河南省鄭州市部分高中2023-2024學(xué)年高三11月聯(lián)考物理試題（解析版）

PAGEPAGE12024屆河南省鄭州市部分高中高三年級11月聯(lián)考物理一、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選項中，第1~5題只有一項符合題目要求，第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.如圖所示，質(zhì)量為m的小玉墜用一根長為L的不可伸長的輕繩穿過后懸掛于貨架水平桿上M、N兩點并處于靜止狀態(tài)；如右圖所示，現(xiàn)將長度也為L，質(zhì)量也為m且分布均勻的項鏈懸掛于M、N兩點并處于靜止狀態(tài)，小玉墜的重心和項鏈的重心到水平桿的距離分別是h1和h2，M點對輕繩和項鏈的拉力分別是F1和F2，則（）A.h1>h2，F(xiàn)1>F2 B.h1<h2，F(xiàn)1>F2C.h1<h2，F(xiàn)1<F2 D.h1>h2，F(xiàn)1=F2【答案】A【解析】如題右圖中的重力全部集中在玉墜上，重心在玉墜上，圖中項鏈的質(zhì)量均勻分布于整條項鏈，其重心一定在最低點的上方，所以玉墜重心到水平桿的距離比項鏈重心到水平桿的距離大，即h1>h2；對玉墜和項鏈的受力分析如圖1和圖2所示，圖1中M、N兩點對繩子的拉力方向沿著繩子的方向，圖2中M、N兩點對項鏈的拉力方向沿著項鏈的切線方向，圖1中M、N兩點對繩子拉力的夾角，比圖2中M、N兩點對項鏈拉力的夾角大，根據(jù)力的合成可知，圖1中M點對繩子的拉力F1比圖2中M點對項鏈的拉力F2要大，即F1>F2。故選A。2.2021年10月16日，神舟十三號載人飛船把翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員送入空間站，在軌駐留6個月進行了出艙活動、太空授課、科學(xué)研究等重要工作后，飛船返回艙于2022年4月16日在東風(fēng)著陸場成功著陸，三位宇航員順利返回地面．空間站在近地點高度200km、遠地點高度356km的預(yù)定軌道上飛行，則（）A.中國空間站的運行周期大于地球同步衛(wèi)星的運行周期B.王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，冰墩墩相對艙的運動軌跡為拋物線C.神舟十三號飛船在返回時，需要在適當?shù)奈恢眠M行減速變軌順利返回地球D.翟志剛和葉光富在空間站互相推拉的過程中，他倆動量守恒，機械能也守恒【答案】C【解析】A．中國空間站的環(huán)繞半徑較小，運行周期小于地球同步衛(wèi)星的運行周期，故A錯誤；B．王亞平在艙內(nèi)把“冰墩墩”水平拋出，空間站處于失重狀態(tài)，冰墩墩相對艙的運動軌跡為直線，故B錯誤；C．神舟十三號飛船在返回時，需要在適當?shù)奈恢眠M行減速變軌，萬有引力大于向心力，空間站做向心運動順利返回地球，故C正確；D．翟志剛和葉光富在空間站互相推拉的過程中，推力做功了，他倆動量守恒，機械能不守恒，故D錯誤。故選C。3.如圖。平行金屬板中帶電質(zhì)點P處于靜止狀態(tài)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點P將向下運動，則（）A.電壓表讀數(shù)增大 B.電流表讀數(shù)減小C.滑動變阻器的滑片向a端移動 D.上消耗的功率逐漸減小【答案】D【解析】A．P將向下運動，說明P所受電場力減小，即R3兩端電壓減小，說明R4阻值減小，電壓表讀數(shù)減小，故A錯誤；

B．R4阻值減小，電路總電阻減小，電路中電流增大、則R1的分壓增大，路端電壓減小，故R3的分壓減小，流經(jīng)R3的電流減小，總電流增大，故流經(jīng)R2與R4支路的電流增大，電流表示數(shù)將增大，故B錯誤；

C．R4阻值減小，滑動變阻器R4的滑片向b端移動，故C錯誤；D．由可知當R3上電壓降低時其功率減小，故D正確。故選D。4.如圖所示，一塊上、下表面平行的玻璃磚的厚度為L，玻璃磚的折射率，若光從上表面AB射入的入射角，光在真空中的光速為c，則（）A.折射角B.光在玻璃中傳播的時間為C.改變?nèi)肷浣牵庠谙卤砻鍯D可能發(fā)生全反射D.光不能從CD面射出【答案】A【解析】A．根據(jù)題意，由折射定律有解得即折射角故A正確；B．由公式可得，光在玻璃中傳播的速度為由幾何關(guān)系可得，光在玻璃中的傳播距離為則光在玻璃中傳播的時間為故B錯誤；CD．由于光在面上的入射角等于光在面上的折射角，根據(jù)光路可逆性原理得知，光一定能從面射出，不可能在下表面發(fā)生全反射，故CD錯誤。故選A。