2024届河南省青桐鸣联盟高三年级下册4月联考（三模）物理

2023-2024学年河南省青桐鸣联盟高三联考

物理试卷

一、单选题：本大题共5小题，共20分。

1.如图所示，某材料的截面为等腰直角三角形，一束光与该材料表面成广角入射，该材料折射率为

1下列光路图中可能正确的是（）

2.一同学在练习竖直起跳时，某次自直立开始下蹲经过，I2、跳离地面，跳起高度为1.2前”。已知该同学

质量为604，重力加速度为一，忽略空气阻力。该次起跳过程地面对该同学的冲量大小为（）

A.3<HI.\、B.I2II.V、C.6（K）.V、D.72II.V、

3.如图甲所示，足够长的、截面为“山”字形的铁芯形成辐射状磁场，中心为S极，边缘为N极，周长

为工的圆形闭合金属线圈套在铁芯中间部分，俯视图如图乙所示。设线圈所处区域磁感应强度大小均为

B,线圈质量为H7,电阻为七线圈由铁芯顶端静止释放，下落过程中始终保持水平且不与铁芯接触，不

计空气阻力，重力加速度为g,则当线圈下落的加速度为；时，线圈的发热功率为（）

ARm'f/'Rrttr<rR口

>BL'V2>-B-L'dlU-L-16«'£'

4.如图所示，A、B、C、。是正方形的四个顶点，四点在同一竖直面内，A、C连线水平。在A、C放有

电荷量都为，,，丫！的点电荷，连线中点放一电荷大小为］'J未知।的小球时，。点电场强度恰好为

0,保持小球的电荷量大小「不变，把小球移至。点由静止释放。下列说法正确的是（）

A.小球电荷量的大小为V2,;

B.小球电荷量的大小为，

C.小球从。运动到B的过程中机械能先增大后减小

D.小球从。运动到B的过程中动能和电势能之和先减小后增大

5.在水平地面测试乒乓球发球机性能实验中，发球机可以向不同方向发出不同速度的球，以发球机所在

位置为。点建立坐标系。”：如图所示，xOy平面平行于地面，某次发球机发出的球的速度在xOy面

内的投影方向与尤轴间的夹角为1，,,球发出时距地面的高度为10c%,球上升过程中离地面最大高度为

90cm,球发出时的速度大小为，、，忽略乒乓球受到的空气阻力，重力加速度g取1”，「，以下说法

正确的是（）

A.乒乓球的飞行时间为i，、、

B.乒乓球发出时竖直方向的速度大小为人」

C.乒乓球运动过程中的最小速度大小为人"，、

D.乒乓球在地面内的位移大小为

55

二、多选题：本大题共3小题，共12分。

6.金星是绕太阳运动的从内向外的第二颗行星，轨道公转周期为二17天。金星的半径为地球半径的

9.7：,质量为地球质量的71。已知地球与太阳间的距离为1：，地球的第一宇宙速度为

地球和金星绕太阳运动的轨迹可近似为圆。下列说法正确的是（）

A.金星的第一宇宙速度约为、B.金星的第一宇宙速度约为；3卜"/、

C.金星距离太阳的距离约为1||-…D.金星距离太阳的距离约为_!」|

7.如图所示，足够长光滑细杆的一端固定在竖直转轴，心'上的。点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻

质弹簧，弹簧一端固定于。点，另一端与套在杆上质量为，”的小球相连，细杆与竖直方向夹角为4

弹簧原长为L劲度系数为鼠已知弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）

A.当小球保持静止时，小球到。点的距离为・

B.当小球相对细杆静止，弹簧拉伸量为乙时，杆对小球的弹力大小可能为%L

C.当小球相对细杆静止，杆对小球弹力为零时，转轴的角速度为I'

