2024届河南省高三年级下册适应性测试理综-物理试题（解析版）

2024年河南省普通高中毕业班高考适应性测试

理科综合

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需

改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第I卷

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.瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图，横截面为圆弧的瓦片静置在两根相

互平行的椽子正中间，已知椽子间距离为d,与水平面夹角均为仇瓦片质量为7",忽略瓦片厚度，重力加

速度为g。则（）

A.椽子对瓦片弹力的合力方向竖直向上

B.椽子对瓦片作用力的合力大小为加geos，

C.仅减小椽子的倾角仇椽子对瓦片弹力的合力变小

D.仅减小椽子间的距离力椽子对瓦片弹力的合力不变

【答案】D

【解析】

【详解】A.对瓦片进行受力分析，瓦片所受支持力垂直于瓦片的切面指向瓦片，两力的合力方向垂直于椽

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子斜向上，故A错误；

B.瓦片处于静止状态，则椽子对瓦片的作用力的合力与重力等大反向，大小为机g,方向竖直向上，故B

错误；

CD.以瓦片为对象，垂直于斜面的截面图及受力分析如图所示

根据受力平衡可得

N合=2Ncosa=mgcos3

可知仅减小椽子的倾角椽子对瓦片弹力的合力变大；仅减小椽子间的距离力由于6不变，椽子对瓦片

弹力的合力不变，故C错误，D正确。

故选D。

2.如图为某同学做“水流导光”的实验装置：在一透明塑料透明瓶右侧下方开一个小孔，向瓶中灌入清水,

水便从小孔流出。在瓶左侧用激光水平射向小孔，发现光束并未完全约束在流出的水流中。则（）

A,可能是水面过高引起的

B.可能是塑料瓶横截面积过大引起的

C.可换用波长更长的激光使光完全约束在水流中

D,可换折射率更大的液体使光完全约束在水流中

【答案】D

【解析】

【详解】A.在瓶左侧用激光水平射向小孔，发现光束并未完全约束在流出的水流中，是因为光发生折射,

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不会发生全反射，则如果是水面过高引起的，流出的水流与光的夹角过小，导致入射角大于临界角，从而

出现光的全反射现象，A错误；

B.如果塑料瓶横截面积过大或过小，光从水射向空气的入射角不变，因此光仍能发生折射现象，所以与塑

料瓶横截面积无关，B错误；

C.如果换用波长更大的激光，其折射率减小，则临界角增大，从而出现折射现象，不能完全约束在水流中，

C错误；

D.如果换用折射率更大的液体，则临界角减小，更容易发生全反射，能完全约束在水流中，D正确。

故选D。

3.图甲为一个简易的静电除尘装置，没有底的空塑料瓶上固定着一块铝片和一根铜棒，将它们分别与起电

机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，瓶内产生烟尘，摇动起电机后瓶内变得清澈透明。图乙

为瓶内俯视图，其中b、c为瓶内电场中同一条电场线上的三个点，且ab=bc。则起电机摇动时（）

A.带负电的烟尘会向铜棒聚集

B.a点的电场强度大于b点的电场强度

C.a,6两点间的电势差小于6、c两点间的电势差

D.带负电的烟尘在b点时的电势能大于它在c点时的电势能

【答案】C

【解析】

【详解】AB.起电机摇动时，根据题意可知铜棒带负电，铝片带正电，所以带负电的烟尘会向铝片聚集，

由于二者之间的电场线分布是从左至右依次变的密集,即。点的电场强度小于b点的电场强度，故AB错误;

C.a、6两点间的电场线比6、c两点间的电场线要疏一些，故

Eab<Ebc

根据

U=Ed

其中

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可知

Uab<ubc

故a、6两点间的电势差小于6、c两点间的电势差，C正确;

