2024届河南省TOP二十名校高三下学期质检物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE72024届高三年级TOP二十名校质检一一、选择题。1.“羲和号”太阳探测卫星首次在轨获取太阳，谱线精细结构，属于：氢原子巴耳末系中的谱线，其光子能量为1．89eV，巴耳末系能级图如图所示，则此谱线来源于太阳中氢原子的（）A.和能级之间的跃迁 B.和能级之间的跃迁C.和能级之间的跃迁 D.和能级之间的跃迁〖答案〗C〖解析〗氢原子巴耳末系中的谱线，其光子能量为1．89eV，即电子由较高能级跃迁到较低能级并以光子的形式释放能量，由公式有跃迁时释放的能量为代入数据可知此谱线来源于太阳中氢原子的和能级之间的跃迁。故选C。2.如图所示的是某种双层晾衣篮，用质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成两个完全相同的篮子，上、下两篮通过四根等长轻绳与钢圈的四等分点相连；另有四根等长轻绳，它们一端与穿过轻杆的挂钩系在一起，另一端连接上篮的四等分点，每根绳子与竖直方向的夹角为。不装衣物时，两篮保持水平，两篮受到的重力大小均为G，则此时挂钩上每根绳子的的拉力大小为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗对整体分析可知解得故选B。3.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态A，然后经过过程AB到达状态B或经过过程AC到达状态C，B、C状态温度相同，如p-T图所示，设气体在状态B和状态C的体积分别为VB和VC，在过程AB和AC中吸收的热量分别为QAB和QAC，则（）A.， B.，C， D.，〖答案〗B〖解析〗由图可知，状态B和C温度相同，状态B压强大于状态C压强，根据玻意耳定律可知，气体在状态B体积大于状态C体积，即由于状态B和C温度相同，所以过程AB和AC的内能变化量∆U相等，气体从状态A到状态C，温度升高，体积增大，气体对外做功，即W为负值；气体从状态A到状态B，体积不变，对外不做功，W为零，根据热力学第一定律可知，气体从状态A到状态C过程吸收的热量多，即故选B。4.2023年12月15日我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，该星是高轨光学遥感卫星．已知遥感四十一号卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动，地球的半径为R，自转周期为，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（）A.遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/sB.遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度C.遥感四十一号卫星运行的周期为D.地球的密度为〖答案〗C〖解析〗A．第一宇宙速度是最大环绕速度，大小为7.9km/s，故遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s，故A错误；B．根据万有引力与重力的关系根据牛顿第二定律遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的轨道半径大于地球的半径，故遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误；C．根据万有引力提供向心力根据万有引力与重力的关系解得遥感四十一号卫星运行的周期为故C正确；D．设同步卫星的轨道半径为，根据万有引力提供向心力地球的密度为故D错误。故选C。5.如图所示，在边长为a的正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为、、的点电荷，O点为正六边形的中心，已知点电荷的电势公式为（k为静电力常量，Q为场源点电荷电荷量，r为某点到场源点电荷的距离），则下列说法正确的是（）A.电荷量为e的质子从O点移动到B点电场力做功为B.电荷量为e的质子从O点移动到D点电势能变化量为C.B点的电场强度大小为D.O点的电场强度大小为〖答案〗A〖解析〗AB．根据电势的叠加可知O点和B点的电势为，，O点到B点的电势差为所以电荷量为e的质子从O点移动到B点电场力做功为做负功。电荷量为e的质子从O点移动到D点电势能变化量为故A正确，B错误；CD．根据点电荷周围的电场强度和电场强度的叠加可知B点的电场强度大小为O点的电场强度大小为故CD错误。故选A。6.图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙．