河南省濮阳市2024届高三下学期第一次模拟考试理科综合物理试卷(含答案)

这是一份河南省濮阳市2024届高三下学期第一次模拟考试理科综合物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示为一研究光电效应的电路图，用一定频率的光照射阴极K，电流表有示数，则下列判断正确的是( )
A.将滑动变阻器的滑片向右移动，电流表的示数一定会越来越大
B.将滑动变阻器的滑片移到最左端时，电流表的示数一定为零
C.将照射光强度减弱，光电子从阴极K逸出的最大初动能不变
D.将照射光强度减弱，光电子从阴极K逸出需要的时间变长
2．如图所示，某同学设计了一种测量圆形玻璃砖折射率的方法：AB是圆的直径，从A点斜射入一束单色光，观察从圆弧面上第一次出射的光线CD，调节光在A点的入射角，直到CD与AB平行，测得此时光在A点的入射角为θ，则玻璃砖对该单色光的折射率为( )
A.B.C.D.
3．如图1所示，游乐场内有多种滑梯，其中两组滑梯的示意图分别如图2、3所示。图2中，A、B两滑梯着地点相同，倾角不同；图3中，C、D两滑梯起滑点相同，着地点不同。可视为质点的小朋友从A、B、C、D四个滑梯自由下滑的时间分别为不计摩擦阻力，下列关系一定正确的是( )
A.B.C.D.
4．“天问二号”火星探测器计划于年月前后发射。未来，“天问二号”发射后按计划进入火星引力范围，经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。如图所示，P点为椭圆的近火点，到火星中心的距离为，“天问二号”经过P点时的速度大小为，加速度大小为；Q点为远火点，到火星中心的距离为，“天问二号”经过Q点时的速度大小为，加速度大小为。下列关系正确的是( )
A.B.
C.D.
5．如图所示为“蜻蜓点水”时的情景蜻蜓在平静水面匀速飞行过程中两次点水后在水面上激起的波纹A、B（俯视图、刚好相切）如图所示，由图可知( )
A.A、B两波纹左端的间距会越来越大
B.A、B两波纹右端此后不再相切，且间距先变大后变小
C.蜻蜓的飞行速度与水波的传播速度相等
D.蜻蜓的飞行速度比水波的传播速度大
二、多选题
6．如图所示为固定在水平面上的光滑半球形碗，一质量为m的小物块从碗口A点由静止沿圆弧面下滑到最低点C，B点为AC圆弧的中点。下列判断正确的是( )
A.从A到B物块重力做的功大于从B到C重力做的功
B.从A到B物块重力的冲量小于从B到C重力的冲量
C.从A到C，碗对物块支持力的冲量为零
D.从A到C，物块重力的功率先增大后减小
7．如图所示，直角三角形ABC的三个顶点各固定一个点电荷，，D为AC的中点，F为BC的中点。已知D点的场强方向垂直BC向下，B、C两点的点电荷电量相等，下列判断正确的是( )
A.B点的点电荷一定带负电
B.A、C两点的点电荷可能是异种电荷
C.若C点的点电荷电量为q，则A点的点电荷电量为2q
D.D点的电势一定比F点的电势低
8．如图1所示，间距为L的两足够长平行光滑导轨处于竖直固定状态，导轨处在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨顶端连接阻值为R的定值电阻。质量为m、接入电路电阻也为R的金属杆垂直接触导轨，让金属杆由静止开始下落，同时给金属杆施加竖直方向的拉力，使金属杆运动的速度v与运动位移x的关系如图2所示，当金属杆运动距离时撤去外力，金属杆恰能匀速运动。已知重力加速度大小为g，金属杆在运动的过程中始终与导轨垂直且接触良好，则金属杆运动距离的过程中( )
A.金属杆做初速度为零的匀加速直线运动
B.金属杆克服安培力做的功为