5.自然界中一些放射性重元素往往會發(fā)生一系列連續(xù)的遞次衰變，又稱為放射系或衰變鏈．每個放射性衰變系都有一個半衰期很長的始祖核素，經(jīng)過若干次連續(xù)衰變，直至生成一個穩(wěn)定核素．已知的衰變鏈如圖所示．下列判斷中正確的是（）A.圖中的橫坐標表示核電荷數(shù)，縱坐標表示核子數(shù)B.衰變最終生成的穩(wěn)定核素為C.衰變最終生成的穩(wěn)定核素，共有兩種不同的衰變路徑D.衰變最終生成的穩(wěn)定核素，共發(fā)生了7次α衰變，4次β衰變【答案】D【解析】A．的核電荷數(shù)為92，核子數(shù)為235，中子數(shù)為143.結(jié)合衰變鏈圖可知，圖的橫坐標表示核電荷數(shù)，而縱坐標表示中子數(shù)，故A錯誤；B．查圖可知，最終生成的穩(wěn)定核素為核電荷數(shù)為82，核子數(shù)為的，故B錯誤；C．由圖可知，衰變?yōu)楹?，接下來可能發(fā)生α衰變生成，亦可能發(fā)生β衰變生成，而衰變至后亦存在兩條衰變路徑。所以衰變生成，共有四條不同的衰變路徑，故C錯誤；D．由圖結(jié)合前面C項的分析可知，無論沿任何一條路徑，最終都是發(fā)生7次α衰變，4次β衰變，故D正確。故選D。6.如圖所示，兩個圓錐內(nèi)壁光滑，豎直放置在同一水平面上，圓錐母線與豎直方向夾角分別為30°和60°，有A、B兩個質(zhì)量相同的小球在兩圓錐內(nèi)壁等高處做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.A、B球受到的支持力之比為∶3B.A、B球的向心力之比為3∶1C.A、B球運動的角速度之比為3∶1D.A、B球運動的線速度之比為1∶1【答案】BCD【解析】A．對小球A、B受力分析，受到重力和支持力，在豎直方向合力為零，則有則有解得故A錯誤；B．受到重力和支持力，合力提供向心力，則有解得故B正確；C．小球運動軌道高度相同，則半徑根據(jù)可得解得故C正確；D．根據(jù)可得根據(jù)可得故D正確。故選BCD。7.我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈。假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示。圖像上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，U0、I0為已知，則（）A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC.在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0D.在A點，白熾燈的電阻可表示為【答案】CD【解析】A．I-U圖像某點割線的倒數(shù)為該狀態(tài)下的電阻大小，觀察圖像可知，白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，A錯誤；BD．在A點，白熾燈的電阻可表示為，不能表示為tanβ或tanα，故B錯誤，D正確；C．在A點，白熾燈的功率可表示為C正確。故選CD。8.如圖所示，在光滑絕緣水平桌面上建立一個直角坐標系，在坐標系第一、四象限的兩塊區(qū)域內(nèi)分別存在垂直桌面向上、向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為2.0T，磁場邊界線的方程為y＝0.5sin2πx（m）（）。在水平桌面上靜置一個長1m、寬0.5m的矩形單匝導(dǎo)線框abcd，其電阻R＝1Ω，ab、dc邊與x軸平行，在拉力F的作用下，線框從圖示位置開始沿x軸正方向以大小為1m/s的速度勻速穿過整個磁場區(qū)域，下列說法正確的是（）A.線框中的感應(yīng)電流最大為1AB.bc邊到達x＝0.75m時，拉力F的功率為4WC.整個過程中拉力F所做的功為1.25JD.整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J【答案】BD【解析】AB．線框勻速切割磁感線，當bc邊到達x=0.75m時，前后兩邊都切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大，為此時線框受到的安培力最大，由于線框勻速運動，所以拉力最大，拉力的功率最大，根據(jù)平衡條件有則拉力功率的最大值為故A錯誤，B正確；CD．