2024届河南省周口市高三下学期二模物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年高中毕业年级第二次质量预测本试卷分选择题和非选择题两部分。考试时间150分钟，满分300分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。一、选择题：1.两束光M、N以相同入射角由空气入射到水中，折射角分别为和，已知，则在水中（）A.M光折射率大于N光 B.M光的频率大于N光C.M光的传播速度大于N光 D.M光的波长小于N光〖答案〗C〖解析〗A．根据折射定律可知，折射角越大，折射率越小，由于，所以M光的折射率小于N光，故A错误；B．折射率越大则光的频率越大，由于M光的折射率小于N光，所以M光的频率小于N光，故B错误；C．根据可知，折射率越大，光在介质中的传播速度越小，由于M光的折射率小于N光，所以M光的速度大于N光，故C正确；D．根据可知，频率越大，波长越小，由于M光的频率小于N光，所以M光的波长大于N光，故D错误。故选C。2.扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗从力的角度看，水平方向的力相等，饱粒b的重力大于秕粒a的重力，如图所示从运动上看，在水平方向获得的动量相同，饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而从竖直方向上高度相同运动时间相等所以综合可知B正确。故选B。3.如图所示，两根长直导线a、b垂直放置，彼此绝缘，分别通有大小相同电流。固定的刚性正方形线圈MNPQ通有电流I，MN到a的距离与MQ到b的距离相等，线圈与导线位于同一平面内。已知通电长直导线在其周围某点所产生的磁感应强度大小，与该点到长直导线的距离成反比；线圈所受安培力的大小为F。若移走导线a，则此时线圈所受的安培力大小为（）A.，方向向左 B.，方向向右 C.，方向向左 D.，方向向右〖答案〗A〖解析〗根据左手定则和右手螺旋定则，结合磁感应强度的叠加可得，线圈左右两侧受到的安培力合力方向水平向左，上下受到的安培力合力方向竖直向上，大小都为，合力大小为故撤去导线a，则此时线圈所受的安培力为水平向左，大小为故选A。4.卫星通话依托多颗地球卫星进行信号传输。若赤道上空运行有3颗高度相同的卫星，其信号刚好能够覆盖整个赤道。已知地球半径约为6400km，重力加速度g取。则卫星绕赤道运行的速度约为（）A.3.9km/s B.5.6km/s C.7.9km/s D.11.2km/s〖答案〗B〖解析〗由于3颗高度相同卫星，其信号刚好能够覆盖整个赤道，可知，相邻卫星的连线与赤道圆周相切，令地球半径为R，卫星轨道半径为r，根据几何关系有卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有在地球表面有解得v=5.6km/s故选B。5.如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R，小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经时间第1次过P点（P点图中未标出），再经时间又过该点。则（）A.小球振动的周期为 B.O到P的距离为C.小球第3次过P点所需的时间为 D.由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大〖答案〗B〖解析〗A.小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经t0时间第1次过P点，再经2t0时间又过该点，说明小球从O到P的时间为t0，从P到最大位移处的时间为t0，小球从最大位移处再回到P点的时间为t0，则小球振动的周期为T=4(t0+t0)=8t0故A错误;；B.设O到P的距离为x，由简谐运动的对称性可得x=Asin又A=R则得故B正确；C.小球第3次过P点所需的时间为t=6t0故C错误；D.由S到O的运动过程中小球做简谐运动，位移逐渐减小，根据简谐运动的特征分析可知加速度逐渐减小，由牛顿第二定律知小球受力逐渐减小，故D错误。故选B。6.质量、长度的木板静止在足够长的光滑水平面上，右端静置一质量的物块（可视为质点），如图（a）所示。现对木板施加一水平向右的作用力F，图像如图（b）所示。物块与木板间的摩擦因数，重力加速度g取。则（）A6s末，物块刚好与木板分离 B.0~4s内，物块与木板不发生相对滑动C.0~6s内，物块与木板组成的系统机械能守恒 D.4~6s内，拉力F做功等于物块与木板系统动能增量〖答案〗AB〖解析〗AB．物块的最大加速度为解得m/s2当N时，假设木板和物块相对静止，则有解得m/s2<a则物块可以与木板相对静止，当N时，木板的加速度为解得m/s2>a物块与木板在4s末的速度相等，根据位移—时间公式可知代入数据解得s所以6s末，物块刚好与木板分离，故AB正确；C．0~6s内，物块与木板组成的系统受拉力做功，机械能不守恒，故C错误；D．根据功能关系可知，4~6s内，拉力F做功等于物块与木板系统动能增量与系统摩擦生热之和，故D错误；故选AB。7.如图是差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，电压有效值为，cd间输出电压有效值为。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则铁芯（）A.向上移动，减小 B.向下移动，增大C.静止不动，增大则不变 D.向上移动一段距离后，增大则减小〖答案〗BC〖解析〗根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向下移动，都会增大，铁芯静止不动，即使增大，但依然不变。故选BC。8.如图，容积为的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始时位于汽缸底部高度处，下方密封有一定质量、温度为的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为，活塞产生的压强为，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中（）A.开始时，活塞下方体积为B.温度从升至，气体对外做功为C.温度升至时，气体压强为D.温度升至时，气体压强为〖答案〗AD〖解析〗A．