2023-2024年河南省許昌市部分學(xué)校高三下學(xué)期高考沖刺（一）理科綜合試題-高中物理（解析版）

普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試沖刺金卷（一）理科綜合能力測試一、單選題1.杭州第屆亞運(yùn)會最引人注目的“黑科技”之一，是田徑賽場上的“顯眼包”——機(jī)器狗。兩只可愛的四足機(jī)器狗，以鐵餅“搬運(yùn)工”的身份，忙碌地奔跑著。工作人員在位置將鐵餅放入機(jī)器狗背部的卡槽里，由機(jī)器狗運(yùn)送回位置，、間直線距離為。若某次運(yùn)送中，機(jī)器狗從靜止開始做直線運(yùn)動到達(dá)，到時(shí)速度恰好為零。機(jī)器狗運(yùn)動的最大速度為，加速度大小不超過，則機(jī)器狗從到的最短時(shí)間為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】機(jī)器狗加速、減速時(shí)間相同，為，加、減速位移，勻速運(yùn)動位移為，勻速運(yùn)動時(shí)間為，機(jī)器狗從到的最短時(shí)間為，故選C。2.開普勒是人們迄今發(fā)現(xiàn)的最像地球的一顆行星，這顆行星位于天鵝座開普勒紅外星顆行星中的最外層，與恒星距離為萬公里，距離地球光年。根據(jù)觀測發(fā)現(xiàn)某顆行星（下文稱為星球）有一顆近地衛(wèi)星，當(dāng)?shù)厍虻慕匦l(wèi)星轉(zhuǎn)了圈時(shí)，星球的近地衛(wèi)星才轉(zhuǎn)了一圈，星球的半徑約為地球半徑的，設(shè)地球和星球的密度、表面的重力加速度分別用、、、表示。則下列說法正確的是（）A.地球和星球的密度之比B.地球和星球表面的重力加速度之比C.分別在地球和星球表面相同高度處以相同的速度平拋一個物體，星球上的物體落地較早D.星球的自轉(zhuǎn)角速度增加到（為地球半徑）時(shí)，會發(fā)生解體【答案】B【解析】由題意可知，，對于近地衛(wèi)星，在星球表面有，星球的體積為，星球的密度為，故地球和星球的密度之比，故A錯誤；對于近地衛(wèi)星，在星球表面有，地球和星球表面的重力加速度之比，故B正確；小球做平拋運(yùn)動，物體落地的時(shí)間為，星球的重力加速度小，物體落地的時(shí)間較長，星球上的物體落地較晚，故C錯誤；設(shè)星球最外端的一物體質(zhì)量為，當(dāng)角速度為時(shí)，該物體將要離開星球，即，解得，故D錯誤。故選B3.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)變化到狀態(tài)，再變化到狀態(tài)，其狀態(tài)變化過程的圖像如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)時(shí)的熱力學(xué)溫度為，關(guān)于圖示熱力學(xué)過程中，下列說法正確的是（）A.該氣體在狀態(tài)時(shí)的熱力學(xué)溫度為B.該氣體在狀態(tài)時(shí)的熱力學(xué)溫度為C.該氣體從狀態(tài)到狀態(tài)全程放出熱量D.該氣體從狀態(tài)到狀態(tài)與外界交換的熱量是【答案】D【解析】氣體從狀態(tài)到狀態(tài)做等容變化，由查理定律有，解得，氣體從狀態(tài)到狀態(tài)做等壓變化，由蓋—呂薩克定律有，解得，故AB錯誤；因?yàn)闋顟B(tài)和狀態(tài)溫度相等，且理想氣體的內(nèi)能是所有分子的動能之和，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以在這個過程中，由熱力學(xué)第一定律，得，在整個過程中，氣體在到過程對外做功，因此，即，是正值，所以氣體從狀態(tài)到狀態(tài)過程中是吸熱，吸收的熱量，故C錯誤，D正確。故選D。4.年月日，“華龍一號”號機(jī)組內(nèi)穹頂?shù)跹b就位，我國“華龍一號”是當(dāng)前核電市場接受度最高的三代核電機(jī)型之一，其全面建成有力支撐了我國由核電大國向核電強(qiáng)國的跨越。核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，是某種粒子，是粒子的個數(shù)，用、、分別表示、、核的質(zhì)量，表示粒子的質(zhì)量，為真空中的光速。以下說法正確的是（）A.為中子，B.太陽就是一個巨大的鈾核裂變反應(yīng)堆C.上述核反應(yīng)中放出的核能D.鈾塊體積必須達(dá)到臨界體積，有質(zhì)子通過時(shí)，才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)【答案】C【解析】由電荷數(shù)守恒知的電荷數(shù)為，故為中子，由質(zhì)量數(shù)守恒知，故A錯誤；太陽發(fā)生的是輕核聚變，所以太陽是一個巨大的熱核反應(yīng)堆，故B錯誤；由題意知，核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可知，釋放的核能，故C正確；根據(jù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件可知，軸塊體積必須達(dá)到臨界體積，有中子通過時(shí)，才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，絕緣粗糙水平面上處和處分別固定兩個不等量正點(diǎn)電荷（場源電荷），其中處的電荷量大小為。