2023-2024学年河南省普高联考高三下学期测评（六）物理试卷

高级中学名校试卷PAGEPAGE1普高联考2023-2024学年高三测评（六）一、选择题：14．氢原子的能级图如图甲所示，用一定频率的光子照射大量处于基态的氢原子后，受激氢原子辐射出的光子只有1种频率在可见光区（可见光区光子的能量范围为1．62eV～3．11eV）。当用辐射出的所有光子去照射如图乙所示的光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压最大值为8V，下列说法正确的是A．氢原子吸收的光子能量为13．06eVB．氢原子吸收的光子能量为12．75eVC．该光电管阴极K的逸出功为4．09eVD．辐射出来的所有光子都能使该光电管发生光电效应15．餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接质量为M的托盘，托盘上放着6个质量均为m的盘子并处于静止状态。已知重力加速度大小为g。某顾客快速取走1号盘子的瞬间，3号盘子对2号盘子的作用力的大小为A．B．C．D．16．一列简谐横波沿x轴正方向传播，从某时刻开始计时，在t＝6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向距离原点小于一个波长的质点P，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是A．t＝9s时，平衡位置在x＝0．7m处的质点位移为正值B．t＝9s时，平衡位置在x＝0．7m处的质点速度方向沿y轴负方向C．质点P在t＝3s时加速度方向沿y轴正方向D．质点P的平衡位置离原点的距离为x＝1．25m17．如图所示，棱长为L的正方体，E、F、G、H分别为上、下、左、右4个表面的中心，O点为正方体的中心（图中未标出），在顶点A、C处分别放置电荷量为＋Q的点电荷，在顶点B´、D´处分别放置电荷量为－Q的点电荷，下列说法正确的是A．正方体中心O处的电场强度为0B．E、F两点的电场强度相等C．G点电势高于H点电势D．将一电子从E点移到F点，其电势能减小18．某红外遥控器的发光部件如图所示，圆形发光区域的圆心与透明半球形介质的球心重合，发光区域的半径为1mm，半球形介质的半径为2．5mm，欲使发光区域发出的光第一次经过球面时都不发生全反射，介质的折射率应小于A．1．5B．2．0C．2．5D．3．019．公路上有甲、乙两辆汽车在同一条直线上沿相同方向运动，甲车在前。初始时刻两车间距离为10m，此后，两车速率的平方与位移的关系图像如图所示。当两车间距离不超过4m时可以实现蓝牙配对。下列说法正确的是A．4s时两车间距离最小B．两车间的最小距离为4mC．两车均停止运动时，它们之间的距离为4mD．两车能够实现蓝牙配对的时长为4s20．如图所示，光滑水平地面上固定着挡板P，质量M＝2m的小车（其上表面固定着一竖直轻杆）左端紧靠挡板P而不粘连，长为L的轻绳一端固定在轻杆O点，另一端拴着质量为m的小球，整个系统静止于水平地面上。现将小球向左拉至与O点等高处（轻绳处于伸直状态），由静止释放，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g。关于此后的运动过程，下列说法正确的是A．小车在原位置附近做往复运动B．小球第一次运动至最低点前瞬间，轻绳对小球拉力大小为3mgC．小球运动至右端最高点时相对最低点高度为D．小球运动至右端最高点时小车具有最大速度21．电磁制动是一种利用电磁感应产生的电磁力来制动的技术，广泛应用于各种机械设备中。为探究电磁制动的效果，某同学设计了一款电磁阻尼器，其电磁制动系统核心部分简化原理图如图所示。该阻尼器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠且绝缘的相同矩形线圈组成。每个矩形线圈匝数均为n，电阻均为R，其中ab边长为L1，ad边长为L2。该阻尼器在光滑水平面上以初速度v0向右进入磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，阻尼器（含线圈）质量为m，则A．第1个线圈右边框刚进入磁场时，线圈1中感应电流方向为adcbaB．