2024届河南省九师联盟高三年级下册4月联考（三模）物理试卷（附答案解析）

2024届河南省九师联盟高三下学期4月联考（三模）物理试卷

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一、单选题

1.如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景，她往水球中注

入一个气泡，气泡静止在水球中，水球悬在空中，关于该实验，下列说法正确的是（）

A.由于完全失重，气泡中气体压强为零

B.水与气泡界面处，水分子作用力表现为斥力

C.水与气泡界面处，气体分子会进入水中，水分子会进入气泡中

D.若空间站中的温度升高，则气泡会在水球中上升

2.一列简谐波沿x轴传播，U0.1S的波形如图甲所示，尸点为x轴上的某质点，其振动图像

甲

A.该简谐波沿尤轴负方向传播

B.该简谐波的波长为24m

C.该简谐波的周期为0.35s

D.该简谐波的波速为0.6m/s

3.氢原子的能级图如图所示，用动能均为12.3eV的电子束射向一群处于基态的氢原子，氢

原子被电子碰撞后激发跃迁到较高能级，处于高能级的氢原子向低能级跃迁时辐射出几种不

同频率的光，其中只有两种频率的光能使某金属发生光电效应，一种光恰好能使该金属发生

光电效应，则另一种光使该金属发生光电效应时的光电子最大初动能为（）

n£/eV

8------------------0

5---------------------0.54

4----------------------0.85

3----------------------1.51

2----------------------3.40

1--------------------13.60

A.0.66eVB.1.89eVC.2.55eVD.2.86eV

4.某田径运动员，在一次铅球比赛中，他先后两次以不同的抛射角度将铅球从同一位置掷

出，铅球在空中两次运动过程中动量的变化量相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是

（）

A.铅球两次在空中运动时间相同

B.两次掷铅球，运动员做的功相同

C.两次掷铅球，运动员对铅球的冲量相同

D.铅球两次在空中运动的最小速度大小相同

5.如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为4和“，降

压变压器原、副线圈的匝数分别为饱和%,输电线上的电阻为R变压器均为理想变压器,

若保持发电厂的输出电压q不变，当输电线上电流4减少AZ时，则用户端的电压增加（

D.巴区AIR

n2九3

二、多选题

6.处理废弃卫星的方法之一是将报废的卫星推到更高的轨道一“墓地轨道”，这样它就远

离正常卫星，继续围绕地球运行.我国实践21号卫星（SJ—21）曾经将一颗失效的北斗导

航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了“墓地轨道”上.拖拽过程如图所示，轨道1是同步

轨道，轨道2是转移轨道，轨道3是墓地轨道，则下列说法正确的是（）

试卷第2页，共6页

Q

A.卫星在轨道2上的周期大于24小时

B.卫星在轨道1上P点的速度小于在轨道2上尸点的速度

C.卫星在轨道2上0点的加速度大于在轨道3上0点的加速度

D.卫星在轨道2上的机械能大于在轨道3上的机械能

7.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波，振

荡原理可以理解为：如图所示，以。为原点建立x轴，x<0区域有匀强电场沿无轴负向，其

大小E；=4V/m,x>0区域有非匀强电场沿x轴正向，其大小E?=4x（V/m）,一带负电粒子

质量为2xl0-6kg,电荷量大小为IxlO^c,从x=-10cm处尸点由静止释放，粒子仅在电场

力作用下在x轴上往返运动.已知质点做简谐振动周期公式7=2万后（机为质点质量，k为

振动系数），设原点。处电势为零.下列说法正确的是（）

A.粒子的最大速度为3m/s

B.粒子运动到原点。右侧最低电势为-L6V

C.粒子运动的周期为止巨s

10

D.粒子向右运动到。点的最远距离为且m

5

8.如图所示，倾角0=37。的足够长平行金属导轨宽度为£=lm,其上端连接电阻R=2。，等

高的两点P、。上方导轨光滑，其空间内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小

B=y/3T,P、。两点下方导轨不光滑，空间无磁场。质量为3kg、电阻为2。的金属棒b放

置在尸、。位置，将质量为1kg、电阻为1。的金属棒。从尸、。上方某位置由静止释放，当

a棒匀速运动时与静止的b棒发生弹性碰撞，碰撞后。棒运动;m到达最高点。两棒与不光

滑导轨间的动摩擦因数均为2=0.8,重力加速度g=10m/s2,sin37o=0.6,COS37O=0.8,金属棒

A.。棒匀速运动速度大小为5m/s

B.b棒运动的位移大小4m

C.。棒沿导轨向上运动到最高点所用时间为0.25s

D.两棒不可能发生两次碰撞

三、实验题

9.某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、

B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落.

乙丙

（1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明；

（2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则

在空中运动的时间；

（3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽（填“需要”

