河南省青桐鳴聯(lián)盟2023~2024學(xué)年高三下學(xué)期4月聯(lián)考（三模）物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年河南省青桐鳴聯(lián)盟高三聯(lián)考物理試卷（4月）一、單選題：本大題共5小題，共20分。1．如圖所示，某材料的截面為等腰直角三角形，一束光與該材料表面成角入射，該材料折射率為1.5，下列光路圖中可能正確的是（）A． B．C． D．2．一同學(xué)在練習(xí)豎直起跳時，某次自直立開始下蹲經(jīng)過跳離地面，跳起高度為。已知該同學(xué)質(zhì)量為，重力加速度為，忽略空氣阻力。該次起跳過程地面對該同學(xué)的沖量大小為（）A． B． C． D．3．如圖甲所示，足夠長的、截面為“山”字形的鐵芯形成輻射狀磁場，中心為極，邊緣為極，周長為的圓形閉合金屬線圈套在鐵芯中間部分，俯視圖如圖乙所示。設(shè)線圈所處區(qū)域磁感應(yīng)強度大小均為，線圈質(zhì)量為，電阻為。線圈由鐵芯頂端靜止釋放，下落過程中始終保持水平且不與鐵芯接觸，不計空氣阻力，重力加速度為，則當(dāng)線圈下落的加速度為時，線圈的發(fā)熱功率為（）A． B． C． D．4．如圖所示，、、、是正方形的四個頂點，四點在同一豎直面內(nèi)，、連線水平。在、放有電荷量都為的點電荷，連線中點放一電荷大小為（未知）的小球時，點電場強度恰好為0，保持小球的電荷量大小不變，把小球移至點由靜止釋放。下列說法正確的是（）A．小球電荷量的大小為B．小球電荷量的大小為C．小球從運動到的過程中機械能先增大后減小D．小球從運動到的過程中動能和電勢能之和先減小后增大5．在水平地面測試乒乓球發(fā)球機性能實驗中，發(fā)球機可以向不同方向發(fā)出不同速度的球，以發(fā)球機所在位置為點建立坐標系如圖所示，平面平行于地面，某次發(fā)球機發(fā)出的球的速度在面內(nèi)的投影方向與軸間的夾角為，球發(fā)出時距地面的高度為，球上升過程中離地面最大高度為，球發(fā)出時的速度大小為，忽略乒乓球受到的空氣阻力，重力加速度取，以下說法正確的是（）A．乒乓球的飛行時間為B．乒乓球發(fā)出時豎直方向的速度大小為C．乒乓球運動過程中的最小速度大小為D．乒乓球在地面內(nèi)的位移大小為二、多選題：本大題共3小題，共12分。6．金星是繞太陽運動的從內(nèi)向外的第二顆行星，軌道公轉(zhuǎn)周期為224.7天。金星的半徑為地球半徑的95%，質(zhì)量為地球質(zhì)量的82%。已知地球與太陽間的距離為，地球的第一宇宙速度為，地球和金星繞太陽運動的軌跡可近似為圓。下列說法正確的是（）A．金星的第一宇宙速度約為 B．金星的第一宇宙速度約為C．金星距離太陽的距離約為 D．金星距離太陽的距離約為7．如圖所示，足夠長光滑細桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的點，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動。桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于點，另一端與套在桿上質(zhì)量為的小球相連，細桿與豎直方向夾角為。彈簧原長為，勁度系數(shù)為。已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為。則下列說法正確的是（）A．當(dāng)小球保持靜止時，小球到點的距離為B．當(dāng)小球相對細桿靜止，彈簧拉伸量為時，桿對小球的彈力大小可能為C．當(dāng)小球相對細桿靜止，桿對小球彈力為零時，轉(zhuǎn)軸的角速度為D．轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速自零開始緩慢增加過程中，細桿對小球的彈力一直增大8．如圖所示，間距為的、兩波源在時刻同時開始振動，兩波源在不同介質(zhì)中形成兩列相向傳播的簡諧橫波，在介質(zhì)中波的傳播速度為，在介質(zhì)中波的傳播速度為。已知兩列波的頻率均為，波源的振幅為，波源的振幅為，圖中點在兩波源連線上，。則下列說法正確的是（）A．波在介質(zhì)中傳播的波長大小為B．波在介質(zhì)中傳播的波長大小為C．振源的振動形式傳播到處時的時間為D．經(jīng)過足夠長的時間，間（不包括兩點）振幅為的點有8個三、實驗題：本大題共2小題，共18分。9．如圖（a），兩組同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有：長木板、鐵塊、米尺、打點計時器、位移傳感器等。