線框穿過磁場區(qū)域的過程中，形成三段以正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電流，如圖所示（規(guī)定順時針方向為正）三段感應(yīng)電流的峰值分別為1A、2A、1A，三段感應(yīng)電流的持續(xù)時間均為0.5s，整個過程產(chǎn)生的焦耳熱由于線圈勻速運動，根據(jù)功能關(guān)系，可得拉力F做的功等于整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為，故C錯誤，D正確。故選BD。二、非選擇題：共174分。9.某實驗小組用如圖（a）所示裝置測量重力加速度。將小球A和手機B分別系在一條跨過定滑輪的不可伸長的軟繩兩端，打開手機B的phyphox軟件，令小球A和手機B靜止，細繩拉緊，然后釋放小球A和手機B，通過phyphox軟件測得手機的加速度隨時間變化的圖線如圖（b），已知的物理量有：小球A的質(zhì)量，手機B的質(zhì)量，當?shù)貙嶋H重力加速度。（1）實驗測得重力加速度大小為________；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）實驗測得的重力加速度與實際重力加速度有明顯差異，除實驗中的偶然誤差外，請寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：________；（3）有同學(xué)提出本實驗還可以驗證機械能守恒定律。在小球A上方H高處安裝光電門和配套的數(shù)字計時器。令小球A和手機B靜止，細繩拉緊，然后釋放小球A和手機B，數(shù)字計時器記錄小球A通過光電門的時間，除已知的物理量外，還需要測量的物理量有________（寫出物理量的名稱和符號），需要驗證的原理式為________（用已知的物理量符號和測量的物理量符號表示）?！敬鸢浮浚?）9.6（2）滑輪的軸不光滑（或滑輪有質(zhì)量，軟繩有質(zhì)量，物體運動過程中受空氣阻力，手機在下落過程中發(fā)生擺動等）（3）小球A的直徑d【解析】（1）[1]由圖（b）讀出手機的加速度為，根據(jù)牛頓第二定律可得解得重力加速度大小為（2）[2]實驗測得的重力加速度與實際重力加速度有明顯差異，除偶然誤差外，也可能是由于滑輪的軸不光滑，或滑輪有質(zhì)量，軟繩有質(zhì)量，物體運動過程中受空氣阻力，手機在下落過程中發(fā)生擺動等原因。（3）[3]由于還需要算出小球的速度，則還需要測量小球A的直徑d。[4]根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可得又聯(lián)立可得需要驗證的原理式為10.（1）用如圖甲所示的實驗器材來“探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”①圖中已經(jīng)用導(dǎo)線將部分器材連接，請補充完成實物間的連線__________。②關(guān)于這個實驗注意事項，下列說法中正確的是__________。A.原副線圈在接入電路前，應(yīng)查清其繞制方向；B.原線圈電阻很小，通電時間不宜過長，以免損壞電源和原線圈C.無論用什么方法使電流計指針偏轉(zhuǎn)，都不要使指針偏轉(zhuǎn)角度過大，以免損壞電流計；D.原線圈中的鐵芯是多余的，做本實驗時可以不用它。（2）用圖乙和圖丙“探究感應(yīng)電流方向的因素”時，①圖乙中在對電流計的內(nèi)阻、量程都不詳?shù)那闆r下，為了安全地查清其指針偏轉(zhuǎn)方向與通過它的電流方向的關(guān)系，下列措施中，哪些是有益的__________；A.用廢舊干電池做電源；B.保護電阻是一個阻值較小的電阻C.試觸電鍵，發(fā)現(xiàn)電流過大立即斷開電鍵；D.保護電阻是一個阻值較大電阻。②在圖丙的操作中下列實驗操作說法正確的是__________。A.線圈應(yīng)選擇粗導(dǎo)線繞制，且匝數(shù)多。B.實驗中需要將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出，感應(yīng)電流的產(chǎn)生將更加明顯C.實驗中將條形磁體的磁極插入或拔出時，不管緩慢，還是迅速，對實驗現(xiàn)象都不影響D.將N極向下插入與將S極向下插入時，電流計的偏轉(zhuǎn)方向相同【答案】（1）ABC（2）ACDAB【解析】（1）①[1]實物連線如圖所示：②[2]A.原副線圈在接入電路前，應(yīng)查清其繞制方向，選項A正確；B.原線圈電阻很小，通電時間不宜過長，以免損壞電源和原線圈，選項B正確；C.無論用什么方法使電流計指針偏轉(zhuǎn)，都不要使指針偏轉(zhuǎn)角度過大，以免損壞電流計，選項C正確；D.原線圈中的鐵芯可以增大磁通量，使感應(yīng)電流增大，實驗現(xiàn)象更明顯，鐵芯是必不可少的，故D錯誤；