或“不需要”）光滑；

（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，

数据处理时选择A点为坐标原点（0,0）,丙图中小方格的边长均为1cm,重力加速度g取

10m/s2,则小球运动中水平分速度的大小为m/s.（结果可保留根号）

10.要测量两节干电池的总电动势和内阻，某同学根据实验室提供的器材连接成了如图甲所

试卷第4页，共6页

示实验电路.其中电阻箱R（0~9990,0~LOA）,电流表A（量程为。~2mA,内阻%=1200）。

（1）现将电流表A改装成量程为0.6A的电流表，则接入的定值电阻凡=Q（结果

保留1位有效数字）；

（2）将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节电阻箱，某次实验电流表的示数

如图乙所示，此读数为mA,此时流过电池的电流大小为A；

（3）多次调节电阻箱，得到多组电流表的示数/及电阻箱的阻值R,作出f-R图像，得

到图像与纵轴的截距为2.92V-L图像的斜率为Q86V，QT,由此求得电源的电动势E=_

V,内阻/=Qo（结果保留2位有效数字）

四、解答题

11.半径为R的透明玻璃球切去底面半径「=且尺的球冠成为一个大球冠，如图所示，玻璃

2

的折射率"=2,一束半径/=左尺光束垂直球冠的切面照射到球冠上，进入球冠的光线有

2

部分从球面射出而使球面发光，已知光在真空中的传速速度为c,（球冠不含底面的表面积

公式为S=2兀Rh,R为球的半径，场为球冠的高度）。不考虑光在球冠内的反射，求：

（1）发光球面的面积；

（2）光束正中间的光线通过大球冠的时间。

12.如图所示，倾角。=37。的传送带以VLlm/s的速度沿顺时针方向匀速转动，将物块B轻

放在传送带下端的同时，物块A从传送带上端以v/=lm/s的初速度沿传送带下滑，结果两物

块恰好没有在传送带上相碰，两物块与传送带间的动摩擦因数均为0.8,不计两物块大小，

重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

(1)两物块刚在传送带上运动时各自的加速度大小；

(2)两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用的时间；

(3)若A的质量WA=0」kg,求A在整个运动过程中与传送带摩擦产生的热量。

3

13.如图所示，开口向下的二光滑绝缘圆形轨道处于水平向右的匀强电场中，C为最

高点、。为圆心，与C。的延长线的夹角为6,经过3点的水平线下方的电场区域中还

有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为8。一个质量为机，电荷量为q的微粒沿直线

A8运动，恰好在8点无碰撞地进入圆形轨道，重力加速度为g。求：

(1)微粒的电性及电场强度E的大小；

(2)要使微粒能够沿轨道到达。点，圆形轨道的半径需要满足的条件；

(3)在第(2)问的条件下，微粒经过C点时，对轨道压力的最小值。

试卷第6页，共6页

参考答案：

1.C

【详解】A.气体压强时分子不停的运动与器壁撞击的结果，与重力无关，气泡中气体压强

不为零，故A错误；

B.水与气泡界面处，分子间的距离大于平衡时的距离，水分子作用力表现为引力，即水的

表面张力，故B错误；

C.由于分子是永不停息地做无规则运动的，因此水与气泡界面处，气体分子会进入水中，

水分子会进入气泡中，达到动态平衡，故C正确；

D.若空间站中的温度升高，气泡的体积会增大，由于完全失重，没有因水的重力产生的压

