2024届河南省周口市高三下学期二模理综试题-高中物理（解析版）

2024年高中毕业年级第二次质量预测理科综合试题卷本试卷分选择题和非选择题两部分。考试时间150分钟，满分300分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.两束光M、N以相同入射角由空气入射到水中，折射角分别为和，已知，则在水中（）A.M光折射率大于N光 B.M光的频率大于N光C.M光的传播速度大于N光 D.M光的波长小于N光【答案】C【解析】【详解】A．根据折射定律可知，折射角越大，折射率越小，由于，所以M光的折射率小于N光，故A错误；B．折射率越大则光的频率越大，由于M光的折射率小于N光，所以M光的频率小于N光，故B错误；C．根据可知，折射率越大，光在介质中的传播速度越小，由于M光的折射率小于N光，所以M光的速度大于N光，故C正确；D．根据可知，频率越大，波长越小，由于M光的频率小于N光，所以M光的波长大于N光，故D错误。故选C。2.扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】从力的角度看，水平方向的力相等，饱粒b的重力大于秕粒a的重力，如图所示从运动上看，在水平方向获得的动量相同，饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而从竖直方向上高度相同运动时间相等所以综合可知B正确。故选B。3.如图所示，两根长直导线a、b垂直放置，彼此绝缘，分别通有大小相同电流。固定的刚性正方形线圈MNPQ通有电流I，MN到a的距离与MQ到b的距离相等，线圈与导线位于同一平面内。已知通电长直导线在其周围某点所产生的磁感应强度大小，与该点到长直导线的距离成反比；线圈所受安培力的大小为F。若移走导线a，则此时线圈所受的安培力大小为（）A.，方向向左 B.，方向向右 C.，方向向左 D.，方向向右【答案】A【解析】【详解】根据左手定则和右手螺旋定则，结合磁感应强度的叠加可得，线圈左右两侧受到的安培力合力方向水平向左，上下受到的安培力合力方向竖直向上，大小都为，合力大小为故撤去导线a，则此时线圈所受的安培力为水平向左，大小为故选A。4.卫星通话依托多颗地球卫星进行信号传输。若赤道上空运行有3颗高度相同的卫星，其信号刚好能够覆盖整个赤道。已知地球半径约为6400km，重力加速度g取。则卫星绕赤道运行的速度约为（）A.3.9km/s B.5.6km/s C.7.9km/s D.11.2km/s【答案】B【解析】【详解】由于3颗高度相同卫星，其信号刚好能够覆盖整个赤道，可知，相邻卫星的连线与赤道圆周相切，令地球半径为R，卫星轨道半径为r，根据几何关系有卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有在地球表面有解得v=5.6km/s故选B。5.如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R，小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经时间第1次过P点（P点图中未标出），再经时间又过该点。则（）A.小球振动的周期为 B.O到P的距离为C.小球第3次过P点所需的时间为 D.由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大【答案】B【解析】【详解】A.小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经t0时间第1次过P点，再经2t0时间又过该点，说明小球从O到P的时间为t0，从P到最大位移处的时间为t0，小球从最大位移处再回到P点的时间为t0，则小球振动的周期为T=4(t0+t0)=8t0故A错误;；B.设O到P的距离为x，由简谐运动的对称性可得x=Asin又A=R则得故B正确；C.小球第3次过P点所需的时间为t=6t0故C错误；D.由S到O的运动过程中小球做简谐运动，位移逐渐减小，根据简谐运动的特征分析可知加速度逐渐减小，由牛顿第二定律知小球受力逐渐减小，故D错误。故选B。6.质量、长度的木板静止在足够长的光滑水平面上，右端静置一质量的物块（可视为质点），如图（a）所示。现对木板施加一水平向右的作用力F，图像如图（b）所示。物块与木板间的摩擦因数，重力加速度g取。则（）A6s末，物块刚好与木板分离 B.0~4s内，物块与木板不发生相对滑动C.0~6s内，物块与木板组成的系统机械能守恒 D.4~6s内，拉力F做功等于物块与木板系统动能增量【答案】AB【解析】【详解】AB．物块的最大加速度为解得m/s2当N时，假设木板和物块相对静止，则有解得m/s2<a则物块可以与木板相对静止，当N时，木板的加速度为解得m/s2>a物块与木板在4s末的速度相等，根据位移—时间公式可知代入数据解得s所以6s末，物块刚好与木板分离，故AB正确；C．0~6s内，物块与木板组成的系统受拉力做功，机械能不守恒，故C错误；D．根据功能关系可知，4~6s内，拉力F做功等于物块与木板系统动能增量与系统摩擦生热之和，故D错误；故选AB。7.如图是差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，电压有效值为，cd间输出电压有效值为。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则铁芯（）A.向上移动，减小 B.向下移动，增大C.静止不动，增大则不变 D.向上移动一段距离后，增大则减小【答案】BC【解析】【详解】根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向下移动，都会增大，铁芯静止不动，即使增大，但依然不变。故选BC。8.如图，容积为的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始时位于汽缸底部高度处，下方密封有一定质量、温度为的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为，活塞产生的压强为，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中（）A.开始时，活塞下方体积为B.温度从升至，气体对外做功为C.温度升至时，气体压强为D.温度升至时，气体压强为【答案】AD【解析】【详解】A．由于初始时位于汽缸底部高度处，则初始时，活塞下方体积为，由于大气压强为，活塞产生的压强为，则初始时，气体的压强将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门过程，末状态气体的压强为，根据玻意耳定律有解得即加热开始时，活塞下方体积为，故A正确；B．若活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门之后缓慢加热，活塞恰好到达气缸顶部，与顶部没有相互作用的弹力，气体压强始终为，此时，根据盖吕萨克定律有解得可知，温度从升至过程，活塞没有到达顶部，气体做等压变化，则有解得则温度从升至，气体对外做功为故B错误；C．结合上述可知，温度升至时，活塞恰好到达气缸顶部，与顶部没有相互作用的弹力，气体压强为，故C错误；D．结合上述可知，温度升至时，活塞已经到达气缸顶部，与顶部有相互作用的弹力，温度由升高至过程为等容过程，根据查理定律有解得故D正确。故选AD。三、非选择题：共174分。9.如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使砝码带动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻，第n组栅栏通过光电门的平均速度记为，所得实验数据记录在下表中。（答题结果均保留3位有效数字）n16.4280

