2024屆河南省鄭州市河南實驗中學高三3月份第一次模擬考試物理試卷含解析

2024屆河南省鄭州市河南實驗中學高三3月份第一次模擬考試物理試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖甲所示，傾角θ＝30°的足夠長固定光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉著質(zhì)量m＝1kg的物體沿斜面向上運動。已知物體在t＝1s到t＝3s這段時間的v－t圖象如圖乙所示，彈簧的勁度系數(shù)k＝200N/m，重力加速度g取10m/s2。則在該段時間內(nèi)()A．物體的加速度大小為2m/s2 B．彈簧的伸長量為3cmC．彈簧的彈力做功為30J D．物體的重力勢能增加36J2、如圖，AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑，圓心為O，半徑為R，將等電量的異種點電荷Q放在圓周上，它們的位置關(guān)于AC對稱，+Q與O點的連線和OC間夾角為30°，靜電常量為k，則（）A．O點的電場強度大小為B．O點的電場強度方向由O指向AC．O點電勢小于C點電勢D．試探電荷q從B點移到D點過程中，電勢能始終不變3、如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的小球A、B通過固定在O點的光滑滑輪用輕繩相連，小球A置于光滑半圓柱上，小球B用水平輕繩拉著，水平輕繩另一端系于豎直板上，兩球均處于靜止狀態(tài)。已知O點在半圓柱橫截面圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角、其長度與半圓柱橫截面的半徑相等，OB與豎直方向成60°角，則（）A．輕繩對球A的拉力與球A所受彈力的合力大小相等B．輕繩對球A的拉力與半網(wǎng)柱對球A的彈力大小不相等C．輕繩AOB對球A的拉力與對球B的拉力大小之比為：D．球A與球B的質(zhì)量之比為2：14、下列說法中正確的是A．用打氣筒的活塞壓縮氣體很費力，說明分子間有斥力B．在陽光照射下，可以觀察到教室空氣中飛舞的塵埃作無規(guī)則運動，屬于布朗運動C．一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高其壓強一定增大D．一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高其內(nèi)能一定增大5、某空間區(qū)域有豎直方向的電場（圖甲中只畫出了一條電場線），一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，在電場中從A點由靜止開始沿電場線豎直向下運動，不計一切阻力，運動過程中小球的機械能E與小球位移x關(guān)系的圖象如圖乙所示，由此可以判斷（）A．小球所處的電場為勻強電場，場強方向向下B．小球所處的電場為非勻強電場，且場強不斷減小，場強方向向上C．小球可能先做加速運動，后做勻速運動D．小球一定做加速運動，且加速度不斷減小6、如圖所示，有10塊完全相同的長方體木板疊放在一起，每塊木板的質(zhì)量為100g，用手掌在這疊木板的兩側(cè)同時施加大小為F的水平壓力，使木板懸空水平靜止。若手與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，木板與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2，則F至少為（）A．25N B．20N C．15N D．10N二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，豎直平面內(nèi)存在著兩個方向豎直向上的相同帶狀勻強電場區(qū)，電場區(qū)的高度和間隔均為d，水平方向足夠長．一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0在距離電場上方d處水平拋出，不計空氣阻力，則()A．小球在水平方向一直做勻速直線運動 B．小球在電場區(qū)可能做直線運動C．若場強大小為，小球經(jīng)過兩電場區(qū)的時間相等 D．若場強大小為，小球經(jīng)過兩電場區(qū)的時間相等8、在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖所示．已知離子P+在磁場中轉(zhuǎn)過θ=30°后從磁場右邊界射出．在電場和磁場中運動時，離子P+和P3+()A．在電場中的加速度之比為1:1B．在磁場中運動的半徑之比為C．在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1:2D．離開電場區(qū)域時的動能之比為1:39、在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大10、如圖，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連．質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動．整個裝置放于勻強磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強度的大小為B．