\v3*/.+

D.转轴转速自零开始缓慢增加过程中，细杆对小球的弹力一直增大

8.如图所示，间距为」、，，•的M、N两波源在，=”时刻同时开始振动，两波源在不同介质中形成两列

相向传播的简谐横波，在介质ON中波的传播速度为「二与〃、，在介质中波的传播速度为

已知两列波的频率均为/2Hz,波源M的振幅为A—：”.，，「，波源N的振幅为

图中。点在两波源连线上，）\人|。则下列说法正确的是（）

A.波在ON介质中传播的波长大小为1m

B.波在介质中传播的波长大小为1m

C.振源M的振动形式传播到N处时的时间为2s

D.经过足够长的时间，A/N间：不包括MN两点、I振幅为15cm的点有8个

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

9.如图1小，两组同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：长木板、铁块、米尺、

打点计时器、位移传感器等。

图（C

,甲组同学把木板一端固定在建筑物上，构成斜面结构。采用打点计时器并正确操作实验后得到一条纸

带如图切所示，选择一个恰当点作为计时起点。，其余计数点到。点距离分别为「、「；、-、•••、

八,。已知打点计时器的打点周期为7。则打计数点2时铁块速度的表达式为"；铁块加速度

的表达式为〃o

Q---F--

0123456

图（b）

」乙组同学把木板一端固定在建筑物上，构成斜面结构。使用位移传感器得到物块位移随时间变化的图

像如图一所示。

1.00

0.80

0.60

0.40

0.20

00,400.801.201.602.00t/s

I¥l（c）

根据、-f图像可得该斜面上的铁块加速度大小为保图2位有效数字）o

心，假设某次实验中木板与水平面夹角为，，，铁块下滑的加速度大小为。，当地的重力加速度为g,则铁块

与木板间的动摩擦因数”用。、a和g表示1

10.电导是描述导体导电性能的物理量，电导数值上等于电阻的倒数，符号是G,单位是西门子〔与。为

得到某段金属丝的电导G与哪些因素有关，在控制实验室温度不变的条件下，某组同学进行了实验。

（1〕实验器材有电源।电动势约为I内阻不可忽略一滑动变阻器、完全相同的电流表.1和」量程

0〜0.6.4,内阻H1.017），电阻箱H（最大阻值9999（1）、定值电阻阚可供选择的阻值有和

两种I。按照如图方式连接好电路。闭合开关S,调节滑动变阻器至合适阻值，调节电阻箱阻值，读出电

流表①、,工示数，分别记为八、八，记录此时电阻箱的阻值尤为了较好地完成该实验，应选阻值为

n的定值电阻金属的电导表达式一，用",、R、/小小〃表示）；

12）更换同种材料，不同规格的金属丝，分别测量电导，将实验数据汇总如下:

导线直径或mm123222

导线长度«EI）500500500400250100

电导。.、「0.25l.(M)__■1.252。）5.00

根据表中数据可得，电导G与成正比，与成反比：均用表格中的物理量符号表示）:

