2024届河南省名校联盟高三下学期5月联考（三模）理综试题-高中物理

这是一份2024届河南省名校联盟高三下学期5月联考（三模）理综试题-高中物理，共22页。试卷主要包含了5Hz的交流电等内容，欢迎下载使用。

理科综合
全卷满分300分，考试时间150分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
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．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，微安表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
B．光电子的最大初动能为7eV
C．光电管阴极K金属材料的逸出功为12.75eV
D．若调节滑动变阻器的滑片能使电流达到饱和光电流，则图乙中电源右侧为负极
2．如图所示为我国某平原地区从P市到Q市之间的高铁线路，线路上，，位置处的曲率半径分别为r，r、2r。若列车在P市到Q市之间匀速率运行，列车在经过，，位置处与铁轨都没有发生侧向挤压，三处铁轨平面与水平面间的夹角分别为、，。下列说法正确的是（ ）
A．列车依次通过3个位置的角速度之比为1：1：2
B．列车依次通过3个位置的向心加速度之比为1：1：2
C．3个位置的
D．3个位置的内外轨道的高度差之比为1：1：2
3．如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，下部是可调节内阻电池。升高或降低挡板，可改变A、B两电极间电解液通道的横截面积，从而改变电池内阻。电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a，b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。下列说法正确的是（ ）
A．断开开关S，传感器1的示数为零，传感器2的示数小于电源电动势
B．闭合开关S，在将挡板向上提升的过程中，传感器2的读数将变小
C．闭合开关S，无论R的滑片如何移动，传感器1和传感器2的示数之和总不变
D．闭合开关S，当把滑动变阻器R的滑片向左移动到阻值为零时，传感器1的示数为零，传感器2的示数等于电源电动势
4．用单摆可以测量某一行星的自转角速度，若测得在相同时间t内，摆长为L的单摆在该行星两极处完成了次全振动，在该行星赤道处完成了次全振动，设该行星为质量分布均匀的球体。半径为R。则该行星自转角速度是（ ）
A．B．
C．D．
5．如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电压表和电流表均可视为理想电表，定值电阻，，灯泡的电阻恒定。当开关S断开、电路的输入端接入如图乙所示的交流电压时，灯泡正常发光，电压表示数为36V，电流表示数为1A，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡中的电流是频率为0.5Hz的交流电
B．理想变压器原、副线圈的匝数比为
C．若将开关S闭合，则电压表的示数将变为27V
D．若将开关S闭合，则小灯泡的功率将变为81W
6．“回热式热机”的热循环过程可等效为一定质量的理想气体经a→b→c→d→a的过程，其p-V图像如图所示，其中a→b、c→d为等温过程，b→c、d→a为等容过程，则下列说法正确的是（ ）
A．a状态气体内能比c状态小
B．a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比b状态多
C．b→c、d→a两过程气体放、吸热绝对值相等
D．整个循环过程，气体对外界放出热量
7．如图所示，光滑绝缘水平面上，有1、2、3三个带电量均为+q、质量均为m的相同金属小球，用长为L的三根绝缘细绳连接，A、B、C分别为细绳中点，O为三角形中心，静电力常量为k，已知单个点电荷q周围空间某点的电势，r为该点到点电荷的距离，则下列说法正确的是（ ）
A．A点的电场强度大小为B．A、O两点的电势相等
C．系统的总电势能为D．将B处剪断，之后小球2的最大速度为
8．我国第三艘航空母舰“福建号”采用的是电磁弹射装置，其原理可简化为如图所示，直流电源电动势为E，储能电容器的电容为C，固定于水平面内的两根间距为L的光滑平行金属导轨电阻不计，导轨间存在垂直于导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）。飞行器可视为金属棒MN，质量为m，长为L，阻值为R，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电；然后将S接至2，MN开始向右运动，达到最大速度之后离开导轨。根据上述信息可知（ ）
