精品解析：2024届河南省新乡市高三下学期第三次模拟考试理综试题-高中物理

2023一2024学年高三第三次模拟考试 理科综合 注意事项： 本试卷满分300分，考试用时150分钟。 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、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，用铅笔把答题卡上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。 4.可能用到的相对原子质量：H1C12O16Na23Ti48Fe56Ni59Cu64 第I卷（选择题共126分） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第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. 钍是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子轰击可得到核燃料铀（U），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料，是一种前景十分可观的能源材料。以Z、N、A分别表示铀的电荷数、中子数、质量数，下列判断正确的是（　　） A. ，， B. ，， C. ，， D. ，， 【答案】B 【解析】 【详解】根据电荷数守恒，U的电荷数为 Z= 根据质量数守恒，U的质量数为 U的中子数为 故选B。 2. 坐标原点处的波源做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，波源振动4s后波刚好传到处，波形图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 图中M点正沿y轴负方向振动 B. 波在介质中的速度大小为4m/s C. 质点M的平衡位置在处 D. 波源振动前4s，质点M通过的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据“同侧法”可知，图中M点正沿y轴正方向振动，故A错误； B．根据 故B错误； C．M点正沿y轴正方向振动，则质点M的位移为 所以 故C错误； D．由图可知，波源振动前4s，质点M通过的路程为 故D正确。 故选D。 3. 如图所示，虚线为电场中的三条等势线，相邻等势线间的电势差相等，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，电子经过P、Q两点时的加速度大小分别为、，动能分别为、，电势能分别为、，P、Q两点的电势分别为、，下列判断正确的是（  ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．等差等势线P处密，P处电场强度大，电场力大，则电荷在P处加速度大，即 故A错误； BC．电子受到的电场力指向轨迹的凹侧并与等势线垂直，显然电子从P点到Q点电场力做正功，动能增大，电势能减小 故B正确，C错误； D．根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直，可知负电荷所受的电场力应偏下，所以电场线方向偏上，沿电场线方向电势降低，所以 故D错误。 故选B。 4. 火星为太阳系里四颗类地行星之一，火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的十分之一，把地球和火星看作质量分布均匀的球体，忽略地球和火星的自转，则在火星与地球表面的重力加速度大小之比约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在星球表面有 可得 则在火星与地球表面的重力加速度大小之比为 故选B。 5. 如图所示，在足够大的光滑水平地面上，静置一质量为的滑块，滑块右侧面的光滑圆弧形槽的半径为，末端切线水平，圆弧形槽末端离地面的距离为。质量为的小球（可视为质点）从圆弧形槽顶端由静止释放，与滑块分离后做平抛运动，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 滑块的最大动能为 B. 小球离开滑块时的动能为 C. 小球落地时的动能为 D. 滑块对地面的最大压力为 【答案】C 【解析】 【详解】AB.设小球离开滑块时小球和滑块的速度大小分别为，结合动量守恒定律有 根据机械能守恒有 解得， 选项AB错误； C.小球做平抛运动的过程中，根据动能定理有 解得 选项C正确； D.当小球滑到圆弧形槽最低点时，具有向上的最大的加速度，此时滑块对地面的压力最大，对小球受力分析，由牛顿第二定律，可得 根据牛顿第三定律可知，小球对滑块的压力为 对滑块受力分析，可得 根据牛顿第三定律，滑块对地面的最大压力为 选项D错误。 故选C。 6. 随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。某水电站的电能输送示意图如图甲所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V，发电机的输出功率为110kW，升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的总电阻为，下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的输出电压为2200V B. 降压变压器原线圈的输入电压为2200V C. 降压变压器原、副线圈的匝数比为 D. 用户消耗的电功率为99kW 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，升压变压器原线圈输入电压的有效值 根据 得升压变压器副线圈的输出电压 故A正确； B．