（1）甲組同學(xué)把木板一端固定在建筑物上，構(gòu)成斜面結(jié)構(gòu)。采用打點計時器并正確操作實驗后得到一條紙帶如圖（b）所示，選擇一個恰當(dāng)點作為計時起點，其余計數(shù)點到點距離分別為、、、?、。已知打點計時器的打點周期為。則打計數(shù)點2時鐵塊速度的表達式為________；鐵塊加速度的表達式為________。（2）乙組同學(xué)把木板一端固定在建筑物上，構(gòu)成斜面結(jié)構(gòu)。使用位移傳感器得到物塊位移隨時間變化的圖像如圖（c）所示。根據(jù)圖像可得該斜面上的鐵塊加速度大小為________（保圖2位有效數(shù)字）。（3）假設(shè)某次實驗中木板與水平面夾角為，鐵塊下滑的加速度大小為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?，則鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)________（用、和表示）．10．電導(dǎo)是描述導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，電導(dǎo)數(shù)值上等于電阻的倒數(shù)，符號是，單位是西門子（）。為得到某段金屬絲的電導(dǎo)與哪些因素有關(guān)，在控制實驗室溫度不變的條件下，某組同學(xué)進行了實驗。（1）實驗器材有電源（電動勢約為，內(nèi)阻不可忽略）、滑動變阻器、完全相同的電流表和（量程，內(nèi)阻）、電阻箱（最大阻值）、定值電阻（可供選擇的阻值有和兩種）。按照如圖方式連接好電路。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器至合適阻值，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，讀出電流表、示數(shù)，分別記為、，記錄此時電阻箱的阻值；為了較好地完成該實驗，應(yīng)選阻值為________的定值電阻；金屬的電導(dǎo)表達式________（用、、、、表示）；（2）更換同種材料，不同規(guī)格的金屬絲，分別測量電導(dǎo)，將實驗數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢簩?dǎo)線直徑123222導(dǎo)線長度500500500400250100電導(dǎo)0.251.002.251.252.005.00根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，電導(dǎo)與________成正比，與________成反比（均用表格中的物理量符號表示）；（3）為了測量不同金屬的導(dǎo)電性能，該組同學(xué)更換適當(dāng)測量電路，對直徑分別為、長度為的不同金屬導(dǎo)線進行了進一步測量，測量不同金屬絲電壓和電流數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢航饘巽~鋁鐵鎢導(dǎo)線兩端電壓0.0170.015流過導(dǎo)線電流0.050.10.150.2根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，該段鋁線電導(dǎo)________（保留2位有效數(shù)字），四種金屬中，金屬________的導(dǎo)電性能最差。四、計算題：本大題共3小題，共30分。11．如圖所示，處于豎直面內(nèi)的粗細均勻的形玻璃管開口向下，端與大氣相通，端通過水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體。此時側(cè)的氣體柱長度。管中、兩側(cè)的水銀面高度差。已知大氣壓強，周圍環(huán)境溫度。（1）緩慢改變右側(cè)封閉氣體的溫度，直至、兩側(cè)水銀高度差為0時，求右側(cè)氣柱的溫度（保留三位有效數(shù)字）；（2）恢復(fù)右側(cè)氣柱溫度至環(huán)境溫度，將形管緩慢繞旋轉(zhuǎn)，使、兩端在上，在轉(zhuǎn)動過程中沒有水銀漏出。求旋轉(zhuǎn)后，、兩側(cè)的水銀面高度差。（已知）12．如圖所示，水平傳送帶長，其左右兩側(cè)為與傳送帶緊鄰的等高水平面，、為傳送帶左右端點。傳送帶右側(cè)水平面與半徑為的半圓形軌道無縫連接于點，點為軌道最高點，過點的切線水平。傳送帶表面粗糙，其余軌道光滑。兩物塊甲和乙分別靜止在傳送帶端點和，物塊質(zhì)量分別為和。傳送帶以順時針傳動。某時刻給甲瞬時沖量，甲獲得初速度。