26.46890.04091.226.448536.5007

6.484846.52750.02681.876.514156.55130.02382.106.539466.57300.02172.306.562276.59290.01992.516.5830（1）完善表中第3、4列缺失的数据，分别为______和______；（2）图（b）是根据表中数据所作的图线，则当地重力加速度为______。【答案】（1）①.1.57②.0.0318（2）9.69【解析】【小问1详解】[1]根据[2]根据小问2详解】由图可知10.为测量一段粗细均匀电阻丝的阻值，某学生小组设计如下实验。（1）先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值，选用的欧姆档为“”，测量结果如图（a）所示，则电阻丝的阻值为______。为了更精确测量电阻丝阻值大小，设计图（b）所示电路。所用实验器材有：电源（电动势0~4.5V可调，内阻不计）、标准电池（电动势1.0186V）、灵敏电流计G（阻值约）、电流表（量程0~200mA，内阻不计）、定值电阻、可变电阻（阻值）、探针（一端连灵敏电流计，另一端连电阻丝）、米尺、开关和、导线若干。（2）实验步骤如下：①首先将调至较小，闭合开关；②将探针置于电阻丝中间位置附近，调至最大值。试触开关，观察灵敏电流计指针偏转情况。如果指针偏转，则改变大小或探针的位置，反复调节直到灵敏电流计的示数为0。此时______，______。（填“＞”、“＝”或“＜”）；③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，则要调______（填“大”或“小”），或者将探针向______（填“左”或“右”）滑动；④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，则电阻丝的阻值为______（保留3位有效数字）。【答案】（1）19.9（2）①.=②.=③.调小④.左⑤.19.2【解析】【小问1详解】选用的欧姆档为“×1Ω”，则电阻为19.9Ω；【小问2详解】②[1][2]调节直到灵敏电流计的示数为0，则c、d两点电势差为0，可知此时=，=。③[3][4]当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，说明有从c向d方向的电流，则c端电势较高，要调小，或者将探针向左滑动，从而减小c端电势；④[5]某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，根据题意可知，电阻丝的阻值为11.质量为m的小球以速度v0由水平地面竖直向上抛出，经多次与地面碰撞后，最终静止在地面上。已知小球与地面的碰撞为弹性碰撞，重力加速度记为g，运动过程中小球所受空气阻力视为恒定，大小为0.6mg。求小球（1）从抛出到静止所经历的总路程；（2）向上运动与向下运动的时间之比。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设从抛出到静止小球所经历的总路程为s，对整个过程，重力做功为零，根据动能定理得解得（2）小球上升和下降过程的加速度大小分别为小球第1次向上运动的时间和位移大小分别为设小球第1次向下运动的时间和末速度大小分别为t2和v1，则有解得由于小球与地面的碰撞为弹性碰撞，则小球第2次以大小为v1的初速度开始向上运动，向上运动的时间和位移大小分别为设小球第2次向下运动的时间和末速度大小分别为t4和v2，则有解得同理，小球第3次向上运动的时间和位移大小分别为小球第3次向下运动的时间和末速度大小分别为以此类推……则小球向上和向下运动的时间分别为t上=t1+t3+t5+…+tn-1=+++…+==t下=t2+t4+t6+…+tn-2=+++…+==故小球向上与向下运动的时间之比为12.有多个相同矩形闭合线圈（线圈1，线圈2，线圈3，…）固定在一绝缘杆上。每个线圈电阻为R，相互靠近排列、彼此绝缘，相邻线圈之间的距离可忽略。线圈和绝缘杆的总质量为m，每个线圈的长边长为L，如图所示。现将整个装置静置在足够长的光滑斜面上，斜面倾角为，在以MN为边界的斜面下方存在一匀强磁场区域，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度大小为B。开始时线圈从斜面上某一位置由静止释放，下滑过程中线圈长边始终与MN平行。已知线圈1刚进磁场瞬间的加速度为未进入磁场时的3倍，线圈进入磁场时间后开始做匀速运动。重力加速度取g，求（1）开始时线圈1下边缘与MN的距离；（2）从线圈1刚进入磁场到开始做匀速运动过程中，线圈和绝缘杆所受的平均作用力。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）未进入磁场时对线圈进行受力分析，设线圈加速度为，由牛顿第二定律知设线圈进磁场瞬间的加速度为，所受安培力为，由牛顿第二定律知由公式知设线圈进磁场瞬间的速度为，则线圈1刚进磁场瞬间的加速度为未进入磁场时的3倍，则联立得根据匀变速运动速度与位移关系式知代入得（