河南省部分學(xué)校高三下學(xué)期5月期末理綜物理試題

高三理科綜合一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.通有恒定電流的長直導(dǎo)線固定在足夠大的光滑絕緣水平面上，正方形金屬框靜止在水平面上如圖所示位置，要使金屬框沿圖示速度v方向在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則需要加的水平外力方向應(yīng)該是（）A.方向 B.方向 C.方向 D.方向【答案】A【解析】【詳解】由右手螺旋定則可判斷導(dǎo)線右側(cè)磁場方向垂直紙面向里，由楞次定律可判斷出金屬框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，由于離導(dǎo)線越近磁場越強(qiáng)，離導(dǎo)線遠(yuǎn)端磁場越弱，故正方形線框左半部的安培力大小大于右半部的安培力大小，線框各部分的安培力合力向左，故要使金屬線框做勻速運(yùn)動(dòng)需要加的水平外力應(yīng)該是向右方向。故選A2.我國“北斗三號(hào)”采用的是星載氫原子鐘，該鐘數(shù)百萬年到一千萬年才有誤差。其精度比“北斗二號(hào)”的星載銣原子鐘提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。如圖所示為氫原子能級(jí)圖，則下列說法正確的是（）A.氫原子可以自發(fā)地從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷B.基態(tài)氫原子處于能量最高的穩(wěn)定狀態(tài)C.一個(gè)氫原子處于能級(jí)的激發(fā)態(tài)，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出2種不同頻率的光D.從向能級(jí)躍遷，向外輻射光子的能量為【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)波爾躍遷理論可知，氫原子吸收光子的能量后可以從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，但氫原子不能夠自發(fā)地從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，故A錯(cuò)誤；B．基態(tài)氫原子處于能量最低的穩(wěn)定狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．一個(gè)氫原子處于能級(jí)的激發(fā)態(tài)，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出不同頻率的光的種類為3-1=2故C正確；D．從向能級(jí)躍遷，向外輻射光子的能量為（）故D錯(cuò)誤。故選C。3.一個(gè)皮球從空中足夠高處由靜止釋放，在重力和空氣阻力的作用下做直線運(yùn)動(dòng)，若皮球受到的空氣阻力大小與速度成正比，則皮球運(yùn)動(dòng)的加速度大小隨速度變化的規(guī)律圖像可能是下圖中的（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】皮球受到的空氣阻力大小與速度成正比，設(shè)比例系數(shù)為，則，由牛頓第二定律可得解得皮球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減為0時(shí)，皮球速度達(dá)到最大，皮球保持最大速度勻速運(yùn)動(dòng)。故選A。4.如圖所示，在孤立的點(diǎn)電荷所形成的電場中畫一條直線，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)是直線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，其大小是，B點(diǎn)電場強(qiáng)度大小是，電子在點(diǎn)的電勢能比在點(diǎn)的電勢能小，則下列說法正確的是（）A.是負(fù)電荷B.中點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是C.中點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是D.若將孤立的點(diǎn)電荷移到點(diǎn)，則點(diǎn)電場強(qiáng)度大小變成【答案】D【解析】【詳解】BC．根據(jù)題意，由于點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大，則點(diǎn)電荷離A點(diǎn)最近，設(shè)距離為，如圖所示由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式可得，則有解得由幾何關(guān)系可得則中點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是故BC錯(cuò)誤；A．由于電子在點(diǎn)的電勢能比在點(diǎn)的電勢能小，由可知由沿電場線方向電勢逐漸降低可知，是正電荷，故A錯(cuò)誤；D．由幾何關(guān)系可得若將孤立的點(diǎn)電荷移到點(diǎn)，則點(diǎn)電場強(qiáng)度大小變成故D正確。故選D。5.“神舟十六號(hào)、十七號(hào)”載人飛船計(jì)劃在2023年發(fā)射，神舟飛船與空間站的組合體會(huì)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，若組合體繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，地球的半徑為，地球表面的重力加速度為，則質(zhì)量為的宇航員在空間站內(nèi)受到地球的引力大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】宇航員在空間站里受到地球的引力大小為在地球表面，萬有引力等于重力有對組合體，由萬有引力提供向心力有解得故選D。6.