2024届河南省漯河市高级中学高三下学期3月检测一物理试题（解析版）

这是一份2024届河南省漯河市高级中学高三下学期3月检测一物理试题（解析版），共23页。

物理试题（解析版）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡的相应位置上。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。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．如图甲所示，在一条平直公路上，A、B、C三辆车（可看成质点）分别在各自的车道上做直线运动。时刻三辆车位于同一起点，A车以速度做匀速直线运动，B车做初速度为0的匀加速直线运动，C车做初速度的匀加速直线运动，三辆车的图线如图乙所示。已知时A、B两车相遇。下列说法正确的是（ ）
A．1.5s时三辆车的速度相等
B．0~4s内C车的平均速度为8m/s
C．以C车为参考系，B车的加速度为
D．0~1s内A、C两辆车的位移之比为4∶1
2．如图所示，正方形四个顶点固定四个等量点电荷，其中A、B带正电，C、D带负电，O、M、N为边的四等分点，E、F分别为、的中点，L为的中点，下列说法不正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度大小相同
B．M、N两点电势相同
C．E、F、L三点电势相同
D．将试探电荷从E沿直线移动到F，电场力做负功
3．如图所示，ABC为边长为L的等边三棱镜的截面图，一束单色光照射在AB边上的D点，入射角为45°，三棱镜对光的折射率为，折射光线在BC面的反射光照射到AC面的E点（图中未标出），不考虑光在AC面的反射，光在真空中的传播速度为c，则光从D点传播到E点所用的时间为（ ）
A．大于B．等于C．小于D．以上三种情况均有可能
4．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（ ）
A．飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火减速
B．飞船在轨道3上运行的速度大于第一宇宙速度
C．飞船在①轨道的动能一定大于天和核心舱在③轨道的动能
D．若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为
5．如图甲所示，N匝矩形闭合导线框abcd处于水平匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，导线框电阻r=0.5Ω，产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。导线框与理想变压器原线圈相连，原、副线圈的匝数比为2：1，副线圈接有一滑动变阻器R，接入阻值R=0.5Ω，电流表为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．由乙图可知，开始计时（t=0）时导线框所处的平面与中性面垂直
B．若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将减小
C．要维持导线框匀速转动，外力的功率为40W
D．时刻，电流表的示数为零
6．如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场中一矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动角速度为，产生的电能通过滑环由单刀双掷开关控制提供给电路中的用电器。线圈的面积为，匝数为，线圈的总阻值为，定值电阻，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电压表为理想电表。线圈由图示位置转过的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．若开关打到“1”，通过电阻的电荷量
B．若开关打到“1”，电阻产生的热量
C．若开关打到“2”，电压表的示数为
D．若开关打到“2”，电阻产生的热量
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．英国物理学家卢瑟福用粒子轰击厚度为微米的金箔，发现少数粒子发生较大偏转。如图所示，甲、乙两个粒子从较远处（规定电势为零）分别以相同的初速度轰击金箔，实线为两个粒子在某一金原子核附近电场中的运动轨迹，两轨迹的交点为a，虚线表示以金原子核为圆心的圆，两轨迹与该圆的交点分别为b、c。忽略其他原子核及粒子之间的作用，两粒子从较远处运动到b、c两点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电场力对甲、乙两个粒子做的功一定相同
B．两个粒子经过a点时加速度一定不同
C．乙粒子在a点的电势能一定大于在c点时的电势能
D．电场力对甲粒子冲量的大小一定等于对乙粒子冲量的大小
8．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内存在一半径为R、与x轴相切于坐标原点O的圆形边界，MN是平行于x轴的直径，圆形边界内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在第三、四象限内存在平行于x轴方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为的粒子从M点以指向N点的速度射入磁场，粒子从O点离开磁场进入电场，到达P点时速度与x轴的正方向成角。已知粒子从O点运动到P点的时间为t，粒子重力忽略不计，。下列说法正确的是（ ）
A．电场方向沿x轴正方向B．粒子在O点的速度大小为
C．匀强电场的电场强度为D．O、P两点间的电势差为
9．如图甲，为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，水泵出水口离地表高度，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水流速相同，大小均为，水落到水平地面瞬间竖直速度减为零，水平速度保持不变。已知该灌溉系统的抽水效率，水的密度，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为
B．水泵每秒对水流做的功为
C．水流对水平落地点的冲击力大小为
D．电动机的输入功率为
10．一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图所示，已知平衡位置坐标为的质点P在时位于波峰，且该波的传播速度小于，则（ ）
A．该波的周期可能为0.08s
B．该波的波速一定为
C．时，质点P的运动方向一定沿y轴正方向
D．时，质点P的加速度最大且沿y轴负方向
三、实验题（共2小题，共16分）
（6分）11．某物理兴趣小组利用如甲所示的装置进行实验。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g，采用的实验步骤如下：
①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片﹔
②用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量、；
③a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；
④细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；
⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
⑥滑块α最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离；
⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h
及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离；
⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量。
（1）a球经过光电门的速度为： （用上述实验数据字母表示）。
（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证等式 成立即可。（用上述实验数据字母表示）
（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到与的关系图像如图乙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为 。（用上述实验数据字母表示）
（10分）12．小明用单摆测量重力加速度。
（1）用最小刻度为1mm的刻度尺测细线长度，测量情况如图甲所示。O为悬挂点，从图中可知单摆的细线长度为 cm。

