河南省荥阳市第二高级中学高三适应性调研考试新高考物理试题及答案解析

河南省荥阳市第二高级中学高三适应性调研考试新高考物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、科学家计划在1015年将首批宇航员送往火星进行考察．一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F1．通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，已知引力常量为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为A．和 B．和C．和 D．和2、2024年我国或将成为全球唯一拥有空间站的国家。若我国空间站离地面的高度是同步卫星离地面高度的，同步卫星离地面的高度为地球半径的6倍。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站绕地球做圆周运动的周期的表达式为（）A．B．C．D．3、2020年全国第十四届冬季运动会在呼伦贝尔市举行。为此全市都在开展丰富多彩的冰上运动。如图所示，在游乐场的滑冰道上有甲、乙两同学坐在冰车上进行游戏。当甲从倾角为θ的光滑冰道顶端A由静止开始自由下滑时，在斜面底部B处的乙通过冰钎作用于冰面，从静止开始沿光滑的水平冰道向右做匀加速直线运动。已知甲、乙和冰车均可视为质点，甲通过斜面与水平面的交接处（B处）时，速度的方向改变、大小不变，且最终甲刚好能追上乙，则（）A．到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定不相等B．到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等C．甲在斜面上的加速度一定小于乙的加速度D．无法求出甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比4、两质点、同时、同地、同向出发，做直线运动。图像如图所示。直线与四分之一椭圆分别表示、的运动情况，图中横、纵截距分别为椭圆的半长轴与半短轴（椭圆面积公式为，为半长轴，为半短轴）。则下面说法正确的是（）A．当时， B．当，两者间距最小C．的加速度为 D．当的速度减小为零之后，才追上5、如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（）A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B．金属细杆受到的安培力增大了C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL D．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL6、如图所示，由绝缘轻杆构成的正方形ABCD位于竖直平面内，其中AB边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。其中A、B处小球质量均为m，电荷量均为2q(q>0)；C、D处小球质量均为2m，电荷量均为q。空间存在着沿DB方向的匀强电场，在图示平面内，让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则四个小球所构成的系统（）A．电势能增加，重力势能增加B．电势能不变，重力势能不变C．电势能减小，重力势能减小D．电势能不变，重力势能增加二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列有关热力学基本概念、规律与热力学定律的描述正确的是。A．热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度B．绝热过程中，系统内能的变化只与做功的多少有关，而与做功的方式无关C．改变内能的两种方式是做功和热传递，因此同时做功和热传递一定会改变内能D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律E.机械能不可能全部转化为内能，内能也不可能全部转化为机械能8、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻刚好传到E点，且A点在波峰，B、C、D也是波上质点，波形如图(a)所示；质点C的振动图像如图（b）所示。在x轴正方向E有一能接收简谐横波信号的接收器（图中未画出）以5m/s的速度向x轴正方向运动。下列说法正确的是。A．波速是10m/sB．t=0.05s时刻，B点在波谷C．C、D两点振动的相位差是πD．简谐横波波源起振方向沿y轴负方向E.接收器接收到的波的频率比波源振动频率小9、真空区域有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界．