質(zhì)量為的物體放在水平面上，現(xiàn)給物體加一個(gè)水平拉力并開始計(jì)時(shí)，其速度與時(shí)間圖像和該拉力的功率與時(shí)間圖像分別如圖甲和乙所示，重力加速度取，下列說法正確的是（）A.內(nèi)的大小均勻增大B.在時(shí)，的大小為C.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為D.內(nèi)拉力做的功為【答案】BC【解析】【詳解】A．圖像的斜率表示加速度，圖甲內(nèi)圖像是一條直線，表明加速度一定，根據(jù)牛頓第二定律可知，內(nèi)的大小不變，故A錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖甲可知，內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有此時(shí)間間隔內(nèi)的速度為3m/s，拉力的功率為6W，則有解得故C正確；B．根據(jù)圖甲可知，內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則有圖像斜率表示加速度，根據(jù)圖像可知結(jié)合上述解得故B正確；D．內(nèi)加速度根據(jù)圖甲可知，內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有解得則內(nèi)拉力做功圖像的面積表示位移，則有解得故D錯(cuò)誤。故選BC。7.如圖所示，距離為的豎直虛線之間存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。有一質(zhì)量為、電阻為的直角三角形金屬線框，，邊長為，邊長為，線框底邊在光滑絕緣的水平面上，給金屬線框一個(gè)水平向右的初速度，邊出磁場前瞬間線框的加速度大小為，線框始終在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，邊一直不離開水平面，則下列判斷正確的是（）A.邊出磁場前瞬間，線框的速度大小為B.邊出磁場后瞬間，線框的加速度大小為C.在邊剛出磁場到點(diǎn)剛要進(jìn)磁場過程中，線框的動(dòng)量減少量為D.在邊剛出磁場到點(diǎn)剛要進(jìn)磁場過程中，線框?qū)Φ孛娴膲毫π∮诰€框重力【答案】BCD【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，邊出磁場前瞬間，線框切割磁感線的有效長度為，根據(jù)、、和牛頓第二定律有解得邊出磁場后瞬間，線框切割磁感線的有效長度為，同理可得解得故A錯(cuò)誤，B正確；C．根據(jù)題意，在邊剛出磁場到點(diǎn)剛要進(jìn)磁場過程中，由動(dòng)量定理有又有聯(lián)立解得即線框的動(dòng)量減少量為，故C正確；D．在邊剛出磁場到點(diǎn)剛要進(jìn)磁場過程中，線框受到的安培力斜向向上有豎直向上的分量，則線框?qū)Φ孛娴膲毫π∮诰€框重力，故D正確。故選BCD。8.如圖所示，傾角為的光滑斜面上固定有光滑圓弧軌道，點(diǎn)分別為最高和最低點(diǎn)，兩點(diǎn)與圓心等高，斜面上有平行于斜面的水平勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為，電量為的帶正電小球（視為質(zhì)點(diǎn)），從點(diǎn)無初速釋放，球沿軌道運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)到達(dá)點(diǎn)；現(xiàn)在點(diǎn)將小球以速度沿斜面向下彈出，小球恰好能沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng)而不脫離，重力加速度為，以下說法正確的是（）A.電場方向由指向 B.電場強(qiáng)度大小為C.圓弧軌道半徑為 D.小球電勢能最大時(shí)動(dòng)能為【答案】BD【解析】【詳解】A．從點(diǎn)無初速釋放，球沿軌道運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)到達(dá)點(diǎn)，帶正電小球是克服電場力做功，故電場方向由指向，故A錯(cuò)誤；B．從點(diǎn)無初速釋放，球沿軌道運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn)到達(dá)點(diǎn)過程中由動(dòng)能定理得解得故B正確；C．由題意可知小球圓周運(yùn)動(dòng)的等效最高點(diǎn)為弧的中點(diǎn)，在點(diǎn)將小球以速度沿斜面向下彈出，小球恰好能沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng)而不脫離，說明小球恰能到達(dá)等效最高點(diǎn)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得由動(dòng)能定理得兩式聯(lián)立解得故C錯(cuò)誤；D．小球在點(diǎn)電勢能最大，從由動(dòng)能定理可得帶入數(shù)據(jù)解得故D正確；故選BD。三、非選擇題：共174分。第22~32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共129分。9.小明同學(xué)為了“驗(yàn)證動(dòng)量定理”，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置，并進(jìn)行了如下的操作：①將光電門1、2固定在長木板上，將帶有遮光條的滑塊與一定質(zhì)量的鉤碼用跨過定滑輪的不可伸長的輕繩連接起來，調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到滑塊沿長木板勻速下滑；②取下鉤碼，用天平測出鉤碼的質(zhì)量以及滑塊與遮光條的總質(zhì)量，用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d；③將滑塊（末連接鉤碼）由光電門1的上方靜止釋放，滑塊通過兩光電門時(shí)遮光條的擋光時(shí)間分別為、，滑塊由光電門1到光電門2的時(shí)間為。