输电线上的电流 输电线上的电压损失 降压变压器原线圈输入电压 故B错误； C．降压变压器原、副线圈的匝数比 故C正确； D．输电线上的功率损失 用户消耗的电功率为 故D正确。 故选ACD。 7. 如图甲所示，电阻不计，间距为0.5m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连阻值为3Ω的定值电阻，虚线下方存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。现将电阻为1Ω的金属杆ab从上方某处由静止释放，金属杆ab下落过程中始终水平且与导轨接触良好，其速度大小v与下落时间t的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 金属杆进入磁场后a端的电势较高 B. 金属杆释放位置到的距离为0.8m C. 金属杆进入磁场后两端的电压为4V D. 金属杆的质量为0.1kg 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属杆进入磁场后，根据右手定则可知，电流方向沿逆时针方向，b端为等效电源正极，则a端的电势较低，故A错误； B．金属杆释放位置到过程做自由落体运动，则有 故B正确； C．金属杆进入磁场后做匀速直线运动，感应电动势为 感应电流为 金属杆两端电压 进入的速度为自由落体运动的末速度，则有 解得 U=3V 故C错误； D．金属杆进入磁场后做匀速直线运动，则有 结合上述解得 故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，三角形为棱镜的横截面、，一束光线从边的中点以的入射角射入棱镜，从点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A. 棱镜对光的折射率为 B. 棱镜对光的折射率为 C. 光在棱镜中传播时间为 D. 光在棱镜中传播的时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．如图所示，设光在点的入射角,折射角为，在点的入射角为，折射角为，根据折射定律有 根据几何关系可得折射角 结合折射定律可以得出 解得 故A正确，B错误； CD．三角形为等边三角形，设光在棱镜中传播的速度为，结合正弦定理有 由运动学公式结合折射定理解 得 故C错误，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题共174分） 三、非选择题：本题共14小题，共174分。 9. 在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的装置。 （1）在补偿小车与长木板之间的阻力后，打出了一条纸带，每五个点取一个计数点，量出A、B、C三点到O点的距离如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，则打点时小车的速度大小vB=______m/s，小车的加速度大小a=______m/s2。（结果均保留两位有效数字） （2）改变砝码的质量，重复实验，得到多组小车的加速度a及对应的力传感器示数F，根据质量数据作出的a—F图线为如图丙所示的直线，图像不过原点的原因是______。 【答案】（1） ①. 0.19 ②. 0.40 （2）平衡摩擦力不足 【解析】 【小问1详解】 [1]由于每五个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为 匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度与全程的平均速度相等，则打B点时小车的速度大小 [2]匀变速直线运动中，相邻时间间隔内的位移差相等，则有 【小问2详解】 根据图丙可知，在绳上拉力较小时，小车的加速度仍然为0，可知，图像不过原点的原因是平衡摩擦力不足。 10. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，所用器材如下： A.干电池一节； B．电压表（量程为0~3V，内阻较大）； C．电阻箱（阻值为0~999.9Ω）； D．开关一个和导线若干。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整 。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电压表的示数U。根据记录的数据作出的图像如图丙所示，则该干电池的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。（结果均保留两位小数） （3）由于电压表的内阻不是无穷大的，因此本实验干电池的内阻的测量值_________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） （2） ①. 1.56 ②. 0.40 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 电路连线如图 小问2详解】 由电路可知 可得 可得 ， 解得 E=1.56V r=0.40Ω 【小问3详解】 由于电压表的内阻不是无穷大的，因此实验中测得的电池的内阻是电压表的内阻与电源内阻并联后的阻值，即 即本实验干电池的内阻的测量值偏小。 11. 