河南省郑州市部分高中2023-2024学年高三11月联考物理试题（解析版）

PAGEPAGE12024届河南省郑州市部分高中高三年级11月联考物理一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8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.如图所示，质量为m的小玉坠用一根长为L的不可伸长的轻绳穿过后悬挂于货架水平杆上M、N两点并处于静止状态；如右图所示，现将长度也为L，质量也为m且分布均匀的项链悬挂于M、N两点并处于静止状态，小玉坠的重心和项链的重心到水平杆的距离分别是h1和h2，M点对轻绳和项链的拉力分别是F1和F2，则（）A.h1>h2，F1>F2 B.h1<h2，F1>F2C.h1<h2，F1<F2 D.h1>h2，F1=F2【答案】A【解析】如题右图中的重力全部集中在玉坠上，重心在玉坠上，图中项链的质量均匀分布于整条项链，其重心一定在最低点的上方，所以玉坠重心到水平杆的距离比项链重心到水平杆的距离大，即h1>h2；对玉坠和项链的受力分析如图1和图2所示，图1中M、N两点对绳子的拉力方向沿着绳子的方向，图2中M、N两点对项链的拉力方向沿着项链的切线方向，图1中M、N两点对绳子拉力的夹角，比图2中M、N两点对项链拉力的夹角大，根据力的合成可知，图1中M点对绳子的拉力F1比图2中M点对项链的拉力F2要大，即F1>F2。故选A。2.2021年10月16日，神舟十三号载人飞船把翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员送入空间站，在轨驻留6个月进行了出舱活动、太空授课、科学研究等重要工作后，飞船返回舱于2022年4月16日在东风着陆场成功着陆，三位宇航员顺利返回地面．空间站在近地点高度200km、远地点高度356km的预定轨道上飞行，则（）A.中国空间站的运行周期大于地球同步卫星的运行周期B.王亚平在舱内把“冰墩墩”水平抛出，冰墩墩相对舱的运动轨迹为抛物线C.神舟十三号飞船在返回时，需要在适当的位置进行减速变轨顺利返回地球D.翟志刚和叶光富在空间站互相推拉的过程中，他俩动量守恒，机械能也守恒【答案】C【解析】A．中国空间站的环绕半径较小，运行周期小于地球同步卫星的运行周期，故A错误；B．王亚平在舱内把“冰墩墩”水平抛出，空间站处于失重状态，冰墩墩相对舱的运动轨迹为直线，故B错误；C．神舟十三号飞船在返回时，需要在适当的位置进行减速变轨，万有引力大于向心力，空间站做向心运动顺利返回地球，故C正确；D．翟志刚和叶光富在空间站互相推拉的过程中，推力做功了，他俩动量守恒，机械能不守恒，故D错误。故选C。3.如图。平行金属板中带电质点P处于静止状态，移动滑动变阻器的滑片，发现质点P将向下运动，则（）A.电压表读数增大 B.电流表读数减小C.滑动变阻器的滑片向a端移动 D.上消耗的功率逐渐减小【答案】D【解析】A．P将向下运动，说明P所受电场力减小，即R3两端电压减小，说明R4阻值减小，电压表读数减小，故A错误；

B．R4阻值减小，电路总电阻减小，电路中电流增大、则R1的分压增大，路端电压减小，故R3的分压减小，流经R3的电流减小，总电流增大，故流经R2与R4支路的电流增大，电流表示数将增大，故B错误；

C．R4阻值减小，滑动变阻器R4的滑片向b端移动，故C错误；D．由可知当R3上电压降低时其功率减小，故D正确。故选D。4.如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率，若光从上表面AB射入的入射角，光在真空中的光速为c，则（）A.折射角B.光在玻璃中传播的时间为C.改变入射角，光在下表面CD可能发生全反射D.光不能从CD面射出【答案】A【解析】A．根据题意，由折射定律有解得即折射角故A正确；B．由公式可得，光在玻璃中传播的速度为由几何关系可得，光在玻璃中的传播距离为则光在玻璃中传播的时间为故B错误；CD．由于光在面上的入射角等于光在面上的折射角，根据光路可逆性原理得知，光一定能从面射出，不可能在下表面发生全反射，故CD错误。故选A。5.自然界中一些放射性重元素往往会发生一系列连续的递次衰变，又称为放射系或衰变链．每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素，经过若干次连续衰变，直至生成一个稳定核素．已知的衰变链如图所示．下列判断中正确的是（）A.图中的横坐标表示核电荷数，纵坐标表示核子数B.衰变最终生成的稳定核素为C.衰变最终生成的稳定核素，共有两种不同的衰变路径D.衰变最终生成的稳定核素，共发生了7次α衰变，4次β衰变【答案】D【解析】A．的核电荷数为92，核子数为235，中子数为143.结合衰变链图可知，图的横坐标表示核电荷数，而纵坐标表示中子数，故A错误；B．查图可知，最终生成的稳定核素为核电荷数为82，核子数为的，故B错误；C．由图可知，衰变为后，接下来可能发生α衰变生成，亦可能发生β衰变生成，而衰变至后亦存在两条衰变路径。所以衰变生成，共有四条不同的衰变路径，故C错误；D．由图结合前面C项的分析可知，无论沿任何一条路径，最终都是发生7次α衰变，4次β衰变，故D正确。故选D。6.