已知甲物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，甲、乙兩物塊發(fā)生的碰撞為彈性碰撞，。（1）求甲第一次向右運動通過傳送帶過程中和傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量；（2）甲、乙發(fā)生碰撞后迅速鎖定甲物塊，當(dāng)乙離開點解鎖甲物塊，使其恢復(fù)鎖定前瞬間速度。為使乙物塊能過點，且乙物塊離開點落地時恰好與甲物塊再次發(fā)生碰撞（不考慮乙物塊的反彈），求、之間的距離與軌道半徑之間的關(guān)系。13．質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。某種質(zhì)譜儀原理如圖所示。質(zhì)譜儀處于真空暗室中。正離子經(jīng)加速后沿水平方向進入速度選擇器，然后通過磁分析器選擇出特定比荷的離子。磁分析器截面為直角扇形，和處各有一個小孔，被選擇離子在磁分析器中做半徑為的圓周運動，恰好穿過兩小孔；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中電場和磁場的分布區(qū)域是同一邊長為的正方體，其偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的底面與膠片平行，間距為，為垂直于屏的中心軸線。已知速度選擇器、磁分析器和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小均為，方向均垂直紙面向外；速度選擇器、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中電場場強大小均為，方向分別為豎直向上和沿軸方向。以屏中心為原點建立直角坐標系，軸與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電場強度方向同向。已知，。離子進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時速率都很大，且在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中運動時方向的分速度總是遠大于軸方向和軸方向的分速度。離子在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中沿軸和軸方向位移可忽略，不計離子重力。（1）求離子通過速度選擇器后的速度大小和磁分析器選擇出來離子的比荷；（2）離子沿方向進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，求離子打在膠片上的點的坐標（不考慮離子在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中偏離的距離）；（3）保持偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電場和磁場不變。多次改變速度選擇器和磁分析器中電場和磁場，使兩種大量電荷量相同的正離子以不同速率沿方向射入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，在膠片中多次曝光，最終在膠片中出現(xiàn)兩條亮線。在兩線上取坐標相同的兩個光點，對應(yīng)的坐標分別為和，其中坐標小的光點是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的，另一光點是未知離子產(chǎn)生的，求該離子的質(zhì)量數(shù)?！飬⒖即鸢浮铩?．〖答案〗A〖解析〗全反射的條件：只有光從光密介質(zhì)（折射率大）射入光疏介質(zhì)（折射率?。?，且入射角大于等于臨界角時，才會發(fā)生全反射現(xiàn)象?！窘獯稹抗庠诮缑嫔习l(fā)生反射和折射，從真空射入到介質(zhì)中入射角大于折射角；當(dāng)光從介質(zhì)射向真空，入射角大于全反射臨界角時會發(fā)生全反射，A正確。故選A。2．〖答案〗B〖解析〗根據(jù)豎直上拋運動規(guī)律求解向上運動時間，從而得到自開始運動至上升到最高點的總時間，根據(jù)動量定理進行求解。本題主要考查豎直上拋運動以及動量定理的應(yīng)用，難度不大?！窘獯稹磕惩瑢W(xué)離開地面做豎直上拋運動，向上運動的時間，自開始運動至上升到最高點，根據(jù)動量定理可得，其中，解得，B正確。故選B。3．〖答案〗D〖解析〗當(dāng)方框下落的加速度為時，根據(jù)牛頓第二定律和安培力公式列式，求出電路中電流，可由求線框發(fā)熱功率．