由于初始时位于汽缸底部高度处，则初始时，活塞下方体积为，由于大气压强为，活塞产生的压强为，则初始时，气体的压强将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门过程，末状态气体的压强为，根据玻意耳定律有解得即加热开始时，活塞下方体积为，故A正确；B．若活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门之后缓慢加热，活塞恰好到达气缸顶部，与顶部没有相互作用的弹力，气体压强始终为，此时，根据盖吕萨克定律有解得可知，温度从升至过程，活塞没有到达顶部，气体做等压变化，则有解得则温度从升至，气体对外做功为故B错误；C．结合上述可知，温度升至时，活塞恰好到达气缸顶部，与顶部没有相互作用的弹力，气体压强为，故C错误；D．结合上述可知，温度升至时，活塞已经到达气缸顶部，与顶部有相互作用的弹力，温度由升高至过程为等容过程，根据查理定律有解得故D正确。故选AD。二、非选择题：9.如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使砝码带动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻，第n组栅栏通过光电门的平均速度记为，所得实验数据记录在下表中。（答题结果均保留3位有效数字）n16.428026.46890.04091.226.448536.50076.484846.52750.02681.876.514156.55130.02382.106.539466.57300.02172.306.562276.59290.01992.516.5830（1）完善表中第3、4列缺失的数据，分别为______和______；（2）图（b）是根据表中数据所作的图线，则当地重力加速度为______。〖答案〗（1）1.570.0318（2）9.69〖解析〗【小问1详析】[1]根据[2]根据小问2详析】由图可知10.为测量一段粗细均匀电阻丝的阻值，某学生小组设计如下实验。（1）先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值，选用的欧姆档为“”，测量结果如图（a）所示，则电阻丝的阻值为______。为了更精确测量电阻丝阻值大小，设计图（b）所示电路。所用实验器材有：电源（电动势0~4.5V可调，内阻不计）、标准电池（电动势1.0186V）、灵敏电流计G（阻值约）、电流表（量程0~200mA，内阻不计）、定值电阻、可变电阻（阻值）、探针（一端连灵敏电流计，另一端连电阻丝）、米尺、开关和、导线若干。（2）实验步骤如下：①首先将调至较小，闭合开关；②将探针置于电阻丝中间位置附近，调至最大值。试触开关，观察灵敏电流计指针偏转情况。如果指针偏转，则改变大小或探针的位置，反复调节直到灵敏电流计的示数为0。此时______，______。（填“＞”、“＝”或“＜”）；③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，则要调______（填“大”或“小”），或者将探针向______（填“左”或“右”）滑动；④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，则电阻丝的阻值为______（保留3位有效数字）。〖答案〗（1）19.9（2）==调小左19.2〖解析〗【小问1详析】选用的欧姆档为“×1Ω”，则电阻为19.9Ω；【小问2详析】②[1][2]调节直到灵敏电流计的示数为0，则c、d两点电势差为0，可知此时=，=。③[3][4]当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，说明有从c向d方向的电流，则c端电势较高，要调小，或者将探针向左滑动，从而减小c端电势；④[5]某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，根据题意可知，电阻丝的阻值为11.质量为m的小球以速度v0由水平地面竖直向上抛出，经多次与地面碰撞后，最终静止在地面上。已知小球与地面的碰撞为弹性碰撞，重力加速度记为g，运动过程中小球所受空气阻力视为恒定，大小为0.6mg。求小球（1）从抛出到静止所经历的总路程；（2）向上运动与向下运动的时间之比。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设从抛出到静止小球所经历的总路程为s，对整个过程，重力做功为零，根据动能定理得解得（2）小球上升和下降过程的加速度大小分别为小球第1次向上运动的时间和位移大小分别为设小球第1次向下运动的时间和末速度大小分别为t2和v1，则有解得由于小球与地面的碰撞为弹性碰撞，则小球第2次以大小为v1的初速度开始向上运动，向上运动的时间和位移大小分别为设小球第2次向下运动的时间和末速度大小分别为t4和v2，则有解得同理，小球第3次向上运动的时间和位移大小分别为小球第3次向下运动的时间和末速度大小分别为以此类推……则小球向上和向下运动的时间分别为t上=t1+t3+t5+…+tn-1=+++…+==t下=t2+t4+t6+…+tn-2=+++…+==故小球向上与向下运动的时间之比为12.有多个相同矩形闭合线圈（线圈1，线圈2，线圈3，…）固定在一绝缘杆上。每个线圈电阻为R，相互靠近排列、彼此绝缘，相邻线圈之间的距离可忽略。线圈和绝缘杆的总质量为m，每个线圈的长边长为L，如图所示。现将整个装置静置在足够长的光滑斜面上，斜面倾角为，在以MN为边界的斜面下方存在一匀强磁场区域，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度大小为B。开始时线圈从斜面上某一位置由静止释放，下滑过程中线圈长边始终与MN平行。已知线圈1刚进磁场瞬间的加速度为未进入磁场时的3倍，线圈进入磁场时间后开始做匀速运动。重力加速度取g，求（1）开始时线圈1下边缘与MN的距离；（2）从线圈1刚进入磁场到开始做匀速运动过程中，线圈和绝缘杆所受的平均作用力。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）未进入磁场时对线圈进行受力分析，设线圈加速度为，由牛顿第二定律知设线圈进磁场瞬间的加速度为，所受安培力为，由牛顿第二定律知由公式知设线圈进磁场瞬间的速度为，则线圈1刚进磁场瞬间的加速度为未进入磁场时的3倍，则联立得根据匀变速运动速度与位移关系式知代入得（2）设线圈进入磁场时间