（2）用50分度的游标卡尺测量摆球直径d。当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图乙所示，则摆球的直径d为 mm。

（3）将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，小球通过最低点时按下秒表开始计时，摆球50次全振动用时90.5s，则该单摆的周期 s。（结果保留3位有效数字）
（4）多次改变摆长L并测出对应的摆动周期T。以为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，如图丙所示，测得的重力加速度大小为 。（取，结果保留3位有效数字）

（5）小明继续实验，利用“杆线摆”探究单摆周期与等效重力加速度定量关系，实验装置如图丁所示，其中轻杆与立柱垂直。在保持摆长一定的情况下，改变铁架台的倾斜程度，除去铅垂线，让摆绕着铁架台立柱所在轴线小偏角摆动，测量不同倾角下的单摆周期T，为寻找物理量之间的线性关系，应该绘制下列哪一种图像 。

A． B． C． D．
四、解答题（共3小题，40分）
（12分）13．如图是由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，汽缸内的气体可视为理想气体，压强为，封闭气体和活塞柱长度均为。活塞柱横截面积为；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为时，弹簧的压缩量为。大气压强恒为，环境温度不变。求
（1）气缸内气体吸热还是放热；
（2）安装到汽车上后，气缸内气体的压强；
（3）该装置中弹簧的劲度系数。
（12分）14．如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的模型简化图，一质量为 的物块，可视为质点，从某一斜面 AB 的顶端 A 由静止开始滑下，斜面下端与一圆形轨道相切于 B点。圆轨道半径 R=1m，物块从 B 点进入圆形轨道，并恰好通过轨道的最高点。圆形轨道在最低点 C处略有错开，物块接着进入水平轨道 CD，然后滑上与 D 等高的质量为 的滑槽，并最终滑块未离开滑槽。滑槽开始时静止在光滑水平地面上， EF 部分长为 G部分为半径为 r=0.2m的四分之一圆弧轨道。已知水平轨道 CD长为 与物块的动摩擦因数μ1=0.4，物块与滑槽 EF之间的动摩擦因数（ 其他接触面均光滑。OB与O C的夹角θ 为37°，重力加速度 ，，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求：
（1） 物块在轨道最低点C处受到支持力的大小；
（2） 斜面 AB的长LAB为多少；
（3）若滑块始终不脱离滑槽，求滑块与滑槽EF段的动摩擦因数μ₂的取值范围