D.根据电场线的分布情况可知

<Pb>(Pc

根据电势能与电势的关系

Ep=q(P

其中

q<0

即带负电的烟尘在b点时的电势能小于它在c点时的电势能，故D错误。

故选C。

4.卫星上装有太阳能帆板，可将光能转化为电能储存在蓄电池中，为卫星提供电能。现有一颗人造地球卫

星绕地球做匀速圆周运动，其运行轨道位于赤道平面上，轨道半径为地球半径的行倍。已知地球的自转周

期为《，半径为R,地球同步卫星轨道半径约为50及。在春分这一天，太阳光可视为直射赤道，该卫星

绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为()(V?=2.24)

A.0.077；B.0.037；C.0.147；D.0.277；

【答案】A

【解析】

【详解】对同步卫星由万有引力提供向心力

Mm4万2

x5同

G瓦函7二加不

对于人造卫星的轨道半径为

=727?

由万有引力提供向心力得

Mm4/

GX岳

解得

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如图所示，人造卫星在4到2(顺时针)的过程中太阳能帆板无法工作

.0R1

2y/2R2

可得

6^=90°

则该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为

360°-6)3

360°

故选Ao

5.图甲为氢原子的能级图，大量处于〃=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出频率不同的光子，其中只

有两种频率的光可使图乙中的光电管阴极K发生光电效应。现分别用这两种频率的光.、6照射该光电管阴

极K,测得光电流随电压变化的关系如图丙所示，阴极K金属材料的逸出功为4.75eV。下列说法正确的是

()

A.这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光

B.氢原子跃迁时发出。光的频率大于6光的频率

C.用6光照射光电管阴极K时，遏止电压为8V

D.用频率越大的光照射光电管阴极K时，产生的光电流越大

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【答案】C

【解析】

【详解】A.第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，能发出C；=6种不同频率的光，故A错误;

B.由图可知6光的遏止电压最大，由

eUc=Ek

Ek=hv-JV0

联立可知6光的频率大于。光的频率，故B错误；

C.图丙中的图线方所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量较大，原子

跃迁对应的能级差较大，即对应于从〃=4到〃=1的跃迁，则光子能量为

(-0.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV

则遏止电压为

^=12.75eV-4.75eV=8v

e

故C正确；

D.当提高光的频率后，单个光子的能量E=/zu增大，在光强(单位时间内所有光子的总能量)不变的前

提下，光子的数目必然减少，光电管阴极发射的光电子数目自然就会减小，光电流减小，故D错误。

故选C。

6.如图为一“凸”形绝热且内壁光滑的汽缸，被两轻质绝热活塞分成A、B、C三部分，两活塞用轻杆连接。

活塞稳定时，A、B、C内的理想气体温度均相同。现通过电热丝使B中气体温度缓慢升高，在两活塞缓慢

下降的过程中，下列说法正确的是()

A.A中气体内能减少

B.A中气体压强增大

C.B中气体所有分子的动能均增大

D.C中气体分子的数密度增大

【答案】AD

【解析】

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【详解】ABD.以B中气体为研究对象，体积不变，根据查理定律得

旦=卫

A1

可知B中气体温度升高，压强增大；以活塞和连杆整体为研究对象,受到向上和向下气体的压力025和P2SC，

因为S<Sc，则有

p2sA<piSc

可知活塞和连杆合力向下，竖直向下运动，A中气体体积增大，压强减小，对外做功，根据热力学第一定

律

^U=W+Q

汽缸绝热。=0,内能减小，温度降低；C中气体体积变小，气体分子的数密度增大，故AD正确，B错误;

C.B中气体温度升高，分子的平均动能增大，并不是所有分子的动能均增大，故C错误。

故选AD。

7.图甲为一超声波悬浮仪，其上方圆柱体内通过图乙中的振荡电路产生高频电信号，经转换成同频率的高

频声信号后发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为

零的点一节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点附近保持悬浮状态。该情境可等效简化为

图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，「（-1.5,0）、。（2,0）分别为两波源所在的位置，己知