第1个线圈右边框刚进入磁场时，阻尼器所受安培力大小为C．第1个线圈进入磁场的过程中，通过线圈1的电荷量为D．第2个线圈恰好完全进入磁场时，阻尼器的速度大小为v0－三、非选择题：共174分。22．（6分）为探究小车质量一定时加速度与所受合外力的关系，某同学设计了如图甲所示实验装置，图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源。（1）实验时，一定要进行的操作是__________。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量MD．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数（2）图乙是实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带，已知相邻两计数点间还有4个点未画出，则根据纸带可得小车的加速度a＝__________m／s2。（结果保留2位有效数字）（3）小车加速度a与力传感器示数F的关系图像如图丙所示，已知图像斜率为k，则小车的质量M＝__________。23．（12分）精密仪器中常用到金属膜电阻，它是通过金属电镀工艺将金属原子溅射到绝缘陶瓷基底的表面形成的。如图甲所示，某金属膜电阻长度为L，陶瓷管直径（含镀膜层）为D，镀膜材料的电阻率为ρ，为测量镀膜厚度h（hD），某实验小组进行了如下操作。（1）用螺旋测微器测量该电阻的长度L及直径D。其中长度L的示数如图乙所示，长度L＝__________mm。（2）用多用电表欧姆挡粗测金属膜电阻阻值。①将选择倍率调至×100Ω，红黑表笔短接进行欧姆调零后，测量该电阻，发现指针偏角较大。②将选择倍率调至×10Ω，重新进行欧姆调零后测量该电阻，电表指针如图丙所示，则该电阻读数为R＝__________Ω。（3）为方便调节和精确测量该电阻的阻值，在实验室里找到了以下实验器材：A．电源E（电动势为4V，内阻约为0．5Ω）B．电流表A1（量程为25mA，内阻r1约为10Ω）C．电流表A2（量程为10mA，内阻r2＝20Ω）D．滑动变阻器R1（总阻值为10Ω）E．滑动变阻器R2（总阻值为1000Ω）F．定值电阻R3＝280ΩG．定值电阻R4＝2980ΩH．开关和导线若干①在方框内画出实验电路图；②滑动变阻器应选__________，定值电阻应选__________；（均填器材前面的序号）③若电流表A1、A2读数分别为I1、I2，则金属膜电阻阻值为R＝__________（用I1、I2、R3、R4、r2表示），则镀膜的厚度h＝__________（用ρ、D、L、R表示）。24．（10分）如图所示，上端开口的汽缸静置在水平地面上，汽缸内壁光滑，横截面积为S。活塞中空，内有压强为p0、体积为V0的气体A，活塞与汽缸底部连接一劲度系数为k的轻质弹簧，活塞处于静止状态。汽缸内所封气体B压强为2p0、体积为4V0。活塞下方有一感应阀门Q，当气体B的压强达到8p0时，阀门就会打开，同时锁定活塞。开始时弹簧处于压缩状态，现在活塞上方缓慢添加细沙，活塞缓慢下降，直到感应阀门刚好能够打开。已知弹簧始终在弹性限度内，汽缸及活塞导热性能良好，外界大气压为p0，重力加速度为g。求：（1）所加细沙的质量m；（2）阀门打开直至气体稳定，活塞中空部分增加的气体质量与汽缸内原有气体的质量之比。25．（14分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。中国电子科技集团已实现国产离子注入机28纳米工艺制程全覆盖，有力保障了我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。简化的离子注入工作原理示意图如图所示。离子源内发出电离后的＋3价硼离子，经加速器加速后沿质量分析器的中轴线运动并从F点射出，之后从P点垂直进入四分之一圆环形磁偏转室，偏转90°后从Q点垂直边界射出，最后垂直打到注入靶上。已知加速器加速电压为U1；质量分析器的C、D两极板间距为d，板间磁感应强度大小为B1，方向垂直于纸面向外；O点为圆环形磁偏转室的环心，OP＝L，硼离子质量为m，电子电荷量大小为e，忽略硼离子离开离子源时的速度，不考虑离子重力以及离子间的相互作用。