2024届河南省开封市高三下学期第二次质量检测理科综合试题-高中物理（含解析）

这是一份2024届河南省开封市高三下学期第二次质量检测理科综合试题-高中物理（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列关于教材中的四幅图片，说法正确的是（ ）
A．图甲：氡的半衰期为3.8天，则经过11.4天，氡的质量减少八分之一
B．图乙：质量数越大，原子核的结合能越大，但比结合能不一定越大
C．图丙：加在光电管两端的电压越大，光电流也越大
D．图丁：粒子散射实验，其中有部分粒子发生大角度偏转，是因为与原子中的电子碰撞造成的
2．如图是一个底面直径为d、高为的圆柱形薄玻璃槽，槽内充满某种液体，O为液面的中心，一光屏紧贴玻璃槽右侧D点竖直放置。现用一红色激光笔从槽底A点沿方向射出一细光束，光束与液面呈角，恰好在光屏上的B点接收到光束，用刻度尺测出B点到槽边缘D点的距离为。已知光在真空中的传播速度为c，下列有关说法正确的是（ ）
A．该种液体对红光的折射率
B．红光从液体中射出到液面上方，频率发生改变
C．若将红色激光笔移动到槽边缘C点，光束仍对准O点射出，液面上方光屏没有光斑
D．若改用绿色激光笔照射，其他条件不变，光屏上的光斑将向上方移动
3．正方体的上表面水平，沿中心线放置一根通有恒定电流I的长直导线，现使一闭合金属小圆环沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中圆环平面始终水平。下列说法正确的是（ ）
A．点与c点的磁感应强度相等
B．小圆环的圆心从边的中点竖直向上运动时，小圆环中无感应电流
C．小圆环的圆心从移到过程中，穿过小圆环的磁通量先增加后减少
D．小圆环的圆心从a移到d与从a移到c，小圆环的平均感应电动势相等
4．2023年9月29日，杭州亚运会田径项目女子铅球决赛在杭州奥体中心体育场举行。第四次参加亚运会的中国名将巩立姣以19米58夺冠。关于推出的铅球到最高点之后的速度动量、动能、重力势能的变化率随时间变化的图线，下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．D．
5．如图，两个质量均为m的小球a、b通过轻质铰链用轻杆连接，a套在固定的竖直杆上，b放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与b相连。当弹簧处于原长状态时，将a由静止释放，已知a下降高度为h时的速度大小为v，此时杆与水平面夹角为。弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．释放a的瞬间，a的加速度大小为g
B．释放a的瞬间，地面对b的支持力大小为2mg
C．a的速度大小为v时，b的速度大小为
D．a的速度大小为v时，弹簧的弹性势能为
二、多选题
6．小明同学设计了一个手动发电式电筒，装置简化如图。装置左侧是一个半径为的水平圆盘，当圆盘绕轴心匀速转动时，固定在圆盘边缘处的小圆柱带动T形绝缘支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动，导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度，导轨右端连接一理想变压器，其输出端给两个额定电压为2V的灯泡供电，两灯泡刚好正常发光，线圈、导线及导轨电阻不计，电压表为理想电压表。下列说法正确的是（ ）
A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0
B．理想变压器的匝数比为
C．变压器输出电流的频率为2Hz
D．圆盘转动的角速度为
7．如图甲所示，、为x轴上的两波源，其平衡位置坐标分别为、。时，两波源分别沿x轴正方向和负方向激发两列简谐横波，图乙为两波源的振动图像，已知两列波的波速均为10cm/s。下列说法正确的是（ ）
A．波源的振动方程为
B．两列波相遇后能形成稳定的干涉图样
C．两列波单独传播时，若遇见尺寸为20cm的障碍物，都能发生明显衍射现象
D．时，平衡位置处在的质点向上振动
8．如图，一根不可伸长的轻绳绕过轻滑轮固定在天花板上两点，滑轮下方用细线悬挂一物体，物体最初静止在最低处，现对物体施加适当的拉力F，使它在竖直面内缓慢向右上方移动，若悬挂物体的细线拉力大小始终不变，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的方向水平向右
B．拉力F的大小逐渐增大
C．轻绳中的张力逐渐减小
D．轻绳中的张力逐渐增大
三、实验题
9．某兴趣小组设计实验测量灵敏电流计G的内阻以及电源的电动势和内阻，实验电路如图所示，定值电阻阻值已知。
(1)测量灵敏电流计G的内阻的实验过程如下：
①开始实验，将开关拨向1，再将开关闭合，记录电流表A的示数为I；将开关断开，然后将开关拨向2后，再将开关闭合，调节电阻箱R，使得电流表A的示数仍为I；
②记下此时电阻箱的示数，则灵敏电流计G的内阻 （用题中所给符号表示）。
(2)测量电源的电动势和内阻的实验过程如下：
开始实验，将开关拨向2后，再将开关闭合，调节电阻箱R，得到多组阻值R和电流表示数I，并画出图像，如图所示，已知斜率为k，纵轴截距为b，可得电源电动势 ，内阻 （用题中所给符号表示）。