C.金属杆受到的安培力的冲量大小为
D.通过定值电阻的电量为
三、实验题
9．某同学验证机械能守恒定律，装置如图所示。将拉力传感器固定在天花板上，一条不可伸长的轻质细绳上端固定在传感器上，下端连接一可视为质点质量为m的小铁球，在小铁球下方有一水平桌面。用刻度尺测出悬线的长为L，测出悬线竖直时小铁球到桌面的高度h，重力加速度为g。
(1)将小铁球从最低点向右拉开一定距离，紧靠竖直刻度尺，读出小铁球与刻度尺的接触点离桌面的距离H，由静止释放小铁球，由力传感器读出小铁球摆动过程中轻绳的最大拉力F，若在误差允许的范围内，关系式_____成立，则小铁球由释放至摆到最低点的过程中机械能守恒。
(2)改变小铁球由静止释放的位置，重复实验多次，测出多组H及对应的F，作图像，如果作出的图像与纵轴的截距为_____，图像的斜率为_____，则小铁球由释放至摆到最低点过程中机械能守恒。
10．某学习小组测定某电池的电动势与内阻，根据实验室提供的器材，连接了如图1所示的电路，其中电流表G的量程为10mA、内阻约为几欧姆，电阻箱相同，电阻调节范围均为。
(1)实验时，先断开开关，将电阻箱的阻值均调到较大；闭合开关，调节，使电流表G满偏；保持不变，闭合开关，调节，使电流表G的读数为5mA，记录此时电阻箱的阻值为，则被测电流表G的内阻_____。
(2)断开开关，将电流表G改装成量程为0.6A的电流表，需将电阻箱接入电路的电阻调节为_____；闭合开关，多次调节电阻箱接入电路的电阻，记录对应的电流表G的示数I，作出的图像如图2所示，得到图像与纵轴的截距为b，图像的斜率为k，则电源的电动势_____，内阻_____；（均用测量和已知量符号表示）
(3)在(1)问中测得的电流表G的阻值比真实值偏_____（填“大”或“小”）。
四、计算题
11．如图所示为某同学设计的一种粗测物体质量的装置。导热性能良好的汽缸开口向上放在水平面上，活塞在缸内封闭有一段理想气体，活塞与汽缸内壁之间无摩擦且不漏气，活塞、固定支杆和平台的总质量为M，活塞截面积为S。初始时测得活塞到缸底的距离为d，在平台上放一个待测物块，稳定时，活塞下降了，重力加速度为g，环境温度为且保持不变，大气压强为，求：
(1)待测物块的质量为多少；
(2)若初始时环境温度缓慢上升为T（环境压强不变），活塞稳定后放上该物块，活塞再次稳定时下降的高度为多少。
12．如图所示，平台离水平地面的高度为，平台上P点左侧粗糙，右侧光滑，质量为m的物块A放在平台P点，质量为3m的物块B放在平台上P点左侧的Q点，P、Q间的距离为1m。给物块B一个向右的初速度，B与A发生弹性碰撞，A、B均从平台上抛出，A做平抛运动的水平距离为1.5m，已知B与平台间的动摩擦因数为0.6，重力加速度g取，物块的大小忽略不计，不计空气阻力。求：
(1)物块A从平台抛出时的速度多大；
(2)物块B在Q点的初速度多大；
(3)若B、A发生的是非弹性碰撞，物块B从Q点以的初速度向右滑动，A、B碰撞后，A做平抛运动的水平位移仍为1.5m，则A、B碰撞过程中损失的机械能与碰撞前瞬间B的动能之比为多少。
13．如图所示，在xOy坐标系中，有沿x轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强磁场，电场强度大小磁感应强度大小为。在坐标平面内的某点沿某方向射出一质量为电荷量为的带正电微粒，微粒恰能在xOy坐标平面内做直线运动，且运动轨迹经过O点。已知y轴正方向竖直向上，重力加速度g取，求：
(1)微粒发射的速度大小和方向；
(2)微粒到达O点时撤去磁场，当微粒的速度沿竖直方向时，微粒的位置坐标是多少；