13）为了测量不同金属的导电性能，该组同学更换适当测量电路，对直径分别为1加〃人长度为100c机的不

同金属导线进行了进一步测量，测量不同金属丝电压U和电流/数据汇总如下：

金属铜铝铁鸨

导线两端电压，il11.07x1()33.33x1030.0170.015

流过导线电流0.10.15

根据表中数据可得，该段铝线电导、保留2位有效数字四种金属中，金属

的导电性能最差。

四、计算题：本大题共3小题，共30分。

11.如图所示，处于竖直面内的粗细均匀的。形玻璃管ABC。开口向下，A端与大气相通，。端通过水银

封闭一定质量的理想气体。此时。侧的气体柱长度/=1心〃，。管中A3、两侧的水银面高度差

hi■20cms已知大气压强八TGcniHg,周围环境温度7」=300Ko

।h缓慢改变右侧封闭气体的温度，直至AB,CD两侧水银高度差为0时，求右侧气柱的温度（保留三位

有效数字：

，恢复右侧气柱温度至环境温度，将U形管缓慢绕BC旋转］、“，使A、。两端在上，在转动过程中没

有水银漏出。求旋转后，AB,CZ）两侧的水银面高度差。｛己知'|T,i,-jij-,（

12.如图所示，水平传送带A8长/.、,“，其左右两侧为与传送带紧邻的等高水平面，4、B为传送带左

右端点。传送带右侧水平面与半径为R的半圆形轨道无缝连接于C点，。点为轨道最高点，过。点的切

线水平。传送带表面粗糙，其余轨道光滑。两物块甲和乙分别静止在传送带端点A和2,物块质量分别

为“，口"％和…I…。传送带以，、顺时针传动。某时刻给甲瞬时冲量，甲获得初速度

r„=8〃小、。已知甲物块与传送带间的动摩擦因数为/，仆，甲、乙两物块发生的碰撞为弹性碰撞,

</二llhn/o

D

):求甲第一次向右运动通过传送带过程中和传送带之间因摩擦产生的热量；

」甲、乙发生碰撞后迅速锁定甲物块，当乙离开。点解锁甲物块，使其恢复锁定前瞬间速度。为使乙物

块能过。点，且乙物块离开。点落地时恰好与甲物块再次发生碰撞।不考虑乙物块的反弹I,求8、C之

间的距离s与轨道半径R之间的关系。

13.质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。某种质谱仪原理如图所示。质谱仪处于真空暗室中。正

离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器选择出特定比荷的离子。磁分析器截面为

直角扇形，〃和N处各有一个小孔，被选择离子在磁分析器中做半径为R的圆周运动，恰好穿过两小孔;

偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为工的正方体，其偏转系统的底面与胶片平行，间距为

D,NO为垂直于屏的中心轴线。已知速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小

均为2,方向均垂直纸面向外;速度选择器、偏转系统中电场场强大小均为E,方向分别为竖直向上和沿尤

轴方向。以屏中心。为原点建立xOy直角坐标系，x轴与偏转系统电场强度方向同向。已知〃1,

0A离子进入偏转系统时速率都很大，且在偏转系统中运动时N。方向的分速度总是远大于x轴方

向和y轴方向的分速度。离子在偏转系统中沿X轴和y轴方向位移可忽略，不计离子重力。

求离子通过速度选择器后的速度大小V和磁分析器选择出来离子的比荷；

12）离子沿NO方向进入偏转系统，求离子打在胶片上的点的坐标不考虑离子在偏转系统中偏离NO的

距离.

I；"保持偏转系统电场和磁场不变。多次改变速度选择器和磁分析器中电场和磁场，使两种大量电荷量相

同的正离子以不同速率沿NO方向射入偏转系统，在胶片中多次曝光，最终在胶片中出现两条亮线。在两

线上取y坐标相同的两个光点,对应的无坐标分别为3aomm和LOOmm.其中x坐标小的光点是碳12离

子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的，求该离子的质量数。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】【分析】

全反射的条件：只有光从光密介质(折射率大।射入光疏介质【折射率小，且入射角大于等于临界角时,

才会发生全反射现象。

【解答】

光在界面上发生反射和折射，从真空射入到介质中入射角大于折射角;当光从介质射向真空，入射角大于

全反射临界角时会发生全反射，A正确。

故选Ao

2.【答案】B

【解析】【分析】

根据竖直上抛运动规律求解向上运动时间，从而得到自开始运动至上升到最高点的总时间，根据动量定

理进行求解。

本题主要考查竖直上抛运动以及动量定理的应用，难度不大。

【解答】

某同学离开地面做竖直上抛运动，向上运动的时间，r”“自开始运动至上升到最高点，根据

动量定理可得/-I-,其中，u；、，解得/.B正确。故选瓦

3.【答案】D

【解析】【分析】

当方框下落的加速度为':时，根据牛顿第二定律和安培力公式列式，求出电路中电流/,可由//

求线框发热功率.

解答这类问题的关键是通过受力分析，根据牛顿第二定律，电功率公式求解.电磁感应与电路结合的题

目，感应电动势是中间桥梁.