導(dǎo)體棒的中點系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)．現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用h表示物塊下落的高度（物塊不會觸地），g表示重力加速度，其他電阻不計，則（）A．電阻R中的感應(yīng)電流方向由a到cB．物體下落的最大加速度為C．若h足夠大，物體下落的最大速度為D．通過電阻R的電量為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）實驗小組利用以下方法對物體的質(zhì)量進行間接測量，裝置如圖1所示：一根輕繩跨過輕質(zhì)定滑輪與兩個相同的重物P、Q相連，已知重物P、Q的質(zhì)量均為m，當?shù)刂亓铀俣葹間。在重物Q的下面通過輕質(zhì)掛鉤懸掛待測物塊Z，重物P的下端與穿過打點計時器的紙帶相連。(1)先接通頻率為50Hz的交流電源，再由靜止釋放系統(tǒng)，得到如圖2所示的紙帶，則系統(tǒng)運動的加速度a=______m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；(2)在忽略阻力的理想情況下，物塊Z質(zhì)量M的表達式為M=______（用字母m、a、g表示）；(3)實際情況下，空氣阻力、紙帶與打點計時器間的摩擦、定滑輪中的滾動摩擦不可以忽略，物塊Z的實際質(zhì)量與理論值M有一定差異，這種誤差是______誤差（填“偶然”或“系統(tǒng)”）。12．（12分）在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實驗中，小李同學采用了如圖所示的可拆式變壓器（鐵芯不閉合）進行研究（1）實驗還需下列器材中的__________（多選）；（2）實驗中，上圖中變壓器的原線圈接“0；8”接線柱，副線圈接線“0；4”接線柱，當副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，則所接電源電壓檔位為_______。A．18.0VB．10.0VC．5.0VD．2.5V四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，一車上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圓弧軌道組成，車緊靠臺階靜止在光滑水平地面上，且左端與光滑圓弧形軌道末端等高，圓弧形軌道末端水平，一質(zhì)量為的小物塊從距圓弧形軌道末端高為處由靜止開始滑下，與靜止在車左端的質(zhì)量為的小物塊（可視為質(zhì)點）發(fā)生彈性碰撞（碰后立即將小物塊取走，使之不影響的運動），已知長為，車的質(zhì)量為，取重力加速度，不計空氣阻力.（1）求碰撞后瞬間物塊的速度；（2）若物塊在半圓弧軌道上經(jīng)過一次往返運動（運動過程中物塊始終不脫離軌道），最終停在車水平部分的中點，則半圓弧軌道的半徑至少多大?14．（16分）如圖所示，兩根平行粗糙金屬導(dǎo)軌固定于絕緣水平面上，導(dǎo)軌左側(cè)間連有阻值為r的電阻，兩平行導(dǎo)軌間距為L。一根長度大于L、質(zhì)量為m、接入電路的電阻也為r的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好，導(dǎo)體棒初始均處于靜止，導(dǎo)體棒與圖中虛線有一段距離，虛線右側(cè)存在豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的恒力，使其從靜止開始做勻加速直線運動，進入磁場前加速度大小為a0，然后進入磁場，運動一段時間后達到一個穩(wěn)定速度，平行軌道足夠長，導(dǎo)體棒與平行導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)處處相等，忽略平行軌道的電阻。求：（1）導(dǎo)體棒最后的穩(wěn)定速度大??；（2）若導(dǎo)體棒從開始運動到達穩(wěn)定速度的過程中，通過導(dǎo)軌左側(cè)電阻的電荷量為q，求此過程中導(dǎo)體棒在磁場中運動的位移。15．（12分）如圖所示，在傾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強磁場區(qū)域MNPQ，磁感應(yīng)強度B的大小為5T，磁場寬度d＝0.55m，有一邊長L＝0.4m、質(zhì)量m1＝0.6kg、電阻R＝2Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為m2＝0.4kg的物體相連，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，物體到定滑輪的距離足夠長.(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)線框abcd還未進入磁場的運動過程中，細線中的拉力為多少？(2)當ab邊剛進入磁場時，線框恰好做勻速直線運動，求線框剛釋放時ab邊距磁場MN邊界的距離x多大？(3)在(2)問中的條件下，若cd邊恰離開磁場邊界PQ時，速度大小為2m/s，求整個運動過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為多少？

