2024届河南省TOP二十名校高三上学期调研考试（八）物理试卷（解析版）

PAGEPAGE124届高三年级TOP二十名校调研考试八物理全卷满分110分，考试时间90分钟注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将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，用铅笔把答题卡上对应题目的〖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收回．一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.光的存在才形成了色彩斑斓的世界，下列四种现象中，从应用光的原理上来说，不同于其他三个的是（）A.水中明亮的气泡 B.立体电影C.光纤通讯 D.海市蜃楼〖答案〗B〖解析〗水中明亮的气泡、光纤通讯、海市蜃楼均是由于光的全反射形成的，只有立体电影利用光的偏振。故选B。2.我国“天问一号”巡视器成功在火星表面着陆，火星半径约为地球半径的一半。已知火星的“第一宇宙速度”为地球“第一宇宙速度”的倍，则火星和地球的质量之比为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根据万有引力提供向心力有可得即故选A。3.两条通有相同电流的长直导线平行放置，将一矩形线框分别放置在1、2、3位置，2位置到两导线的距离相等，如图所示．则矩形线框在1、2、3位置的磁通量大小、、的大小关系正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗根据对称性可知根据磁场的叠加，2位置通过线框的磁通量为0，则故选C。4.电磁炮是一种现代化武器，模拟图如图所示．当接通电源之后，炮弹就会在导轨中的电流磁场作用下，向前加速飞行，关于电磁炮的有关说法错误的是（）A.炮弹必须是由导体材料构成B.将电流反向，炮弹所受磁场力方向也会反向C.其他条件相同时，电流越大，炮弹飞出速度越大D.其他条件相同时，导轨越长，炮弹飞出速度越大〖答案〗B〖解析〗A．因炮弹中要通过电流，故炮弹必须是由导体材料构成，故A正确；B．若将电流反向，则磁场也反向，根据左手定则可知，炮弹受力方向不变，故B错误；C．电流越大，磁场越强，炮弹受安培力越大，则炮弹飞出速度越大，故C正确；D．相同条件下，导轨越长，安培力做功越大，则炮弹飞出速度越大，故D正确。本题选择错误的，故选B。5.在等边三角形三个顶点处均固定一点电荷，点电荷所带电荷量分别为、和。已知三角形边长为，则三角形中心处电场强度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗根据几何关系可知，三角形中心到各顶点距离均为根据对称性及点电荷场强公式有根据场强的叠加可知，三角形中心处电场强度大小为故选C。6.一辆汽车进站可视为匀减速直线运动，先后经过P、Q两点，最后停在S点，已知则汽车经过PQ和QS段所用时间之比为（）A.1:1 B.1:3 C.3:1 D.4:1〖答案〗A〖解析〗因为匀减速运动末速度为0，逆向考虑，为初速度等于0的匀加速直线运动，根据相邻相等时间内的位移之比为1：3：5……可知，两段运动过程位移比为，则时间相等，故时间之比为1：1。故选A。7.如图所示，光滑水平面上有一小车，小车左侧壁与轻质弹簧相连，弹簧另一端与滑块相连，滑块与小车间无摩擦，弹簧原长大于车长。现用力使滑块压缩弹簧，然后由静止释放滑块，则从静止释放后开始，小车、滑块和弹簧组成的系统（）A.动量一定守恒，机械能一定守恒B.动量一定守恒，机械能可能不守恒C.动量一定不守恒，机械能一定守恒D.动量一定不守恒，机械能可能不守恒〖答案〗B〖解析〗由于地面光滑，小车、滑块和弹簧组成的系统所受合外力为零，故系统动量一定守恒，根据题意无法判断滑块与小车壁之间的碰撞是否存在机械能损失，因此机械能可能守恒，也可能不守恒。故选B。8.分别位于和处的两波源只做了一次全振动，形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，时刻的波形如图甲所示，此时波刚好传到M、N两质点，P质点的平衡位置坐标为，Q质点的平衡位置坐标为，点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该波的速度为1m/sB.经，质点刚好传到P点C.