如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.A、B球受到的支持力之比为∶3B.A、B球的向心力之比为3∶1C.A、B球运动的角速度之比为3∶1D.A、B球运动的线速度之比为1∶1【答案】BCD【解析】A．对小球A、B受力分析，受到重力和支持力，在竖直方向合力为零，则有则有解得故A错误；B．受到重力和支持力，合力提供向心力，则有解得故B正确；C．小球运动轨道高度相同，则半径根据可得解得故C正确；D．根据可得根据可得故D正确。故选BCD。7.我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，U0、I0为已知，则（）A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点，白炽灯的电阻可表示为【答案】CD【解析】A．I-U图像某点割线的倒数为该状态下的电阻大小，观察图像可知，白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为tanβ或tanα，故B错误，D正确；C．在A点，白炽灯的功率可表示为C正确。故选CD。8.如图所示，在光滑绝缘水平桌面上建立一个直角坐标系，在坐标系第一、四象限的两块区域内分别存在垂直桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为2.0T，磁场边界线的方程为y＝0.5sin2πx（m）（）。在水平桌面上静置一个长1m、宽0.5m的矩形单匝导线框abcd，其电阻R＝1Ω，ab、dc边与x轴平行，在拉力F的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以大小为1m/s的速度匀速穿过整个磁场区域，下列说法正确的是（）A.线框中的感应电流最大为1AB.bc边到达x＝0.75m时，拉力F的功率为4WC.整个过程中拉力F所做的功为1.25JD.整个过程中线框产生的焦耳热为1.5J【答案】BD【解析】AB．线框匀速切割磁感线，当bc边到达x=0.75m时，前后两边都切割磁感线，产生的感应电动势最大，感应电流最大，为此时线框受到的安培力最大，由于线框匀速运动，所以拉力最大，拉力的功率最大，根据平衡条件有则拉力功率的最大值为故A错误，B正确；CD．线框穿过磁场区域的过程中，形成三段以正弦规律变化的感应电流，如图所示（规定顺时针方向为正）三段感应电流的峰值分别为1A、2A、1A，三段感应电流的持续时间均为0.5s，整个过程产生的焦耳热由于线圈匀速运动，根据功能关系，可得拉力F做的功等于整个过程中线框产生的焦耳热为，故C错误，D正确。故选BD。二、非选择题：共174分。9.某实验小组用如图（a）所示装置测量重力加速度。将小球A和手机B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的软绳两端，打开手机B的phyphox软件，令小球A和手机B静止，细绳拉紧，然后释放小球A和手机B，通过phyphox软件测得手机的加速度随时间变化的图线如图（b），已知的物理量有：小球A的质量，手机B的质量，当地实际重力加速度。（1）实验测得重力加速度大小为________；（结果保留两位有效数字）（2）实验测得的重力加速度与实际重力加速度有明显差异，除实验中的偶然误差外，请写出一条可能产生这一结果的原因：________；（3）有同学提出本实验还可以验证机械能守恒定律。在小球A上方H高处安装光电门和配套的数字计时器。令小球A和手机B静止，细绳拉紧，然后释放小球A和手机B，数字计时器记录小球A通过光电门的时间，除已知的物理量外，还需要测量的物理量有________（写出物理量的名称和符号），需要验证的原理式为________（用已知的物理量符号和测量的物理量符号表示）。【答案】（1）9.6（2）滑轮的轴不光滑（或滑轮有质量，软绳有质量，物体运动过程中受空气阻力，手机在下落过程中发生摆动等）（3）小球A的直径d【解析】（1）[1]由图（b）读出手机的加速度为，根据牛顿第二定律可得解得重力加速度大小为（2）[2]实验测得的重力加速度与实际重力加速度有明显差异，除偶然误差外，也可能是由于滑轮的轴不光滑，或滑轮有质量，软绳有质量，物体运动过程中受空气阻力，手机在下落过程中发生摆动等原因。（3）[3]由于还需要算出小球的速度，则还需要测量小球A的直径d。[4]根据系统机械能守恒可得又联立可得需要验证的原理式为10.（1）用如图甲所示的实验器材来“探究产生感应电流的条件”①图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线__________。②关于这个实验注意事项，下列说法中正确的是__________。A.原副线圈在接入电路前，应查清其绕制方向；B.原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和原线圈C.无论用什么方法使电流计指针偏转，都不要使指针偏转角度过大，以免损坏电流计；D.原线圈中的铁芯是多余的，做本实验时可以不用它。