已知重力加速度為?；卮鹣铝袉栴}：（1）實(shí)驗(yàn)測遮光條寬度時(shí)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖乙所示，則該遮光條的寬度______；（2）第③步中，滑塊沿長木板下滑時(shí)的合力為______（不用、表示）；若關(guān)系式______成立，則動(dòng)量定理得到驗(yàn)證。（用以上物理量的符號(hào)表示）【答案】①.②.mg③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為（2）[2]令長木板的傾角為，在①中，對滑塊與鉤碼整體分析有取下鉤碼，將滑塊（末連接鉤碼）由光電門1的上方靜止釋放，則第③步中，滑塊沿長木板向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對滑塊分析有解得[3]根據(jù)動(dòng)量定理有滑塊經(jīng)過兩個(gè)光電門時(shí)的速度，結(jié)合上述解得可知若上述關(guān)系式成立，則動(dòng)量定理得到驗(yàn)證。10.某實(shí)驗(yàn)小組要測量未知電阻的阻值。（1）先用歐姆表“”倍率測量電阻，發(fā)現(xiàn)歐姆表指針的偏轉(zhuǎn)角度過大，為了測量結(jié)果比較準(zhǔn)確，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到______（填“”或“”）倍率，再將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆調(diào)零，再次測量電阻時(shí)歐姆表指針?biāo)肝恢萌鐖D甲所示，則被測電阻的阻值為______。（2）要精確測量電阻的阻值，小組成員設(shè)計(jì)了如圖乙和丙所示電路，為定值電阻，與兩個(gè)電流表的量程之比為，且電表的內(nèi)阻均很小，為了能在測量時(shí)使兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度大致相等，則應(yīng)選用下列哪個(gè)電阻較合適？（）A.B.C.D.（3）先用乙圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合電鍵前，先將圖乙中滑動(dòng)變阻器滑片P移到最______（填“左”或“右”）端，閉合電鍵后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測得多組電流表、的示數(shù)和，作出圖像（為橫軸），得到圖像的斜率，再用圖丙申路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得多組電流表、的示數(shù)和，仍作圖像（為橫軸），得到圖像的斜率；則被測電阻______。這樣測量電阻的阻值______（填“存在”或“不存在”）因電表內(nèi)阻產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差?！敬鸢浮竣?②.100③.B④.右⑤.⑥.不存在【解析】【詳解】（1）[1]歐姆表指針的偏轉(zhuǎn)角度過大，表明通過歐姆表的電流較大，即所測電阻阻值較小，為了減小讀數(shù)誤差，需要使得指針指在歐姆表的中央刻線附近，則需要換用低倍率，即應(yīng)將選擇開關(guān)撥到“”倍率；[2]根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為（2）[3]與兩個(gè)電流表的量程之比為，在干路上，在支路上，電表的內(nèi)阻均很小，為了能在測量時(shí)使兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度大致相等，即通過兩電表的電流之比近似為，則選用的電阻應(yīng)與待測電阻的阻值差不多的電阻，根據(jù)上述，歐姆表測得的阻值為，即選用。故選B。（3）[4]圖乙中滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了確保電路安全，剛剛閉合開關(guān)時(shí)，需要使得待測電路獲得電壓為零，可知閉合開關(guān)之前滑片P應(yīng)移到最右端；[5]用乙圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)分析有則有圖像的斜率，則有用丙圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)分析有則有圖像的斜率，則有解得[6]根據(jù)上述求解過程，可知，電流表的內(nèi)阻對測量沒有影響，即這樣測量電阻的阻值不存在因電表內(nèi)阻產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。11.如圖所示，與水平面成傾角的傳送帶長為，以的速率沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)行，質(zhì)量為的物塊和質(zhì)量為的物塊同時(shí)從傳送帶的底端和頂端以大小為的速度滑上傳送帶，兩物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，不計(jì)物塊的大小，兩物塊碰撞后粘在一起，重力加速度為，，求：（1）物塊和從滑上傳送帶到碰撞所用的時(shí)間；（2）兩物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，由牛頓第二定律，對物塊A有解得物塊A向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，對物塊B有解得物塊B向下做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間，物塊A的速度與傳送帶速度相同，則有解得此時(shí)間內(nèi)物塊A的位移為物塊B的位移為設(shè)再經(jīng)過時(shí)間，物塊和碰撞，則有則物塊和從滑上傳送帶到碰撞所用的時(shí)間為（2）物塊A和B碰撞過程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，取沿傳送帶向上為正方向，由動(dòng)量守恒定律有解得此后兩物塊一起勻速到頂端，運(yùn)動(dòng)到頂端的時(shí)間為兩物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量等于摩擦力與物塊傳送帶間相對位移的乘積，即代入數(shù)據(jù)解得12.