比荷为k的带负电粒子，沿着与MN夹角θ＝60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场．下列说法正确的是（）A．粒子的速率大小是B．粒了在磁场中运动的时间是C．仅减小粒了的入射速率，在磁场中的运动时间将增大D．仅增人粒子的入射速率，在磁场中的运动时间将减小10、如图所示，在竖直平面内有一平面直角坐标系xOy，存在一个范围足够大的垂直纸面向里的水平磁场，磁感应强度沿x轴方向大小相同，沿y轴方向按By=ky（k为大于零的常数）的规律变化。一光滑绝缘的半径为R的半圆面位于竖直平面内，其圆心恰好位于坐标原点O处，将一铜环从半面左侧最高点a从静止释放后，铜环沿半圆面运动，到达右侧的b点为最高点，a、b高度差为h。下列说法正确的是（）A．铜环在半圆面左侧下滑过程，感应电流沿逆时针方向B．铜环第一次经过最低点时感应电流达到最大C．铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与b点的高度差小于2hD．铜环沿半圆面运动过程，铜环所受安培力的方向总是与铜环中心的运动方向相反三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某学习小组的同学要应用自由落体运动知识测当地重力加速度g，现已找来了如下器材：如图所示的对称“工”字形金属薄片、铁架台及其附件、光电计时器1套。(1)根据实验目的，需要的器材还有（____）A．天平B．打点计时器C．秒表、D．游标卡尺(2)需要测量的物理量除了“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度d和它们之间竖直部分的长度L外（d<<L），还需要测量的物理量是_____（说明物理量名称和表示它的字母符号）；(3)用(2)中的物理量字母表示实验中测重力加速度的表达式g=___。12．（12分）小王和小李两位同学分别测量电压表V1的内阻.（1）先用调好的欧姆表“×1K”挡粗测电压表V1的内阻，测量时欧姆表的黑表笔与电压表的__________（填“＋”或“—”）接线柱接触，测量结果如图甲所示，则粗测电压表V1的内阻为___________k.（2）为了精确测量电压表V1的内阻，小王同学用如图乙所示的电路，闭合开关S1前将滑动变阻器的滑片移到最__________（填“左”或“右”）端，电阻箱接入电路的电阻调到最__________（填“大”或“小”），闭合开关S1，调节滑动变阻器和电阻箱，使两电压表指针的偏转角度都较大，读出电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，电阻箱的示数为R0，则被测电压表V1的内阻__________.（3）小李同学用如图丙所示的电路，闭合开关S1，并将单刀双掷开关S2打到1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表V2的指针偏转角度较大，并记录电压表V2的示数为U，再将单刀双掷开关S2打到2，调节电阻箱，使电压表V2的示数仍然为U，此时电阻箱接入电阻的示数如图丁所示，则被测电压表V1的内阻__________.四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，竖直放置的圆柱形密闭气缸，缸体质量m1=10kg，活动质量m2=2kg，横截面积S=2×10－3m²，活塞与一劲度系数k=1.0×103N/m的弹簧相连，当气缸下部被支柱支起时，弹簧刚好无伸长，此时活塞下部被封闭气柱长度L=20cm。试求：（已知大气压强为，设气缸足够长，且不计一切摩擦）(1)支柱移去前气体的压强；(2)若将气缸下的支柱移去，待气缸重新平衡时，缸体下降的高度为多少。14．（16分）如图甲所示，粒子源靠近水平极板M、N的M板，N板下方有一对长为L，间距为d=1.5L的竖直极板P、Q，再下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场，磁场上边界的部分放有感光胶片。水平极板M、N中间开有小孔，两小孔的连线为竖直极板P、Q的中线，与磁场上边界的交点为O。水平极板M、N之间的电压为；竖直极板P、Q之间的电压随时间t变化的图像如图乙所示；磁场的磁感强度。粒子源连续释放初速度不计、质量为m、带电量为+q的粒子，这些粒子经加速电场获得速度进入竖直极板P、Q之间的电场后再进入磁场区域，都会打到磁场上边界的感光胶片上，已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期，认为粒子在偏转极板间飞过时不变，粒子重力不计。求：(1)带电粒子进入偏转电场时的动能Ek；(2)带电粒子打到磁场上边界感光胶片的落点范围。15．（12分）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解析】