强，即宏观效果的浮力，故气泡不会在水球中上升，故D错误。

故选Co

2.D

【详解】A.从图乙可知，Z=O.ls时质点P沿y轴正方向运动，故图甲中的简谐波沿尤轴正

方向传播，故A错误；

B.由图甲可知

/=24cm

故B错误；

C.由图乙可得

T=0.40s

故C错误；

D.该简谐波的波速

A

v=—=0.6m/s

T

故D正确。

故选D。

3.B

【详解】只有两种频率的光能使某金属发生光电效应，光子的能量为

〃匕=每一旦=12.09eV

hvn=E,—E,=10.2eV

一种光恰好能使该金属发生光电效应，有

答案第1页，共10页

hv2=W0

另一种光使该金属发生光电效应时的光电子最大初动能为

Ek=hvi-W0=l.S9eV

故选B。

4.A

【详解】A.铅球在空中两次运动过程中动量的变化量相同，根据动量定理

mgt=邸

可知铅球两次在空中运动的时间相同，故A正确；

D.铅球两次在空中运动的时间相同，上升到的最大高度相同，初速度在竖直方向的分速度

相同，由于初速度方向不同，因此初速度不同，水平分速度不同，运动的最小速度不同，故

D错误；

B.根据动能定理，掷铅球时，运动员做的功为

W=说

两次掷铅球，铅球初速度不同，故两次掷铅球运动员做的功不同，故B错误；

C.根据动量定理

I=mvQ

两次掷铅球，铅球初速度不同，故两次运动员对铅球的冲量不同，故C错误。

故选Ao

5.B

【详解】q一定，则。2一定，当输电线上电流减少AZ，则输电线上电压减少AZ/?,贝IJ降

压变压器原线圈两端的电压增加

AU3=MR

根据变压比可知

NU3_%

A〃4〃4

用户端电压增大

故选B。

答案第2页，共10页

6.AB

【详解】A.由于卫星在轨道2上的半长轴大于轨道1上的半径，根据开普勒第三定律可知，

卫星在轨道2上的周期大于在轨道1上的周期，则卫星在轨道2上的周期大于24小时，故

A正确；

B.卫星在轨道1变轨到轨道2需要在尸点点火加速，则卫星在轨道1上尸点的速度小于在

轨道2上尸点的速度，故B正确；

C.根据牛顿第二定律有

一Mm

G——=ma

可得

a=G;

由于M、厂都相同，可知卫星在轨道2上。点的加速度等于在轨道3上。点的加速度，故

C错误；

D.卫星在轨道2变轨到轨道3需要在Q点点火加速，则卫星在轨道2上的机械能小于在轨

道3上的机械能，故D错误。

故选ABo

7.BC

【详解】A.粒子到达原点速度最大为v,由动能定理有

p12

Exqx=­mv

解得

v=4m/s

故A错误；

B.粒子运动到原点右侧最远点时电势最低点为夕，由

12

—mv=cpq

解得

°=_i.6v

故B正确；

C.粒子在电场&中单程运动的时间为

答案第3页，共10页

=0.2s

V

2

粒子在电场E2中受电场力

F2=E2q=一4乂10-5%=_履

则

^=4xlO_5N/m

粒子在电场E?中做简谐振动，根据简谐振动周期公式

4=2引＞亍s

粒子运动周期为

7=2户=-,

1210

故C正确；

D.从0点向右最远运动距离x,由动能定理有

121F

—mv=—qE2-x

解得

275

x=-----m

5

D错误。

故选BC。

8.CD

【详解】A.a棒匀速运动,由平衡条件得

m^sin37°=BIL

感应电动势为

E=BLv

感应电流为

\+R

a2

解得

v=4m/s

答案第4页，共10页

故A错误；

B.两棒发生弹性碰撞，动量守恒机械能守恒，有

mv=mva+Mvb

—mv2=—mv^+—Mv?