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系軸上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變的勻強(qiáng)磁場，在軸下方有平行于平面的勻強(qiáng)電場，且與軸成角斜向右上方。一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子，以初速度從軸上點(diǎn)沿軸正方向射出，，若磁場方向垂直坐標(biāo)平面向外，則粒子第一次經(jīng)過軸進(jìn)入電場和第二次經(jīng)過軸的位置均在點(diǎn)（未畫出）；若磁場方向垂直坐標(biāo)平面向里，則粒子第二次經(jīng)過軸的位置也在點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力，求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。唬?）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大?。唬?）若磁場方向垂直坐標(biāo)平面向外，粒子從點(diǎn)射出到第三次經(jīng)過軸所用的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）若磁場方向垂直坐標(biāo)平面向外，則粒子第一次經(jīng)過軸進(jìn)入電場和第二次經(jīng)過軸的位置均在點(diǎn)，說明粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度方向與電場強(qiáng)度方向反向，則由幾何關(guān)系解得根據(jù)可得（2）若磁場方向垂直坐標(biāo)平面向里，則粒子第二次經(jīng)過軸的位置也在點(diǎn)，軌跡如圖；則解得（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子進(jìn)入電場時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，速度減到零用時(shí)間t2，后反向加速，仍用時(shí)間t2第二次回到x軸，解得粒子再次進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動(dòng)，再次到達(dá)x軸時(shí)用時(shí)間則粒子從點(diǎn)射出到第三次經(jīng)過軸所用時(shí)間13.若取兩分子間勢能最小值為零，則分子勢能隨分子間距離變化的關(guān)系如圖乙所示。將A分子固定，B分子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)分子勢能為零，則分子B在C點(diǎn)受到的分子力為______（選填“引力”“斥力”或“零”）；在分子B從無窮遠(yuǎn)處向C點(diǎn)逐漸靠近過程中，分子力的變化情況是______（選填“逐漸增大”“逐漸減小”“先增大后減小”或“先減小后增大”），該過程中分子力做功情況為______（選填“一直做正功”“一直做負(fù)功”“先做正功后做負(fù)功”或“先做負(fù)功后做正功”）?！敬鸢浮竣?零②.先增大后減?、?一直做正功【解析】【詳解】[1]B分子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)分子勢能為零，該位置分子勢能最小，可知C點(diǎn)為平衡位置，即分子B在C點(diǎn)受到的分子力為零；[2]根據(jù)上述可知，C點(diǎn)為平衡位置，則在分子B從無窮遠(yuǎn)處向C點(diǎn)逐漸靠近過程中，分子力表現(xiàn)為引力，分子力的變化情況是先增大后減?。籟3]圖乙可知，分子B從無窮遠(yuǎn)處向C點(diǎn)逐漸靠近過程，分子勢能一直減小，則分子力一直做正功。14.如圖甲所示，汽缸開口處有擋板，開始汽缸水平放置，用質(zhì)量為m、截面積為S厚度不計(jì)的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)封閉氣體的溫度為時(shí)，活塞到汽缸底部的距離為汽缸總長度的，大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為g。已知，現(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至開口向上，如圖乙所示忽略一切摩擦。求：①穩(wěn)定時(shí)，活塞到汽缸底部距離與原來到汽缸底部距離的比值；②穩(wěn)定后將氣體加熱到，求封閉氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的比值?！敬鸢浮竣?：6；②3：2【解析】【詳解】①汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至開口向上時(shí)，設(shè)封閉氣體壓強(qiáng)為，由活塞受力平衡可得解得對封閉氣體，由玻意耳定律可得代入數(shù)據(jù)解得解得，故活塞到汽缸底部的距離與原來到汽缸底部距離的比值為5：6②當(dāng)活塞到達(dá)汽缸頂部時(shí)，由蓋-呂薩克定律可知解得氣體加熱到，熱力學(xué)溫度為當(dāng)氣體溫度繼續(xù)升高，由查理定律得解得封閉氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的比值為3：2。15.兩列振幅和傳播速度大小相同的簡諧橫波某時(shí)刻在如圖所示的區(qū)域相遇，實(shí)線波沿x軸正向傳播，虛線波沿x軸負(fù)向傳播。已知實(shí)線波頻率