时，Q点的位移为10cmD.P点振动过程中的最大位移为10cm〖答案〗C〖解析〗A．根据图甲可知，波长为根据乙图可知，周期为故波速为故A错误；B．质点在平衡位置附近上下振动，质点不能随波迁移，故B错误；C．画出时的波形图如图所示，Q点位移为10cm，故C正确；D．根据题意可知，当沿正向传播的波刚离开P点时，沿x轴负方向传播的波刚好传到P点，以后P点只参与沿x轴负向传播的波引起的振动，故P点最大位移为振幅值，即5cm，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．9.如图所示为某小球做匀变速直线运动的频闪照片，相邻像之间的时间间隔为0.5s，已知1、2小球之间的距离为15cm，3、4小球之间的距离为30cm，则下列说法正确的是（）A.小球运动的加速度大小为B.小球运动的加速度大小为C.2、3小球之间的距离为22.5cmD.2、3小球之间的距离为20cm〖答案〗AC〖解析〗AB．根据逐差法可得，小球运动加速度大小为故A正确，B错误；CD．根据可得2、3小球之间的距离为故C正确，D错误。故选AC。10.一弹簧振子水平放置，O为平衡位置，振子先后以相同的速度经过M、N两点，如图所示。则振子从M到O和从O到N，下列说法正确的是（）A回复力做功相等 B.回复力冲量大小相等C.振子运动时间相同 D.弹性势能变化相同〖答案〗BC〖解析〗AD．从M到O，弹簧振子速度逐渐增大，回复力做正功，弹簧弹性势能逐渐减小，从O到N，弹簧振子速度逐渐减小，回复力做负功，弹簧弹性势能逐渐增大，故AD错误；B．振子从M到O，根据动量定理有从O到N，根据动量定理有故回复力冲量大小相等，故B正确；C．由题意可知，两点关于O点对称，故振子从M到O和从O到N，振子运动时间相同，故C正确。故选BC。11.如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，为光敏电阻（当光照增强时，电阻值减小），C为电容器，R为定值电阻。闭合开关S，缓慢增大光照强度，下列说法正确的是（）A.电源输出功率减小B.电源的发热功率增大C.电容器所带电荷量减小D.电容器左极板比右极板电势低〖答案〗BC〖解析〗A．由于与r的大小关系不清楚，故无法判断电源输出功率的变化，故A错误；B．根据闭合电路欧姆定律可知，当光照增强时，回路中电流增大，根据可知，电源发热功率增大，故B正确；C．光照增强时，电阻两端电压减小，根据可知，电容器所带电荷量减小，故C正确；D．电容器左极板与电源正极连接，故左极板比右极板电势高，故D错误。故选BC。12.如图所示，一条不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮，一端连接轻质弹簧，另一端连接质量的物块Q，弹簧下端与放置在地面上的质量的重物P相连，物块Q放置在倾角的足够长的粗糙斜面上，它与斜面间的动摩擦因数，连接物块Q的轻绳与斜面平行。已知弹簧的劲度系数为，重力加速度取，，。现将细绳刚好拉直，然后由静止释放物块Q，直至重物P刚要离开地面，针对上述过程，下列说法正确的是（）A.物块Q重力势能的减少量为12JB.物块Q损失的机械能为8JC.物块Q的动能先增大后减小D.物块Q的机械能先增大后减小〖答案〗AC〖解析〗A.由题意可得解得物块Q重力势能的减少量为故A正确；B.物块Q损失的机械能为克服摩擦力和绳子拉力做的功为解得故B错误；C.在Q下滑过程有当时，有故动能先增大后减小，故C正确；D.下滑过程，绳子拉力和摩擦力均对物块Q做负功，故机械能一直减小，故D错误。故选AC。三、非选择题：共54分．13.某同学在家利用手机测定当地重力加速度，实验情境如图甲所示，用软布包住手机中部，两侧用铁夹固定；将铁架台放置在水平桌面上，用两条细线穿过铁夹尾部，上方系于铁架台横梁，组成一个“双线摆”；调整好平衡，使手机能够平稳地进行小幅度的摆动.点击软件“力学”下的“摆”项目，点击“开始”，让摆进行小幅度（摆角小于5°）的摆动。（1）现有以下材质的细线，实验中应选用________。A．棉线B．丝线C．铁丝（2）用最小分度为1mm的刻度尺，测量摆线的长度，将刻度尺“0”刻度线对齐细线上端，测量摆线的长度如图乙所示，则长度________cm。（3）实验获得的振动图线如图丙所示，则当地重力加速度________（结果保留两位有效数字）。〖答案〗（1）B（2）49.00（3）9.9〖解析〗（1）[1]单摆的摆线是一条没有弹性和质量的线，丝线更符合条件，故选B。（2）[2]刻度尺读数时，应估读到最小分度值1mm的下一位。