解答這類問題的關(guān)鍵是通過受力分析，根據(jù)牛頓第二定律，電功率公式求解．電磁感應(yīng)與電路結(jié)合的題目，感應(yīng)電動勢是中間橋梁．【解答】線框下落加速度為時，有：線框的發(fā)熱功率：解得：4．〖答案〗C〖解析〗本題主要考查電場強度的合成以及機械能的變化判斷，有一些難度，熟悉等量同種電荷周圍的電場線分布。根據(jù)連線中點放一電荷大小為的小球時，點電場強度恰好為0可知，和電荷以及小球在處的合場強為0，先求出和電荷在處的合場強，從而求出小球電荷量的大?。桓鶕?jù)和電荷對小球電場力做功的情況判斷小球機械能的變化；小球從運動到的過程中總能量不變，由此判斷小球從運動到的過程中動能和電勢能之和。【解答】AB．設(shè)正方形邊長為，則和電荷在處的電場強度為，且夾角為，根據(jù)場強的合成，電荷在點的場強為，方向豎直向上，連線中點放一電荷大小為的小球時，點電場強度恰好為0，則小球在處的場強大小為，方向豎直向下，所以小球帶負電，根據(jù)，解得，AB錯誤；C．小球從運動到連線中點的過程中，電荷對小球的合力方向向下，所以小球機械能增加，小球從連線中點運動到的過程中，電荷對小球的合力方向向上，小球機械能減小，所以小球從運動到的過程中機械能先增大后減小，C正確；D．小球從運動到的過程中能量不變，重力勢能、動能和電勢能的和不變，運動過程中，重力勢能一直降低，所以動能和電勢能之和一直增加，D錯誤。5．〖答案〗C〖解析〗本題考查拋體運動中的三維問題，要明確小球在方向為豎直上拋運動，、方向均為勻速直線運動，結(jié)合運動的等時性與獨立性分析解題?！窘獯稹緼B．乒乓球上升時，有，解得，乒乓球發(fā)出時豎直方向的速度大小，B錯誤；球下落時，有，解得，乒乓球的飛行時間，A錯誤；CD．發(fā)球機發(fā)出的球的速度在面內(nèi)的投影方向與軸間的夾角為，則滿足，且有，可得，乒乓球在最高點時速度最小，為，球運動過程中在地面內(nèi)的位移為，C正確，D錯誤。故選C。6．〖答案〗BC〖解析〗根據(jù)萬有引力做向心力求解金星的第一宇宙速度；根據(jù)開普勒第三定律求解金星距離太陽的距離。本題主要考查萬有引力提供向心力求取第一宇宙速度問題以及開普勒第三定律的應(yīng)用?！窘獯稹緼B、星球的第一宇宙速度即地表衛(wèi)星繞星球做圓周運動的速度，故由萬有引力做向心力可得：，所以，第一宇宙速度，所以，，故B正確，A錯誤；CD．根據(jù)開普勒第三定律，有：，解得：，C正確，D錯誤。7．〖答案〗BC〖解析〗本題考查圓周運動的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是要分析小球的受力，確定其在水平面內(nèi)做圓周運動所需要的向心力，由向心力公式建立關(guān)系，注意臨界狀態(tài)的分析。小球不動時，受重力，彈簧彈力及細桿的支持力，小球和細桿一起轉(zhuǎn)動時，向心力由這三個力的合力提供，注意分析細桿對小球彈力為零時的臨界條件?！窘獯稹緼、當(dāng)小球保持靜止時，對小球受力分析有：，解得彈簧的形變量：，考慮到彈簧原長為，故小球到點的距離為，A選項錯誤；B、當(dāng)小球相對細桿靜止，彈簧拉伸量為時，彈簧彈力，若此時細桿對小球的彈力垂直細桿向上，則在豎直方向上有：，解得：，故B選項正確；C、當(dāng)小球相對細桿靜止，桿對小球彈力為零時，小球受重力及彈簧的彈力作用，在豎直方向上有：，在水平方向上有：，彈簧彈力，由幾何關(guān)系知小球做圓周運動的半徑，聯(lián)立以上各式解得：，C選項正確；D、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速自零開始緩慢增加過程中，設(shè)細桿對小球的彈力垂直細桿向上，對小球受力分析可知，在豎直方向上有：，在水平方向上有：，彈簧彈力，由幾何關(guān)系知小球做圓周運動的半徑，隨著轉(zhuǎn)速的增加，角速度增大，小球需要的向心力一直增大，細桿對小球的彈力先減小，后反向增大，故D選項錯誤；故選BC。8．〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)求解波長；根據(jù)求解振源的振動形式傳播到處時的時間；波源的振幅為，波源的振幅為，故振動加強點的振幅，根據(jù)波的疊加原理進行分析加強點的個數(shù)。本題主要考查波的疊加、波速、波長和頻率的關(guān)系，難度較大。【解答】AB．波在介質(zhì)中傳播的波長，在介質(zhì)中傳播的波長，A正確，B錯誤；CD．