2023-2024年河南省许昌市部分学校高三下学期高考冲刺（一）理科综合试题-高中物理（解析版）

普通高等学校招生全国统一考试冲刺金卷（一）理科综合能力测试一、单选题1.杭州第届亚运会最引人注目的“黑科技”之一，是田径赛场上的“显眼包”——机器狗。两只可爱的四足机器狗，以铁饼“搬运工”的身份，忙碌地奔跑着。工作人员在位置将铁饼放入机器狗背部的卡槽里，由机器狗运送回位置，、间直线距离为。若某次运送中，机器狗从静止开始做直线运动到达，到时速度恰好为零。机器狗运动的最大速度为，加速度大小不超过，则机器狗从到的最短时间为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】机器狗加速、减速时间相同，为，加、减速位移，匀速运动位移为，匀速运动时间为，机器狗从到的最短时间为，故选C。2.开普勒是人们迄今发现的最像地球的一颗行星，这颗行星位于天鹅座开普勒红外星颗行星中的最外层，与恒星距离为万公里，距离地球光年。根据观测发现某颗行星（下文称为星球）有一颗近地卫星，当地球的近地卫星转了圈时，星球的近地卫星才转了一圈，星球的半径约为地球半径的，设地球和星球的密度、表面的重力加速度分别用、、、表示。则下列说法正确的是（）A.地球和星球的密度之比B.地球和星球表面的重力加速度之比C.分别在地球和星球表面相同高度处以相同的速度平抛一个物体，星球上的物体落地较早D.星球的自转角速度增加到（为地球半径）时，会发生解体【答案】B【解析】由题意可知，，对于近地卫星，在星球表面有，星球的体积为，星球的密度为，故地球和星球的密度之比，故A错误；对于近地卫星，在星球表面有，地球和星球表面的重力加速度之比，故B正确；小球做平抛运动，物体落地的时间为，星球的重力加速度小，物体落地的时间较长，星球上的物体落地较晚，故C错误；设星球最外端的一物体质量为，当角速度为时，该物体将要离开星球，即，解得，故D错误。故选B3.一定质量的理想气体从状态变化到状态，再变化到状态，其状态变化过程的图像如图所示。已知该气体在状态时的热力学温度为，关于图示热力学过程中，下列说法正确的是（）A.该气体在状态时的热力学温度为B.该气体在状态时的热力学温度为C.该气体从状态到状态全程放出热量D.该气体从状态到状态与外界交换的热量是【答案】D【解析】气体从状态到状态做等容变化，由查理定律有，解得，气体从状态到状态做等压变化，由盖—吕萨克定律有，解得，故AB错误；因为状态和状态温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，由热力学第一定律，得，在整个过程中，气体在到过程对外做功，因此，即，是正值，所以气体从状态到状态过程中是吸热，吸收的热量，故C错误，D正确。故选D。4.年月日，“华龙一号”号机组内穹顶吊装就位，我国“华龙一号”是当前核电市场接受度最高的三代核电机型之一，其全面建成有力支撑了我国由核电大国向核电强国的跨越。核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。是反应堆中发生的许多核反应中的一种，是某种粒子，是粒子的个数，用、、分别表示、、核的质量，表示粒子的质量，为真空中的光速。以下说法正确的是（）A.为中子，B.太阳就是一个巨大的铀核裂变反应堆C.上述核反应中放出的核能D.铀块体积必须达到临界体积，有质子通过时，才能发生链式反应【答案】C【解析】由电荷数守恒知的电荷数为，故为中子，由质量数守恒知，故A错误；太阳发生的是轻核聚变，所以太阳是一个巨大的热核反应堆，故B错误；由题意知，核反应过程中的质量亏损，由质能方程可知，释放的核能，故C正确；根据链式反应的条件可知，轴块体积必须达到临界体积，有中子通过时，才能发生链式反应，故D错误。故选C。5.如图所示，绝缘粗糙水平面上处和处分别固定两个不等量正点电荷（场源电荷），其中处的电荷量大小为。两点电荷在轴上形成的电场其电势与关系如左图所示，其中坐标原点处电势为，且为极小值，和处电势分别为和。现由处静止释放质量为，电荷量为的正电物体（视为质点），该物体刚好向左运动到处。物体产生的电场忽略不计，下列说法正确的是（）A.的电荷的电荷量为 B.物体在运动过程中，电势能变化量为C.物体与地面动摩擦因数为 D.物体在坐标原点处动能最大【答案】C【解析】由图像的斜率等于场强可知，在处的场强为零，则，可得，选项A错误；物体在运动过程中，电势能变化量为，选项B错误；物体在运动过程中，由动能定理，，解得，选项C正确；物体动能最大时，电场力等于摩擦力，因在坐标原点电场力为零，可知在原点位置的动能不是最大，选项D错误。故选C。二、多选题6.