故選ABC。（2）①[3]A.為防止燒壞電表，可用廢舊干電池做電源，選項A正確；BD.為了保護電路，保護電阻應(yīng)該用一個阻值較大的電阻，選項B錯誤，D正確；C.試觸電鍵，發(fā)現(xiàn)電流過大立即斷開電鍵，選項C正確；故選ACD。②[4]A.為了使得實驗現(xiàn)象更明顯，則線圈應(yīng)選擇粗導(dǎo)線繞制，且匝數(shù)多，選項A正確；BC.實驗中需要將條形磁體的磁極快速插入或快速拔出，磁通量的變化更快，則感應(yīng)電流的產(chǎn)生將更加明顯，選項B正確，C錯誤；D.將N極向下插入與將S極向下插入時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，則電流計的偏轉(zhuǎn)方向相反，選項D錯誤。故選AB。11.已知質(zhì)量為的物體在受到的回復(fù)力作用下，將做簡諧運動，其偏離平衡位置的位移與時間t的關(guān)系到遵循規(guī)律，其中，為比例系數(shù)，A為振幅。如圖，一豎直光滑的足夠長圓管，內(nèi)有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端固定于地面上，上端與一質(zhì)量為m的圓盤a相連，圓盤a靜止時所在位置為O。另一質(zhì)量為2m的圓盤b從距O高度為的P點由靜止開始下落，與a發(fā)生碰撞，瞬間粘在一起向下運動，運動的最低點為Q。兩圓盤厚度不計，半徑相同且略小于圓管半徑。在運動過程中，彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，且當形變量為時，彈性勢能為。重力加速度為g，忽略一切阻力。求：（1）整個運動過程系統(tǒng)損失的機械能；（2）圓盤a、b碰后做簡諧運動的振幅；（3）從圓盤b開始下落到第一次運動至最低點Q所用的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）b從P點到O點，由動能定理得碰撞過程由動量守恒，得損失的機械能可得（2）圓盤a處于O點時，彈簧壓縮了l0，由胡克定律得碰后a、b一起運動了l1到達最低點Q，由能量守恒得解得a、b處于平衡位置M時，彈簧壓縮了l2，由胡克定律得3mg=kl2所以振幅（3）開始圓盤b做自由落體運動由題意可知，a、b一起做簡諧運動的周期OM距離為振幅的一半，由簡諧運動時間關(guān)系可知，從O到M的時間從M到最低點Q的時間所以總時間12.簡諧運動是一種最基本的振動。（1）一個質(zhì)點做機械振動，如果它的回復(fù)力與偏離平衡位置的位移大小成正比，而且方向與位移方向相反，就能判定它是簡諧運動。如圖1所示，將一個勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧套在光滑的水平桿上，彈簧的一端固定，另一端接一質(zhì)量為m的小球?，F(xiàn)將小球沿桿拉開一小段距離后松開，小球?qū)⒁設(shè)為平衡位置往復(fù)運動。請你據(jù)此證明，小球所做的運動是簡諧運動。（2）簡諧運動還具有一些其他特征。簡諧運動質(zhì)點的運動速度v與其偏離平衡位置的位移x之間的關(guān)系可以表示為，其中為振動質(zhì)點通過平衡位置時的瞬時速度，a為由系統(tǒng)本身和初始條件所決定的不變的常數(shù)。請你證明，圖1中小球的運動也滿足上述關(guān)系，并說明其關(guān)系式中的a與哪些物理量有關(guān)。已知彈簧的彈性勢能表達式為，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量。（3）有些知識我們可能沒有學(xué)過，但運用我們已有物理思想和科學(xué)方法，通過必要的分析和推理可以解決一些新的問題?，F(xiàn)在請你結(jié)合（2）中簡諧運動的特征，從能量的角度證明如圖2所示的LC振蕩電路中，電容器極板上的電荷量隨時間的變化滿足簡諧運動的規(guī)律（即電荷量與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律）。已知電感線圈中磁場能的表達式為，式中L為線圈的自感系數(shù)，I為線圈中電流的大小；電容器中電場能的表達式為，式中C為電容器的電容，U為電容器兩端的電壓。（不計電磁波的輻射）【答案】（1）證明過程見解析；（2）證明過程見解析，a為常數(shù)且；（3）證明過程見解析【解析】（1）若小球向右偏離平衡位置的位移為x(x<x0),選取向右為正方向，由小球的受力分析可知，小球水平方向受到彈簧的彈力提供回復(fù)力，該力的大小F=kx與偏離