（2）用图乙和图丙“探究感应电流方向的因素”时，①图乙中在对电流计的内阻、量程都不详的情况下，为了安全地查清其指针偏转方向与通过它的电流方向的关系，下列措施中，哪些是有益的__________；A.用废旧干电池做电源；B.保护电阻是一个阻值较小的电阻C.试触电键，发现电流过大立即断开电键；D.保护电阻是一个阻值较大电阻。②在图丙的操作中下列实验操作说法正确的是__________。A.线圈应选择粗导线绕制，且匝数多。B.实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显C.实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响D.将N极向下插入与将S极向下插入时，电流计的偏转方向相同【答案】（1）ABC（2）ACDAB【解析】（1）①[1]实物连线如图所示：②[2]A.原副线圈在接入电路前，应查清其绕制方向，选项A正确；B.原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和原线圈，选项B正确；C.无论用什么方法使电流计指针偏转，都不要使指针偏转角度过大，以免损坏电流计，选项C正确；D.原线圈中的铁芯可以增大磁通量，使感应电流增大，实验现象更明显，铁芯是必不可少的，故D错误；

故选ABC。（2）①[3]A.为防止烧坏电表，可用废旧干电池做电源，选项A正确；BD.为了保护电路，保护电阻应该用一个阻值较大的电阻，选项B错误，D正确；C.试触电键，发现电流过大立即断开电键，选项C正确；故选ACD。②[4]A.为了使得实验现象更明显，则线圈应选择粗导线绕制，且匝数多，选项A正确；BC.实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，磁通量的变化更快，则感应电流的产生将更加明显，选项B正确，C错误；D.将N极向下插入与将S极向下插入时，产生的感应电流方向相反，则电流计的偏转方向相反，选项D错误。故选AB。11.已知质量为的物体在受到的回复力作用下，将做简谐运动，其偏离平衡位置的位移与时间t的关系到遵循规律，其中，为比例系数，A为振幅。如图，一竖直光滑的足够长圆管，内有一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端固定于地面上，上端与一质量为m的圆盘a相连，圆盘a静止时所在位置为O。另一质量为2m的圆盘b从距O高度为的P点由静止开始下落，与a发生碰撞，瞬间粘在一起向下运动，运动的最低点为Q。两圆盘厚度不计，半径相同且略小于圆管半径。在运动过程中，弹簧形变始终在弹性限度内，且当形变量为时，弹性势能为。重力加速度为g，忽略一切阻力。求：（1）整个运动过程系统损失的机械能；（2）圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅；（3）从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）b从P点到O点，由动能定理得碰撞过程由动量守恒，得损失的机械能可得（2）圆盘a处于O点时，弹簧压缩了l0，由胡克定律得碰后a、b一起运动了l1到达最低点Q，由能量守恒得解得a、b处于平衡位置M时，弹簧压缩了l2，由胡克定律得3mg=kl2所以振幅（3）开始圆盘b做自由落体运动由题意可知，a、b一起做简谐运动的周期OM距离为振幅的一半，由简谐运动时间关系可知，从O到M的时间从M到最低点Q的时间所以总时间12.简谐运动是一种最基本的振动。（1）一个质点做机械振动，如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，而且方向与位移方向相反，就能判定它是简谐运动。如图1所示，将一个劲度系数为k的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的一端固定，另一端接一质量为m的小球。现将小球沿杆拉开一小段距离后松开，小球将以O为平衡位置往复运动。请你据此证明，小球所做的运动是简谐运动。（2）简谐运动还具有一些其他特征。简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。请你证明，图1中小球的运动也满足上述关系，并说明其关系式中的a与哪些物理量有关。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。（3）有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。现在请你结合（2）中简谐运动的特征，从能量的角度证明如图2所示的LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律）。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为，式中C为电容器的电容，U为电容器两端的电压。（不计电磁波的辐射）【答案】（1）证明过程见解析；（2）证明过程见解析，a为常数且；（3）证明过程见解析【解析】（1）若小球向右偏离平衡位置的位移为x(x<x0),选取向右为正方向，由小球的受力分析可知，小球水平方向受到弹簧的弹力提供回复力，该力的大小F=kx与偏离