如图甲所示，在平面内的均匀介质中两波源、分别位于轴上、处，两波源均从时刻开始沿轴方向做简谐运动，波源的振动图像如图乙所示，波源的振动方程是，质点位于轴上处，在时，质点开始振动。下列说法正确的是（）A.这两列波的波长为B.这两列波的周期相同，都是C.两列波刚开始相遇的时刻，质点的位移D.从开始经，处的质点通过的路程【答案】B、C、D【解析】波源离质点较近，波源先传播至质点，两列波在同一均匀介质中传播，波速相等，波速为，波源的周期为，波源的周期为，这两列波的波长为，故A错误，B正确；两列波刚开始相遇的时刻，有，解得，两列波刚开始相遇的时刻，波源未传播至质点，波源已传播至质点，质点振动时间为，此时质点处于波峰位置，质点的位移为，故C正确；波源、传播至处的质点的时间为，解得，由于波源、起振方向相反，处的质点到波源、的波程差为零，则处的质点为振动减弱点，振幅为，时，处的质点振动时间为，从开始经，处的质点通过的路程为，故D正确。故选BCD。7.弹性轻绳一端固定于天花板上的点，另一端与水平地面上质量为的滑块相连，当弹性绳处于如图所示的竖直位置时，紧挨一光滑水平小钉，此时滑块对地面的压力等于自身所受重力的一半。现作用在滑块上一水平拉力，使滑块向右缓慢运动一段距离，在撤去拉力时，滑块恰好能静止在地面上。已知弹性轻绳遵循胡克定律，弹性绳的原长等于的长度，弹性绳具有的弹性势能，式中为弹性绳的劲度系数，为弹性绳相对原长的形变量，此过程中弹性绳始终处于弹性限度内，滑块与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。对于该过程，下列说法正确的是（）A.滑块对地面的压力逐渐变大B.滑块向右运动的距离为C.滑块克服摩擦力做的功为D.拉力做的功为【答案】B、C【解析】对物块进行受力分析如图所示；设开始时的长度为，则开始时刻地面对物块的支持力为，当弹性绳处于如图所示的竖直位置时，紧挨一光滑水平小钉，此时滑块对地面的压力等于自身所受重力的一半，则，解得，设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为，则绳子的弹力为，其向上分力，故物体受到地面的支持力仍为，保持不变，A错误；由于绳子的弹力的水平方向的分力，由几何知识可知为物块移动的距离，由几何关系可知，故，B正确；因，故摩擦力做功为，C正确；从A到静止的过程中，由能量关系可得，又因为形变量为，故，D错误。故选BC。8.某科研小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪，装置如图所示。直边界的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，其中以点为圆心、半径为的半圆形区域内无磁场，芯片的离子注入将在半圆形区域内完成。离子源放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于从点进入磁场，加速电场的加速电压的大小可调节，已知、两点间的距离为，离子的比荷为，不计离子进入加速电场时的初速度及离子的重力和离子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.若加速电压，离子能进入半圆区域B.若加速电压，所有离子均不能计入半圆区域C.若离子的运动轨迹刚好过点，则该离子的速率为D.能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为【答案】A、D【解析】由动能定理得，由，解得，离子能进入半圆形区域有，，解得，A正确，B错误；离子能够经过圆心，则有几何关系，解得，由，可得离子进入磁场的初速度，故C错误；离子运动时间最短时，其对应的轨迹圆的圆心角最小。如图，由几何关系，当与半圆弧相切时最大，最大满足，解得，可得对应圆心角，由，能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为，故D正确。故选AD。三、实验题9.图是“探究加速度与力和质量的关系”的实验装置（已平衡摩擦力）。每次实验在细线末端增加一个钩码，小车每次从同一位置释放，并对应打出一条纸带，如图所示，纸带上相邻两点间的时间间隔为。（1）实验中是否必须测出小车质量和所挂钩码的总质量________（选填“是”或“否”）。（2）要求出本实验中小车的加速度大小，需要测量的物理量有：________。（3）如果细线质量可以忽略，则下列图像中，最能描述小车加速度随所挂钩码个数的关系是___________；A. B. C. D.（4）小车实际受到的拉力小于钩码的总重力，原因是__________。