2024届河南省辉县一高高三第六次模拟考试物理试卷含解析

2024届河南省辉县一高高三第六次模拟考试物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、用相同频率的光照射两块不同材质的金属板M、N，金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应。则（）A．金属板M的逸出功大于金属板N的逸出功B．若增加光的照射强度，则金属板N有可能发生光电效应C．若增加光的照射强度，则从金属板M中逸出的光电子的最大初动能会增大D．若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数会增加2、2010年命名为“格利泽581g”的太阳系外行星引起了人们广泛关注，由于该行星的温度可维持表面存在液态水，科学家推测这或将成为第一颗被发现的类似地球世界，遗憾的是一直到2019年科学家对该行星的研究仍未有突破性的进展。这颗行星距离地球约20亿光年(189.21万亿公里)，公转周期约为37年，半径大约是地球的2倍，重力加速度与地球相近。则下列说法正确的是A．飞船在Gliese581g表面附近运行时的速度小于7.9km/sB．该行星的平均密度约是地球平均密度的C．该行星的质量约为地球质量的8倍D．在地球上发射航天器前往“格利泽581g”，其发射速度不能超过11.2km/s3、下列说法正确的是（）A．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光光子的波长B．结合能越大，原子核结构一定越稳定C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小D．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加4、某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电压C．电容器的电容 D．电源的内电阻5、如图所示，两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，若A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，则（）A．B环将顺时针转动起来B．B环对桌面的压力将增大C．B环将有沿半径方向扩张的趋势D．B环中将有顺时针方向的电流6、在杨氏双缝干涉实验中，如果A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间、间距相等的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间、间距不等的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹二、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、图示是由质量相等的三颗星组成的三星系统，其他星体对它们的引力作用可忽略。设每颗星体的质量均为m，三颗星分别位于边长为r的等边三角形的三个顶点上，它们绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速圆周运动。已知引力常量为G，下列说法正确的是（）A．每颗星体受到的向心力大小为 B．每颗星体受到的向心力大小为C．每颗星体运行的周期均为 D．每颗星体运行的周期均为8、如图所示，正方形的顶点b、d在x轴上，顶点a、c在y轴上，正方形abcd的中心与坐标原点重合，且Od=0.2m。空间有一与xOy平面平行的匀强电场，已知a、b、c三点的电势分别为2V、V、-2V，则下列说法正确的是（）A．电子在a点的电势能小于在b点的电势能B．d点电势为VC．该匀强电场的电场强度的大小为E=20V/mD．电场强度方向斜向上，且电场线与y轴正方向的夹角为30°9、如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑14圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能EkA．B．C．D．10、下列关于匀变速运动说法正确的是（）A．只有在加速度和速度方向相同时，速度大小才可能增大B．若速度为零，则物体所受合外力可能不能为零C．若物体做匀加速直线运动时，从时刻开始连续相等时间内位移之比不可能是1：4：8：13：…D．若物体的加速度增加，则在相同时间内速度变化量一定增大三、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）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动。在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。(已知电火花计时器每隔相同的时间间隔T打一个点)(1)请将下列实验步骤按先后排序：________.①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触②接通电火花计时器的电源，使它工作起来③启动电动机，使圆形卡纸转动起来④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．(2)要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规D．量角器(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果____(填“有”或“无”)影响。(4)若兴趣小组在卡纸上选取了6个计时点，并测得这6个计时点扫过扇形所对应的圆心角为，则角速度的表达式为______________12．（12分）某学习小组用如图甲所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=______mm。(2)下列实验要求中必要的一项是_______（请填写选项前对应的字母）。A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应将气垫导轨调至水平(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块动能变化与合外力对它做功的关系，处理数据时应作出的图像是______（填写选项前对应的字母）。A．B．M-FC．D．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）平行金属导轨竖直固定放置，顶端接一阻值为R的电阻，平行边界MN和PQ相距x，内有磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m的导体棒从边界处MN由静止释放，到边界PQ时，加速度恰好为零，已知平行金属导轨宽为L，重力加速度为g，导体棒始终与导轨保持良好接触，不计导体棒和导轨电阻。求：（1）导体棒到边界PQ时速度的大小；（2）导体棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量；（3）导体棒穿过磁场所用的时间。14．（16分）如图所示，闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动，ab边长为x，bc边长为L、质量为m，其他各边的质量不计，线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v，经时间t，bc边上升到最高处，ab边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g。求t时间内：（1）线框中感应电动势的最大值；（2）流过线框导体截面的电量；（3）线框中感应电流的有效值。15．（12分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。

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．金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应，说明入射光的频率大于金属板M的极限频率而小于金属板N的极限频率，由，知金属板M的逸出功小于金属板N的逸出功，故A错误；B．能否发生光电效应取决于入射光的频率和金属的极限频率的大小关系，而与光的照射强度无关，故B错误；C．根据爱因斯坦光电效应方程可知，在金属板M逸出功一定的情况下，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C错误；D．在能发生光电效应的前提下，若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数增加，故D正确。故选D。2、B【解析】