已知矩形导线框的匝数为100匝，面积为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，矩形导线框以10rad/s的角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，理想电流表示数为0.5A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、定值电阻，滑动变阻器R和理想电流表，电路处于正常工作状态．不计矩形导线框电阻，下列说法正确的是（）A.原线圈两端电压的瞬时值表达式为B.熔断器的熔断电流应该不小于5AC.滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电流表示数减小D.线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为〖答案〗AD〖解析〗A．电动势的最大值为从中性面开始计时，则原线圈两端电压的瞬时值表达式为选项A正确；B．理想电流表示数为0.5A，则次级电流则熔断器的熔断电流应该不小于0.05A，选项B错误；C．滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，R阻值减小，则次级电流变大，则电流表示数变大，选项C错误；D．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为选项D正确。故选AD。7.带操是一项艺术体操项目．在奥运会上运动员手持带棍，以腕为轴做上下或左右的连续小摆动的动作，使带形成如图甲所示的波浪图形．某段时间内带的波形可看作一列简谐波沿x轴方向传播，时刻的波形图如图乙所示，此后质点N比质点M提前回到平衡位置，则下列说法正确的是（）A.波沿x轴正方向传波 B.简谐波的波速为5m/sC.简谐波的周期为 D.质点N的振幅为10cm〖答案〗BD〖解析〗A．因质点比质点提前0.8s回到平衡位置，可知N点振动方向向下，则简谐波沿轴负方向传播，故A错误；BC．由题意可知可得则简谐波的波速为故B正确，C错误；D．由当时，带入可得解得简谐波的振幅为故D正确。故选BD。8.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧两端栓接着质量均为m的物块M、N，物块M放置在光滑斜面的挡板上，M、N处于静止状态，弹簧压缩量x（未知）。现用外力缓慢推动物块N使弹簧再缩短长度2x，然后立即撤去外力，使物块N由静止开始运动，之后物块M能刚好离开挡板。已知弹簧弹性势能的表达式为，k为弹簧劲度系数，x为弹簧的形变量，斜面倾角为，重力加速度为g，斜面足够长，则下列说法正确的是（）A.B.弹簧最大弹性势能C.物块N向上运动时的最大动能为D.物块M刚要离开挡板时，弹簧的弹性势能为〖答案〗BC〖解析〗A．弹簧压缩量x时，N处于静止状态，根据平衡条件可得可得故A错误；B．当弹簧的压缩量为时，弹簧弹性势能最大，为故B正确；C．当物块N合外力为零时，物块N向上运动时的动能最大，根据能量守恒有解得物块N向上运动时的最大动能为故C正确；D．物块M刚要离开挡板时，有弹簧的弹性势能为故D错误。故选BC。二、非选择题。9.某实验小组用“插针法”测玻璃的折射率，如图甲所示。（1）甲同学在实验中多次改变入射角，测出多组相关角度，，作出的图像，如图乙所示，则此玻璃砖的折射率为________；（2）乙同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的垂线，与法线的交点分别为B点和D点，如图丙所示．用刻度尺测得AB的长度为，CD的长度为，则玻璃砖的折射率__（用测量的字母表示）。相对误差的计算式。为了减小、测量的相对误差，数据处理过程中画圆时半径尽量________（填“大”或“小”）一些。〖答案〗（1）1.51（2）大〖解析〗【小问1详析】根据得则折射率【小问2详析】[1]折射率为[2]由于图像需测量、距离，故需图适当大一点，测量较准确，误差较小，故数据处理过程中画圆时半径尽量大一些。10.某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路。（1）根据图甲，完成图乙中的实物图连线________；（2）正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图丙所示，其示数为________V；（3）测得的7组数据已标在如图丁所示坐标系上，用作图法作图________；求干电池的电动势________V和内阻________（计算结果均保留两位小数）；（4）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图戊所示．图戊中图像在纵轴的截距为b，图像斜率为k，则电流表内阻为________（用字母b、k、r表示）；（5）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。