河南省南阳市2023-2024学年高三下学期联考物理试题含解析

河南省南阳市2023-2024学年高三下学期联考物理试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、图为2020年深圳春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为FA、FB、FC。其中OB、OC两绳的夹角为，灯笼总质量为3m，重力加速度为g。下列表述正确的是（）A．FB一定小于mg B．FB与FC是一对平衡力C．FA与FC大小相等 D．FB与FC合力大小等于3mg2、据伊朗新闻电视台2019年9月7日消息，伊朗原子能组织发言人卡迈勒万迪当天宣布，作为第三阶段中止履行伊核协议的措施，伊朗已启动了“先进离心机”，以增加浓缩铀储量。关于铀核的裂变，下列叙述正确的是（）A．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并吸收大量能量B．核反应堆中铀核自发分裂为两个或几个中等质量的原子核，同时释放大量的核能C．要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有慢中子的轰击D．要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有快中子的轰击3、一滴水的质量为0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方5m处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为（）A．1N▪s B．10N▪s C．20N▪s D．40N▪s4、静止在水平地面上的木块，受到小锤斜向下瞬间敲击后，只获得水平方向初速度，沿地面滑行一段距离后停下。若已知木块的质最和初速度，敲击瞬间忽略地面摩擦力的作用，由此可求得（）A．木块滑行的时间 B．木块滑行的距离C．小锤对木块做的功 D．小锤对木块的冲量5、木星和土星都拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太阳系唯一一颗拥有磁场的卫星，在其厚厚的冰层下面可能存在生命，而“土卫二”具有生命诞生所需的全部要素，是最适宜人类居住的星球，经探测它们分别绕木星和土星做圆周运动的轨道半径之比为，若木星和土星的质量之比为，则下列关于“木卫三”和“土卫二”的相关说法正确的是（）A．运行周期之比为 B．向心加速度之比为C．环绕速度之比为 D．表面重力加速度之比6、吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。若两岁的妞妞质量约为12kg，从十楼坠落，下落高度为28.8m，吴菊萍的手臂与妞妞的接触时间约为0.1s，已知重力加速度g=10m/s2，则她受到的冲击力约为A．3000N B．2880N C．1440N D．3220N二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、我国研发的磁悬浮高速实验样车在2019年5月23日正式下线，在全速运行的情况下，该样车的时速达到600千米。超导体的抗磁作用使样车向上浮起，电磁驱动原理如图所示，在水平面上相距的两根平行导轨间，有垂直水平面前等距离分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场的宽度都是，相间排列。固定在样车下方宽为、阻值为R的导体线框abcd悬浮在导轨上方，样车运行过程中所受阻力恒为，当磁场以速度v0向右匀速运动时，下列说法正确的是（）A．样车速度为零时，受到的电磁驱动力大小为B．样车速度为零时，线圈的电热功率为C．样车匀速运动时，克服阻力做功的功率为D．样车匀速运动时，速度大小为8、波源O在t=0时刻开始做简谐运动，形成沿x轴正向传播的简谐横波，当t=3s时波刚好传到x=27m处的质点，波形图如图所示，质点P、Q的横坐标分别为4.5m、18m，下列说法正确的是（）A．质点P的起振方向沿y轴正方向B．波速为6m/sC．0~3s时间内，P点运动的路程为5cmD．t=3.6s时刻开始的一段极短时间内，Q点加速度变大E.t=6s时P点恰好位于波谷9、如图所示，在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间的变化规律为B＝kt（k为常数，k>0）。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L（不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g），从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内（）A．通过电阻R的电流方向为M→PB．回路的感应电流I＝C．通过电阻R的电量q＝D．ab杆产生的热功率P＝10、如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A．电流表的读数为1.00AB．电流表的读数为2.00AC．电压表的读数为110VD．电压表的读数为155V三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，图中A为铁架台，B，C是用细线连接的两个物块，D为固定在物块C上的细遮光条（质量可忽略不计），E为固定在铁架台上的轻质定滑轮，F为光电门，实验步骤如下：①用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，用天平分别称出物块B、C的质量分别为mB和m②在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门之间的高度差h；③将物块C从位置O由静止释放，C加速下降，B加速上升；④记录遮光条D通过光电门的时间t。依据以上步骤，回答以下问题：（1）该实验的研究对象是__________填“B”或“C”或“B、C组成的系统”）；（2）从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，研究对象的动能增加量ΔEK=12．（12分）在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究（1）实验还需下列器材中的__________（多选）；（2）实验中，上图中变压器的原线圈接“0；8”接线柱，副线圈接线“0；4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0V，则所接电源电压档位为_______。A．18.0VB．10.0VC．5.0VD．2.5V四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，已知磁场的磁感应强度大小为，粒子重力不计，a、b两粒子间的作用力可忽略不计。求：（1）粒子a从P点出发到达Q点的时间t；（2）匀强电场的电场强度E的大小。14．（16分）如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置（M板带正电，N板带负电），板间距为d=80cm，板长为L，板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球A和B组成的装置Q，在外力作用下Q处于静止状态，该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧（球与弹簧不拴接），左边A球带正电，电荷量为q=4×10-5C，右边B球不带电，两球质量均为m=1.0×10-3kg，某时刻装置Q中细线突然断裂，A、B两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度（弹簧恢复原长）。若A、B之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J，小球A、B均可视为质点，Q装置中弹簧的长度不计，小球带电不影响板间匀强电场，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：(1)为使小球不与金属板相碰，金属板长度L应满足什么条件？(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时，小球A飞离电场时的动能是多大？(3)从两小球弹开进入电场开始，到两小球间水平距离为30cm时，小球A的电势能增加了多少？15．（12分）如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从P点在纸面内沿着与OP成60°方向射出（不计重力），求：(1)若粒子运动轨迹经过圆心O，求粒子运动速度的大小；(2)若要求粒子不能进入圆形区域，求粒子运动速度应满足的条件。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D【解析】

