河南省部分重点中学2023-2024学年高三二月开学质量检测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高三2月质量检测一、选择题：1.研究表明原子核核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。一般认为大于铁原子核质量数（56）的为重核，小于则是轻核。下列对该图像的理解正确的是（）A.从图中可以看出，Fe原子核最稳定B.从图中可以看出，重核A裂变成原子核B和C时，需要吸收能量C.从图中可以看出，轻核D和E发生聚变生成原子核F时，需要吸收能量D.从图中可以看出，重核随原子序数的增加，比结合能变大〖答案〗A〖解析〗A．轻核可聚变为更稳定的核，重核可裂变为更稳定的核，则Fe原子核最稳定，A正确；B．重核A裂变成原子核B和C时，由图可知，核子平均质量减小，裂变过程存在质量亏损，需要释放能量，B错误；C．轻核D和E发生聚变生成原子核F时，由图可知，核子平均质量减小，聚变过程存在质量亏损，需要释放能量，C错误；D．由图可知重核随原子序数的增加，原子核越不稳定，故比结合能越小，D错误。故选A。2.如图所示，横截面为半圆的柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心。下列说法正确的是（）A.光线1为入射光线B.玻璃砖对该单色光的折射率为C.该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为D.光线2、3不可能相互垂直〖答案〗C〖解析〗A．由图分析可知3光线为入射光线，故A错误；B．根据折射定律可知玻璃砖对该单色光的折射率为故B错误；C．根据全反射临界角公式可知故C正确；D．若入射角为45°，则反射角为45°，光线2、3相互垂直，故D错误；故选C。3.2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道。“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、同步卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示，则下列说法正确的是（）A.“天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度B.“天绘五号”的线速度小于同步卫星的线速度C.“天绘五号”的向心力一定大于同步卫星的向心力D.到下一次“天绘五号”、同步卫星与地球共线的时间约为0.8h〖答案〗D〖解析〗A．第二宇宙速度为脱离地球吸引的最小发射速度，“天绘五号”的发射速度小于第二宇宙速度，A错误；B．根据得“天绘五号”的运动半径较小，则线速度较大，B错误；C．由于质量未知，向心力大小不能比较，C错误；D．同步卫星的运动周期为24h。当“天绘五号”比同步卫星多转动半周时，三者再次共线，则得D正确。故选D。4.如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）A.变压器原、副线圈的匝数比为2∶3B.原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等C.电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍D.若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏〖答案〗C〖解析〗设每只灯泡正常发光的电流强度为I，额定电压为UL；A．原线圈电流强度为I1=2I，副线圈电流强度为I2=3I，根据变压器原理可知故A错误；B．原线圈两端电压U1=U-UL副线圈两端电压为UL，根据变压器原理可知故B错误；C．电源电压有效值为U=U1+UL解得U=2.5UL故C正确；D．若将小灯泡d拆除，根据可知，原线圈电流减小，小灯泡a、b不会被烧坏，故D错误；故选C。5.如图所示，a、b、c、d、e为正五边形的五个顶点，O为其中心，现将三个完全相同、电荷量为的正电荷固定在a、b、c三点，电荷量为的试探电荷放在O点时，该试探电荷所具有的电势能为，规定无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是（）A.试探电荷在d点的电势能大于在e点的电势能B.若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为C.若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则试探电荷在O点的电势能为D.若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，则试探电荷在e点的电势能大于在d点的电势能〖答案〗B〖解析〗A．根据对称性可知，试探电荷在d点的电势能等于在e点的电势能，A错误；B．只在a、b、c三点固定正电荷时，O点的电势为则若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为B正确；C．若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则O点的电势为则试探电荷在O点的电势能为C错误；D．若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，有几何关系可知，e点电势高于d点电势，则试探电荷在e点的电势能小于在d点的电势能，D错误。故选B。6.如图所示，在均匀介质中的两点固定两个振源，分别产生向右和向左传播的简谐横波，已知，振源的振动频率为，振幅分别为。从时刻两振源同时向上起振，经的时间质点开始振动。则（）A.两列波的波速为B.振源产生的简谐横波的周期为C.振源产生的简谐横波的波长为D.从时刻开始，质点在时间内通过的路程为〖答案〗BD〖解析〗A．由于振源产生的简谐横波在同一介质中传播，因此波的传播速度相同，由于点距离振源较近，因此时应为振源的振动传到点，则波速为故A错误；B．两列波的周期都为故B正确；C．波长，代入数据解得，故C错误；D．振源的振动传到所用的时间所以在的时间内只有在点引起振动，时间为该段时间质点通过的路程为而在的时间内，点同时参与了两列波的振动，两列波的频率相同会发生干涉，点到两振源的距离差为所以点为振动减弱点，则点的振幅为故时间内，质点通过的路程为所以质点通过的路程为故D正确。故选BD。7.碰碰车深受青少年的喜爱，因此大多数游乐场都设置了碰碰车，如图所示为两游客分别驾驶碰碰车进行游戏。在某次碰撞时，红车静止在水平面上，黄车以恒定的速度与红车发生正撞；已知黄车和红车连同游客的质量分别为、，碰后两车的速度大小分别为、，假设碰撞的过程没有机械能损失。