兩點(diǎn)電荷在軸上形成的電場其電勢與關(guān)系如左圖所示，其中坐標(biāo)原點(diǎn)處電勢為，且為極小值，和處電勢分別為和。現(xiàn)由處靜止釋放質(zhì)量為，電荷量為的正電物體（視為質(zhì)點(diǎn)），該物體剛好向左運(yùn)動到處。物體產(chǎn)生的電場忽略不計(jì)，下列說法正確的是（）A.的電荷的電荷量為 B.物體在運(yùn)動過程中，電勢能變化量為C.物體與地面動摩擦因數(shù)為 D.物體在坐標(biāo)原點(diǎn)處動能最大【答案】C【解析】由圖像的斜率等于場強(qiáng)可知，在處的場強(qiáng)為零，則，可得，選項(xiàng)A錯誤；物體在運(yùn)動過程中，電勢能變化量為，選項(xiàng)B錯誤；物體在運(yùn)動過程中，由動能定理，，解得，選項(xiàng)C正確；物體動能最大時(shí)，電場力等于摩擦力，因在坐標(biāo)原點(diǎn)電場力為零，可知在原點(diǎn)位置的動能不是最大，選項(xiàng)D錯誤。故選C。二、多選題6.如圖甲所示，在平面內(nèi)的均勻介質(zhì)中兩波源、分別位于軸上、處，兩波源均從時(shí)刻開始沿軸方向做簡諧運(yùn)動，波源的振動圖像如圖乙所示，波源的振動方程是，質(zhì)點(diǎn)位于軸上處，在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)開始振動。下列說法正確的是（）A.這兩列波的波長為B.這兩列波的周期相同，都是C.兩列波剛開始相遇的時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移D.從開始經(jīng)，處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程【答案】B、C、D【解析】波源離質(zhì)點(diǎn)較近，波源先傳播至質(zhì)點(diǎn)，兩列波在同一均勻介質(zhì)中傳播，波速相等，波速為，波源的周期為，波源的周期為，這兩列波的波長為，故A錯誤，B正確；兩列波剛開始相遇的時(shí)刻，有，解得，兩列波剛開始相遇的時(shí)刻，波源未傳播至質(zhì)點(diǎn)，波源已傳播至質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動時(shí)間為，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置，質(zhì)點(diǎn)的位移為，故C正確；波源、傳播至處的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為，解得，由于波源、起振方向相反，處的質(zhì)點(diǎn)到波源、的波程差為零，則處的質(zhì)點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)，振幅為，時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)振動時(shí)間為，從開始經(jīng)，處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為，故D正確。故選BCD。7.彈性輕繩一端固定于天花板上的點(diǎn)，另一端與水平地面上質(zhì)量為的滑塊相連，當(dāng)彈性繩處于如圖所示的豎直位置時(shí)，緊挨一光滑水平小釘，此時(shí)滑塊對地面的壓力等于自身所受重力的一半?，F(xiàn)作用在滑塊上一水平拉力，使滑塊向右緩慢運(yùn)動一段距離，在撤去拉力時(shí)，滑塊恰好能靜止在地面上。已知彈性輕繩遵循胡克定律，彈性繩的原長等于的長度，彈性繩具有的彈性勢能，式中為彈性繩的勁度系數(shù)，為彈性繩相對原長的形變量，此過程中彈性繩始終處于彈性限度內(nèi)，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為。對于該過程，下列說法正確的是（）A.滑塊對地面的壓力逐漸變大B.滑塊向右運(yùn)動的距離為C.滑塊克服摩擦力做的功為D.拉力做的功為【答案】B、C【解析】對物塊進(jìn)行受力分析如圖所示；設(shè)開始時(shí)的長度為，則開始時(shí)刻地面對物塊的支持力為，當(dāng)彈性繩處于如圖所示的豎直位置時(shí)，緊挨一光滑水平小釘，此時(shí)滑塊對地面的壓力等于自身所受重力的一半，則，解得，設(shè)某一時(shí)刻繩子與豎直方向的夾角為，則繩子的彈力為，其向上分力，故物體受到地面的支持力仍為，保持不變，A錯誤；由于繩子的彈力的水平方向的分力，由幾何知識可知為物塊移動的距離，由幾何關(guān)系可知，故，B正確；因，故摩擦力做功為，C正確；從A到靜止的過程中，由能量關(guān)系可得，又因?yàn)樾巫兞繛?