超声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（）

y/cm

----->A------

A\/1MO2•­x/cm

[_____cr<------

甲1丙

A.悬浮仪发出的超声波频率为34000Hz

B.图丙所示时刻M、N两质点的振动方向相同

C.两列波叠加稳定后，波源尸、。之间的小水珠共有3个悬浮点

D.若增大平行板电容器C极板间距离，可以增加悬浮仪中的节点个数

【答案】ABD

【解析】

【详解】A.由图可知，超声波的波长为

2=1cm

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则超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为

340m/s

=34000Hz

0.01m

故A正确;

B.由同侧法可知，该时刻M、N两质点的振动方向相同，均沿y轴正方向，故B正确；

C.波源尸、。振动步调相反，当波程差为半波长的奇数倍时，该点是振动加强点，当波程差为波长的整数

倍时，该点是振动减弱点，设波源尸、。之间某一点坐标为阳悬浮点为振动减弱点，满足

|(2-x)-((x-(-1.5))|=|2x-0.5|=«2为自然数)

解得

x=±0.25cm>±0.75cm、±1.25cmJ.75cm

故两列波稳定叠加后，波源尸、。之间小水珠共有7个悬浮点，故C错误；

D.若增大平行板电容器。极板间距离，根据

csS

C=-------

471kd

可知平行板电容器的电容减小，根据

可知ZC振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，则可以增

加悬浮仪中的节点个数，故D正确。

故选ABDo

8.图甲中竖直放置的轻质弹簧一端固定在风洞实验室中的水平面上，以此水平面为重力势能的零势能面，

质量为0.1kg的小球在弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的

位置为原点O,竖直向下为x轴正方向，在小球下落的过程中，小球重力势能随其位移变化关系如图乙中

的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为

108N/m,重力加速度g取lOm/s?。则下列说法正确的是()

A.弹簧原长为0.5m

B.小球刚接触弹簧时的动能为0.45J

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C.小球下落过程中所受风力为0.2N

D.小球的最大加速度大小为99m/s2

【答案】BD

【解析】

【详解】A.取地面为零势能参考面，根据图像可知小球初状态的重力势能为

Eo=mgh=0.7J

图乙中的图线②表示弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系，由此可知小球下落4=0.5m开始接触弹簧;

则弹簧的原长为

L=h-hl=0.7m-0.5m=0.2m

故A错误；

C.由图乙可知小球速度减为0时小球下落

s=0.6m

根据功能关系有

mgs-fs=0.54J

解得

/=0.1N

故C错误；

B.小球刚接触弹簧时，小球下落了0.5m,则根据动能定理有

mgs0-fs0=Ek

解得

Ek=0.45J

故B正确；

D.弹簧压缩量最大时，弹性势能最大

1,

E=-k-\xl=0.54J

P2

Axm=0.6m-0.5m=0.1m

则劲度系数

k=108N/m

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加速度

a〃陪+/=99mzs2

m

故D正确。

故选BDo

第n卷

三、非选择题：本题共14小题，共174分。

（说明：物理部分为第22〜26题，共62分；化学部分为第27〜30题，共58分；生物部分

为第31〜35题，共54分）

9.“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的设备。某同学为了测量“枪头

的冲击频率，将带限位孔的塑料底板固定在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带，如图甲

所示。启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换

纸带，重复操作。

甲乙

（1）实验时打出一条清晰的纸带，截取其中一段，测得相邻点迹间的距离如图乙所示，则纸带的（填

“左”或“右”）端连接重锤；若取重力加速度大小为9.8m/s2,可计算出“枪头”的冲击频率为Hz,

A点对应的速度为in/so（计算结果均保留两位有效数字）

（2）该实验产生误差的主要原因是“枪头”在打点瞬间阻碍纸带的运动，这样会导致冲击频率的测量值

（填“大于”“小于”或“等于"）实际值。

【答案】（1）①.左©.20③.1.5

（2）大于

【解析】

【小问1详解】

[1]松开纸带，纸带在重锤作用下做加速运动，纸带上相邻两点间的距离逐渐增大，由图可知，纸带左端与

重锤相连；

[2]根据逐差法，有

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g=

（2T『

即

(85.7-36.6)mm+(110.1-61.2)mm&

9.8m/s92--------------1------------------------1——xlO^

(27)一

解得

T=0.05s

频率为

f=^=20Hz

[3]/点对应的速度为

m

巳=等寇'1075mzs

【小问2详解】

“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动，使得重物下落的加速度小于自由落体加速度，故计算周期时，加速度