222

解得

va=-2m/s,以=2m/sb棒沿斜面向下做减速运动，6棒运动位移大小为乙,由动能定理

19

Mgxbsin37°-ptMgxbcos37°=--Mv1

解得

xb=5m

故B错误；

C.碰撞后。棒沿斜面向上运动到最高点所用时间为3其位移尤=gm,由动量定理有

-mgtsin370-BILt=-mva

通过。棒电量

解得

t=0.25s

故C正确；

D.a棒再次到达P、。位置时速度一定小于2m/s,。棒从P、。位置沿斜面向下运动位移不

到5m时速度已经为零，两棒一定不可能发生第二次碰撞，故D正确。

故选CDo

9.A球在竖直方向做的是自由落体运动不变不需要还

10

【详解】（1）口］实验现象是小球A、B同时落地，说明A球在竖直方向做的是自由落体运

动；

（2）［2］将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球下落高度不变，

A球在空中运动的时间不变；

（3）［3］每次小球运动轨迹一样，克服摩擦力做功一样多，不需要斜槽光滑；

答案第5页，共10页

（4）[4]由丙图可知A8与8c过程所用时间相等，竖直方向根据

Ay=gT2

可得

水平方向有

3L=v,T

联立可得小球运动中水平分速度的大小为

10.0.41.200.362.93.0

【详解】（1）[1]根据电流表改装原理

解得

RQ®0.40

（2）⑵由图可知电流表的读数为1.20mA；

[3]此时通过电源的电流为

/=—xl.2mA=360mA=0.36A

2

（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律有

E=(/++r)+Irg

整理得

111111

1+±U+11+±r+l

R。)E

i_i

由于一远小于右，因此有

r

s&

111

——rd——

ER。ERQE

图像的斜率为

答案第6页，共10页

Z:=——=0.86V1-Q1

E扁

图像的截距为

解得

EQ2.9V,公3.0。

3R

11.(1)S=(2-我万A?；(2)一

【详解】(1)根据题意，设光发生全反射的临界角为C,由sinC=」解得

C=30°

光线①恰好发生全反射，发光区域是一个小的球冠，设小球冠高为人由几何关系有

.„R—h

cos30=-------

R

解得

,2-6

h=--------R

2

发光球面面积

S=2;rRh=Q-m）兀N

(2)如图由题意，球冠底面所对的圆心角为120。，光束正中间的光线②直接穿过球冠，通

过玻璃球的路程为

3

x=R+Rcos60°=—R

2

光在玻璃球内的速度

c

v=—

n

所以，该光束正中间的光线通过玻璃球的时间为

答案第7页，共10页

AR

x23R

v£c

2

22

12.(1)ax=0.4m/s,a2=0.4m/s；(2)5s；(3)Q=3.2J

【详解】(1)刚开始物块A沿传送带向下减速运动有

//mAgeosgsin3=

解得

%="geos。一gsin6=0.4m/s2

对于物块B,向上加速运动有

4mBgeos。一利gsin。=m^a2

解得

2

a2="geos。-gsin。=0.4m/s

(2)物块B在传送带上加速的时间

t=—=2.5s

a2

物块A从冲上传送带到速度为零所用时间

^=—=2.5s

ax

两个物块在与传送带共速时恰好不相碰，物块A从速度为零向上加速到与传送带速度相同

所用时间为

t2=—=2.5s

a2

所以，两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用时间为

t=tx+t2=5s

(3)在。时间内，物块A与传送带的相对位移大小为

玉=%彳+^"'1=3.75m

在尬时间内，物块A与传送带的相对位移大小为

兀2=—^'2=L25m

则物块A与传送带间因摩擦产生的热量

答案第8页，共10页

Q=4mAgeos9•(%+W)

代入数据解得

Q=3.2J

mgtan3.(2)R<.3mg

13.(1)(3)—3mg