2024年河南省郑州市中原区高三二模物理试卷及答案

2024年河南省郑州市中原区高三二模物理试卷及答案学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．（单选）如图所示，AOC是光滑的金属导轨，电阻不计，AO沿竖直方向，OC沿水平方向；PQ金属直杆，电阻为R，几乎竖直斜靠在导轨AO上，由静止开始在重力作用下运动，运动过程中P、Q端始终在金属导轨AOC上，空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆从开始滑动到P端滑到OC的过程中，PQ中感应电流的方向A．始终是由P→QB．始终是由Q→PC．先是由P→Q，后是由Q→PD．先是由Q→P，后是由P→Q2．（20分）“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心圆金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。（1）判断球面A、B的电势高低，并说明理由；（2）求等势面C所在处电场强度E的大小；（3）若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC，则到达N板左、右边缘处的电子，经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEK左和ΔEK右分别为多少？（4）比较|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并说明理由。3．（单选）图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口，在Y轴上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不计其重力。则上述粒子的比荷（C/kg）是A.B.4.9×C.D.4．物体从高90m处自由下落，把它运动的总时间分成相等的3段，则这3段时间内下落的高度分别为______m、______m和______m。（）5．（单选）甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，速度时间图像如图所示，两图线在时刻相交，乙车从t=0开始到停下所通过的位移为S．t=0时刻，甲在乙前面，相距为d．已知此后两车可以相遇两次，且第一次相遇时刻为，则下列四组和d的组合可能是（）A.，d=B.，d=C.，d=D.，d=6．甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边开始以0.5m/s2的加速度刹车，从甲车刹车开始计时，求：（1）乙车在追上甲车前，两车相距的最大距离；（2）乙车追上甲车所用的时间．7．（单选）如图所示，物体从斜面上A点由静止开始下滑，第一次经光滑斜面AB滑到底端时间为t1；第二次经光滑斜面ACD下滑，滑到底端时间为t2，已知AC+CD=AB，在各斜面的等高处物体的速率相等，试判断A．t1>t2 B．t1=t2 C．t1<t2 D．不确定8．（单选）某人欲估算飞机着陆时的速度，他假设飞机停止运动前在平直跑道上做匀减速运动，飞机在跑道上滑行的距离为s，从着陆到停下来所用的时间为t，则飞机着陆时的速度为A．B．C．D．到之间的某个值9．（单选）如图所示,a、b分别表示先后从同一地点以相同的初速度做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,则下列说法正确的是 （）A.4s末两物体的速度相等B.4s末两物体在途中相遇C.5s末两物体的速率相等D.5s末两物体相遇10．如图2所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球m，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（）图2A．沿斜面方向的直线 B．竖直向下的直线C．无规则的曲线 D．抛物线11．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则（）A．F1＝F2>F3 B．a1＝a2＝g>a3C．v1＝v2＝v>v3 D．ω1＝ω3<ω212．如图7所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面体，弹簧的另一端固定在墙上，一人站在斜面上，系统静止不动．若人沿斜面加速上升，则（）A．系统静止时弹簧压缩B．系统静止时斜面体共受到5个力作用C．人加速时弹簧伸长D．人加速时弹簧压缩13．某同学用导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的空气（视为理想气体）封闭在汽缸内（活塞与缸壁间的摩擦不计），待活塞静止后，将小石子缓慢的加在活塞上，如右图所示．在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，下列说法正确的是（）A．由于汽缸导热，故缸内气体的压强保持不变B．缸内气体温度不变，缸内气体对活塞的压力保持不变C．外界对缸内气体做的功大小等于缸内气体向外界释放的热量D．外界对缸内气体做功，缸内气体内能增加

