河南省天一大联考2024-2025学年高二下学期开学摸底考试物理试卷（解析版）

这是一份河南省天一大联考2024-2025学年高二下学期开学摸底考试物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 可控核聚变一直被认为是第四次工业革命的重要突破口。一种典型的核聚变为两个氘核的聚变，核反应方程为。已知中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u，1u对应约930MeV的能量，该聚变反应中释放的核能约为3.3MeV，则氘核的质量约为（ ）
A. 1.9024uB. 2.0136u
C. 3.8048uD. 4.0272u
【答案】B
【解析】根据核反应的质量亏损与能量关系，释放的核能
反应前总质量2mD（两个氘核）
反应后总质量3.0150u（氦-3） + 1.0087u（中子）= 4.0237u
质量亏损Δm=2mD−4.0237u
由ΔE=3.3MeV得Δm=≈0.003548u
代入得2mD=4.0237u+0.003548u≈4.027248u
解得≈2.0136u。
故选B。
2. 在地球赤道地面上，沿南北方向水平放置一根长为L直导线，导线中通入恒定电流，将直导线绕一端在导线所在的竖直面内转过90°，直导线所处的地磁场可视为南北方向的匀强磁场，则在导线转动过程中，导线受到地磁场的安培力（ ）
A. 不变B. 变小
C. 变大D. 先变小后变大
【答案】C
【解析】安培力公式为F=IBLsinθ，其中θ是电流方向与磁场的夹角。初始时，导线南北放置，电流方向与地磁场（南北方向）平行，则θ=0°，故F=0
转动过程中，导线逐渐偏离南北方向，θ增大，sinθ随之增大，安培力F逐渐变大。当导线转过90°变为竖直方向时，电流方向与磁场垂直（θ=90°），此时F=IBL，达到最大值。综上，安培力在转动过程中持续变大。
故选C。
3. 2025年4月24日，“神舟二十号”载人飞船发射升空，并成功与空间站“天和核心舱”自主交会对接。4月30日“神舟十九号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。已知“天和核心舱”运行的轨道半径略大于地球半径，下列说法正确的是（ ）
A. “神舟二十号”载人飞船进入预定轨道环绕地球运行的周期大于24h
B. “天和核心舱”在轨运行的速度大于第一宇宙速度
C. “天和核心舱”的速度时刻在变化
D. “神舟十九号”载人飞船返回地球时应先点火减速做离心运动
【答案】C
【解析】A．由开普勒第三定律可知，轨道半径越大周期越长。同步卫星周期为24小时，轨道半径远大于核心舱，故核心舱周期远小于24小时，故A错误；
B．由，解得
第一宇宙速度是最大环绕速度，核心舱轨道半径大于地球半径，速度应小于7.9km/s，故B错误；
C．核心舱做圆周运动，速度方向不断变化，故速度时刻变化，故C正确；
D．返回需减速使向心力大于离心力，进入更低轨道（向心运动），而非离心运动，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，轻绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮，绳右端吊着重物B，重物A吊在动滑轮下面，在绳左端用竖直向下的拉力F使A、B均处于静止状态。不计一切摩擦。将绳左端缓慢向下移动一小段距离的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重物A上升B. 重物B上升
C. 重物B下降D. 拉力F增大
【答案】B
【解析】绳左端缓慢移动，可知拉力F的大小始终等于B的重力，对重物A分析可知，滑轮两侧绳子的拉力合力始终等于A的重力，由于两侧绳对动滑轮的拉力不变，因此动滑轮两边轻绳间的夹角不变，物块A位置不变，则重物B上升，综合可知B选项符合题意。
故选B。
5. 某连队战士在坡底向斜坡上练习投弹的情景可简化为如图所示，斜面的倾角为θ，将一个手榴弹从斜面底端P点斜向上抛出，手榴弹运动到斜面上A点时速度大小为v1，速度方向与斜面的夹角为β1；若保持手榴弹在P点抛出的方向不变，再次将手榴弹抛出后，手榴弹运动到斜面上的B点，到达B点时手榴弹的速度大小为v2，速度方向与斜面的夹角为β2，不计空气阻力和手榴弹的大小，则（ ）
A. v2>v1B. v2β2D. β1v1，故A正确，B错误。
故选A。
6. 如图所示，P、Q是x轴上的两个波源，分别位于x=0和x=12m处，形成的简谐横波a、b分别沿x轴正向和x轴负向传播，振幅均为A。t=0时刻的诐形如图所示，此时a传播到x=3m处，b传播到x=6m处，再过3s，第一次有质点离开平衡位置的位移大小达到2A，则下列说法正确的是（ ）
A. 两波源起振方向相同
B. 波传播的速度大小为2m/s
C. 波源P起振时，波源Q已振动1s
D. x=6m处为振动加强点
【答案】D
【解析】A．根据题意结合同侧法可知，波源P的起振方向向下，波源Q起振方向向上，故A错误；
D．根据题意可知，第一次有质点离开平衡位置的位移大小达到2A，则说明两列波第一次波谷与波谷相遇，两波谷相遇在x=6m处，即x=6m处为振动加强点，故D正确；
B．波速为，故B错误；
C．周期，波源P起振时，波源Q已振动半个周期（2s），故C错误。
故选D。
7. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1为160匝，副线圈的匝数n2为80匝，单匝线圈绕过铁芯连接理想交流电压表，三个定值电阻的阻值均为10Ω，在A、B两端接入电压有效值为18V的正弦交流电压，则电压表的示数为（ ）
A. 0.1VB. 0.5VC. 1VD. 2V
【答案】A
【解析】设原线圈两端的电压为U1，根据得，副线圈两端的电压为
则副线圈电路消耗的功率为
则
解得
则电压表的示数
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，水平面上方固定有一玻璃砖，玻璃砖上、下表面水平且足够大，A、B两束不同的单色光沿相同的方向斜射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射后，在水平面上形成两个亮点，将单色光B的入射光线稍微向右平移一些，发现两光点间的距离变小，则下列判断正确的是（ ）
A. 玻璃砖对A光的折射率比B光大
B. A光在玻璃砖中传播的速度比B光大
C. 逐渐增大两入射光在玻璃砖上表面的入射角，A光在玻璃砖下表面先发生全反射
D. 经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验，A光干涉条纹间距比B光大
【答案】BD
【解析】A．将B光的入射光线稍微向右平移一些，发现两光点间的距离变小，表明B光的折射角小于A光的折射角，则B光的折射率比A光的折射率大，故A错误；
B．根据折射率与光速关系有，由于B光的折射率比A光的折射率大，则A光在玻璃砖中传播速度大，故B正确；
C．光在上界面的折射角等于下界面上的入射角，根据光路可逆可知，光在玻璃砖下表面不会发生全反射，故C错误；
D．折射率越大，波长越小，由于B光的折射率比A光的折射率大，则B光的波长比A光的波长小，根据，可知，经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验，A光干涉条纹间距大，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，一半径为1m的圆处在平行于圆面的匀强电场中，AB为圆的直径，C为圆上一点，AB与AC夹角为37°。A点电势为2V，圆心O的电势为4V，C点电势为6V，sin37°=0.6，则（ ）
A. 匀强电场方向平行于AC
B. B点电势大于6V
C. 匀强电场电场强度大小为2.5V/m
D. 圆周上电势最高点的电势为6.5V
【答案】ACD
【解析】A．匀强电场中平行等间距两条线段的电势差大小相等，可知，AC中点的电势为4V，即AC中点与O点连线为一条等势线，O与AC中点连线与AC垂直，电场线与等势线垂直且由高电势点指向低电势点，即电场强度方向沿，故A正确；
B．由于BC与AC垂直，结合上述可知，BC为一条等势线，即B点与C点电势相等，大小等于6V，故B错误；
C．结合上述，匀强电场的电场强度大小，故C正确；
D．圆周上电势最高点的等势线一定与圆周相切，则该点为平行于电场线的直径的一个端点，则圆周上电势最高点的电势为，故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，间距为L、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，垂直于导轨的虚线MN右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B；MN左侧有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。质量均为m的金属棒a、b分别在MN两侧垂直导轨放置，两金属棒接入电路的电阻均为R，给金属棒a一水平向左、大小为v0的初速度。两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则金属棒b从开始到速度最大的过程中，金属棒b（ ）
A. 受到的安培力水平向左
B. 运动的最大加速度为
C. 运动的最大速度为
D. 产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】A．根据右手定则可知，回路中电流沿顺时针方向，根据左手定则，金属棒b受到的安培力水平向右，A项错误；
B．开始时，回路中电流
金属棒受到的安培力最大，最大加速度，B项正确；
C．当金属棒b达到最大速度时，两金属棒做匀速直线运动，回路中磁通量的变化为零，则
根据动量定理，
根据可知
解得，，C项正确；
D．金属棒b中产生的焦耳热，D项错误。
故选BC
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与合外力关系”实验。带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，调节定滑轮的高度及弹簧测力计的位置，使动滑轮两边的轻绳水平，物块和动滑轮的总质量为M。
（1）接通电源，轻推物块，观察打点计时器打出的点，如果打出的点间隔越来越大，则减小沙桶中沙的质量，直到轻推物块后，打点计时器打出的点间隔均匀，忽略纸带与打点计时器间的摩擦阻力，若这时弹簧测力计的示数为F0，则物块与长木板间的滑动摩擦力f=__________。
（2）适当增加沙桶中沙的质量，接通电源，释放物块，使物块做初速度为零的匀加速运动，某次实验打点计时器打出的纸带从比较清晰的点迹起，每5个计时点取1个计数点，在纸带上连续标出5个计数点A、B、C、D、E，测出各计数点到A点之间的距离，如图2所示。电源频率为50Hz，则物块运动的加速度a=__________m/s2（结果保留1位小数）。