振源的振動形式傳播到點的時間，從點傳播到處的時間，則傳播時間，C錯誤；從圖中可知，兩列波的波源起振方向向上，故振動情況完全相同，振動加強點的振幅，故需求間的振動加強點的個數(shù)，波在介質(zhì)中的波長，半波長為，兩列波在間的波程差為，半波長的偶數(shù)倍為（為整數(shù)），可取，0，1共3個，波在介質(zhì)中的波長，半波長為，兩列波在間的波程差為，半波長的偶數(shù)倍為，（為整數(shù)），可取，，0，1，2，共5個，一共有8個振動加強點，D正確。故選AD。9．〖答案〗（1）；；（2）0.40；（3）〖解析〗本題為測量動摩擦因數(shù)實驗，解決紙帶問題一般是求瞬時速度和加速度，利用勻變速直線運動中間時刻速度等于平均速度求某一點的速度，利用逐差法求加速度。做好鐵塊的受力分析，根據(jù)運動學(xué)公式求加速度，根據(jù)牛頓第二定律求動摩擦因數(shù)?！窘獯稹浚?）相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為，打計數(shù)點2時鐵塊速度的表達式為，根據(jù)逐差法可得鐵塊加速度的表達式為；（2）鐵塊做勻加速直線運動，對應(yīng)的圖像為曲線，由圖（c）可知，當(dāng)時，位移為，則由并代入數(shù)據(jù)得；（3）由牛頓第二定律可得，解得。10．〖答案〗（1）1；；（2）；；（3）30；鐵〖解析〗〖解析〗（1）金屬絲所在支路中，當(dāng)電流表滿偏時回路電阻接近，為保證實驗的準確性，應(yīng)選阻值為的定值電阻。并聯(lián)電路兩端電壓相等，則有，則待測電阻阻值為，。（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，當(dāng)導(dǎo)線長度相同，材料的電導(dǎo)與導(dǎo)線直徑的平方成正比，當(dāng)導(dǎo)線的直徑相同，材料的電導(dǎo)與導(dǎo)線的長度成反比。（3）電導(dǎo)與電壓、電流的關(guān)系式為：，代入數(shù)據(jù)可得銅的電導(dǎo)；由表中實驗數(shù)據(jù)可知，由可以求出鐵的電阻最大，鐵的導(dǎo)電性能最差?！枷榻狻剑?）根據(jù)實驗原理和實驗裝置進行分析；根據(jù)并聯(lián)電路兩端電壓相等列式求解；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)進行分析；（3）根據(jù)電導(dǎo)與電壓、電流的關(guān)系式為：進行分析；電阻越大，導(dǎo)電性越差，由此進行分析。本題主要考查金屬絲的電導(dǎo)與哪些因素有關(guān)的實驗，屬于新定義題目，比較新穎，難度較大。11．〖答案〗（1）對管內(nèi)封閉氣體，初始時壓強，體積，其中為管的截面積，氣體初始溫度為，緩慢改變右側(cè)封閉氣體的溫度，直至、兩側(cè)水銀高度差為0時，封閉氣體的壓強，體積，溫度變?yōu)?，根?jù)理想氣體狀態(tài)方程有：，代入數(shù)據(jù)解得：；（2）恢復(fù)右側(cè)氣柱溫度至環(huán)境溫度，則封閉氣體回到初始狀態(tài)，將形管緩慢繞旋轉(zhuǎn)，使、兩端在上，此過程中，氣體做等溫變化，設(shè)封閉氣體的長度增加了，若，則此時側(cè)液面更高，、兩側(cè)的水銀面高度差，對氣體分析可知，其壓強，體積，根據(jù)玻意耳定律可得：，解得：，不符合假設(shè)條件；若，則此時側(cè)液面更高，、兩側(cè)的水銀面高度差，對氣體分析可知，其壓強，體積，根據(jù)玻意耳定律可得：，解得：，符合假設(shè)條件，故旋轉(zhuǎn)后，、兩側(cè)的水銀面高度差〖解析〗本題考查理想氣體狀態(tài)方程及氣體實驗定律的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵選擇封閉氣體為研究對像，分析氣體的初、末狀態(tài)的變化，根據(jù)狀態(tài)變化，利用有關(guān)規(guī)律列式求解。（1）分析氣體的初、末狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程列式求解；（2）氣體做等溫變化，分析氣體的壓強和體積的變化，由玻意耳定律列式求解。12．〖答案〗〖解析〗（1）甲物塊在傳送帶上做勻減速運動，加速度當(dāng)甲物塊和傳送帶共速時，有解得所以甲先做勻減速運動后做勻速運動，做勻減速運動的時間該段時間內(nèi)傳送帶的位移因摩擦產(chǎn)生的熱量（2）甲和乙發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律，有根據(jù)能量守恒定律，有解得，碰后甲的速度大小為，方向向左，，方向向右，為使乙物塊能到達點，乙物塊在的速度根據(jù)機械能守恒定律有所