【答案】（1）是；（2）测量纸带上相邻两点间的距离；（3）B；（4）钩码加速下落时处于失重状态【解析】（1）本实验要验证拉力与加速度的关系，当小车的质量远大于钩码的质量，可近似认为钩码受到的总重力大小等于小车所受的拉力大小，则实验中必须测出小车质量和所挂钩码的总质量。（2）要求出本实验中小车的加速度大小，需要测量纸带上相邻两点间的距离，根据，求解加速度。（3）根据牛顿第二定律，解得，则随着的增加，加速度增加，最终加速度趋近于，则最能描述小车加速度随所挂钩码个数的关系是图像B。故选B。（4）对钩码，对小车，可得小车受的拉力，即小车实际受到的拉力小于钩码的总重力，原因是钩码加速下落时处于失重状态。10.电容器的充、放电过程是电容器的主要工作形式，也是我们了解电容器的一个载体。某实验小组为了研究电容器的充、放电过程，从实验室找来了一些实验器材，设计了如图所示的电路图用电流传感器、电压传感器观察电容器的充、放电过程。（1）开关接时，电源给电容器充电，为了调高电容器的充电电压，滑动变阻器的滑片应向________端（填“”或“”）移动；（2）开关接，调节滑动变阻器的滑片位置，当电压表示数稳定为时，将开关接，电流传感器记录下了电流随时间变化的关系，如图所示，则电容器的电容约为_________；（3）开关接时，如果不改变电路的其他参数，只增大电阻箱的电阻，放电时图像与横轴围成的面积将_________（填“增大”、“不变”或“变小”）；放电时间_________（填“变长”、“不变”或“变短”）；（4）在（2）条件下，开关接时，电源给电容器充电所获得的电能为_________（上述计算结果均保留两位有效数字）。【答案】（1）B；（2）、、、、、；（3）不变；变长；（4）、、【解析】（1）滑动变阻器分压式接法，故向端滑动充电电压升高；（2）图像与坐标轴围成图形的面积表示电容器放电过程放出的电荷量，根据图像得出每一小格代表的电荷量，电容器充满电的电荷量为，电容器的电容为（都正确）（3）电容器的电荷量,可知，电容器储存的电荷量与电阻无关，所以曲线与横轴围成的面积保持不变；当增大电阻，由于电阻对电流的阻碍作用增强，放电电流减小，所以放电时间将变长。（4）图像的面积表示电容器储存的电能，如图，所以（都正确）。四、解答题11.如图所示，水平地面上固定有倾角为，高为的斜面。点位于点正上方且与点等高。细绳一端固定于点，另一端与质量为的小球相连。细绳能够承受的最大拉力为。小球在竖直平面内做圆周运动，到最低点时细绳恰好拉断，之后做平抛运动并垂直撞到斜面上，重力加速度，求：（1）细绳的长度；（2）小球做平抛运动的时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）（2）小球做平抛运动并垂直撞到斜面上轨迹如图所示，设小球做平抛运动的水平位移为，竖直位移为，绳长为，根据圆周运动的知识有，小球做平抛运动，，根据平抛运动的推论，将速度方向反向延长经过水平位移中点，有，且，解得，，，，细绳的长度，小球做平抛运动的时间。12.如图，质量均为、电阻均为的导体棒、，通过长为的绝缘轻杆连接形成“工”字形工件，工件开始时锁定在宽为的竖直导轨上，导轨下方接有内阻为的电流表。“工”字形工件以初速度下落，下落后进入宽为、磁感应强度大小为、方向垂直导轨向里的匀强磁场，棒第一次穿过磁场时速度减少了一半，之后经过时间工件穿过磁场，继续下落一段距离（大于）与发生弹性碰撞，之后工件与反复弹性碰撞，最终恰好不进入磁场。已知重力加速度为，工件始终与导轨接触良好，不计一切阻力和导轨电阻，求：（1）工件运动过程中电流表的最大示数；（2）整个过程中回路产生的焦耳热；（3）工件第一次穿过磁场时电流表有示数的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）棒刚进磁场时，根据动能定理有，解得棒刚进磁场时的速度为，棒刚进磁场时，电流表的示数最大，感应电动势为，总电阻为，总电流为，工件运动过程中电流表的最大示数为；（2）工件与反复弹性碰撞，最终恰好不进入磁场时，棒位于磁场的下边缘，根据动能定理有，解得整个过程中回路产生的焦耳热为；（3）棒第一次穿过磁场时速度减少了一半，设棒第一次穿过磁场用时为，则，根据动量定理，其中，解得，工件继续下落后，棒进入磁场，此过程不受安培力，设下落的时间为，则有，解得，工件第一次穿过磁场时电流表有示数的时间为。13.如图所示，水平面上镶嵌两个传送带甲、乙，甲的长度为，乙的长度为，甲左侧地面粗糙，甲、乙之间的地面光滑且长度为，在电动机的带动下甲顺时针转动，速度为，乙逆时针转动，速度未知。质量为的物体从距甲左端处，在恒定外力的作用下由静止开始运动，滑上甲时撤去外力，此时的速度为，质量为的物体静止于乙左端的地面上。与甲左侧地面及甲间的动摩擦因数均为，与乙间的动摩擦因数为，与乙间的动摩擦因数为，、均可视为