（16分）15．某兴趣小组设计了一个磁悬浮列车的驱动模型，简化原理如图甲所示，平面（纸面）内有宽为，关于轴对称的磁场区域，磁感应强度大小为，变化规律如图乙所示。长为，宽为的矩形金属线框放置在图中所示位置，其中边与轴重合，边分别与磁场的上下边界重合。当磁场以速度沿轴向左匀速运动时，会驱动线框运动，线框受到的阻力大小恒为。已知线框的质量为，总电阻为。
（1）求磁场刚开始运动时，通过线框的感应电流的大小和方向；
（2）求线框稳定运动时的速度大小；
（3）某时刻磁场停止运动，此后线框运动时间后停止，求时间内线框运动的距离；
（4）在磁悬浮列车的实际模型中，磁场应强度的大小是随时间和空间同时变化的，即，若将线框固定不动，求在时间内线框产生的热量。
物理答案：
1．B
解析：A．时间段内有
，
由题意可知
解得
由
解得
可知时三辆车的速度相等，故A错误；
B．对C车，内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有
故B正确；
C．0~2s内对C车有
则有
所以以C车为参考系，B车的加速度为，故C错误；
D．0~1s内，有
，
可得
故D错误。
故选B。
2．D
解析：根据电场的叠加及对称性可知，M、N两点电场强度大小相同，电势相同，E、F、L三点在同一条等势面上，三点电势也相同，将试探电荷从E沿直线移动到F，电场力不做功。
本题选择不正确的，故选D。
3．B
解析：设光在三棱镜中的折射角为，则根据折射定律有
可得
做出光路图如图所示
根据几何关系可知，所以为等边三角形，而，因此可知四边形为平行四边形，由此可知光在三棱镜中传播的距离为
可得传播的时间为
而
联立可得
故选B。
4．D
解析：A．飞船从②轨道变轨到③轨道，飞船将由近心运动变成圆周运动，所以需要在Q点点火加速，故A错误；
B．第一宇宙速度是最小发射速度，最大的环绕速度，即物体环绕地球表面做匀速圆周运动时的速度，根据万有引力充当向心力有
解得
可知轨道半径越大，线速度越小，而轨道3的轨道半径大于地球半径，因此飞船绕地球运行的速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C．根据以上分析可知，轨道半径越大，线速度越小，因此①轨道的速度大于③轨道的速度，但由于飞船和核心舱的质量未知，因此无法判断他们动能的大小，故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知
可得
飞船在②轨道从P到Q的时间为，即
故D正确。
故选D。
5．B
解析：A．由乙图可知，开始计时（t=0）时导线框所处的平面与中性面平行，A错误；
B．理想变压器，输出电压由输入电压、原副线圈匝数比决定，原线圈无变化，输入电压无变化，输出电压无变化，将导线框的滑片P向上移动时，电阻增大，则输出电流减小，根据
输入电流减小，电流表示数减小，B正确；
C．交流电的有效值为
根据
则副线圈的电压
则副线圈中的电流
根据
解得
则导线框电阻消耗的功率
滑动变阻器R消耗的功率
则外力消耗的功率
C错误；
D．电流表测量的是交流电的有效值，时刻，电流表的示数不为零，D错误。
故选B。
6．C
解析：A．若开关打到“1”，线圈由图示位置转过的过程中，平均感应电动势为
又有
，
可得
故A错误；
BCD．根据题意可知，线圈由图示位置转过的过程的时间为
线圈转动产生感应电动势的最大值为
有效值为
若开关打到“1”，感应电流的有效值为
电阻产生的热量
若开关打到“2”，设电压表读数为，流过的电流为，则原线圈两端电压为
流过原线圈的电流为
则原线圈的等效电阻为
则有
则电压表读数
电阻产生的热量
故BD错误，C正确。
故选C。
7．AC
解析：A．两粒子从较远处运动到b、c两点的过程中，由于b、c两点在以场源电荷为圆心的圆上，而以场源电荷为圆心的圆都属于等势面，即b、c两点的电势相等，因此可得两粒子在b、c两点的电势能
由题意较远处（规定电势为零），设两粒子的初速度为，达到b、c两点时的速度大小分别为、，则由能量守恒有
可得
设电场力对甲乙两粒子所做的功分别为、，则根据动能定理有
可得
故A正确；
B．两个粒子经过a点时所受电场力相同，由牛顿第二定律可知，两个粒子在a点时的加速度相同，故B错误；
C．沿着电场线的方向电势降低，则可知离正的点电荷越近电势越高，因此有
而乙离子带正电，带正电的离子在电势越高的地方电势能越大，由此可知乙粒子在a点的电势能一定大于在c点时的电势能，故C正确；
D．根据以上分析可知，甲乙两离子在b、c两点处的速度大小相等，但方向不同，而根据动量定理
该式为矢量式，甲乙两粒子速度变化量为两粒子初末速度的矢量变化量，根据矢量运算法则可知，两粒子速度变化量的大小、方向均不同，因此电场力对甲粒子冲量的大小一定不等于对乙粒子冲量的大小，故D错误。