14．（2013·上海卷）两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势．若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则（）A．a处为正电荷，qa＜qb B．a处为正电荷，qa＞qbC．a处为负电荷，qa＜qb D．a处为负电荷，qa＞ab15．（2012·安徽卷）如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V，点B处的电势为3V，则电场强度的大小为（）A．200V/m B．200eq\r(3)V/mC．100V/m D．100eq\r(3)V/m评卷人得分二、多选题16．（多选）如图所示，相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L（L<d）、质量为m。将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为v0，cd边刚穿出磁场时速度也为v0，从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（）A．线框一直都有感应电流B．线框有一阶段的加速度为gC．线框产生的热量为mg（d+h+L）D．线框做过减速运动17．（多选）如图是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像，下列说法正确的是A．若y表示位移，则t1时间内甲的位移小于乙的使移B．若y表示速度，则t1时间内甲的位移小于乙的位移C．若y表示位移，则t=t1时甲的速度大于乙的速度D．若y表示速度，则t=t1时甲的速度大于乙的速度18．如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中（）A．小球做匀速直线运动B．小球先做减速运动，后做加速运动C．小球的电势能保持不变D．静电力对小球所做的功为零19．如图4所示，光滑水平面上放着足够长的木板B，木板B上放着木块A，A、B接触面粗糙，现用一水平拉力F作用在B上使其由静止开始运动，用Ff1代表B对A的摩擦力，Ff2代表A对B的摩擦力，下列说法正确的有 （）图4A．力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量B．力F做的功一定小于A、B系统动能的增加量C．力Ff1对A做的功等于A动能的增加量D．力F、Ff2对B做的功之和等于B动能的增加量20．（2014·盐城测试）物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载游子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类是P型半导体，它的载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子，如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图8所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流，设长方体的上下表面M、N的电势分别为φM和φN，则下列判断中正确的是（）图8A．如果是P型半导体，有φM>φNB．如果是N型半导体，有φM<φNC．如果是P型半导体，有φM<φND．如果是金属导体，有φM>φN21．用如下图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变（）A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动

22．一个步行者以6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车，当他在距离公共汽车24m处时，绿灯亮了，汽车以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进，则（）A．人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了36mB．人不能追上公共汽车，人、车最近距离是6mC．人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了42mD．人要能追上公共汽车，在汽车开动时，人的速度至少改为7m/s23．（2012·江苏卷）如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h（l、h均为定值）．将A向B水平抛出的同时，B自由下落．A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则（）A．A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰C．A、B不可能运动到最高处相碰D．A、B一定能相碰24．一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光（）A．垂直穿过同一平板玻璃，a光所用的时间比b光长B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比b光小C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D．若照射同一金属装置都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大评卷人得分三、实验题25．如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷q/m相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则 A．两粒子在磁场中运动的速度一样大 B．从P射出的粒子速度大 C．从Q射出的粒子，在磁场中运动的时间长 D．两粒子在磁场中运动的时间一样长评卷人得分四、计算题26．