，故，D錯誤。故選BC。8.某科研小組為了芯片的離子注入而設(shè)計(jì)了一種新型質(zhì)譜儀，裝置如圖所示。直邊界的上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，其中以點(diǎn)為圓心、半徑為的半圓形區(qū)域內(nèi)無磁場，芯片的離子注入將在半圓形區(qū)域內(nèi)完成。離子源放出的正離子經(jīng)加速電場加速后在紙面內(nèi)垂直于從點(diǎn)進(jìn)入磁場，加速電場的加速電壓的大小可調(diào)節(jié)，已知、兩點(diǎn)間的距離為，離子的比荷為，不計(jì)離子進(jìn)入加速電場時(shí)的初速度及離子的重力和離子間的相互作用。下列說法正確的是（）A.若加速電壓，離子能進(jìn)入半圓區(qū)域B.若加速電壓，所有離子均不能計(jì)入半圓區(qū)域C.若離子的運(yùn)動軌跡剛好過點(diǎn)，則該離子的速率為D.能進(jìn)入到半圓形區(qū)域內(nèi)的離子在磁場中運(yùn)動的最短時(shí)間為【答案】A、D【解析】由動能定理得，由，解得，離子能進(jìn)入半圓形區(qū)域有，，解得，A正確，B錯誤；離子能夠經(jīng)過圓心，則有幾何關(guān)系，解得，由，可得離子進(jìn)入磁場的初速度，故C錯誤；離子運(yùn)動時(shí)間最短時(shí)，其對應(yīng)的軌跡圓的圓心角最小。如圖，由幾何關(guān)系，當(dāng)與半圓弧相切時(shí)最大，最大滿足，解得，可得對應(yīng)圓心角，由，能進(jìn)入到半圓形區(qū)域內(nèi)的離子在磁場中運(yùn)動的最短時(shí)間為，故D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題9.圖是“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置（已平衡摩擦力）。每次實(shí)驗(yàn)在細(xì)線末端增加一個鉤碼，小車每次從同一位置釋放，并對應(yīng)打出一條紙帶，如圖所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為。（1）實(shí)驗(yàn)中是否必須測出小車質(zhì)量和所掛鉤碼的總質(zhì)量________（選填“是”或“否”）。（2）要求出本實(shí)驗(yàn)中小車的加速度大小，需要測量的物理量有：________。（3）如果細(xì)線質(zhì)量可以忽略，則下列圖像中，最能描述小車加速度隨所掛鉤碼個數(shù)的關(guān)系是___________；A. B. C. D.（4）小車實(shí)際受到的拉力小于鉤碼的總重力，原因是__________?！敬鸢浮浚?）是；（2）測量紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離；（3）B；（4）鉤碼加速下落時(shí)處于失重狀態(tài)【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證拉力與加速度的關(guān)系，當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，可近似認(rèn)為鉤碼受到的總重力大小等于小車所受的拉力大小，則實(shí)驗(yàn)中必須測出小車質(zhì)量和所掛鉤碼的總質(zhì)量。（2）要求出本實(shí)驗(yàn)中小車的加速度大小，需要測量紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離，根據(jù)，求解加速度。（3）根據(jù)牛頓第二定律，解得，則隨著的增加，加速度增加，最終加速度趨近于，則最能描述小車加速度隨所掛鉤碼個數(shù)的關(guān)系是圖像B。故選B。（4）對鉤碼，對小車，可得小車受的拉力，即小車實(shí)際受到的拉力小于鉤碼的總重力，原因是鉤碼加速下落時(shí)處于失重狀態(tài)。10.電容器的充、放電過程是電容器的主要工作形式，也是我們了解電容器的一個載體。某實(shí)驗(yàn)小組為了研究電容器的充、放電過程，從實(shí)驗(yàn)室找來了一些實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖用電流傳感器、電壓傳感器觀察電容器的充、放電過程。（1）開關(guān)接時(shí)，電源給電容器充電，為了調(diào)高電容器的充電電壓，滑動變阻器的滑片應(yīng)向________端（填“”或“”）移動；（2）開關(guān)接，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置，當(dāng)電壓表示數(shù)穩(wěn)定為時(shí)，將開關(guān)接，電流傳感器記錄下了電流隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖所示，則電容器的電容約為_________；（3）開關(guān)接時(shí)，如果不改變電路的其他參數(shù)，只增大電阻箱的電阻，放電時(shí)圖像與橫軸圍成的面積將_________