〖答案〗（1）（2）1.20（3）1.481.00（4）（5）偏小〖解析〗【小问1详析】根据图甲，图乙中的实物图连线如图小问2详析】电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.20V；【小问3详析】[1]画出U-I图像如图[2][3]由闭合电路欧姆定律可知则E=148V内阻【小问4详析】由闭合电路的欧姆定律可知可得由图像可知解得【小问5详析】由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值为即内阻测量值偏小。11.中国高铁技术世界领先，被网友称为中国现代版的“四大发明”之一，其运行过程十分平稳。如图甲所示为某科研小组设计的列车电磁驱动系统的原理示意图，ABCD是水平固定在列车下方的n匝正方形金属线圈，每个线圈的电阻均为R，长度宽度均为d，用两条不计电阻的导线与智能输出系统（可输出大小和方向变化的电流）组成回路。如图乙所示，列车沿水平直轨道运动，轨道上依次间隔分布着方向垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度大小为B、宽度、长度及磁场间的距离均为d。已知智能输出系统提供的额定功率为P，列车整体的质量为m，运动过程中受到的摩擦阻力和空气阻力的合力恒为重力的k倍。（1）求列车运行的最大速度；（2）若列车进站速度减为时，智能输出系统立即切换电路后停止工作，此时相当于E、F直接用电阻不计的导线连接，经时间t后列车的速度减为0，求该过程中列车前进的距离。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）当安培力与阻力等大反向时，小车运行速度最大，根据得（2）智能系统切换电路后，小车在安培力与摩擦阻力的共同作用下减速为零，以向右为正方向，由动量定理可得其中又得12.利用电磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，Oxy平面（纸面）的第一象限内有足够长且宽度为L、边界平行x轴且下边界与x轴重合的区域，该区域存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。在匀强磁场的上方存在沿y轴负方向的匀强电场。位于处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向沿x轴正方向的的正离子束。已知离子垂直进入磁场时的速度方向与x轴正方向成角，运动过程中恰好没有通过x轴。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。（1）求离子进入磁场时速度大小及第一次在磁场中的运动时间t；（2）求离子初速度大小及电场强度大小E。〖答案〗（1），；（2），〖解析〗（1）离子运动过程中恰好没有通过x轴，运动轨迹如图所示根据几何关系有根据洛伦兹力提供向心力解得离子进入磁场时速度大小为第一次在磁场中的运动时间为（2）离子初速度大小为离子的加速度为电场方向，根据动力学公式有联立解得13.如图所示，一质量的长木板A静止放置于水平地面上，其左端放一质量为的小滑块B。在小物块B正上方高为处有一悬点O，一轻绳上端固定于O点，下端系一质量为的小球C，小球C静止时与小物块B等高。现将小球C拉至与O点连线CO与竖直方向夹角为处由静止释放，C与B之间的碰撞为弹性碰撞，碰后瞬间给木板A一个与小滑块B相同的初速度。已知A、B间动摩擦因数，A与地面间的动摩擦因数，重力加速度，忽略小物块B大小及空气阻力对问题的影响。（1）求小球第一次到达最低点时对轻绳的拉力大小及C与B碰后B的速度大小；（2）若B恰好没有从A的右端滑下，求A的长度及运动过程中产生的内能。〖答案〗（1），；（2），〖解析〗（1）小球第一次到达最低点时，根据动能定理有根据牛顿第二定律有根据牛顿第三定律，小球第一次到达最低点时对轻绳的拉力大小为联立解得C与B之间的碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒以及机械能守恒可得解得，（2）对B，根据牛顿第二定律有对A，根据牛顿第二定律有解得，可知B从A的左端运动至A的右端过程中，A先做匀减速运动后静止，B一直做匀减速运动，A的长度为运动过程中产生的内能为2024届高三年级TOP二十名校质检一一、选择题。1.“羲和号”太阳探测卫星首次在轨获取太阳，谱线精细结构，属于：氢原子巴耳末系中的谱线，其光子能量为1．89eV，巴耳末系能级图如图所示，则此谱线来源于太阳中氢原子的（）A.和能级之间的跃迁 B.和能级之间的跃迁C.和能级之间的跃迁 D.和能级之间的跃迁〖答案〗C〖解析〗氢原子巴耳末系中的谱线，其光子能量为1．89eV，即电子由较高能级跃迁到较低能级并以光子的形式释放能量，由公式有跃迁时释放的能量为代入数据可知此谱线来源于太阳中氢原子的和能级之间的跃迁。故选C。2.如图所示的是某种双层晾衣篮，用质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成两个完全相同的篮子，上、下两篮通过四根等长轻绳与钢圈的四等分点相连；另有四根等长轻绳，它们一端与穿过轻杆的挂钩系在一起，另一端连接上篮的四等分点，每根绳子与竖直方向的夹角为。