(3)在(2)问中，当微粒速度沿竖直方向时，再加上原磁场同时撤去电场，此后微粒运动的轨迹离x轴的最大距离为多少（结果可用根号表示）。
参考答案
1．答案：C
解析：A.将滑动变阻器的滑片向右移动，电压表示数不断增大，电流表的示数可能先增大，然后如果电流表示数达到饱和电流大小后就保持不变，故A错误；
B.由于能发生光电效应，因此滑动变阻器的滑片移到最左端时，电压表示数为零、但是仍有光电子能到达A极，即电流表的示数不为零，故B错误；
C.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子从阴极K逸出的最大初动能与光照频率v有关，跟照射光强度无关，因此光电子从阴极K逸出的最大初动能不变，故C正确；
D.当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会立即产生光电流，光电效应具有瞬时性，故D错误。故选C。
2．答案：A
解析：光路如图
根据几何关系可知
根据折射定律有
解得
故选A。
3．答案：D
解析：图2中两滑梯有相等的底边，设为L，与地面的夹角为α，则
解得
则当，，此时；当，此时；当时，；
图3中两滑梯有相等的高度，设为h，与地面的夹角为β，则
解得
因，可得
则下列关系一定正确的是D。
故选D。
4．答案：C
解析：对于P点，“天问二号”在该点要做离心运动，需要在P点进行加速，在该点的加速度应大于所对应圆轨道的加速度，即
对于Q点，“天问二号”在该点要做近心运动，需要在Q点进行减速，在该点的加速度应小于所对应圆轨道的加速度，即故选C。
5．答案：C
解析：AB.激起的水波在同一介质中的传播速度相等，故A、B两波纹左端的间距不变；由于此时刚好相切，同理可知A、B两波纹右端此后一直相切，故AB错误；
CD.由于此时刚好相切，故可知水波从传播到时，蜻蜓也刚好从飞到，故蜻蜓的飞行速度与水波的传播速度相等，故C正确，D错误。
故选C。
6．答案：AD
解析：A.如图B点为AC圆弧的中点，由几何关系可得
从A到B重力做功为
从B到C重力做的功
比较可得，A正确；
B.由于下滑的速度越来越快，从A到B的平均速度小于从B到C的平均速度，又由弧长相等，所以从A到B的时间大于从B到C的时间，因此从A到B物块重力的冲量大于从B到C重力的冲量，B错误；
C.从A到C，碗对物块支持力一直存在，碗对物块支持力的冲量不为零，C错误；
D.初始位置速度为零，重力的功率为零，到达最低点，速度最大，但是重力与速度的方向夹角为，重力的瞬时功率为
可知整个过程中功率的功率先增大后减小，D正确。故选AD。
7．答案：AC
解析：A.若B点的点电荷带正电，则B点电荷在D点产生的场强与AC成斜向上，而无论A、C两点的电荷带何种电荷，A、C两点在D点产生的场强的合场强方向一定沿着AC，要么指向A，要么指向C，但不管是指向A还是指向C，与B点产生的场强的合场强一定不可能垂直BC向下，因此B点的电荷一定带负电，故A正确；
BC.B点为负电荷，而根据题意，B、C两点的点电荷电量相等，且B、C两点距D点的距离相等，根据点电荷场强公式
可知B、C两点的电荷在D点产生的场强大小相等，若C点处的电荷带负电，则可知不需要A点处的电荷即可满足D点处场强垂直BC竖直向下，而加上A点处电荷产生的场强，则D点处的合场强一定不满足垂直BC竖直向下，因此C点处的电荷只能带正电，其在D点处产生的场强沿着DA指向A，而要使D点处的合场强垂直BC竖直向下，则A点处的电荷也必为正电荷，且其在D点处产生的场强与C点处电荷在D点处产生的场强的合场强必须沿着DC指向C，且大小与B点处电荷在D点处产生的场强大小相等，才能保证D点处的合场强垂直BC竖直向下，因此A点处电荷的带电量与C点处电荷的带电量必须满足，则通过上述分析可知，A、C两点的点电荷一定是同种电荷，且都为正电荷，同时A点处电荷的电荷量是C点处电荷电荷量的2倍，故B错误，C正确；