【解答】

线框下落加速度为:时，有："I”.字

线框的发热功率：P1:1(

4.【答案】C

【解析】【分析】

本题主要考查电场强度的合成以及机械能的变化判断，有一些难度，熟悉等量同种电荷周围的电场线分

布。

根据连线中点放一电荷大小为J的小球时，。点电场强度恰好为0可知，A和C电荷以及小球在。处的

合场强为0,先求出A和C电荷在。处的合场强，从而求出小球电荷量的大小；根据A和C电荷对小球

电场力做功的情况判断小球机械能的变化；小球从。运动到B的过程中总能量不变，由此判断小球从D

运动到B的过程中动能和电势能之和。

【解答】

.1”设正方形边长为/，则A和C电荷在。处的电场强度为"，且夹角为w,根据场强的合成，AC电

荷在。点的场强为'方向竖直向上，连线中点放一电荷大小为「的小球时，。点电场强度恰好为

I*

V2kqM

0,则小球在。处的场强大小为窣2,方向竖直向下，所以小球带负电，根据丁.（乌解得

二；，48错误；

C.小球从。运动到AC连线中点的过程中，AC电荷对小球的合力方向向下，所以小球机械能增加，小球

从AC连线中点运动到B的过程中，AC电荷对小球的合力方向向上，小球机械能减小，所以小球从。运

动到B的过程中机械能先增大后减小，C正确；

D小球从。运动到B的过程中能量不变，重力势能、动能和电势能的和不变，运动过程中，重力势能一

直降低，所以动能和电势能之和一直增加，。错误。

5.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查抛体运动中的三维问题，要明确小球在z方向为竖直上抛运动，x、y方向均为匀速直线运动，

结合运动的等时性与独立性分析解题。

【解答】

[”乒乓球上升时，有e—八=,解得，一卜，乒乓球发出时竖直方向的速度大小

r='it=B错误;

球下落时，有心解得]H，乒乓球的飞行时间，''■JI；■n2s.!!>,,A

错误；

1/）.发球机发出的球的速度在xOy面内的投影方向与无轴间的夹角为J5：，则满足「，且有

•'-l，可得t.\1'IN--,乒乓球在最高点时速度最小，为

厂二、",二八K"、，球运动过程中在地面内的位移为.।V5\1-〃/,C

•55

正确，。错误。

故选C。

6.【答案】BC

【解析】【分析】

根据万有引力做向心力求解金星的第一宇宙速度；根据开普勒第三定律求解金星距离太阳的距离。

本题主要考查万有引力提供向心力求取第一宇宙速度问题以及开普勒第三定律的应用。

【解答】

AB.星球的第一宇宙速度即地表卫星绕星球做圆周运动的速度，故由万有引力做向心力可得：

所以，第一宇宙速度「，所以，

8R\R

I*.故5正确，A错误;

"=V=Vo.95/?uV0!»»」

根据开普勒第三定律，有：

解得：「二：II•川；，“，C正确，。错误。

7.【答案】BC

【解析】【分析】

【分析】

本题考查圆周运动的应用，解题的关键是要分析小球的受力，确定其在水平面内做圆周运动所需要的向

心力，由向心力公式建立关系，注意临界状态的分析。

小球不动时，受重力，弹簧弹力及细杆的支持力，小球和细杆一起转动时，向心力由这三个力的合力提

供，注意分析细杆对小球弹力为零时的临界条件。

【解答】

【解答】

A、当小球保持静止时，对小球受力分析有：/-人『，解得弹簧的形变量：,'

考虑到弹簧原长为3故小球到O点的距离为/।A选项错误；

2k

B、当小球相对细杆静止，弹簧拉伸量为L时，弹簧弹力「若此时细杆对小球的弹力/垂直细

杆向上，则在竖直方向上有：：/匚-\\l，，-1，解得：/；?，，，“m故2选项正确；

C、当小球相对细杆静止，杆对小球弹力为零时，小球受重力及弹簧的弹力作用，在竖直方向上有：

在水平方向上有：）,…弹簧弹力/.由几何关系知小球做圆周运动的半

径联立以上各式解得：_.,C选项正确；

2\V3*7.+2〃5

D,转轴转速自零开始缓慢增加过程中，设细杆对小球的弹力/垂直细杆向上，对小球受力分析可知，

在竖直方向上有：迪心+：&-呻，在水平方向上有：弹簧弹力以=hr，

由几何关系知小球做圆周运动的半径,-/一’，随着转速的增加，角速度增大，小球需要的向心力一直

增大，细杆对小球的弹力先减小，后反向增大，故。选项错误；

故选BC。

8.【答案】AD

【解析】【分析】

根据':求解波长；根据，'求解振源M的振动形式传播到N处时的时间；波源M的振幅为

Jt'