如图所示，在直角坐标系xoy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，OM=MP=L.在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场.一质量为带电量为的带电粒子从电场中坐标为（-2L,-L）的点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M点射出区域Ⅰ（粒子的重力忽略不计）.（1）求第三象限匀强电场场强E的大小；（2）求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小；（3）如带电粒子能再次回到原点O，问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？粒子两次经过原点O的时间间隔为多少？27．如图所示，两根光滑的足够长直金属导轨曲ab、cd平行置于竖直面内，导轨间距为L，在导轨上端接有阻值为R的电阻。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。金属棒下落高度为h时速度恰好达到最大速度”。重力加速度为g，不计导轨与金属棒的电阻。求：(1)磁感应强度的大小；(2)金属棒从开始释放到下落高度为h的过程中，通过金属棒MN的电荷量q。28．我国启动“嫦娥工程”以来，分别于2007年10月24日和2010年10月1日将“嫦娥一号”和“嫦娥二号”成功发射，“嫦娥三号”亦有望在2013年落月探测90天，并已给落月点起了一个富有诗意的名字——“广寒宫”．(1)若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，求月球绕地球运动的轨道半径r；(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点．已知月球半径为r月，引力常量为G，试求月球的质量M月．29．(2014·惠州调研)如图13所示，一个板长为L，板间距离也是L的平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。有一质量为m，重力不计，带电量为－q的粒子从极板正中间以初速度为v0水平射入，恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入，求：图13(1)两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向；(2)－q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向；(3)磁感应强度B的大小。30．如图所示，一质量M＝2kg的平板小车静止在光滑的水平面上，小物块A、B静止在平板车上的C点，A、B间绝缘且夹有少量炸药．已知mA＝2kg，mB＝1kg，A、B与小车间的动摩擦因数均为μ＝0.2，A带负电，电荷量为q，B不带电．平板车所在区域内有范围很大的垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，且qB0＝10N·s/m.炸药瞬间爆炸后释放的能量为12J，并全部转化为A、B的动能，使得A向左运动、B向右运动．取g＝10m/s2，小车足够长，求B相对小车滑行的距离．【参考答案】学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．C解析：C2．ABCE解析：（1）电子（带负电）做圆周运动，电场力方向指向球心，电场方向从B指向A，B板电势高于A板。（2）据题意，电子在电场力作用下做圆周运动，考虑到圆轨道上的电场强度E大小相同，有：联立解得：（3）电子运动时只有电场力做功，根据动能定理，有对到达N板左边缘的电子，电场力做正功，动能增加，有对达到N板右边缘的电子，电场力做负功，动能减小，有（4）根据电场线特点，等势面B与C之间的电场强度大于C与A之间的电场强度，考虑到等势面同距相等，有即3．B解析：B4．1030505．C解析：C6．A解析：(1)当甲车速度减至等于乙车速度时两车的距离最大，设该减速过程经过的时间为t，则v乙＝v甲－at解得：t＝12s，此时甲、乙间距离为Δs＝v甲t－eq\f(1,2)at2－v乙t＝10×12m－eq\f(1,2)×0.5×122m－4×12m＝36m.(2)设甲车减速到零所需时间为t1，则有：t1＝eq\f(v甲,a)＝20(s)．t1时间内，s甲＝eq\f(v甲,2)t1＝eq\f(10,2)×20m＝100m，s乙＝v乙t1＝4×20m＝80m.此后乙车运动时间t2＝eq\f(s甲－s乙,v乙)＝eq\f(20,4)s＝5s，故乙车追上甲车需t1＋t2＝25(s)．7．A解析：A8．AB解析：B设飞机着陆过程中加速度为a，飞机着陆瞬间速度为v，则有：解得：，故选B。9．B解析：B10．B解析：解析：选B对小球进行受力分析可知：小球所受的重力和支持力均沿竖直方向，小球在水平方向上不受力。根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向上的运动状态不变，又因楔形物体由静止释放，故小球在水平方向上无运动，只沿竖直方向向下做直线运动。选项B正确。11．ABCDF解析：[解析]选D混淆同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体运动的特点导致错误地球同步卫星绕行的角速度与地球自转的角速度相同，即ω1＝ω3。在地球表面附近做圆周运动的人造卫星的角速度ω2与ω1和ω3的关系为ω1＝ω3<ω2，故D正确。