D.B、C两点处的电荷为等量的异种电荷，而根据几何关系可知，D、F两点在等量异种点电荷连线的中垂线上，而等量异种点电荷连线的中垂线为等势线，其电势为零，但同时受A点处正电荷所形成电场的影响，D、F两点的电势均大于0，但又由于D点离A点更近，因此D点的电势一定大于F点的电势，故D错误。
故选AC。
8．答案：BCD
解析：A.若金属杆做匀加速直线运动，应满足，由题图2变化图像可知加速度不恒定，故A错误；
B.设金属杆的速度为v，最大速度为，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知
则安培力做功为
结合图像可知金属杆运动距离的过程中安培力做功为
撤去外力后，金属杆匀速运动，则
解得
故B正确；
CD.根据电流的定义式可知
安培力的冲量为
故CD正确；故选BCD。
9．答案：(1)(2)；
解析：(1)对小铁球从最高点到最低点，由机械能守恒可得
对小铁球在最低点，由牛顿第二定律可得
联立求得
(2)由(1)可知，化简得到
如果小铁球由释放至摆到最低点过程中机械能守恒，则在图像中，图线与纵轴的截距为，图像的斜率为
10．答案：(1)(2)；；(3)小
解析：(1)闭合开关后，电流表与并联，电流中总电流不变，则
解得被测电流表G的内阻
(2)设将电流表G改装成量程为0.6A的电流表，需将电阻箱接入电路的电阻调节为，则
解得
由闭合电路欧姆定律可得
解得
由图像与纵轴的截距为b，图像的斜率为k，则，
解得电源的电动势
电源的内阻
(3)闭合开关后，与电流表并联，电路中总电阻减小，则电路中总电流增大，调节，使电流表G的读数为5mA时，通过的电流大于通过电流表的电流，所以此时接入电路中的电阻值小于电流表的内阻，所以在(1)问中测得的电流表G的阻值比真实值偏小。
11．答案：(1)(2)
解析：(1)初始时设汽缸内气体压强为对活塞、固定支杆和平台整体受力分析得
放一个待测物块m后汽缸内气体压强为，对活塞、固定支杆和平台整体受力分析得
由玻意耳定律得
联立解得
(2)若初始时环境温度缓慢上升为T，设活塞稳定后活塞到缸底的距离为，根据盖吕萨克定律得
放上物块，活塞再次稳定时活塞到缸底的距离为，此时压强为，根据理想气体状态方程得
活塞再次稳定时下降的高度为
联立解得
12．答案：(1)3m/s(2)4m/s(3)
解析：(1)A做平抛运动的水平距离为，根据平抛运动规律
，
联立解得物块A从平台抛出时的速度
(2)B与A发生弹性碰撞时有
解得碰撞前瞬间B的速度大小为
B由Q到P的过程，根据动能定理
解得
(3)物块B从Q点以的初速度向右滑动，由Q到P的过程，根据动能定理
解得碰撞前B的速度
A做平抛运动的水平位移仍为1.5m，说明A碰后速度仍为，根据
可得碰后B的速度为
碰撞过程中损失的机械能
则A、B碰撞过程中损失的机械能与碰撞前瞬间B的动能之比
13．答案：(1)，与y轴负方向夹角为(2)(3)
解析：(1)粒子做匀速直线运动，如下图
则
求得
粒子出射的速度方向与y轴负方向夹角为
解得
即微粒发射的速度大小为，与y轴负方向夹角为
(2)撤去磁场后，粒子做类平抛运动，如下图
将速度分解可得
x方向的加速度
x方向的速度减为零时
此时距x轴的距离为
对应速度
距y轴的距离为
所以当微粒的速度沿竖直方向时，微粒的位置坐标是
(3)微粒运动的轨迹离x轴的最大距离时，速度与x轴平行
在x方向上，有动量定理可得
即
由动能定理可得
求得
微粒运动的轨迹离x轴的最大距离