不装衣物时，两篮保持水平，两篮受到的重力大小均为G，则此时挂钩上每根绳子的的拉力大小为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗对整体分析可知解得故选B。3.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态A，然后经过过程AB到达状态B或经过过程AC到达状态C，B、C状态温度相同，如p-T图所示，设气体在状态B和状态C的体积分别为VB和VC，在过程AB和AC中吸收的热量分别为QAB和QAC，则（）A.， B.，C， D.，〖答案〗B〖解析〗由图可知，状态B和C温度相同，状态B压强大于状态C压强，根据玻意耳定律可知，气体在状态B体积大于状态C体积，即由于状态B和C温度相同，所以过程AB和AC的内能变化量∆U相等，气体从状态A到状态C，温度升高，体积增大，气体对外做功，即W为负值；气体从状态A到状态B，体积不变，对外不做功，W为零，根据热力学第一定律可知，气体从状态A到状态C过程吸收的热量多，即故选B。4.2023年12月15日我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，该星是高轨光学遥感卫星．已知遥感四十一号卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动，地球的半径为R，自转周期为，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（）A.遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/sB.遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度C.遥感四十一号卫星运行的周期为D.地球的密度为〖答案〗C〖解析〗A．第一宇宙速度是最大环绕速度，大小为7.9km/s，故遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s，故A错误；B．根据万有引力与重力的关系根据牛顿第二定律遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的轨道半径大于地球的半径，故遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误；C．根据万有引力提供向心力根据万有引力与重力的关系解得遥感四十一号卫星运行的周期为故C正确；D．设同步卫星的轨道半径为，根据万有引力提供向心力地球的密度为故D错误。故选C。5.如图所示，在边长为a的正六边形的三个顶点A、C、E分别固定电荷量为、、的点电荷，O点为正六边形的中心，已知点电荷的电势公式为（k为静电力常量，Q为场源点电荷电荷量，r为某点到场源点电荷的距离），则下列说法正确的是（）A.电荷量为e的质子从O点移动到B点电场力做功为B.电荷量为e的质子从O点移动到D点电势能变化量为C.B点的电场强度大小为D.O点的电场强度大小为〖答案〗A〖解析〗AB．根据电势的叠加可知O点和B点的电势为，，O点到B点的电势差为所以电荷量为e的质子从O点移动到B点电场力做功为做负功。电荷量为e的质子从O点移动到D点电势能变化量为故A正确，B错误；CD．根据点电荷周围的电场强度和电场强度的叠加可知B点的电场强度大小为O点的电场强度大小为故CD错误。故选A。6.图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙．已知矩形导线框的匝数为100匝，面积为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，矩形导线框以10rad/s的角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，理想电流表示数为0.5A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、定值电阻，滑动变阻器R和理想电流表，电路处于正常工作状态．不计矩形导线框电阻，下列说法正确的是（）A.原线圈两端电压的瞬时值表达式为B.熔断器的熔断电流应该不小于5AC.滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电流表示数减小D.线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为〖答案〗AD〖解析〗A．电动势的最大值为从中性面开始计时，则原线圈两端电压的瞬时值表达式为选项A正确；B．理想电流表示数为0.5A，则次级电流则熔断器的熔断电流应该不小于0.05A，选项B错误；C．滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，R阻值减小，则次级电流变大，则电流表示数变大，选项C错误；D．线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为选项D正确。