地球赤道上的物体与同步卫星的角速度相同，但r3>r1，由向心力公式F＝mω2r得，F3>F1；地球表面附近的人造卫星与地球同步卫星的向心力等于其重力，则有F2>F3。则三者向心力关系为F2>F3>F1，故A错误。地球表面附近的人造卫星的向心加速度近似等于地球表面的重力加速度，即a2＝g；地球同步卫星的加速度a3<g；由a＝ω2r得，地球赤道上物体与地球同步卫星的向心加速度的关系为a3>a1。则三者向心加速度的关系为a2＝g>a3>a1，故B错误。地球表面附近的人造卫星的绕行速度等于第一宇宙速度，即v2＝v；由v＝eq\r(\f(GM,r))得v2>v3；由v＝ωr得v3>v1。则三者线速度的关系为v2>v3>v1，故C错误。[易错病症]解本题容易犯的错误是，由于思维定式，将近地卫星、同步卫星、地球赤道上的物体均由Geq\f(Mm,r2)＝ma＝eq\f(mv2,r)分析得出结论而错选。实际上，赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动时，受力与近地卫星和同步卫星有所不同，满足的是Geq\f(Mm,R2)－FN＝ma＝mω2R。12．ABCD解析：解析在光滑水平面上，系统静止时，弹簧应当处于自然状态，故A错；系统静止时斜面共受到4个力作用，故B错；当人沿斜面加速上升时，人加速度的水平分量向右，因此人和斜面体受到的合力的水平分量向右，水平面光滑，故该合力的水平分量只能由弹簧提供，所以弹簧伸长，C对，D错．答案C13．ABCD解析：解析：在向活塞上方加小石子的过程中，活塞对气体的压力变大，则气体压强变大，气体对活塞的压力变大，A、B项错；缸内气体温度不变，则缸内气体内能不变，由热力学第一定律知，外界对缸内气体做的功等于缸内气体向外界释放的热量，故C项正确，D项错误．答案：C14．AB解析：解析：图为异种点电荷的等势面分布，又知φA＞φB，因此a处为正电荷，b处为负电荷，等势面密集处靠近b电荷，故qa＞qb，选项B正确．答案：B15．ABCDE解析：解析：x轴上OA的中点C的电势为3V，则BC的连线为等势线，如图所示，电场的方向与等势线垂直，且由电势高处指向电势低处，根据几何图形，O点到BC的距离为d＝1.5cm，所以E＝eq\f(U,d)＝eq\f(3,0.015)V/m＝200V/m，故选项A正确．答案：A评卷人得分二、多选题16．BD解析：BD17．BC解析：BC18．答案：【解析】ACD解析由于金属板处于点电荷Q形成的电场中，达到静电平衡后，金属板的上表面是一个等势面，表面上电场线是垂直向下的，所以小球受到重力、支持力、向下的电场力，合力为零，故小球做匀速直线运动．电场力对小球不做功．选A、C、D.19．ABCDF解析：答案CD解析当水平拉力F较小时，二者一起运动，力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量；当水平拉力F较大时，二者发生相对滑动，力F做的功一定大于A、B系统动能的增加量，选项A、B错误；由动能定理，力Ff1对A做的功等于A动能的增加量，力F、Ff2对B做的功之和等于B动能的增加量，选项C、D正确．20．ABCD解析：解析：选CD如果是P型半导体，由左手定则可知，“空穴”向下表面N偏转，有φM<φN，选项A错误，C正确；如果是N型半导体，由左手定则可知，电子向下表面N偏转，有φM>φN，选项B错误；如果是金属导体，导电定向移动的是自由电子，由左手定则可知，电子向下表面N偏转，有φM>φN，选项D正确。21．ABCD解析：解析：由eq\f(pV,T)＝C(常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管A水银面要比左管B水银面高，故选项A正确；同理可知选项D正确．答案：AD

22．ABD解析：解析：当汽车速度达到6.0m/s时，用时t＝eq\f(v,a)＝6s，汽车位移s1＝eq\f(1,2)at2＝18m，人能追赶的距离为36m，由于24m＋18m＞36m，因此人不能追赶上汽车，速度相等时，相距最近，24m＋18m－36m＝6m，人要能追上汽车，在汽车开动时，人的速度至少改为v人＝eq\f(42,6)m/s＝7m/s.答案：BD23．ABCD解析：解析：A、B两个小球在竖直方向上均做自由落体运动，两球落地之后在竖直方向上均做竖直上抛运动，在同一时刻始终处于同一高度上，A球在水平方向上始终做匀速直线运动，所以A、B两个小球一定能够相碰，D正确，B和C错误，只要A球的初速度足够大就可以在第一次落地之前相碰，A正确，答案选A、D.答案：AD24．AB解析：AB【考点】双缝干涉、色散、光电效应方程【解析】根据光路图可知a光的偏转角较大，说明a光的折射率较大，根据，可知在同一介质中，a光所用的时间较长，A项正确；由可知，折射率较大的a光，其临界角较小，B项正确；根据干涉条纹间距离：，由折射率的大小关系可知，a光的波长较小，所以用同一装置做实验时，条纹间距离较小，C项错误；再由光电效应方程，有：，同一金属的逸出功相同，频率较大的a光照射出的光电子的最大初动能较大，D项错误。评卷人得分三、实验题25．D评卷人得分四、计算题26．1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动.，（1分）(1分)，（1分）（2）设到原点时带电粒子的竖直分速度为:(1分)方向与轴正向成，(1分)粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，由几何知识可得：（2分）由洛伦兹力充当向心力：（1分），可解得：（1分）（3）运动轨迹如图，在区域Ⅱ做匀速圆周的半径为：（2分）(1分)运动时间：（1分），（1分），（1分）（1分）27．28．答案(1)eq\r(3,\f(gR2T2,4π2