值偏大，导致测量结果偏小，则测量的频率偏大，故频率测量值大于实际值。

10.某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以

下器材进行探究。

A.气压传感器凡.（阻值变化范围从几十欧到几百欧）;

B.直流电源（电动势6V,内阻不计）；

C.电压表匕（量程0〜3V,内阻为4kQ）；

D.电压表匕（量程。〜15V,内阻为20k。）；

E.电流表A（量程0〜150mA,内阻不计）；

F.定值电阻4（阻值为4k。）；

G.定值电阻鸟（阻值为20k。）；

H.滑动变阻器R（最大阻值为50Q）；

I.开关S、导线若干。

（1）该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择,定值电阻应选择»（填

器材前的字母代号）

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R/Q

^p/(xlO5Pa)

丙

（2）请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整

（3）改变环境压强0,测得不同的凡值，绘出如图丙所示的图像，可得凡随压强p变化的关系式为

尺

（4）某次测量时，电压表、电流表的示数分别为。=2.40V和/=24.0mA,则气压传感器的阻值

Rx=Q,此时气压传感器所处环境的压强0=Pao

【答案】10.①.C②.F

12.1300Q-1X10-2/?

13.①.200②.l.lxlO5

【解析】

【小问1详解】

[1]根据题意可知，电源电动势为6V,电压表读数时要在表盘中间三分之一更准确，而且串联定值电阻可

以扩大量程，故电压表选C。

⑵串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到6V即可，电压表V的量程为3V,内阻为4kC,根据

串联分压原理，故需串联一个阻值为4kC定值电阻，故定值电阻应选用。

故选Fa

【小问2详解】

按照图甲所示的电路图，连接实物图如图所示

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【小问3详解】

根据图像，假设

4=&一切

代入数据可得

4=1300。-1x10-2夕

【小问4详解】

[1]根据题意，由欧姆定律有

2U2x2.40V

=200Q

&I~24.0xlO-3A

[2]将'=200Q代入表达式

4=1300。-1义10-22

可以解得，此时气压传感器所处环境的压强为

^=l.lxlO5Pa

II.在冰壶比赛中，所用的冰壶除颜色外其他完全相同。如图甲所示，红壶在水平冰面上以一定的速度与静

止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短。碰后，运动员用毛刷去擦蓝壶运动前方的冰面来减

小阻力。碰撞前后两壶运动的速度v随时间t变化的关系如图乙中实线所示。已知红壶、蓝壶质量均为20kg,

重力加速度g取lOm/s?。求：

(1)碰撞后蓝壶运动的时间；

(2)碰撞后蓝壶与冰面间的动摩擦因数；

(3)两冰壶在碰撞过程中损失的机械能。

监壶

甲

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【答案】(1)5s；(2)0.016；(3)3.2J

【解析】

【详解】(1)设碰撞后蓝壶运动的时间为。根据三角形相似可知：

1.2-1.01

1.0匚

解得碰撞后蓝壶运动的时间为

，=5s

(2)由题意可知，红壶碰前的速度为匕=L0m/s,碰后的速度为v；=0.2m/s,设碰后蓝壶的速度为修，

根据动量守恒定律有

mvx=mv[+mv2

解得

v2=0.8m/s

碰撞后蓝壶运动的加速度大小为

a=-='^-m/s2=0.16m/s2

t5

根据牛顿第二定律

/j.mg=ma

可得蓝壶与冰面间的动摩擦因数

〃=0.016

(3)由能量守恒定律，碰撞过程中两冰壶损失的机械能为

AE=^mv\一(~mvi2+~mvl)=3-2J

12.如图所示，两个完全相同的正方形金属细线框M、N,置于光滑的绝缘水平桌面上。在线框M右侧宽

度为/的区域内，存在方向垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度大小为反开始时线框M、N并排靠在一起,

彼此绝缘且不粘连，其左、右边框与磁场边界平行，每个线框的边长、质量、电阻分别为/、机、R.