故选AD。7.带操是一项艺术体操项目．在奥运会上运动员手持带棍，以腕为轴做上下或左右的连续小摆动的动作，使带形成如图甲所示的波浪图形．某段时间内带的波形可看作一列简谐波沿x轴方向传播，时刻的波形图如图乙所示，此后质点N比质点M提前回到平衡位置，则下列说法正确的是（）A.波沿x轴正方向传波 B.简谐波的波速为5m/sC.简谐波的周期为 D.质点N的振幅为10cm〖答案〗BD〖解析〗A．因质点比质点提前0.8s回到平衡位置，可知N点振动方向向下，则简谐波沿轴负方向传播，故A错误；BC．由题意可知可得则简谐波的波速为故B正确，C错误；D．由当时，带入可得解得简谐波的振幅为故D正确。故选BD。8.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧两端栓接着质量均为m的物块M、N，物块M放置在光滑斜面的挡板上，M、N处于静止状态，弹簧压缩量x（未知）。现用外力缓慢推动物块N使弹簧再缩短长度2x，然后立即撤去外力，使物块N由静止开始运动，之后物块M能刚好离开挡板。已知弹簧弹性势能的表达式为，k为弹簧劲度系数，x为弹簧的形变量，斜面倾角为，重力加速度为g，斜面足够长，则下列说法正确的是（）A.B.弹簧最大弹性势能C.物块N向上运动时的最大动能为D.物块M刚要离开挡板时，弹簧的弹性势能为〖答案〗BC〖解析〗A．弹簧压缩量x时，N处于静止状态，根据平衡条件可得可得故A错误；B．当弹簧的压缩量为时，弹簧弹性势能最大，为故B正确；C．当物块N合外力为零时，物块N向上运动时的动能最大，根据能量守恒有解得物块N向上运动时的最大动能为故C正确；D．物块M刚要离开挡板时，有弹簧的弹性势能为故D错误。故选BC。二、非选择题。9.某实验小组用“插针法”测玻璃的折射率，如图甲所示。（1）甲同学在实验中多次改变入射角，测出多组相关角度，，作出的图像，如图乙所示，则此玻璃砖的折射率为________；（2）乙同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的垂线，与法线的交点分别为B点和D点，如图丙所示．用刻度尺测得AB的长度为，CD的长度为，则玻璃砖的折射率__（用测量的字母表示）。相对误差的计算式。为了减小、测量的相对误差，数据处理过程中画圆时半径尽量________（填“大”或“小”）一些。〖答案〗（1）1.51（2）大〖解析〗【小问1详析】根据得则折射率【小问2详析】[1]折射率为[2]由于图像需测量、距离，故需图适当大一点，测量较准确，误差较小，故数据处理过程中画圆时半径尽量大一些。10.某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路。（1）根据图甲，完成图乙中的实物图连线________；（2）正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图丙所示，其示数为________V；（3）测得的7组数据已标在如图丁所示坐标系上，用作图法作图________；求干电池的电动势________V和内阻________（计算结果均保留两位小数）；（4）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图戊所示．图戊中图像在纵轴的截距为b，图像斜率为k，则电流表内阻为________（用字母b、k、r表示）；（5）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。〖答案〗（1）（2）1.20（3）1.481.00（4）（5）偏小〖解析〗【小问1详析】根据图甲，图乙中的实物图连线如图小问2详析】电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.20V；【小问3详析】[1]画出U-I图像如图[2][3]由闭合电路欧姆定律可知则E=148V内阻【小问4详析】由闭合电路的欧姆定律可知可得由图像可知解得【小问5详析】由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值为即内阻测量值偏小。11.中国高铁技术世界领先，被网友称为中国现代版的“四大发明”之一，其运行过程十分平稳。如图甲所示为某科研小组设计的列车电磁驱动系统的原理示意图，ABCD是水平固定在列车下方的n匝正方形金属线圈，每个线圈的电阻均为R，长度宽度均为d，用两条不计电阻的导线与智能输出系统（可输出大小和方向变化的电流）组成回路。如图乙所示，列车沿水平直轨道运动，轨道上依次间隔分布着方向垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度大小为B、宽度、长度及磁场间的距离均为d。已知智能输出系统提供的额定功率为P，列车整体的质量为m，运动过程中受到的摩擦阻力和空气阻力的合力恒为重力的k倍。（1）求列车运行的最大速度；（2）若列车进站速度减为时，智能输出系统立即切换电路后停止工作，