2024届河南省豫北重点中学高三六校第一次联考物理试卷含解析

2024届河南省豫北重点中学高三六校第一次联考物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等2、如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则可推断正确的是（）①图中质点b的速度为负方向最大②从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为4m，位移为零③若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的频率为50Hz④若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不小于20mA．①③ B．②③ C．①④ D．②④3、如图，S是波源，振动频率为100Hz，产生的简谐横波向右传播，波速为40m/s。波在传播过程中经过P、Q两点，已知P、Q的平衡位置之间相距0.6m。下列判断正确的是（）A．Q点比P点晚半个周期开始振动B．当Q点的位移最大时，P点的位移最小C．Q点的运动方向与P点的运动方向可能相同D．当Q点通过平衡位置时，P点也通过平衡位置4、如图（a）所示，在倾角的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。释放圆环后，在和时刻，圆环均能恰好静止在斜面上。假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则圆环和斜面间的动摩擦因数为（）A． B． C． D．5、如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，，半圆轨道的半径，重力加速度取。则下列说法中正确的是（）A．拉力从到做功为B．物体从到过程中，所受的合外力为0C．物体能够到达点，且速度大小为D．物体能够到达点，且速度大小为6、在平直公路上有甲、乙两辆汽车从同一位置沿着同一方向运动，它们的速度－时间图象如图所示，则()A．甲、乙两车同时从静止开始出发B．在t＝2s时乙车追上甲车C．在t＝4s时乙车追上甲车D．甲、乙两车在公路上可能相遇两次二、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、在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个轻质定滑轮b，m1用轻杆连接着另一轻质滑轮c，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在m2上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计，整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是（）A．整个装置稳定时，α角一定等于β角B．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，m1高度上升C．若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，m1高度上升D．存在某一方向，往该方向缓慢移动轻滑轮b时，m1的位置保持不变8、在倾角为的光谱固定绝缘斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块和，它们的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，为一固定挡板，开始未加电场系统处于静止状态，不带电，带电量为，现加一沿斜面方问向上的匀强电场，物块沿斜面向上运动，当刚离开时，的速度为，之后两个物体运动中当的加速度为时，的加速度大小均为，方向沿斜面向上，则下列说法正确的是（）A．从加电场后到刚离开的过程中，发生的位移大小为B．从加电场后到刚离开的过程中，挡板对小物块的冲量为C．刚离开时，电场力对做功的瞬时功率为D．从加电场后到刚离开的过程中，物块的机械能和电势能之和先增大后减小9、如图所示，固定的光滑斜面上有一小球，小球与竖直轻弹簧P和平行斜面的轻弹簧Q连接，小球处于静止状态，则小球所受力的个数可能是（）A．2 B．3 C．4 D．510、长为、间距为的平行金属板水平正对放置，竖直光屏到金属板右端距离为，金属板左端连接有闭合电路，整个装置结构如图所示.质量为、电荷量为的粒子以初速度从两金属板正中间自左端点水平射入，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，粒子恰好垂直撞在光屏上.对此过程，下列分析正确的是（）A．粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等B．板间电场强度大小为C．若仅将滑片向下滑动一段后，再让该粒子从点以水平速度射入板间，粒子不会垂直打在光屏上D．若仅将两平行板的间距变大一些，再让该粒子从点以水平速度射入板间，粒子依然会垂直打在光屏上三、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．12．（12分）某学习小组利用图甲所示的电路测量电源的电动势及内阻．(1)按照原理图甲将图乙中的实物连线补充完整________．(2)正确连接电路后，进行如下实验．①闭合开关S，通过反复调节滑动变阻器R1、R2，使电流表A3的示数为0，此时电流表A1、A2的示数分别为100.0mA和80.0mA，电压表V1、V2的示数分别为1.60V和1.00V．②再次反复调节R1、R2，使电流表A3的示数再次为0，此时电流表A1、A2的示数分别为180.0mA和40.0mA，电压表V1、V2的示数分别为0.78V和1.76V．i．实验中调节滑动变阻器R1、R2，当电流表A3示数为0时，电路中B点与C点的电势______．（选填“相等”或“不相等”）ii．为了提高测量的精确度，电流表A3的量程应选择________A．0～0.6AB．0～100mAC．0～500μAⅲ．测得电源的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω．（结果保留3位有效数字）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，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m1=0.3kg和m2=1kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v0=1.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.1．某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v2=3m/s，g取10m/s2．求：(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep(2)从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E(3)为了让小物体m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物体m1平抛的最大水平位移x的大小。14．（16分）有一个容积V＝30L的瓶内装有质量为m的某种气体，由于用气，瓶中的压强由p1＝50atm降到p2＝30atm，温度始终保持0℃，已知标准状况下1mol气体的体积是22.4L，求：①使用掉的气体的质量Δm；②使用掉的气体的分子数．(阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，保留两位有效数字)15．（12分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻．导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：（1）感应电动势E和感应电流I；（2）拉力F的大小；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U．

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、B【解析】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。2、A【解析】

①由于波向右传播，根据“上下坡”法，知道b质点向下振动，此时的速度最大。故①正确；周期②从图示时刻开始，经过0.01s，即半个周期，质点a通过的路程为2个振幅，即4m，位移为4cm。故②错误；③该列波的频率为50Hz，要想发生干涉，频率需相同。故③正确；④当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射。即若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于4m，故④错误；

A．①③，与结论相符，选项A正确；B．②③，与结论不相符，选项B错误；C．①④，与结论不相符，选项C错误；D．②④，与结论不相符，选项D错误；故选A。3、D【解析】