（3）若实验中弹簧测力计的示数为F，则物块受到的合外力F合=__________（用F、f表示），重复（2）操作，根据每次实验测得的物块运动的加速度a及受到的合外力F合，作a—F合图像，如果图像是过原点的一条倾斜直线，且图线的斜率等于____________，则表明：质量一定时，加速度与合外力成__________（填“正比”或“反比”）。
【答案】（1）2F0 （2）1.0 （3） 正比
【解析】（1）当打点计时器打出的点间隔均匀时，物块做匀速直线运动，受力平衡。弹簧测力计的示数F0，根据力的平衡，物块与长木板间的滑动摩擦力为
（2）每5个点取1个计数点，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度为
（3）[1]物块受到的拉力为2F，滑动摩擦力为，根据牛顿第二定律，合外力
[2]由知，，即如果图像是过原点的一条倾斜直线，且图线的斜率等于。
[3]由可表明：质量一定时，加速度与合外力成正比。
12. 某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：干电池一节；电压表V（0~3V，内阻约15kΩ）；电流表A（0~0.6A，内阻rA=0.5Ω）；滑动变阻器R0（0~20Ω）；开关一个，导线若干。
（1）请将图1中的实验电路连接完整，要求测量结果尽量准确_______。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最____________（填“左”或“右”）端；闭合开关后，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，作U-I图像如图2所示，根据图像可知电池的电动势E=____________V，内阻r=____________Ω。（结果均保留2位有效数字）
（3）若再次实验时发现电压表损坏，小组成员找到一个电阻箱R'（最大阻值999.9Ω），根据现有器材，设计了一个测电源电动势和内阻的实验电路，电路图如图所示。根据多组电流表示数I和电阻箱读数R，为得到线性图像，应作____________（填“”或“I-R”）图像，若图像的斜率为k，纵截距为b，则电池的电动势E=____________，内阻r=____________。（结果均用题中所给字母表示）
【答案】（1） （2）右 1.5 0.50
（3）
【解析】（1）由于电流表内阻已知，因此伏安法测电源电动势和内阻电路如图所示
（2）[1][2][3]闭合开关前，应将滑片移到最右端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大，由题图2可知，电源的电动势
电源内阻
（3）[1]由闭合电路欧姆定律可知
可得
故应作图像
[2][3]由图可知
，
解得，
13. 如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道BC固定在竖直面内，最低点B与光滑水平面相切，轻弹簧放在水平面上，左端与固定挡板连接。质量为m的物块a放在水平面A点，与轻弹簧刚好接触，轻弹簧处于原长。质量为3m的物块b放在B点，用力向左推物块a压缩弹簧至某一位置，由静止释放物块a，a与b发生弹性碰撞，碰后立即取走a，物块b沿圆弧轨道运动刚好能到达D点，OD与竖直方向的夹角为60°，弹簧始终在弹性限度内，不计物块的大小，重力加速度为g，求：
（1）a、b碰撞后的一瞬间，物块b对圆弧轨道的压力为多大；
（2）弹簧被压缩后具有的弹性势能为多大。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设a、b碰撞后一瞬间，物块b的速度大小为v1，碰撞后对b研究，根据机械能守恒
在B点，根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律可知，物块b对圆弧轨道的压力大小
（2）设碰撞前物块a的速度为v0，碰撞后物块a的速度为v2，根据动量守恒有
根据能量守恒
解得
根据能量守恒，弹簧被压缩后具有的弹性势能
14. 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，管中装有适量的水银，左右两管口平齐且均封闭，左管口装有一个阀门。初始时阀门关闭，右管中封闭空气柱长为L1=16cm，左管中封闭空气柱长为L2=8cm，外界大气压强为p0=76cmHg。现将阀门适当打开，使管外空气缓缓流进左管中，当左右两管中水银液面相平时，左管中气体压强恰好等于管外大气压强，整个过程气体的温度始终不变，空气可视为理想气体，求：
（1）开始时右管中气体的压强为多少；
（2）流进左管中的气体质量与原左管中气体质量之比为多少。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设右管中气体开始时的压强为p1，根据题意可知，当左、右两管中液面相平时，右管中气体压强等于p0，气体发生等温变化，则由玻意耳定律
根据题意
解得
（2）原来左管中气体的压强
设原来左管中气体压强变为p0时，体积为V，则由玻意耳定律
解得
则流进左管中气体的质量与原来左管中气体的质量之比为
15. 如图所示，平面直角坐标系y