则长度L=49.00cm（3）[3]根据丙图可知，摆的周期为T=1.40s根据，解得14.在“测定金属丝电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图所示。（1）从图中可读出金属丝的直径为________mm。（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时（其阻值约为20Ω），除被测金属丝外，还有如下实验器材供选择：A．直流电源：电动势约12V，内阻很小；B．电流表（量程0～50mA，内阻为100Ω）；C．电流表（量程0～300mA，内阻约为20Ω）；D．电流表（量程0～1A，内阻约为0.1Ω）；E．滑动变阻器R，最大阻值为10Ω。实验电路如图所示，电路中甲表应该选用电流表________，乙表应该选用电流表________（均选填“”、“”或“”）；若甲表示数为，乙表示数为，则电阻丝电阻可表示为________（用、、表示）。〖答案〗（1）0.998##0.997##0.999（2）〖解析〗（1）[1]螺旋测微器示数为所以金属丝的直径为0.998mm。（2）[2][3]因电流表内阻已知，故可当作电压表测电压，因此甲选表，估测中最大电流约为甲和被测电阻之中通过的总电流约为故乙表应选。[4]根据欧姆定律可知解得电阻丝的电阻为15.一光具由同种透明材料的半圆柱和长方体组成，其截面图如图所示，O为圆心，AB为半圆直径，其中AB长度是BC长度的2倍。一细光束以的入射角，从圆弧面上以垂直AB方向射入光具，其折射光线恰好经过CD边的中点，已知半圆柱半径为R，光在真空中的速度为c，求：（1）该透明材料的折射率n；（2）光在光具中传播的最长时间（不考虑二次反射）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）作出光路如图所示，设折射角为θ，根据折射定律有根据几何关系可知解得（2）根据几何关系可知，从入射点到CD边上的出射点之间的距离为又根据对称性可知，光线在光具中通过的最大光程为2x，则解得16.如图所示，在匀强磁场中，一个10匝的矩形线圈，绕垂直于磁场的固定轴匀速转动，已知线圈转动的周期为0.2s，转动过程中通过线圈的磁通量最大值为，线圈电阻不计，取。（1）若线圈经过中性面时开始计时，求线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式；（2）若该线圈和理想变压器原线圈连接，副线圈上额定电压为3.8V、额定电流为0.5A的灯泡刚好正常发光，已知连接灯泡的导线总电阻为2Ω，不考虑灯泡电阻随温度的变化，求该变压器原副线圈的匝数比。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）产生的感应电动势最大值又其中根据可得线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为（2）根据题意得副线圈电压为原线圈电压为则变压器原副线圈的匝数比17.如图甲所示，两平行导轨固定在水平面内，其间距，导轨右端a、b连接阻值的电阻，一长度等于导轨间距的金属棒与导轨接触良好，金属棒的电阻，两导轨上距离导轨右端处有一锁定装置，当金属棒运动到此位置时可立即被锁定.导轨所在空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，时刻，金属棒从距锁定装置左侧m的位置处，在外力作用下以的速度向右匀速运动，求：（1）0～2s内与2～4s内，电阻R的电功率之比；（2）0～4s内通过电阻R的电荷量。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）内，由法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有内，由法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有根据可得联立以上各式解得（2）内有2～4s内有根据楞次定律可知，两段时间内电流方向相反，故通过电阻R的总电荷量为18.如图所示的质谱仪由粒子室、加速电场、速度选择器和匀强的偏转磁场四部分组成。加速电场的加速电压为U，速度选择器两极板间的距离为d，电势差为，磁感应强度（未知）。粒子室内充有大量和，粒子从狭缝飘入加速电场的初速度不计，经加速电场加速后从狭缝垂直于电场及磁场进入速度选择器中，沿直线通过速度选择器，从O点垂直于偏