则下列说法正确的是（）A.若碰后两车的运动方向相同，则一定有B.若碰后黄车反向运动，则碰撞前后黄车的速度大小之比可能为5∶6C.若碰后黄车反向运动且速度大于红车，则一定有D.碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之比可能为3∶1〖答案〗AC〖解析〗A．根据动量守恒与机械能守恒得，可知，当时，两车速度方向相同，A正确；B．若碰后黄车反向运动，则则碰撞后黄车速度小于碰撞前的速度，碰撞前后黄车的速度大小之比不可能为5∶6，B错误；C．若碰后黄车反向运动且速度大于红车，即得C正确；D．设碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之为3∶1，即得不符合实际情况，D错误。故选AC。8.如图所示，两间距为足够长的光滑平行导轨倾斜固定，倾角为，导轨底端连接阻值为的定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为、阻值为、长为的导体棒MN垂直导轨放置，现给导体棒一沿导轨向上的初速度，同时在导体棒上施加一沿导轨向上的外力时，导体棒沿导轨向上做匀速直线运动；某时刻将外力变为沿导轨向下的变力F，并将该时刻记为0时刻，使导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，经4s的时间导体棒的速度减为零，整个过程导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度，不计导轨的电阻，。则下列说法正确的是（）A.匀强磁场的磁感应强度大小为0.5TB.0~4s内，外力F关于时间t的关系式为C.导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒MN两端的电压为1VD.0~4s内，流过定值电阻的电荷量为4C〖答案〗ACD〖解析〗A．导体棒沿导轨向上做匀速直线运动可得联立求得A正确；B．导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动的加速度为由牛顿第二定律可得联立求得B错误；C．导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒速度为求得电动势为C正确；D．0~4s内，导体棒运动的位移是电荷量为D正确。故选ACD。二、非选择题：9.某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）。〖答案〗（1）0.170（2）（3）〖解析〗（1）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，读数为0.1cm+mm=0.170cm（2）[2]滑块到光电门的速度为根据机械能守恒定律有解得（3）[3]由（2）中表达式变形可知可知若系统的机械能守恒，则k=10.某同学测量某电阻电阻值。（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：a.待测电阻b.电压表V（量程1V、内阻）c.电流表（量程2A、内阻）d.电流表（量程30mA、内阻）c.滑动变阻器f.滑动变阻器g.电阻箱（）h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______；②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号______；③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）。〖答案〗（1）140（2）串600〖解析〗（1）[1]指针指向“14”刻度，则电阻为Ω=140Ω；（2）①[2][3]根据电压表的改装原理可知，应串联电阻，根据欧姆定律有Ω②[4]电路中的电流约为电流表应选择A2，电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路如图③[5]根据欧姆定律可知11.如图所示，与外界隔热的圆柱形容器开口向上固定，用密封性良好的匾热活塞将一定质量的理想气体封闭在容器中，系统稳定时，活塞到容器底部的高度为h，活塞的质量为m、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，容器中气体的温度为，不计活塞与容器内壁的摩擦。求：（1）若将封闭气体的温度升高原来温度的，再次稳定时活塞到汽缸底部的高度；（2）若将容器水平放置且将温度降低到原来温度的，现在活塞上施加一水平力，当活塞缓慢回到初始位置时，则水平力的大小。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）将封闭气体的温度升高原来温度的，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有解得（2）对活塞受力分析可知将容器水平放置，设外力为F，则有根据查理定律有解得12.传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点。已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力。求：（1）经过时间时，工料的速度大小；（2）传送带两端间的距离。〖答案〗（1）10m/s；（2）31.25m〖解析〗（1）工料放上传送带后，对工料受力分析，如图所示．由牛顿第二定律得又解得工料向上加速运动，经时间与传送带共速，则有此后摩擦力突变为沿传送带向下由牛顿第二定律得解得方向沿传送带向上；再经的时间关闭发动机，此时工料的速度为（2）关闭发动机后，由于工料的速度大于传送带的速度，摩擦力方向仍沿传送带向下，由牛顿第二定律得解得方向沿传送带向下由前可知，工料在时间内通过的位移为工料在时间内的位移为关闭发动机后，工料向上做减速运动，经时间工料与传送带共速，则该时间内工料的位移为工料与传送带再次共速后，工料所受的摩擦力沿传送带向上，则由牛顿第二定律得解得方向沿传送带向下；此后工料一直减速到0刚好运动到最高点，工料经时间速度减为零，则有该时间内工料的位移为则传送带的两端间的距离为13.如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为，粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计。（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；（2）若仅将半圆区域内的磁场撤