（1）求硼离子离开加速器时的速度大小v。（2）为使硼离子能匀速通过质量分析器，C、D两极板间电势差的大小U2为多少?哪个极板电势较高?（3）求磁偏转室中磁感应强度的大小B2并判断其方向。26．（20分）如图所示，倾角θ＝37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面的底端固定一挡板，质量M＝0．2kg、长度L＝4．5m的木板置于斜面上，木板最下端与挡板的距离s＝m，最上端放置一个质量m＝0．1kg，可视为质点的物块，初始时刻，长木板速度为零，物块的初速度v0＝3m／s，方向沿斜面向下。物块与木板间的动摩擦因数μ1＝0．5，木板与斜面间的动摩擦因数μ2＝0．25，取重力加速度g＝10m／s2，sin37°＝0．6，求：（1）初始时刻，物块与木板的加速度大小；（2）物块与木板第一次速度相等时，物块到木板最上端的距离；（3）若木板与挡板碰撞后被锁定，物块与挡板的碰撞为弹性碰撞，则从初始时刻到物块最终静止，物块与木板间因摩擦产生的热量。——★参考答案★——普高联考2023-2024学年高三测评（六）一、选择题：14．氢原子的能级图如图甲所示，用一定频率的光子照射大量处于基态的氢原子后，受激氢原子辐射出的光子只有1种频率在可见光区（可见光区光子的能量范围为1．62eV～3．11eV）。当用辐射出的所有光子去照射如图乙所示的光电管阴极K时，光电管发生了光电效应，调节滑动变阻器滑片，发现遏止电压最大值为8V，下列说法正确的是A．氢原子吸收的光子能量为13．06eVB．氢原子吸收的光子能量为12．75eVC．该光电管阴极K的逸出功为4．09eVD．辐射出来的所有光子都能使该光电管发生光电效应15．餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接质量为M的托盘，托盘上放着6个质量均为m的盘子并处于静止状态。已知重力加速度大小为g。某顾客快速取走1号盘子的瞬间，3号盘子对2号盘子的作用力的大小为A．B．C．D．16．一列简谐横波沿x轴正方向传播，从某时刻开始计时，在t＝6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向距离原点小于一个波长的质点P，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是A．t＝9s时，平衡位置在x＝0．7m处的质点位移为正值B．t＝9s时，平衡位置在x＝0．7m处的质点速度方向沿y轴负方向C．质点P在t＝3s时加速度方向沿y轴正方向D．质点P的平衡位置离原点的距离为x＝1．25m17．如图所示，棱长为L的正方体，E、F、G、H分别为上、下、左、右4个表面的中心，O点为正方体的中心（图中未标出），在顶点A、C处分别放置电荷量为＋Q的点电荷，在顶点B´、D´处分别放置电荷量为－Q的点电荷，下列说法正确的是A．正方体中心O处的电场强度为0B．E、F两点的电场强度相等C．G点电势高于H点电势D．将一电子从E点移到F点，其电势能减小18．某红外遥控器的发光部件如图所示，圆形发光区域的圆心与透明半球形介质的球心重合，发光区域的半径为1mm，半球形介质的半径为2．5mm，欲使发光区域发出的光第一次经过球面时都不发生全反射，介质的折射率应小于A．1．5B．2．0C．2．5D．3．019．公路上有甲、乙两辆汽车在同一条直线上沿相同方向运动，甲车在前。初始时刻两车间距离为10m，此后，两车速率的平方与位移的关系图像如图所示。当两车间距离不超过4m时可以实现蓝牙配对。下列说法正确的是A．4s时两车间距离最小B．两车间的最小距离为4mC．两车均停止运动时，它们之间的距离为4mD．两车能够实现蓝牙配对的时长为4s20．如图所示，光滑水平地面上固定着挡板P，质量M＝2m的小车（其上表面固定着一竖直轻杆）左端紧靠挡板P而不粘连，长为L的轻绳一端固定在轻杆O点，另一端拴着质量为m的小球，整个系统静止于水平地面上。现将小球向左拉至与O点等高处（轻绳处于伸直状态），由静止释放，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g。关于此后的运动过程，下列说法正确的是A．小车在原位置附近做往复运动B．