ABC．忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力得：mg=m得到v=万有引力等于重力，=mg，得到M=ρ=这颗行星的重力加速度与地球相近，它的半径大约是地球的2倍，所以它在表面附近运行的速度是地球表面运行速度的倍，大于1．9km/s，质量是地球的4倍，密度是地球的。故B正确，AC错误。D．航天器飞出太阳系所需要的最小发射速度为第三宇宙速度，即大于等于2．1km/s，故D错误。3、D【解析】

A．根据可知，从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，根据波长与频率成反比，则从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故A错误；B．比结合能越大，原子核的结构越稳定，故B错误；C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子的过程中，电子半径减小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知核外电子的运动速度增大，所以核外电子的运动动能增大，故C错误；D．衰变的本质是原子核中的中子转化成一个质子和一个电子，电子从原子核中被喷射导致新核的质量数不变，但核电荷数变大，即原子序数增加，故D正确；故选D。4、D【解析】

A.根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故选项A可求；B.电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故选项B可求；C.根据可知电容器的电容为，故选项C可求；D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即，但内电阻没法求出，故选项D不可求。5、C【解析】略考点：导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律．分析：因带电绝缘环A的运动，相当于电荷定向移动，从而产生电流，导致圆环B中的磁通量发生变化，产生感应电流．使得处于磁场中的B圆环受到力的作用．解答：解：A、A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，设绝缘环带正电，所以产生顺时针方向的电流，使得B环中的磁通量变大，由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的，两环的电流方向相反，则具有沿半径扩张趋势．若绝缘环带负电，所以产生逆时针方向的电流，使得B环中的磁通量仍变大，由楞次定律可得感应电流方向是顺时针的，两环的电流方向仍相反，则仍具有沿半径扩张趋势．由上可知，B环不会转动，同时对桌面的压力不变．故选C点评：由楞次定律来确定感应电流方向，同时当电流方向相同时，两者相吸引；而当电流方向相反时，两者相排斥．6、D【解析】

A．由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹。故A错误。B．用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，屏上将呈现红黑相间、间距相等的条纹，故B错误。C．两狭缝用不同的光照射，由于两列光的频率不同，所以是非相干光，故不会发生干涉现象，故C错误。D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹。故D正确。故选D。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、BC【解析】

AB．任意两颗星体间的万有引力，每颗星体受到其他两颗星体的引力的合力故A错误，B正确；CD．根据牛顿第二定律其中解得故C正确，D错误。故选BC。8、ABC【解析】

A．a点的电势高于b点的电势，由，知电子在a点的电势能小于在b点的电势能，A正确；B．根据，有d点电势为V，故B正确；CD．由沿电场线方向电势降低，可知电场强度方向斜向下。设电场线与y轴正方向的夹角为为，由分别对a、c两点与b、d两点列式解得，。故C正确，D错误。故选ABC。9、BC【解析】A、设下落高度为h时，根据动能定理可知：Ek=mgh，即B、如图所示，θ向心力为：F-mgcosθ=mv2R，而且：则整理可以得到：F=mgcosθ+mvC、整个过程中只有重力做功，物块机械能守恒，即物块机械能不变，故选项C正确；D、根据瞬时功率公式可以得到：P=mgv而且由于12m整理可以得到：P=mgvsin点睛：本题考查了动能定理、机械能守恒的应用，要注意向心力为指向圆心的合力，注意将重力分解。10、BCD【解析】

A．对于匀变速直线运动，由得，只有在加速度和速度方向相同时，速度大小才增大；对于曲线运动，加速度方向和速度方向的之间夹角大于小于时，速度大小也增大，故A错误；B．做竖直上抛运动的物体，到达最高点时，速度为零，但它所受的合外力为自身重力，不为零，故B正确；C．物体做匀加速直线运动时，从时刻开始连续相等时间内位移之差为一恒量，即为而1：4：8：13：…位移之差分别是3、４、5…，故从时刻开始连续相等时间内位移之比不可能是1：4：8：13：…，故C正确；D．由得，物体的加速度增加，则在相同时间内速度变化量一定增大，故D正确。故选BCD。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、①③②④D无【解析】

(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次序为①③②④；(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器。故选D。(3)[3]由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响；(4)[4]由可知12、2.25BA【解析】

(1)[1]．游标尺的主尺读数为2mm，游标尺读数为5×0.05mm=0.25mm，则d=2mm+5×0.05mm=2.25mm。

(2)[2]．A、拉力是直接通过力传感器测量的，故滑块质量与钩码和力传感器的总质量无关，故A不必要；

B、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故B是必要的。

故选B。

(3)[3]．研究滑块的受力，根据动能定理可知利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则遮光条通过光电门的瞬时速度则解得研究滑块动能变化与合外力对它做功的关系，处理数据时应作出的图象为图象，故A正确，BCD错误。

故选A。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）；（3）。【解析】

（1）导体棒到PQ时加速度为0，设此时运动时速度为由法拉第电磁感应定律得电