2024届河南省高三下学期4月模拟考试理科综合试题-高中全真演练物理

2024届河南省高三下学期4月模拟考试理科综合试题-高中全真演练物理
一、单选题 (共7题)
第(1)题
有一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，其中a、b、c三点电势分别为0、、，有一电
荷量为的点电荷在该电场中运动，下列判断正确的是（ ）
A．y轴为一等势面
B．电荷在该电场中受到的电场力的大小为
C．电荷在该电场中受到的电场力的方向与x轴的夹角为
D．将该点电荷从a点移到b点，其电势能增加
第(2)题
中国空间站的问天实验舱中配置了变重力科学实验柜，它为科学实验提供了0.01G~2G范围内的高精度模拟重力环境。

变重力实验柜的主要装置是两套离心机(如图甲所示)，离心机示意图如图乙所示，离心机旋转的过程中，实验载荷会对容器壁产生压力，这个压力的大小可以体现“模拟重力”的大小。

根据上面资料结合所学知识，判断下列说法正确的是（）
A．实验样品的质量越大“模拟重力加速度”越大
B．离心机的转速变为原来的2倍，同一位置的“模拟重力加速度”也变为原来的2倍
C．实验样品所受“模拟重力”的方向指向离心机转轴中心
D．为防止两台离心机转速增加时对空间站的影响，两台离心机应按相反方向转动
第(3)题
一接地金属板垂直纸面水平放置，在金属板延长线上垂直纸面放置一均匀带电金属棒，如图为两者周围的电场线和等势线分布图，、为同一实线弧上两点，、为同一虚线弧上两点，则（ ）
A．、两点电势相等
B．、两点电场强度相同
C．金属板上产生的感应电荷均匀分布
D．电子从移到，电场力做正功
第(4)题
图甲所示是小型交流发电机的示意图，矩形线框的匝数为N，面积为S，内阻为r，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。

线框从图甲所示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，通过电刷和外电路连接，外电路中的小灯泡恰好正常发光（小灯泡正常发光时的电阻为R）。

如图乙所示，某线圈连接的换向器由两个半铜环和两个电刷组成。

忽略导线和交流电流表的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．从图甲所示位置开始计时，线框产生的感应电动势表达式为
B
．电流表的示数
C．若仅将图甲中的电刷装置换成图乙中的换向器装置，小灯泡也恰好正常发光
D．矩形线框的输出功率为
第(5)题
2023年4月8日，奥运会冠军朱雪莹在青岛夺得全国蹦床锦标赛女子蹦床项目冠军，假设朱雪莹某次训练中从空中最高点无动力下落的加速度与下落高度的变化如图所示，g为重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．朱雪莹下落距离为时，速度最大
B．朱雪莹下落距离为时速度大小为
C．朱雪莹下落距离为时，蹦床对朱雪莹的作用力一定大于
D．朱雪莹下落距离为时重力势能和弹性势能之和最小
第(6)题
三个质量均为m的小物块，用三根长度为L、最大张力为的轻绳连接，置于动摩擦因数为的粗糙水平圆盘上面，初始时刻轻绳恰好绷直，构成正三角形，正三角形的中心与圆盘的圆心重合．让圆盘绕过O点垂直于圆盘的轴缓慢转动起来，随着角速度的缓慢增加，在轻绳断裂的瞬间，圆盘的角速度大小为（）
A．B．C．D．
第(7)题
如图所示，已知地球半径R=6 400 km，某资源探测卫星A沿半径为5R的圆轨道绕地球运行，回收时，启动点火装置在极短时间内让卫星减速，然后沿着与地球表面相切的椭圆轨道运行，运行时仅受地球引力，已知地球表面重力加速度
则卫星A制动后回到地球近地点B的最短时间约为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题 (共3题)
第(1)题
水平粗糙平面上静止两个物块A、B，B的右侧紧密连接一段光滑圆弧轨道。