A．匀强磁场的方向应该垂直于导轨平面向下
B．MN向右做匀加速直线运动
C．开关S接至2瞬间，MN的加速度大小：
D．MN的最大速度为
三、非选择题：共174分。每个试题考生都必须作答。
9．某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率，主要实验操作如下：
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住；
B.将玻璃砖拿走，在白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率；
C.在木板上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的四个边，然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab，用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针，调整眼睛的位置，使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住；
请回答下列问题：
(1)请将上述实验操作按照正确步骤排序：
(2)实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示，请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图 ，并标明入射面的入射角与折射角，该玻璃砖的折射率为 。
(3)该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，如图乙所示，两块棱镜放在空气中，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在右边的插针应该是______（填选项字母）。
A．、B．、C．、D．、
10．北京市一兴趣小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。装置中M为斜槽，N为水平放置可上下调节的挡板，白纸和复写纸固定在竖直背板上。钢球在斜槽中从某一位置由静止释放，从末端飞出后，落到N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验，利用描迹法描绘出钢球的运动轨迹。在描出的轨迹上安装光电门1和光电门2。改变光电门2的位置，使钢球多次释放（钢球均可以无阻碍地通过两光电门）。记录光电门1的挡光时间t，光电门2的挡光时间t（多组数据），测量钢球直径d作为挡光时间里钢球的位移。
(1)关于本实验，下列说法正确的是______（填字母）。
A．必须测量钢球的质量B．斜槽M必须光滑
C．必须将斜槽M末端调至水平D．钢球必须从斜槽M上同一位置由静止释放
(2)用螺旋测微器测量钢球的直径d，其读数如图乙所示，则 mm。
(3)钢球通过光电门1的速度 （用题中给出字母表示）。
(4)测量两光电门间的高度差h，查得当地重力加速度为g。该兴趣小组根据多组实验数据，作出的关系图像如图丙所示，发现图像是倾斜直线并求得图像斜率k，若 （用已知物理量的字母表示）；则可验证机械能守恒定律。
(5)兴趣小组作出图像后，发现图像的斜率略小于理论值﹐原因可能是______（填字母）。
A．钢球要克服阻力做功
B．钢球通过光电门的平均速度略小于球心经过光电门的速度
C．误将北极重力加速度记为当地重力加速度
D．误将赤道重力加速度记为当地重力加速度
11．某课外兴趣小组用薄壁轻质玻璃管制作温度计，把上端A封闭、下端B开口的玻璃管插入水中，让玻璃管竖直地浮在水中，室温为，玻璃管内空气柱长度为，此时玻璃管内外水面高度一致，如图所示。缓慢升高室温，空气柱长度发生变化，玻璃管内、外水面高度始终保持一致。已知空气柱横截面积为S，大气压强为，玻璃管总长为L且始终保持竖直。
（1）求该温度计能测最的最高温度﹔
（2）已知升至最高温度过程中气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化量。
12．利用电磁场可控制电子的运动轨迹，如图所示，一电子枪将无初速度的电子经电压U加速后在纸面内垂直于SO的方向从S点射出，半径为R的半圆形粒子接收屏P直径沿SO方向放置，圆心位于O点，SO长度为2R，M点为半圆形接收屏的三等分点，已知电子电荷量为e，质量为m。设电子击中接收屏即被吸收，不计电子间的相互作用。