小球第一次运动至最低点前瞬间，轻绳对小球拉力大小为3mgC．小球运动至右端最高点时相对最低点高度为D．小球运动至右端最高点时小车具有最大速度21．电磁制动是一种利用电磁感应产生的电磁力来制动的技术，广泛应用于各种机械设备中。为探究电磁制动的效果，某同学设计了一款电磁阻尼器，其电磁制动系统核心部分简化原理图如图所示。该阻尼器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠且绝缘的相同矩形线圈组成。每个矩形线圈匝数均为n，电阻均为R，其中ab边长为L1，ad边长为L2。该阻尼器在光滑水平面上以初速度v0向右进入磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，阻尼器（含线圈）质量为m，则A．第1个线圈右边框刚进入磁场时，线圈1中感应电流方向为adcbaB．第1个线圈右边框刚进入磁场时，阻尼器所受安培力大小为C．第1个线圈进入磁场的过程中，通过线圈1的电荷量为D．第2个线圈恰好完全进入磁场时，阻尼器的速度大小为v0－三、非选择题：共174分。22．（6分）为探究小车质量一定时加速度与所受合外力的关系，某同学设计了如图甲所示实验装置，图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源。（1）实验时，一定要进行的操作是__________。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量MD．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数（2）图乙是实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带，已知相邻两计数点间还有4个点未画出，则根据纸带可得小车的加速度a＝__________m／s2。（结果保留2位有效数字）（3）小车加速度a与力传感器示数F的关系图像如图丙所示，已知图像斜率为k，则小车的质量M＝__________。23．（12分）精密仪器中常用到金属膜电阻，它是通过金属电镀工艺将金属原子溅射到绝缘陶瓷基底的表面形成的。如图甲所示，某金属膜电阻长度为L，陶瓷管直径（含镀膜层）为D，镀膜材料的电阻率为ρ，为测量镀膜厚度h（hD），某实验小组进行了如下操作。（1）用螺旋测微器测量该电阻的长度L及直径D。其中长度L的示数如图乙所示，长度L＝__________mm。（2）用多用电表欧姆挡粗测金属膜电阻阻值。①将选择倍率调至×100Ω，红黑表笔短接进行欧姆调零后，测量该电阻，发现指针偏角较大。②将选择倍率调至×10Ω，重新进行欧姆调零后测量该电阻，电表指针如图丙所示，则该电阻读数为R＝__________Ω。（3）为方便调节和精确测量该电阻的阻值，在实验室里找到了以下实验器材：A．电源E（电动势为4V，内阻约为0．5Ω）B．电流表A1（量程为25mA，内阻r1约为10Ω）C．电流表A2（量程为10mA，内阻r2＝20Ω）D．滑动变阻器R1（总阻值为10Ω）E．滑动变阻器R2（总阻值为1000Ω）F．定值电阻R3＝280ΩG．定值电阻R4＝2980ΩH．开关和导线若干①在方框内画出实验电路图；②滑动变阻器应选__________，定值电阻应选__________；（均填器材前面的序号）③若电流表A1、A2读数分别为I1、I2，则金属膜电阻阻值为R＝__________（用I1、I2、R3、R4、r2表示），则镀膜的厚度h＝__________（用ρ、D、L、R表示）。24．（10分）如图所示，上端开口的汽缸静置在水平地面上，汽缸内壁光滑，横截面积为S。活塞中空，内有压强为p0、体积为V0的气体A，活塞与汽缸底部连接一劲度系数为k的轻质弹簧，活塞处于静止状态。汽缸内所封气体B压强为2p0、体积为4V0。活塞下方有一感应阀门Q，当气体B的压强达到8p0时，阀门就会打开，同时锁定活塞。开始时弹簧处于压缩状态，现在活塞上方缓慢添加细沙，活塞缓慢下降，直到感应阀门刚好能够打开。已知弹簧始终在弹性限度内，汽缸及活塞导热性能良好，外界大气压为p0，重力加速度为g。求：（1）所加细沙的质量m；（2）阀门打开直至气体稳定，活塞中空部分增加的气体质量与汽缸内原有气体的质