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解析】

A.根據(jù)速度圖象的斜率表示加速度可知，物體的加速度大小為a＝ΔvΔt＝1m/s選項A錯誤；B.對斜面上的物體受力分析，受到豎直向下的重力mg、斜面的支持力和輕彈簧的彈力F，由牛頓第二定律，F(xiàn)－mgsin30°＝ma解得F＝6N。由胡克定律F＝kx可得彈簧的伸長量x＝3cm，選項B正確；CD.在t＝1s到t＝3s這段時間內(nèi)，物體動能增大ΔEk＝12m根據(jù)速度—時間圖象面積等于位移，可知物體向上運動位移x＝6m，物體重力勢能增加ΔEp＝mgxsin30°＝30J根據(jù)功能關(guān)系可知，彈簧彈力做功W＝ΔEk＋ΔEp＝36J選項C、D錯誤。2、A【解析】

AB．兩電荷在O點的場強大小為E1=E2=k夾角為120°根據(jù)平行四邊形定則知合場強為E=E1=E2=k方向平行兩個電荷的連線向右，故A正確，B錯誤；C．等量正負點電荷連線的中垂線上電勢相等，因而φO=φC，故C錯誤；D．如果只有+Q存在，則B點電勢大于D點電勢；如果只有-Q存在，同樣是B點電勢大于D點電勢；由于電勢是標量，所以兩個場源電荷同時存在時，依然有B點電勢大于D點電勢，故試探電荷q從B點移到D點過程中，電勢能是變化的，故D錯誤。故選A。3、D【解析】

設(shè)輕繩中拉力為T，球A受力如圖A．所受彈力為繩對A的拉力和半圓對球A的彈力的合力，與重力等大反向，大于T，故A錯誤；B．受力分析可得解得故B錯誤；C．細線對A的拉力與對球B的拉力都等于T，故C錯誤；D．對球B解得故D正確。故選D。4、D【解析】

A項：用打氣筒打氣時，里面的氣體因體積變小，壓強變大，所以再壓縮時就費力，與分子之間的斥力無關(guān)，故A錯誤；B項：教室空氣中飛舞的塵埃是由于空氣的對流而形成的；不是布朗運動；故B錯誤；C項：由理想氣體狀態(tài)方程可知，當溫度升高時如果體積同時膨脹，則壓強有可能減小；故C錯誤；D項：理想氣體不計分子勢能，故溫度升高時，分子平均動能增大，則內(nèi)能一定增大；故D正確。5、B【解析】

AB．由乙圖中機械能E與小球位移x關(guān)系可知，機械能減小，因為機械能減小，說明除重力之外的力對物體做負功，可得電場力做負功，因此，電場力方向豎直向上，小球帶正電荷，所受電場力方向與場強方向一致，即場強方向豎直向上，又根據(jù)E－x圖線斜率的絕對值越來越小，說明電場力越來越小，電場強度越來越小，故A錯誤，B正確；C．帶正電小球所受合外力等于重力減去電場力，電場力不斷減小，則合外力不斷變大，加速度不斷變大，說明小球做加速度越來越大的變加速運動，故CD錯誤。故選B。6、B【解析】

先將所有的書當作整體，豎直方向受重力、靜摩擦力，二力平衡，有再以除最外側(cè)兩本書為研究對象，豎直方向受重力、靜摩擦力，二力平衡，有聯(lián)立解得選項B正確，ACD錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ABD【解析】