10．某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为1cm。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度g取10m/s2。
（1）根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数k= N/m。（保留两位有效数字）
（2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向 （填“左”或“右”）、大小为 m/s2。
（3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将 。（选填“不变”“增大”或“减小”）
（4）加速度测量仪制作完成后，将刻度尺不同刻度对应的加速度大小标在尺上。在测量某次运动的过程中，该同学观察到指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0。则在这段时间内该运动可能为 。
A．匀加速直线运动 B．匀减速直线运动
C．加速度减小的减速运动 D．加速度减小的加速运动
四、解答题
11．气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，气缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求：
（1）气缸内理想气体压强p2；
（2）物体A的质量m。

12．如图，空间直角坐标系中，有一边长为L的正方体区域，其顶点分别是a、b、c、d、O、、、，其中a、、在坐标轴上，区域内（含边界）分布着电场或磁场。时刻，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度从a点沿方向射入区域，不计粒子重力。
（1）若区域内仅分布着沿y轴负方向的匀强电场，则粒子恰能从点离开区域，求电场强度E的大小；
（2）若区域内仅分布着方向垂直于平面向纸外的匀强磁场，则粒子恰能从边之间的e点离开区域，已知，求磁感应强度B的大小。
13．如图，倾角37的足够长斜面体固定在水平面上，在斜面底端垂直斜面固定一弹性挡板P，质量分别为m和4m的小物块a、b置于斜面上，物块a与斜面间无摩擦。两小物块间夹一劲度系数很大、处于压缩状态的轻质短弹簧，弹簧通过机关锁定。现给两物块一大小为v0的初速度，两物块恰好能沿斜面匀速下滑，此时解除弹簧锁定，解除锁定后弹簧会迅速恢复原长并被移走。两物块均可视为质点，不计弹簧长度，物块a、物块b、挡板P间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g。
（1）求物块b与斜面间的动摩擦因数；
（2）若锁定弹簧的弹性势能为Ep，求弹簧恢复原长时a、b两物块的速度；
（3）若锁定弹簧的弹性势能Ep10mv02，求解锁弹开后物块b沿斜面向上滑动的最大距离xm。
参考答案：
1．B
【详解】
A．图甲：氡的半衰期为3.8天，则经过11.4天，氡的质量剩余八分之一，故A错误；
B．由图乙可知，随着质量数的增大，比结合能先增大后减小，则质量数越大，原子核的结合能越大，但比结合能不一定越大，故B正确；
C．由图丙可知，加在光电管两端的电压越大，光电流强度越大，但光电流最终会达到饱和，故C错误；
D．图丁：粒子散射实验，其中有部分粒子发生大角度偏转，是因为其受到原子核的强库仑斥力，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】A．光路如图所示
所以
该种液体对红光的折射率
故A错误；
B．红光从液体中射出到液面上方，频率不变，故B错误；
C．根据
若将红色激光笔移动到槽边缘C点，光束仍对准O点射出，入射角等于，恰好发生全反射，液面上方光屏没有光斑，故C正确；
D．因为绿光的折射率大于红光，在液体介质中，入射角相同的情况下，绿光的折射角更大，所以光斑应该向B点正下方移动，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．由右手定则可知，点与c点的磁感应强度大小相等，但方向相反，故A项错误；
B．小圆环的圆心从ad边的中点时，其磁通量为零，在其竖直向上运动过程中，通过小圆环的磁通量始终为零，所以其通过小圆环的磁通量未发生变化，即小圆环中无感应电流，故B项正确；
C．小圆环在位置时，其磁通量不为零，在到达导线正下方时，其磁通量为零，在点时小圆环的磁通量也不为零，所以整个过程穿过小圆环的磁通量是先减小，后增加，故C项错误；
D．由于小圆环运动的速度大小不变，而从a移动到d与从a移动到c的过程其位移不同，所以两次运动所用时间不同。由右手定则可知，小圆环在c点和d点的磁通量相同，所以小圆环在两次移动过程中，磁通量的变化量相同，根据
可知，小圆环两次移动过程的平均电动势不相等，故D项错误。
故选B。
4．C
【详解】A．铅球推出后只受重力，所以加速度不变，速度的变化率不随时间发生变化，为一条平行于t轴的直线，故A错误；
B．根据动量定理可知动量的变化率为物体所受的合力，铅球到达最高点后只受重力，合力不变，所以动量的变化率不变，为一条平行于t轴的直线，故B错误；