一定质量的理想气体由状态M→N变化的p—V图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度Tmax=320K，气体内能的变化满足，常量=1000J/K，求： （1）此过程中气体对外界做的功W； （2）气体在状态M时热力学温度TM及此过程中气体从外界吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体p—V图线与横轴所围的面积就是气体对外界做的功，有 解得 （2）设气体在状态N时的热力学温度为TN，某状态时的气体对应的压强、体积、热力学温度分别为p、V、T，则有 当V=2m3时，T取最大值，代入上式解得 所以气体从M→N的过程，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，即 12. 如图所示，载重卡车载着与卡车质量相等的货物在平直公路上以v0=24m/s的速度匀速行驶，紧急制动时防抱死制动系统（ABS）使车轮与地面间恰好达到最大静摩擦力，货物相对水平车厢底板发生滑动，恰好不能与车厢前壁发生碰撞。已知车轮与地面间的动摩擦因数μ1=0.9，货物与车厢底板间的动摩擦因数μ2=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。 （1）求货物与车厢前壁的距离L； （2）若卡车以v=28m/s的速度匀速行驶，要使货物不能与车厢前壁发生碰撞，求卡车制动的最短距离d。 【答案】（1）7.2m；（2）41.8m 【解析】 【详解】（1）设卡车紧急制动时的加速度大小为，货物在车厢底板滑动时的加速度大小为，则由牛顿第二定律 由运动学公式 解得 L=7.2m （2）设货物匀减速运动的位移大小为x，则有 由几何关系 解得 d=41.8m 13. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第三象限内存在沿y轴正方向，电场强度大小为E的匀强电场，图中有一半径为R的绝缘刚性圆环，圆环经过坐标原点O（O点开有小孔），圆环圆心在直线y=x上，环内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。电场中的粒子发射源P能沿x轴正方向发射质量为m、带电荷量为q、速度为v0的带正电粒子，粒子恰好从O点以速度v0进入磁场，粒子与圆环碰撞时无能量损失且电荷量不变，不计粒子受到的重力。 （1）求发射源P的坐标； （2）调整圆环内匀强磁场的磁感应强度大小可以控制粒子与绝缘圆环的碰撞次数，求粒子在磁场中运动的最短时间tmin及此时的磁感应强度大小B。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）设P点的坐标为（x，y），带电粒子做类平抛运动的时间为t，则有 解得 ， 所以P点的坐标为。 （2）设粒子进入磁场后做半径为r的圆周运动，粒子与绝缘圆环相碰次后恰好从O点射出，设粒子做匀速圆周运动的周期为T，结合图中几何关系有 解得 ， 由数学知识知（严密论证过程如下），当n=3时，t有最小值，此时，。 证明：令 令 则有 可知 所以在定义域内先单调递增，后单调递减，故，即，故在定义域内为增函数，当x=3时，有最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023一2024学年高三第三次模拟考试 理科综合 注意事项： 本试卷满分300分，考试用时150分钟。 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、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，用铅笔把答题卡上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。 4.可能用到的相对原子质量：H1C12O16Na23Ti48Fe56Ni59Cu64 第I卷（选择题共126分） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第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. 钍是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子轰击可得到核燃料铀（U），其反应方程为，此反应能将地球上现有钍资源变成潜在的核燃料，是一种前景十分可观的能源材料。以Z、N、A分别表示铀的电荷数、中子数、质量数，下列判断正确的是（　　） A. ，， B. ，， C ，， D. ，， 2. 坐标原点处的波源做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，波源振动4s后波刚好传到处，波形图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 图中M点正沿y轴负方向振动 B. 波在介质中的速度大小为4m/s C. 质点M的平衡位置在处 D. 波源振动前4s，质点M通过的路程为 3. 如图所示，虚线为电场中的三条等势线，相邻等势线间的电势差相等，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，电子经过P、Q两点时的加速度大小分别为、，动能分别为、，电势能分别为、，P、Q两点的电势分别为、，下列判断正确的是（  ） A. B. C. D. 4. 火星为太阳系里四颗类地行星之一，火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的十分之一，把地球和火星看作质量分布均匀的球体，忽略地球和火星的自转，则在火星与地球表面的重力加速度大小之比约为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，在足够大的光滑水平地面上，静置一质量为的滑块，滑块右侧面的光滑圆弧形槽的半径为，末端切线水平，圆弧形槽末端离地面的距离为。