(1)用水平推力作用在线框N上，让M、N一起以速度%沿垂直于磁场边界的方向匀速穿过磁场区域，

求整个过程中水平推力的最大值；

(2)不加推力，让M、N一起以大小为%的初速度沿垂直于磁场边界的方向自由滑行，线框N恰好能穿

过磁场区域。求：

(i)线框M完全离开磁场时的速度与初速度%的比值；

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(ii)整个过程中线框M产生的热量QM与N产生的热量QN的比值。

XXX

XXX

Xz\zx

XXX

XXX

215

【答案】(1)⑴—；(zii)—

R58

【解析】

【详解】(1)线框M、N均在磁场区域运动时，每个线框内电流大小均为

I=E=Blv。

~R~R

当M、N靠在一起的边均进入磁场时，水平推力达到最大，其大小为

Fm=2BII

联立解得最大水平推力

212Vo

mR

(2)(i)以线框M的右边框刚进入磁场为计时起点，把线框N向右运动的过程分为0〜/、/〜2/、27-3/

三个阶段，线框N相应的末速度依次记为％、匕和0在第一阶段，M、N一起减速，时间为线框M中

的平均感应电动势

—A①Bl2

1=T=T

感应电流

由动量定理得

-BI11•tx=2mvi-2mv0

其中

q=It

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联立可得

在第二阶段，由于M、N同时处于磁场中，二者产生的感应电动势和电流总是相同，受力也相同，因此仍

一起减速，同理可得

^y-=2m（v1-v2）

在第三阶段，M已经离开磁场，而N还在磁场中做减速运动，因此M、N分开，N最后恰好离开磁场，对

线框N同理可得

联立各式可得

2c

匕=1%，匕=2匕

则线框M完全离开磁场时的速度v2与初速度％的比值

v2_2

%5

（ii）由能量守恒定律可知，线框M、N在整个过程中产生的热量分别为

2

0N=1^(v1-vf)+|mvf

联立解得

0M=15

0N8

13.如图所示，从粒子源发射出一质量为〃?、电荷量为g的正粒子（不计重力），经加速后以速度v沿水平

方向射入速度选择器，再经磁分析器和电场偏转系统最后打在xOy平面上。已知形状为四分之一圆环的速

度选择器内，存在方向指向圆心。，的辐射状电场，圆环内、外半径分别为工和3"在速度选择器两端沿中

心轴线处各有一个小孔/、N,粒子从〃孔射入、N孔穿出后进入磁分析器，磁分析器是与速度选择器形

状完全相同的四分之一圆环，其圆心也为。，内部分布有垂直纸面向里的匀强磁场，粒子经磁场偏转后从

出口端（含尸、。两点）飞出，之后进入电场偏转区，此区域充满着垂直纸面向外的匀强电场，其电场

强度与速度选择器中心轴线处的电场强度大小相等。粒子经电场偏转后打在与尸。距离为22的X。），平面上,

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P。的中点K与。点的连线垂直于x(方平面。求：

(1)速度选择器中心轴线处电场强度£的大小；

(2)要保证粒子能顺利通过磁分析器，磁感应强度3的取值范围；

(3)当磁分析器中的磁感应强度3为最小值时，粒子落在X。平面上的坐标(x,同。

M，/中心轴线

口--

粒子源速度选择器

2

mv/、4mv八4mv16"UL

【答案】(1)E=---；(2)——<B<—~；(3)9

2qL13qL5qL144~6~

【解析】

【详解】(1)根据牛顿第二定律有

LWV2

qE二----------