為【答案】CD【解析】水平方向，豎直方向，解得，因水平射程相同，則甲、乙水柱噴出時的初速度大小之比為，選項A錯誤；根據(jù)，可知甲、乙水柱從點運動到點的時間之比為，選項B錯誤；根據(jù)可知，甲、乙水柱上升的最大高度之比，選項C正確；根據(jù)，則甲、乙水柱從點運動到點過程平均速度之比為，選項D正確。故選CD。三、非選擇題9.某同學驗證機械能守恒定律，將拉力傳感器固定在天花板上，一條不可伸長的輕質細繩上端固定在傳感器的掛鉤上，下端連接可視為質點的小球，在小球下方有一水平桌面，調(diào)整桌面高度，使小球靜止時恰好與桌面不接觸，如圖所示。實驗操作步驟如下：（ⅰ）實驗時讓小球靜止，量出細繩長度為，讀出此時傳感器的示數(shù)；（ⅱ）將小球拉離最低點到某位置，測出此位置到桌面的高度，由靜止釋放小球，讀出拉力傳感器的示數(shù)最大值；（ⅲ）計算出，然后重復（）步驟測得多組和對應的，作出圖像。根據(jù)以上過程，回答下面問題：（1）若小球質量為，則當?shù)氐闹亓铀俣葹榇笮開__________（用測量的數(shù)據(jù)和已知量進行表示）；（2）若和滿足關系式___________（用已知量符號表示），說明小球機械能守恒；（3）若改變小球質量（仍可看作質點），不改變繩長，則作出圖像___________（填“會”或“不會”）發(fā)生變化。【答案】（1）；（2）；（3）不會【解析】（1）[1]小球靜止時，拉力傳感器的示數(shù)，則有可得，當?shù)氐闹亓铀俣葹榇笮椋唬?）[2]小球靜止釋放到回到最低點時，根據(jù)牛頓第二定律有，又，則小球回到最低點時增加的動能為，小球釋放后回到最低點時減少的重力勢能為，若此過程中，小球減少的重力勢能等于其增加的動能，則機械能守恒，即有，整理可得，所以若和h滿足關系式，說明小球機械能守恒。（3）[3]由可知，作出的圖像與小球質量無關，與繩長有關，所以若改變小球質量，不改變繩長，則作出圖像不會發(fā)生變化。10.某實驗小組要測量一捆導線的電阻率。（1）先用螺旋測微器測量導線的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則直徑___________，導線總長度為；（2）用歐姆表粗略測量導線的電阻，先進行機械調(diào)零，然后將選擇開關旋到歐姆擋“”位置，再進行歐姆調(diào)零，最后將紅、黑表筆與導線兩端接觸進行測量，指針位置如圖乙中位置，因偏角太大，然后將選擇開關旋到歐姆擋___________（填“”或“”）位置，再次進行歐姆調(diào)零后測量導線電阻，指針偏轉到圖乙中位置，則阻值為___________；（3）用伏安法測量導線電阻，若使用的電壓表內(nèi)阻約為，電流表內(nèi)阻約為，則實驗中應選用（填“內(nèi)接法”或“外接法”）______________；（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖像，如圖丙所示，則該導線的電阻為___________，導線材料的電阻率為___________（該空結果保留一位有效數(shù)字）。【答案】（1）####；（2），；（3）外接法；（4），【解析】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)＝固定刻度上的毫米數(shù)（要注意半毫米線）對齊刻度（一定要估讀），可知螺旋測微器的讀數(shù)為。（2）[2]歐姆表指針偏角太大，說明所測電阻阻值較小，應換用“”擋進行測量，并且重新進行歐姆調(diào)零；[3]讀數(shù)為；（3）[4]因電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻，則采用電流表外接法；（4）[5]根據(jù)歐姆定律；[6]根據(jù)電阻定律，則。11.一光滑圓弧軌道與粗糙水平面相切，一質量為的物塊靜止在圓弧軌道底端，另一質量為的物塊從圓弧軌道上距水平地面高為處由靜止釋放，與發(fā)生非彈性碰撞后，兩者均向前運動最終均停在水平面上，且在水平面上的運動時間是在水平面上運動時間的倍，、與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，重力加速度為，求：（1）碰撞結束瞬間、的速率之比；（2）碰撞結束瞬間物塊的速率?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）、與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，則在水平面上時相同，在水平面上的運動時間是在水平面上運動時間的倍，則碰后，，所以的速度是的速度的倍，碰撞結束瞬間、的速率之比為；（2）碰撞前的速度，碰撞過程動量守恒，解得。12.如圖甲所示，兩足夠長平行導軌固定在水平面內(nèi)，其間距，導軌右端連接阻值的電阻，一長度等于導軌的間距的金屬棒與導軌接觸良好，金屬棒的質量，電阻，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為，開始時導體棒到右側的距離，從時刻起，在導軌所在空間加一垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感強度隨時間變化的圖像如圖乙所示，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導軌電阻不計，重力加速度取。（1）求金屬棒所受摩擦力的最大值；（2）時，給金屬棒一向左的初速度，其運動后靜止，求該過程中通過金屬棒的電荷量?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)電磁感應公式，感應電流為，根據(jù)安培力的公式，根據(jù)摩擦力公式，對金屬棒受力分析，解得最大靜摩擦力，所以當磁感應強度取到最大值時，取到最大，綜上可知，金屬棒所受摩擦力的最大值；（2）當時，根據(jù)圖像可知，對金屬棒再運動后靜止列動量定理，其中，解得。13.平面直角坐標系的二、三象限存在沿軸正方向的勻強電場，電場強度大小為，在一，四象限內(nèi)的區(qū)域內(nèi)存在電場強度大小也為、方向沿軸負方向的勻強電場，在第四象限的區(qū)域內(nèi)存在一邊界為圓弧的勻強磁場區(qū)域，圓弧與軸相切，開口在直線上，圓弧半徑為，磁場方向未畫出，如圖所示。質量為、電荷量為的帶電粒子從點由靜止釋放，粒子最終恰好從圓弧與軸的切點飛出，已知，不計粒子重力，求：（1）粒子通過一、四象限的電場后速度方向偏轉的角度；（2）勻強磁場的磁感應強度；（3）若勻強磁場的磁感應強度變?yōu)榈冢ǎ﹩柎鸥袘獜姸鹊囊话耄瑒t粒子在磁場中運動的時間為多少？【答案】（1）；（2），方向垂直紙面向里；（3）【解析】（1）粒子從點運動到點，根據(jù)動能定理有，解得粒子在點的速度為，粒子進入一、四象限的電場后做類平拋運動，根據(jù)類平拋運動規(guī)律可得粒子在一、四象限的電場中的運動時間為，根據(jù)牛頓第二定律有，離開一、四象限的電場時在豎直方向上的分速度為，則粒子通過一、四象限的電場后速度方向偏轉角度的正切值為，聯(lián)立解得；（2）粒子離開一、四象限的電場時的速度