C．铅球做平抛运动，根据机械能守恒得
所以和图像为过原点的直线，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．释放a的瞬间，a开始向下做加速运动，对a进行受力分析，竖直方向上受重力和轻杆沿竖直方向的分力，即此时a的加速度不为g，A错误；
B．把a、b作为整体，竖直方向有
则有
即释放a的瞬间，地面对b的支持力小于2mg，B错误；
C．当a的速度大小为v时，a沿轻杆方向的分速度为，沿着轻杆方向速度不变，则此时b的速度大小为
C正确；
D．整个系统机械能守恒，则有
则有此时弹簧的弹性势能
D错误。
故选C。
6．BD
【详解】
A．导体棒切割磁感线产生的感应电动势的瞬时值
感应电动势的峰值为。电压表示数为感应电动势的有效值
电压表示数一直为不变，故A错误；
B．变压器原线圈电压
变压器副线圈电压
理想变压器的匝数比
故B正确；
D．由速度公式可知，圆盘转动的角速度
故D正确；
C．变压器输出电流的周期
变压器输出电流的频率为
故C错误。
故选BD。
7．BCD
【详解】
A．根据图乙可知，波源的振幅、周期分别为
，
其振动方程为
故A错误；
B．根据图乙可知，两列波的振动周期相同，则其频率相同，且相位差恒定，因此两列波相遇后可发生稳定的干涉，形成稳定的干涉图样，故B正确；
C．发生明显衍射现象的条件是波的波长与障碍物的尺寸相近或大于障碍物的尺寸，而根据波长与波速之间的关系可得两列波的波长均为
因此，两列波单独传播时，若遇见尺寸为20cm的障碍物，都能发生明显衍射现象，故C正确；
D．由于两列波的波长均为，而处波源的振动传播到处所需要的时间为
此后的4.5s为，则可知波源在处引起的振动在时恰好处于波峰，下一时刻将向下振动；处的波源的振动传播到处所需要的时间为
从后的0.5s为，则可知波源在处引起的振动在时恰好处于波谷，
下一刻将向上振动，由于波源的振幅大于波源的振幅，即波源振动时的能量大于波源振动是的能量，因此叠加后的两列波将向上振动，故D正确。
故选BCD。
8．BC
【详解】CD．设MN细绳张为，重物与滑轮间的细线拉力为，重物质量为，开始时重物静止在最低处，可知
由于细绳MN两端固定，细绳长度一定，可知滑轮缓慢移动的轨迹为一个椭圆，且最低点位于椭圆的短轴上，可知滑轮缓慢右移时，滑轮两侧细绳之间的夹角逐渐减小，则有
由于逐渐减小，可知MN细绳张力逐渐减小，故C正确，D错误；
AB．根据上述可知，重物与滑轮间的细线拉力的方向始终沿滑轮两侧细绳之间夹角的角平分线，则细线拉力方向与重力方向之间的夹角为钝角，且逐渐减小，以重物为对象，由于一直等于，则有
角逐渐减小，可知推力F的大小逐渐增大，推力F的方向发生改变，不是保持水平向右，故A错误，B正确。
故选BC。
9．(1)
(2)
【详解】（1）根据题意可知，开关按向1或2时，电流表读数一样，则电阻箱的读数等于灵敏电流计的内阻，即
（2）[1][2]根据题意，由闭合回路欧姆定律有
整理可得
结合及题意可得
，
解得
，
10． 20 左 5 增大 CD/DC
【详解】（1）[1]由胡克定律
可知弹簧的劲度系数为
（2）[2] [3]由图丙可得弹簧测力计的示数为
由二力平衡可得
解得小车质量为
由图丁可知弹簧处于压缩状态，弹簧弹力向左，设压缩量为，根据牛顿第二定律有
又
其中
联立解得
则小车的加速度方向为水平向左，大小为。
（3）[4]设弹簧的最大形变量为，根据牛顿第二定律可得
解得可测量的最大加速度为
可知若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将增大。
（4）[5]指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0，说明小车的加速度逐渐减小到几乎为0，即小车可能做加速度逐渐减小的加速运动，也可能做加速度逐渐减小的减速运动。
故选CD。
11．（1）；（2）m=60kg
【详解】
（1）对气缸内气体分析
初状态
p1=2.4×105Pa V1=L1S
末状态
p2 V2=L2S
温度不变，由玻意耳定律
p1V1=p2V2
整理
代入数据得
（2）方法一
设大气压为p0，气缸质量为M。初状态时对气缸受力分析，由平衡条件有
末状态时对气缸与物体A受力分析，由平衡条件有
联立并代入数据得
m=60kg
方法二
气体对汽缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小，则
代入数据得到
m=60kg
12．（1）；（2）
【详解】（1）粒子做类平抛运动，恰能从点离开区域
解得
（2）粒子恰能从边之间的e点离开区域，根据几何关系
解得
根据
解得
13．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）对a、b整体分析，由受力平衡可得
解得
（2）设弹簧恢复原长时a、b两物块的速度分别为、，对a、b整体而言，减少的重力势能等于克服摩擦力做的功，因此根据能量守恒和动量守恒可得
解得
（3）若弹性势能Ep10mv02，由（2）中分析可得
对于物块b，由于
因此弹簧恢复原长后物块b静止，物块a与挡板弹性碰撞后返回再与物块b多次弹性碰撞，当物块a返回物块b处速度为零时，物块b沿斜面向上滑动的最大距离最大，根据动能定理可得
解得