A．將小球的運動沿著水平方向和豎直方向進行分解，水平方向不受外力，故小球在水平方向一直以速度v0做勻速直線運動，故A正確；B．小球在電場區(qū)時，受到豎直向下的重力和豎直向下的電場力，若電場力與重力大小相等，二力平衡，小球能做勻速直線運動，故B正確；C．若場強大小為，則電場力等于mg，在電場區(qū)小球所受的合力為零，在無電場區(qū)小球勻加速運動，故經(jīng)過每個電場區(qū)時小球勻速運動的速度均不等，因而小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均不等，故C錯誤；D．當場強大小為，電場力等于2mg，在電場區(qū)小球所受的合力大小等于mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上，根據(jù)運動學公式，有經(jīng)過第一個無電場區(qū)d=v1=gt1經(jīng)過第一個電場區(qū)d=v1t-gt22v2=v1-gt2由①②③④聯(lián)立解得t1=t2v2=0接下來小球的運動重復(fù)前面的過程，即每次通過無電場區(qū)都是自由落體運動，每次通過電場區(qū)都是末速度為零勻減速直線運動，因此，小球經(jīng)過兩電場區(qū)的時間相等，故D正確。故選ABD。8、BCD【解析】

A．兩個離子的質(zhì)量相同，其帶電量是1:3的關(guān)系，所以由可知，其在電場中的加速度是1:3，故A錯．B．離子在離開電場時速度，可知其速度之比為1:．又由知，，所以其半徑之比為:1，故B正確．C．由B的分析知道，離子在磁場中運動的半徑之比為:1，設(shè)磁場寬度為L，離子通過磁場轉(zhuǎn)過的角度等于其圓心角，所以有，則可知角度的正弦值之比為1:，又P+的角度為30°，可知P3+角度為60°，即在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1:2，故C正確．D．離子在電場中加速時，據(jù)動能定理可得:，兩離子離開電場的動能之比為1:3，故D正確．9、CD【解析】試題分析：由于發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，所以升壓變壓器的輸出電壓不變，故A錯誤．B、由于發(fā)電廠的輸出功率增大，則升壓變壓器的輸出功率增大，又升壓變壓器的輸出電壓U2不變，根據(jù)P=UI可輸電線上的電流I線增大，導(dǎo)線上的電壓損失變大，則降壓變壓器的初級電壓減小，則降壓變壓器的輸出電壓減小，故B錯誤．根據(jù)P損=I線2R，又輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故C正確．根據(jù)，則有：；發(fā)電廠的輸出電壓不變，輸電線上的電阻不變，所以輸電線上損耗的功率占總功率的比例隨著發(fā)電廠輸出功率的增大而增大．故D正確．故選CD．考點：遠距離輸電10、BCD【解析】

從靜止開始釋放物塊，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到a，故A錯誤；設(shè)導(dǎo)體棒所受的安培力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律得：物塊的加速度，當F=0，即剛釋放導(dǎo)體棒時，a最大，最大值為，故B正確；物塊和滑桿先做加速運動，后做勻速運動，此時速度最大，則有mg=F，而F=BIl，，解得物體下落的最大速度為:，故C正確；通過電阻R的電量：，故D正確。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、8.0系統(tǒng)【解析】

根據(jù)位移差公式求解系統(tǒng)的加速度。對整個系統(tǒng)進行分析，根據(jù)牛頓第二定律求解M的表達式。根據(jù)誤差來源分析誤差的性質(zhì)?！驹斀狻?1)[1]根據(jù)位移差公式，解得系統(tǒng)運動的加速度為(2)[2]根據(jù)牛頓第二定律，對Q和Z有對物體P有聯(lián)立解得。(3)[3]由題意可知本實驗中誤差是由于實驗原理的選擇而造成的，無法通過多測數(shù)據(jù)來消除，故這是一種系統(tǒng)誤差?！军c睛】本題主要考查了通過系統(tǒng)牛頓第二定律測質(zhì)量的方法，能分析出實驗誤差的原因。明確系統(tǒng)誤差和偶然誤差的定義。12、(1)BC(2)A【解析】（1）本實驗中，變壓器的原線圈應(yīng)接在交流電源上；為了知道原、副線圈的電壓比和線圈匝數(shù)比之間的關(guān)系，還需