A．根据可知，波长又故Q点比P点晚1.5个周期开始振动，A错误；BC．P、Q两点的平衡位置距离是半个波长的奇数倍，故两者振动情况完全相反，即两点的运动方向始终相反，当Q点的位移最大时，P点的位移也最大，但两者方向相反，BC错误；D、两点平衡位置距离是半个波长的奇数倍，所以当Q通过平衡位置时，P点也通过平衡位置，但两者运动方向相反，D正确。故选D。4、D【解析】

根据楞次定律可知，时间内感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在时有，此时圆环恰好静止由平衡得同理在时圆环上部分受到的安培力沿斜面向上，圆环此时恰好静止，由平衡得联立以上各式得故ABC错误，D正确。故选D。5、D【解析】

A．图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力从到做功为故A错误；B．物体从到过程中，做圆周运动，合力不变0，故B错误；CD．从A到B由动能定理有解得由于滑轨道在水平面内，则物体从B到C做匀速圆运动，物体能够到达点，且速度大小为，故C错误，D正确。故选D。6、C【解析】由图像可知，乙车比甲车迟出发1s，故A错误．根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知t=2s时，甲车的位移比乙的位移大，则知该时刻乙车还没有追上甲车，故B错误．在0-4s内，甲车的位移x甲=×8×4m=16m，乙车的位移x乙=×（1+3）×8m=16m，所以x甲=x乙，两者又是从同一位置沿着同一方向运动的，则在t=4s时乙车追上甲车，故C正确．在t=4s时乙车追上甲车，由于t=4s时刻以后，甲车的比乙车的速度大，两车不可能再相遇，所以两车只相遇一次，故D错误．故选C．点睛：解决本题的关键是要理解速度时间图线表示的物理意义，知道图线与时间轴围成的面积表示位移，相遇时两车的位移相等．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、ABD【解析】

A．对m2分析可知，m2受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m2g，对于滑轮c分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角α和β相等，故A正确；BC．整个装置稳定时，α角一定等于β角，且绳子拉力等于m2g，则ac与bc细线与竖直方向的夹角相等，设为，ab水平距离不变，结合几何关系，有得若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，细线的拉力等于m2g不变，细线的合力也不变，则不变，由于d和都不变，故不变，则m1高度上升，同理，若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，ab水平距离变大，则细线的拉力等于m2g不变，细线的合力也不变，则不变，d变大，则变大，所以m1高度下降，故B正确，C错误；D．由于细线bm2和bc部分拉力大小相等，两段细线的合力方向为细线bm2和bc部分的角平分线，如果沿角平分线移动轻滑轮b时，细线各部分的拉力大小和方向均不变，则m1的位置保持不变，故D正确。故选ABD。8、ACD【解析】

A．开始未电场时，弹簧处于压缩状态，对A，根据平衡条件和胡克定律有解得物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据胡克定律，有解得故从加电场后到B刚离开C的过程中，A发生的位移大小为选项A正确；B．从加电场后到B刚离开C的过程中，挡板C对小物块B的作用力不为零，由I=Ft知挡板C对小物块B的冲量不为0，选项B错误；C．设A所受的电场力大小为F，当A的加速度为0时，B的加速度大小均为a，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，对A有对B有故有B刚离开C时，电场力对A做功的瞬时功率为选项C正确；D．对A、B和弹簧组成的系统，从加电场后到B刚离开C的过程中，物块A的机械能、电势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，弹簧的弹性势能先减小后增大，则物块A的机械能和电势能之和先增大后减小，选项D正确。故选ACD。9、ABC【解析】

若P弹簧对小球向上的弹力等于小球的重力，此时Q弹簧无弹力，小球受2个力平衡。若P弹簧弹力为零，小球受重力、支持力、弹簧Q的拉力处于平衡，小球受3个力。若P弹簧弹力不为零，小球受重力、弹簧P的拉力、支持力、弹簧Q的拉力，小球受4个力平衡。由于斜面光滑，小球不受摩擦力，知小球不可能受5个力。故ABC正确，D错误。故选ABC。10、ABD【解析】A、粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，水平方向都不受外力，都做匀速直线运动，速度都等于v0，所以粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等，故A正确；B、设粒子在平行金属板间的运动过程中加速度大小为a，则粒子离开电场竖直分速度大小为，粒子离开电场后斜上抛运动则有，联立解得，故B正确；C、若仅将滑片P向下滑动一段后，R的电压减小，电容器的电压减小，带电量要减小，因为二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电压不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故C错误；D、若仅将两平行板的间距变大一些，电容器的电容要减小，由知U不变，电量要减小，但因为二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电场强度不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故D正确；故选ABD．【点睛】粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，采用运动的合成与分解求解．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、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。12、（1）如图所示；i．相等ii．Cⅲ．2.871.50【解析】（1）根据原理图连接实物图如图所示；（2）i、实验中，调节滑动变阻器，当电流表示数为0时，说明电流表两端电势差为零，故电路中B点与C点的电势相等；ii、为了使实验结果更精确，必须严格控制B、C两点电流为零，如果电流表A3的量程相比与电路中的电流太大，会造成BC中有电流，但是读不出来，显示为零，所以应选择量程非常小的，故选C；iii、根据电路规律可知，第一次实验中，路端电压为，干路电流为；第二次实验中有，干路电流为；由闭合电路欧姆定律可知，联立解得．【点睛】该实验的关键是明确实验原理，即利用等势法求解，要求BC两点的电势相等，即无电流通过B