故选AC。
8．BC
解析：A．粒子带负电，在电场中的受力方向沿x轴的正方向，则电场强度的方向与电场力的方向相反，沿x轴的负方向，故A错误；
B．粒子在M点的速度指向圆形边界的圆心，则在O点的速度的反向延长线也指向圆形边界的圆心，在磁场中的运动轨迹是四分之一圆弧，由几何关系可得圆弧轨迹的半径等于圆形边界的半径R，由洛伦兹力充当向心力可得
解得粒子在O点的速度大小
故B正确；
C．粒子从O到P做类平抛运动，把粒子在P点的速度分别沿着x轴和y轴方向分解，则有
粒子沿着x轴的正方向做初速度为0的匀加速直线运动，则有
解得
故C正确；
D．粒子从O到P，由动能定理可得
解得
故D错误。
故选BC。
9．BC
解析：A．水流由出水口水平喷出到落地时间满足
因此喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为
故A错误；
B．每秒内水流质量
水泵每秒对水流做的功等于水机械能增加量
代入数据解得
W=185J
故B正确；
C．水落地时竖直方向上满足
极短时间内，落地水的质量
对水由动量定理
得
故C正确；
D．对电动机，每秒输出能量
则输入功率满足
解得
故D错误。
故选BC。
10．BC
解析：ABC．由图可知波长为，分情况可得：
当简谐横波沿轴正方向传播时，根据“同侧法”，则质点是向上振动的，到达波峰则需要的时间为
根据题意中，代入数据得
根据波速公式
可得
又因为波的传播速度小于，则，，，
当简谐横波沿轴负方向传播时，根据“同侧法”，则质点是向下振动的，到达波峰则需要的时间为
根据题意中，代入数据得
根据波速公式
可得
又因为波的传播速度小于，则简谐横波不可能沿轴负方向传播；综上分析，简谐横波只能沿轴正方向传播，故A错误，BC正确；
D．时，质点已经振动了，则处于波谷的位置，加速度最大且沿轴正方向，故D错误。
故选BC。
11．
解析：（1）[1]烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度
（2）[2]b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得
解得
若动量守恒，设向右为正，则有
即
（3）[3]对物体a由光电门向左运动过程分析，则有
经过光电门的速度
由牛顿第二定律可得
联立可得
则由图像可知
解得
12． 79.62/79.63/79.64/79.65/79.66/79.67/79.68 20.36 1.81 9.65（） D
解析：（1）[1]单摆的细线长度为L=80.65cm-1.00cm=79.65cm
（2）[2]摆球的直径d为20mm+0.02mm×18=20.36mm。
（3）[3]该单摆的周期
（4）[4]根据
解得
由图像可得
解得
g=9.67m/s2
（5）[5]将小球的重力沿着轻杆方向分解可知等效重力加速度
根据
则保持摆长一定的情况下，为寻找物理量之间的线性关系，应该绘制图像，故选D。
13．（1）放热；（2）2.0×105Pa；（3）2×104N/m
解析：（1）气缸导热良好，气体温度不变，内能不变ΔU=0，气体体积减小，外界对气体做功（W>0），由热力学第一定律
ΔU=W+Q
可知
Q<0
即气体放热。
（2）设大气压为p0，活套柱横截面积为S；设装置未安装汽车上之前，汽缸内气体压强为p1，气体长度为l，汽缸内气体体积为V1；装置竖直安装在汽车上后，平衡时弹簧压缩量为x，汽缸内气体压强为p2，汽缸内气体体积为V2，则依题意有
，，
对封闭气体，安装前、后，等温变化，有
代入相应的数据解得
p2 = 2.0×105Pa
（3）设弹簧劲度系数为k，对上支座进行受力分析，设汽车对汽缸上支座的压力为F，由平衡条件
联立并代入相应的数据，解得
k=2×104N/m
14．（1）；（2）；（3）
解析：（1）物体恰好通过轨道的最高点可得
从圆形轨道最高点到C点，由动能定理可得
求得
在C点由牛顿第二定律可得
求得
（2）从A到C应用动能定理可得
求得
（3）物体从C到D，应用动能定理
求得
对物块与滑槽，滑块始终不脱离滑槽，最终二者共速，由水平方向动量守恒
求得
如果滑倒最高点G，有能量守恒得
求得
如果滑倒最高点G又滑到E处，有能量守恒得
求得
因此，若滑块始终不脱离滑槽，则对动摩擦因数的要求是
15．（1），沿顺时针方向；（2）；（3）；（4）
解析：（1）由右手定则得，感应电流沿顺时针方向
解得
（2）线框稳定运动后，电流大小为
安培力大小为
由受力平衡可知
解得
（3）由动量定理可得
即
解得
（4）该磁场可等效为磁感应强度为，且以速度运动的磁场，在线框中产生正弦式交流电，电动势的最大值为
故产生的热量为
解得