（1）若空间中仅存在平行OS方向的匀强电场，为使电子能打到接收屏P上的M点，求场强E的大小；
（2）若空间中仅存在垂直纸面向里的匀强磁场，为使电子能打到接收屏P上，求磁感应强度B的大小调节范围；
（3）在（2）的条件下；求打到接收屏P上M点的电子从S点到击中接收屏的时间。
13．如图所示﹐倾斜传送带AB以大小为的速度顺时针转动，与斜面BC连接成V字形，连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧，传送带AB与斜面BC长度均为，倾角均为，物块甲从AB顶端由静止释放，同时完全相同的物块乙以的速度从B点冲上传送带，物块甲、乙间发生弹性碰撞，已知物块甲、乙质量均为，物块甲、乙与AB、BC段间的动摩擦因数均为，重力加速度，，。求：
（1）物块甲、乙碰撞后的速度大小；
（2）物块乙在BC上运动的总路程；
（3）物块乙在AB上运动的总路程。
1．B
【详解】A．大量处于激发态的氢原子跃迁时，根据
可知这些氢原子跃迁时共发出6种频率的光，故A错误；
B．由图丙可知遏止电压为7V，所以光电子的最大初动能为
故B正确；
C．由图甲可知频率最高的光子能量为
所以金属材料的逸出功为
故C错误；
D．光电子由阴极K向对面的极板运动，要达到饱和电流，需要施加正向电压，即电源右侧应该为正极，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】A.根据
可知，列车依次通过3个位置的角速度之比为2：2：1，故A错误；
B.根据
可知，列车依次通过3个位置的向心加速度之比为2：2：1，故B错误；
C.根据火车在转弯处的受力分析，由牛顿第二定律
可知
故
故C正确；
D.设内外轨道间距离为，则有
h和成正比，所以
故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．当S断开时，电路中电流为0，故内阻分压为0，外电压等于电源电动势，故A错误；
B．将挡板上提，横截面积变大，由
可知，电源内阻变小，由闭合电路欧姆定律可知
即外电路分压变大，故电压传感器2的示数变大，故B错误；
C．闭合S，传感器1和传感器2的示数之和等于电源电动势，故其示数之和保持不变，故C正确；
D．闭合S，当把滑动变阻器R的滑片向左移动到阻值为零时，外电路电阻为0，电压传感器2的示数为0，电压传感器1的示数等于电源电动势，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】在两极处，设重力加速度为，单摆的周期为
根据单摆周期公式
联立可得
在赤道处，设重力加速度为，单摆的周期为
根据单摆周期公式
联立可得
设自转角速度为，根据
联立解得
故选B。
5．C
【详解】A．由图乙可知，电路输入端输入的交变电流的频率为
变压器不改变交变电流的频率，所以灯泡中电流的频率为，故A错误；
B．当开关断开时，电阻两端的电压为
电路输入电压的有效值为
则原线圈两端的电压为
电压表测量的是副线圈的电压，则根据
故B错误；
C．根据
可得，副线圈的电流为，则灯泡的电阻为
副线圈在原线圈中的等效电阻为
此时原线圈中的电流为
电阻的分压为
原线圈的电压为
则电压表的示数，即副线圈的电压为
故C正确；
D．灯泡的功率为
故D错误。
故选C。
6．BC
【详解】A．由于a→b、c→d为等温过程，而从b到c的过程中，发生等容变化，则
可得
因此a状态气体温度比c状态高，a状态气体内能比c状态大，故A错误；
B．由图可知
根据压强的微观解释，可知a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比b状态多，故B正确；
C．，两个过程都发生等容变化，根据热力学第一定律
吸收或放出的热量都用来改变物体的内能，由于内能的变化量相同，因此气体放、吸热的绝对值相等，故C正确；
D．在图像中，图像与横轴围成的面积等于气体做的功，可知整个循环过程，气体对外做功，而内能没变，因此吸收热量，故D错误。
故选BC。
7．AD
【详解】A．根据对称性可知小球1、2在A点产生的电场强度等大反向，A点到小球3的距离为，则
故A正确；
B．O点到小球的距离均为，根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为0，根据电势叠加原则，A、O两点的电势分别为
则A、O两点电势不可能相等，故B错误；
C．1电荷的电势能为
同理可得2和3电荷的电势能
故整个系统的电势能为
故C错误；
D．三个电荷一条直线时整个系统电势能最小，动能最大，1电荷速度最大，此时1电荷的电势能
2和3电荷的电势能