二波源N的振幅为｛10.7；..,故振动加强点的振幅I根据波的叠加原理进行分析

加强点的个数。

本题主要考查波的叠加、波速、波长和频率的关系，难度较大。

【解答】

.1/土波在ON介质中传播的波长AiL",在OM介质中传播的波长\2；=，"，A正确，B错

误；

「.振源/的振动形式传播到。点的时间4-I■■,从。点传播到N处的时间八="'=口，

则传播时间，1,八.」「，、，C错误;从图中可知，两列波的波源起振方向向上，故振动情况完全相同，

振动加强点的振幅A-1：”.，"，故需求MN间的振动加强点的个数，波在ON介质中的波长.\i1,半

波长为'H-，…，两列波在ON间的波程差为-2,〃-力"，半波长的偶数倍为人\1”，为整数，〃可取

2

I,0,1共3个，波在介质中的波长,\2-2",半波长为两列波在。M间的波程差为

9

6m~6m,半波长的偶数倍为”小2（m为整数）,根可取2,1,0,1,2,共5个,一共有8个振

动加强点，。正确。故选A。。

..、Ft—Xi2-TIxill。一

9.【答案】11:4^；—2；I2III-1H；,

10/（i1r5/Iw。

【解析】【分析】本题为测量动摩擦因数实验，解决纸带问题一般是求瞬时速度和加速度，利用匀变速

直线运动中间时刻速度等于平均速度求某一点的速度，利用逐差法求加速度。做好铁块的受力分析，根

据运动学公式求加速度，根据牛顿第二定律求动摩擦因数。

【解答】一相邻两计数点间的时间间隔为，1/,打计数点2时铁块速度的表达式为

，,二匚—二:匚，根据逐差法可得铁块加速度的表达式为“="'二=需

d铁块做匀加速直线运动，对应的.-，图像为曲线，由图I”可知，当时，位移为

「n.Mbo,则由，并代入数据得””

1：；由牛顿第二定律可得"rm.',解得“'—o

gcub"

10.【答案】：W；7万万勺X，匚；

/jl,//t+"l-/1(/<|+/)

I2/」；/；

Ml30；铁

【解析】解析：111金属丝所在支路中，当电流表满偏时回路电阻接近"二1/。2^1，为保证实验的

(16

准确性，应选阻值为的定值电阻并联电路两端电压相等，则有

八〃-儿-J,则待测电阻阻值为"1I:,

h

「।由表中实验数据可知，当导线长度相同，材料的电导与导线直径的平方，:成正比，当导线的直径相

同，材料的电导与导线的长度/成反比。

，:；电导G与电压U、电流/的关系式为：(；-；，代入数据可得铜的电导(，：力、由表中实验数据可

知，由肝；可以求出铁的电阻最大，铁的导电性能最差。

【分析】，根据实验原理和实验装置进行分析；根据并联电路两端电压相等列式求解；

」根据表中数据进行分析；

1;根据电导G与电压U、电流/的关系式为：(.’进行分析；电阻越大，导电性越差，由此进行分

t

析。

本题主要考查金属丝的电导G与哪些因素有关的实验，属于新定义题目，比较新颖，难度较大。

11.【答案】-对管内封闭气体，初始时压强/；「Ml，体积T!，，其中s为管的截面积，气

体初始温度为/,

缓慢改变右侧封闭气体的温度，直至A3、CD两侧水银高度差为0时，封闭气体的压强〃体积

+s,温度变为Ti，

根据理想气体状态方程有：,代入数据解得：I-2-17/.；

7oT\

I恢复右侧气柱温度至环境温度，则封闭气体回到初始状态，将U形管缓慢绕旋转1川，使A、D

两端在上，此过程中，气体做等温变化，设封闭气体的长度增加了X,

若，,则此时8侧液面更高，AB、两侧的水银面高度差A,=%」，对气体分析可知，其

压强几1^-pyXr,体积51/根据玻意耳定律可得：/M./I,解得：

.Hl2^­IN,不符合假设条件；

若，"，则此时侧液面更高，AB、8两侧的水银面高度差A.r=L-，口，对气体分析可知，其

＞

压强/＞「，，”',体积「-1-「s,根据玻意耳定律可得：rs.八八,解得：

「=IU.25.m,符合假设条件，故旋转后，AB,