质量为的小球（可视为质点）从圆弧形槽顶端由静止释放，与滑块分离后做平抛运动，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 滑块的最大动能为 B. 小球离开滑块时的动能为 C. 小球落地时的动能为 D. 滑块对地面的最大压力为 6. 随着节能减排推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。某水电站的电能输送示意图如图甲所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V，发电机的输出功率为110kW，升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的总电阻为，下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的输出电压为2200V B. 降压变压器原线圈的输入电压为2200V C. 降压变压器原、副线圈的匝数比为 D. 用户消耗的电功率为99kW 7. 如图甲所示，电阻不计，间距为0.5m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连阻值为3Ω的定值电阻，虚线下方存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。现将电阻为1Ω的金属杆ab从上方某处由静止释放，金属杆ab下落过程中始终水平且与导轨接触良好，其速度大小v与下落时间t的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 金属杆进入磁场后a端的电势较高 B. 金属杆释放位置到的距离为0.8m C. 金属杆进入磁场后两端的电压为4V D. 金属杆的质量为0.1kg 8. 如图所示，三角形为棱镜的横截面、，一束光线从边的中点以的入射角射入棱镜，从点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A. 棱镜对光的折射率为 B. 棱镜对光的折射率为 C. 光在棱镜中传播的时间为 D. 光在棱镜中传播的时间为 第Ⅱ卷（非选择题共174分） 三、非选择题：本题共14小题，共174分。 9. 在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的装置。 （1）在补偿小车与长木板之间的阻力后，打出了一条纸带，每五个点取一个计数点，量出A、B、C三点到O点的距离如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，则打点时小车的速度大小vB=______m/s，小车的加速度大小a=______m/s2。（结果均保留两位有效数字） （2）改变砝码的质量，重复实验，得到多组小车的加速度a及对应的力传感器示数F，根据质量数据作出的a—F图线为如图丙所示的直线，图像不过原点的原因是______。 10. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，所用器材如下： A.干电池一节； B．电压表（量程为0~3V，内阻较大）； C．电阻箱（阻值为0~999.9Ω）； D．开关一个和导线若干。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整 。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电压表的示数U。根据记录的数据作出的图像如图丙所示，则该干电池的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。（结果均保留两位小数） （3）由于电压表内阻不是无穷大的，因此本实验干电池的内阻的测量值_________（填“偏大”或“偏小”）。 11. 一定质量理想气体由状态M→N变化的p—V图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度Tmax=320K，气体内能的变化满足，常量=1000J/K，求： （1）此过程中气体对外界做的功W； （2）气体在状态M时的热力学温度TM及此过程中气体从外界吸收的热量Q。 12. 如图所示，载重卡车载着与卡车质量相等的货物在平直公路上以v0=24m/s的速度匀速行驶，紧急制动时防抱死制动系统（ABS）使车轮与地面间恰好达到最大静摩擦力，货物相对水平车厢底板发生滑动，恰好不能与车厢前壁发生碰撞。已知车轮与地面间的动摩擦因数μ1=0.9，货物与车厢底板间的动摩擦因数μ2=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。 （1）求货物与车厢前壁的距离L； （2）若卡车以v=28m/s的速度匀速行驶，要使货物不能与车厢前壁发生碰撞，求卡车制动的最短距离d。 13. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第三象限内存在沿y轴正方向，电场强度大小为E的匀强电场，图中有一半径为R的绝缘刚性圆环，圆环经过坐标原点O（O点开有小孔），圆环圆心在直线y=x上，环内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。电场中的粒子发射源P能沿x轴正方向发射质量为m、带电荷量为q、速度为v0的带正电粒子，粒子恰好从O点以速度v0进入磁场，粒子与圆环碰撞时无能量损失且电荷量不变，不计粒子受到的重力。 （1）求发射源P的坐标； （2）调整圆环内匀强磁场的磁感应强度大小可以控制粒子与绝缘圆环的碰撞次数，求粒子在磁场中运动的最短时间tmin及此时的磁感应强度大小B。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$