现给A施一水平向右大小为8N的外力F，作用一段距离后撤去，又经过一段时间后A与B发生碰撞，A、B碰后连接为一个整体沿圆弧面上滑。

已知碰撞过程中能量损失为
2J，A、B可视为质点，，A、B与水平面之间的动摩擦因数相同，，A、B初始的距离，圆弧轨道的半
径为40m，物块上滑的过程中未离开圆弧面，π取3.14，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．外力F作用的距离为4m
B．物块沿圆弧面上滑的高度为0.1m
C．整个过程中因摩擦产生的热量为29J
D．从外力开始作用到最终物块停下，花费的总时间为9.78s
第(2)题
1930年，科学家用放射性物质中产生的α粒子轰击铍（）原子时，产生了看不见的、贯穿能力很强的中子，用中子以同样的速度分别去轰击静止的氢原子和氮原子，结果从中打出了氢核和氮核，以此推算出中子的质量。

设氢核质量为，打出后速度为，氮核质量为氢核质量的14倍，打出后速度为，假设碰撞均为弹性碰撞，则（ ）
A．放射性物质α衰变后生成物的比结合能小于该放射性物质的比结合能
B．α粒子轰击铍原子的核反应方程式为
C．被轰击后的氢核的速度大于氮核的速度
D．可推算出中子的质量为
第(3)题
如图所示，水平面内固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为l，电阻忽略不计。

质量为m、电阻为R的导体棒与质量为、电阻为的导体棒均垂直于导轨静止放置，两导体棒相距为d，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。

现让棒以初速度v水平向左运动，直至最终达到稳定状态，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良
好，则在此过程中（ ）
A．两导体棒任意时刻加速度均相同B．通过两导体棒的电荷量总是相等
C
．棒上所产生的热量为D．最终稳定时两导体棒间的距离为
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

（1）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为_______mm。

（2）先用多用电表粗测其阻值：该同学选择×10倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大。

为了较准确地进行测量，应该选择倍率_____（选填“×1k”、“×100”、“×1”），并重新欧姆调零，正确操作并读数，此时刻度盘上的指针位置如下图所示，测量值为_______；
（3）某同学再用图甲所示电路测量其电阻值，V1、V2是规格相同的两个电压表，内阻无穷大；R0为定值电阻。

①用笔画导线，在图乙中补全实物连线；_______
②实验室有三种规格的定值电阻，阻值分别为、、，应选择阻值为_______的定值电阻；
③V
1、V2两电压表读数分别为、，则待测电阻的阻值表达式为_______（用已知物理量的字母表示）
④若电压表内阻不是无穷大，元件D电阻的测量值________真实值（选填“大于”“等于”“小于”或“不确定”）。

第(2)题
图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．
(1)在图中画线连接成实验电路图________．
(2)完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1．
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出________，并用天平称
出________．
④用米尺测量________．
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝________．
(4)判定磁感应强度方向的方法是：若________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．
四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图甲所示，“离心轨道演示仪”是学习机械能守恒定律的经典演示装置，现将该实验装置建立为如图乙所示的物理模型：竖直平面内由倾角的斜面轨道AB、半径为的圆周轨道BCD和半径为的部分圆周轨道CE构成的装置固定于
水平地面，B、C两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。

圆心、与C点在同一竖直线上，与竖直方向的夹
角为，E点与竖直墙面的距离d=1.2m。

现将质量为m=0.1kg的小球从斜面的某高度h处静止释放。

小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，斜面轨道AB足够长，不计小球大小和所受阻力，已知重力加速度取，。

（1）若小球的初始高度h=0.2m，求小球到达C点时对轨道的压力：
（2）若小球能沿轨道到达E点，求h的最小值；
（3）若小球释放后能够从原路径返回到出发点，高度h应该满足什么条件？
第(2)题
如图所示，直角坐标系中的第I象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。

一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以速度与x轴负方向成角射入磁场，从处的b点沿垂直于y轴方向进入电
场，并经过x轴上处的c点。

不计粒子重力。

求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。

第(3)题
如图所示，小球B和小球C静止在光滑水平面上，轻弹簧一端固定在B球上，另一端与C球接触但未拴接，弹簧处于自然伸长状态，小球A从光滑圆弧面上距水平地而高h处由静止滑下，圆弧面与水平地面平滑连接，A球与B球发生弹性正碰，并在碰撞后立即将A球拿走。

已知小球A的质量为m，小球B的质量为3m，重力加速度为g，求：
（1）A球和B球碰撞后瞬间，B球的速度大小；
（2）要使C球能获得最大动能，C球的质量应为多少。