A．因OB=OC可知FB=FC，由平衡知识可知解得FB一定大于mg，选项A错误；B．FB与FC不共线，不是一对平衡力，选项B错误；C．因FA=3mg>FC，则选项C错误；D．由平衡知识可知，FB与FC合力大小等于3mg，选项D正确。故选D。2、C【解析】

AB．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并释放大量能量，AB错误；CD．链式反应的条件有三个，一是足够浓度的铀，二是铀的体积需要大于等于临界体积，三是需要慢中子轰击，C正确，D错误。故选C。3、D【解析】

设一滴水与石头撞击时的作用力为，水与石头撞击时的速度为设向上为正方向，由动量定理得水滴间隔一天时间内有N滴水撞击石头，则有一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小联立解得故ABC错误，D正确。故选D。4、C【解析】

A．木块运动过程中，由动量定理物块所受的摩擦力f未知，则不能求解木块的运动时间，故A错误，不符合题意；B．由动能定理物块所受的摩擦力f未知，则不能求解木块滑行的距离，故B错误，不符合题意；C．小锤对木块做的功等于木块得到的动能，即故C正确，符合题意；D．只能求解小锤对木块冲量的水平分量故D错误，不符合题意。故选C。5、A【解析】

ABC．根据解得则运行周期之比为，向心加速度之比为，线速度之比为，故A正确，BC错误；

D．根据星球表面万有引力等于重力可知由于不知道“木卫三”和“土卫二”的半径之比，所以无法求出表面重力加速度之比，故D错误。

故选A。6、A【解析】

对妞妞下降过程有得规定向上为正向，由动量定理得代入数据求得A．3000N与分析相符，故A正确；B．2880N与分析不符，故B错误；C．1440N与分析不符，故C错误；D．3220N与分析不符，故D错误；故选：A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

A．当磁场以速度v0向右匀速运动且样车速度为零时，线框前、后边切割磁感线产生的总感应电动势由闭合电路欧婿定律可知，线框中的感应电流样车受到的安培力即电磁驱动力联立解得选项A正确；B．样车速度为零时，线圈的电热功率选项B错误；CD．设样车匀速运动的速度为当样车以速度v匀速运动时，线框前后边切割磁感线的速度为v0-v，产生的总感应电动势由闭合电路欧姆定律可知，线框中的感应电流样车受到的安培力即电磁驱动力由平衡条件有联立解得克服阻力做功的功率选项D错误，C正确。故选AC。8、ACE【解析】

A．根据波动与振动方向间的关系可知，波源O的起振方向与图中x=27m处质点的振动方向相同，沿y轴正方向，则质点P的起振方向也是沿y轴正方向，故A正确。

B．该波3s内传播的距离为27m，则波速选项B错误；C．波的周期则0~3s时间内，P点振动的时间为运动的路程为5A=5cm，选项C正确；D．t=3.6s时刻质点Q振动的时间，则此时质点Q正在从最低点向上振动，则在开始的一段极短时间内，Q点加速度变小，选项D错误；E．t=6s时P点已经振动了，此时P点恰好位于波谷，选项E正确。故选ACE。9、AC【解析】

A．由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为M→P，故A正确；B．产生的感应电动势为E＝S＝kL2根据欧姆定律可得电流为故B错误；C．杆刚要运动时μmg－ktIL＝0又因q＝It，联立可得故C正确；D．根据功率公式故D错误。故选AC。10、AC【解析】

CD．原线圈电压有效值U1=220V，根据原副线圈匝数比为2:1可知次级电压为U2=110V，则电压表的读数为110V，选项C正确，D错误；AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即解得I1=1.00A，选项A正确，B错误；故选AC.三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、B、C组成的系统(mB+【解析】

(1)[1]实验中要验证机械能守恒，只有以B、C组成的系统为研究对象，才只有重力做功，机械能才守恒，故该实验的研究对象是B、C组成的系统。(2)[2]因为遮光条的宽度为d≪h，故物块C通过光电门的速度可近似等于通过d的平均速度，即v=所以从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，B、C组成的系统动能增加量Δ[3]从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，物块C下降h，物块B上升h，故B、C组成的系统重力势能该变量为Δ12、(1)BC(2)A【解析】（1）本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上；为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要电压表。故学生电源和电压表两个器材不能缺少，选BC；（2）①理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系为U1U2=n【点睛】理想变压器原、副线圈两端电压和各自匝数的关系为U1U2四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）（2）【解析】

（1）粒子a进入磁场后做圆周运动，洛伦兹