在两极：，在赤道：，联立解得：，由，且，解得：，故A正确．2、A【解析】

在地球表面，得GM=gR2空间站做匀速圆周运动时轨道半径联立解得故BCD错误，A正确；

故选A。3、B【解析】

AB．设甲到达B的时间为t1，追上B的时间为t2，水平面都是光滑的，A到达水平面后做匀速直线运动，设甲的速度为v，则甲在水平面上的位移①乙做匀加速直线运动，被甲追上时的速度也是v，乙的位移②联立①②可得可知到甲刚好追上乙时，甲在水平面上和斜面上的滑行时间一定相等，故A错误，B正确；C．由以上的分析可知，甲的速度达到v用的时间少，所以甲在斜面上的加速度一定大于乙的加速度，故C错误；D．AB之间的距离所以甲从过B点至追上乙行进的距离与AB距离之比为2，故D错误。故选B。4、C【解析】

AB．两质点、从同一地点出发，椭圆轨迹方程为由题图可知、，当带入方程解得在本题的追及、相遇问题中，初始时刻的速度大于的速度，二者距离越来越大，速度相等的瞬间，两者间距最大，AB错误；C．做的是初速度为零的匀加速直线运动，经过后速度为，即C正确；D．图线和时间轴围成的面积为位移，经过，速度减小为零，的位移为所围成图形的面积的位移为A的位移大于B的位移，说明在停下来之前，已经追上了，D错误。故选C。5、D【解析】

A．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为则金属细杆受到的安培力增大了故B错误；C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。故选D。6、D【解析】

让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做总功为：则系统电势能不变；系统重力势能变化量：则重力势能增加；A．电势能增加，重力势能增加，与结论不相符，选项A错误；B．电势能不变，重力势能不变，与结论不相符，选项B错误；C．电势能减小，重力势能减小，与结论不相符，选项C错误；D．电势能不变，重力势能增加，与结论相符，选项D正确；故选D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ABD【解析】

A．根据热力学第一定律得热量是在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度，故A正确；B．绝热过程中，系统内能的变化只与做功的多少有关，而与做功的方式无关，故B正确；C．改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，故C错误；D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律即热现象的方向性，故D正确；E．机械能可能全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，而不产生其他影响，故E错误。故选ABD。8、ACE【解析】

A．由（a）图可知，波长为。由（b）图可知，周期。所以波速：故A正确。B．靠近平衡时振动速度更大，所以B点从图示位置振动到波谷应该用大于的时间。故B错误。C．C、D两点传播相差半个波长，所以振动的相位差π，故C正确。D．因为简谐横波沿x轴正方向传播，所以由质点带动法可以判断波源起振方向沿y轴正方向。故D错误。E．接收器和波源之间的距离增大，产生多普勒效应，所以接收器接收到的波的频率比波源振动频率小。故E正确。9、AD【解析】

AB.粒子刚好没能从边界射出磁场时，其运动轨迹刚好与相切，如图设带电粒子圆周运动的轨迹半径为，由几何关系有：解得：根据牛顿第二定律得：解得：运动时间为：故A正确，B错误；C.减小粒了的入射速率，粒子的周期不变，半径变小，粒子仍然从左边界出磁场，圆心角不变，则运动时间不变，故C错误；D.增人粒子的入射速率，粒子从磁场的右边界出磁场，粒子运动轨迹所对应的圆心角减小，则运动时间变小，故D正确．10、AC【解析】

A．铜环在半圆面左侧下滑过程，磁通量增加，根据楞次定律可得感应电流沿逆时针方向，A正确；B．铜环第一次经过最低点瞬间，磁通量的变化量为0，感应电流为零，B错误；C．铜环沿半圆面运动，到达右侧的b点后开始沿圆弧向左运动，但在向左运动的过程中克服安培力做的功较小，损失的机械能小于mgh，所以铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与b点的高度差小于2h，C正确；D．铜环沿半圆面向下运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向上的，沿半圆面向上运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向下的，D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、D“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和【解析】

(1)[1]．此实验不必测量质量，不需天平；用光电计时器计时，故不需打点计时器和秒表；需要用游标卡尺测量“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度，故选D．(2)[2]．要测当地重力加速度，就必须测得“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度，故而需要测量“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和．(3)[3]．“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度又得12、（1）＋，9.0；（2）左，大，；（3）8455【解析】

（1）欧姆表的电流从黑表笔流出，因此黑表笔应与电压表的“＋”接线柱相连接，欧姆表的读数为9.0k.（2）为保护电路，闭合开关S1前应将滑动变阻器的滑片移到最左端，使输出电压为零，电阻箱接入电路的电阻最大，被测电压表的内阻.（3）被测电压表的内阻等于电阻箱的接入电路的阻值