此时整个系统电势能最小为
对系统，根据能量守恒
根据动量守恒
联立解得
故D正确。
故选AD。
8．AC
【详解】A．S接至2，MN中电流方向从M指向N，MN开始向右运动，受到安培力向右，由左手定则可知，匀强磁场的方向应该垂直于导轨平面向下，故A正确；
B．MN向右做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，故B错误；
C．当开关接2时，有
，，
解得
故C正确；
D．设加速过程中的平均电流为，时间为t，根据动量定理有
其中
，
有
故D错误。
故选AC。
9．(1)CADB
(2)
(3)D
【详解】（1）用插针法测量玻璃砖的折射率主要实验操作步骤为先铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，在玻璃砖的一侧插两个大头针，再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住，继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住，将玻璃砖拿走，在白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率，故顺序为CADB。
（2）[1]连接ab，确定入射光线并延长，与玻璃砖界面相交，连接cd确定最终的折射光线并延长，与玻璃砖界面相交，连接两交点，确定第一次折射的折射光线，作出光路图如图
[2]根据折射定律
（3）光路图如图所示，可知经过，的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在右边的插针应该是，，故选D。
10．(1)D
(2)2.332##2.331##2.333##2.334
(3)
(4)
(5)ABC
【详解】（1）[1]A.根据机械能守恒定律，则钢球从光电门1到光电门2满足
即只需满足
不需要测量质量，故A错误；
C.该实验验证机械能守恒定律，不需要保证钢球做平抛运动，所以M末端不一定要水平，故C错误；
BD.要保证每次运动轨迹都相同，所以钢球必须从M上同一位置由静止释放，斜槽无须光滑，故B错误，D正确。
故选D。
（2）[2]由图可知
（3）[3]钢球通过光电门1的速度
（4）[4]若机械能守恒，则
其中
，
整理得
和h的关系图像的斜率
（5）[5]A.钢球要克服阻力做功，使图像的斜率偏小，故A正确；
B.钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度，使图像的斜率偏小，故B正确；
C.将北极重力加速度记为当地重力加速度，使理论值偏大，故C正确；
D.误将赤道重力加速度记为当地重力加速度，使理论值偏小，故D错误。
故选ABC。
11．（1）；（2）
【详解】（1）气体在升温过程中做等压变化，初态
，
末态
，？
根据盖一吕萨克定律可得
解得
（2）温度升高，气体膨胀对外做功，则有
根据热力学第一定律
可得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电子在电场中加速，由动能定理有
解得
粒子打到接收屏的M点时，有
由牛顿第二定律有
联立解得
（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力
为使电子能打到接收屏P上，由几何关系可知，电子在磁场中的轨迹恰好和圆弧P左侧相切时，电子轨道半径最小
故磁感应强度最大值为
电子在磁场中的轨迹恰好和圆弧P右侧相切时，电子轨道半在最大
故磁感应强度最大值为
故磁感应强度B的调节范围
（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期为
由几何关系可知，在△SMO中，故轨迹对应的圆心角为120°所以运动时间为
解得
13．（1）3m/s，2m/s；（2）2.5m；（3）2.1m
【详解】（1）甲沿AB向下运动过程中，有
乙沿AB向上运动过程中，有
两者相遇时有
解得
此时甲的速度
乙的速度
两物块发生弹性碰撞，设碰撞后甲速度为，乙速度为，根据动量守恒有
根据机械能守恒有
解得
（2）由（1）得，乙向上运动的位移
乙第一次回到B点时的速度
解得
由于乙在AB上向上与向下运动加速度大小相等，所以乙每次从B点滑下传送带时的速度与从B点滑上传送带时的速度大小相等，乙在ABC上往复运动。最终停在B处
全过程由动能定理得
解得
（3）乙沿BC上滑过程中，有
乙沿BC下滑过程中，有
根据
乙再次滑上AB，有
可得
乙第三次滑上AB有
可得
同理可得，乙第n次滑上AB时
乙在AB上运动的总路程
解得