（填“增大”、“不變”或“變小”）；放電時(shí)間_________（填“變長”、“不變”或“變短”）；（4）在（2）條件下，開關(guān)接時(shí)，電源給電容器充電所獲得的電能為_________（上述計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）B；（2）、、、、、；（3）不變；變長；（4）、、【解析】（1）滑動變阻器分壓式接法，故向端滑動充電電壓升高；（2）圖像與坐標(biāo)軸圍成圖形的面積表示電容器放電過程放出的電荷量，根據(jù)圖像得出每一小格代表的電荷量，電容器充滿電的電荷量為，電容器的電容為（都正確）（3）電容器的電荷量,可知，電容器儲存的電荷量與電阻無關(guān)，所以曲線與橫軸圍成的面積保持不變；當(dāng)增大電阻，由于電阻對電流的阻礙作用增強(qiáng)，放電電流減小，所以放電時(shí)間將變長。（4）圖像的面積表示電容器儲存的電能，如圖，所以（都正確）。四、解答題11.如圖所示，水平地面上固定有傾角為，高為的斜面。點(diǎn)位于點(diǎn)正上方且與點(diǎn)等高。細(xì)繩一端固定于點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為的小球相連。細(xì)繩能夠承受的最大拉力為。小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好拉斷，之后做平拋運(yùn)動并垂直撞到斜面上，重力加速度，求：（1）細(xì)繩的長度；（2）小球做平拋運(yùn)動的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）（2）小球做平拋運(yùn)動并垂直撞到斜面上軌跡如圖所示，設(shè)小球做平拋運(yùn)動的水平位移為，豎直位移為，繩長為，根據(jù)圓周運(yùn)動的知識有，小球做平拋運(yùn)動，，根據(jù)平拋運(yùn)動的推論，將速度方向反向延長經(jīng)過水平位移中點(diǎn)，有，且，解得，，，，細(xì)繩的長度，小球做平拋運(yùn)動的時(shí)間。12.如圖，質(zhì)量均為、電阻均為的導(dǎo)體棒、，通過長為的絕緣輕桿連接形成“工”字形工件，工件開始時(shí)鎖定在寬為的豎直導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌下方接有內(nèi)阻為的電流表。“工”字形工件以初速度下落，下落后進(jìn)入寬為、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場，棒第一次穿過磁場時(shí)速度減少了一半，之后經(jīng)過時(shí)間工件穿過磁場，繼續(xù)下落一段距離（大于）與發(fā)生彈性碰撞，之后工件與反復(fù)彈性碰撞，最終恰好不進(jìn)入磁場。已知重力加速度為，工件始終與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)一切阻力和導(dǎo)軌電阻，求：（1）工件運(yùn)動過程中電流表的最大示數(shù)；（2）整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；（3）工件第一次穿過磁場時(shí)電流表有示數(shù)的時(shí)間。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）棒剛進(jìn)磁場時(shí)，根據(jù)動能定理有，解得棒剛進(jìn)磁場時(shí)的速度為，棒剛進(jìn)磁場時(shí)，電流表的示數(shù)最大，感應(yīng)電動勢為，總電阻為，總電流為，工件運(yùn)動過程中電流表的最大示數(shù)為；（2）工件與反復(fù)彈性碰撞，最終恰好不進(jìn)入磁場時(shí)，棒位于磁場的下邊緣，根據(jù)動能定理有，解得整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為；（3）棒第一次穿過磁場時(shí)速度減少了一半，設(shè)棒第一次穿過磁場用時(shí)為，則，根據(jù)動量定理，其中，解得，工件繼續(xù)下落后，棒進(jìn)入磁場，此過程不受安培力，設(shè)下落的時(shí)間為，則有，解得，工件第一次穿過磁場時(shí)電流表有示數(shù)的時(shí)間為。13.如圖所示，水平面上鑲嵌兩個傳送帶甲、乙，甲的長度為，乙的長度為，甲左側(cè)地面粗糙，甲、乙之間的地面光滑且長度為，在電動機(jī)的帶動下甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動，速度為，乙逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，速度未知。質(zhì)量為的物體從距甲左端處，在恒定外力的作用下由靜止開始運(yùn)動，滑上甲時(shí)撤去外力，此時(shí)的速度為，質(zhì)量為的物體靜止于乙左端的地面上。與甲左側(cè)地面及甲間的動摩擦因數(shù)均為，與乙間的動摩擦因數(shù)為，與乙間的動摩擦因數(shù)為，、均可視為