精品解析：2024届河南省郑州市高三上学期一模物理试题（解析版）

郑州市2024年高中毕业年级第一次质量预测物理试题卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1.如图所示，抛物线a和直线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间图像，时刻对应抛物线的顶点．下列说法正确的是（）A.在时刻，两车速率相等 B.在时间内，b车做匀变速直线运动C.在时间内，时刻两车相距最远 D.在时间内，a与b车的平均速度相等【答案】D【解析】【详解】A．位移时间—关系图线反映位移随时间的变化规律，图线的斜率表示速度的大小和方向，在t3时刻，两车图像斜率不相等，则两车速率不相等，故A错误；B．在时间内，b车对应图像斜率不变，做匀速运动，故B错误；C．在时间内，当两车共速时，相距最远，根据图线的切线斜率可知不是时刻，故C错误；D．在时间内，a与b车位移相同，所用时间相同，则平均速度相同，故D正确。故选D。2.滑板运动备受青少年青睐．有一个动作是人越过横杆，滑板从横杆底下穿过，如图所示。忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，若人安全过杆，则下列说法正确的是（）A.起跳过程中，板对人的作用力大于人对板的作用力B.起跳过程中，板对人的作用力始终大于人的重力C.人从离开滑板到落回滑板的过程中，始终处于失重状态D.人从开始起跳到落回滑板的过程中，人与滑板构成的系统动量守恒【答案】C【解析】【详解】A．板对人的作用力与人对板的作用力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；B．起跳过程中，人的加速度不一定一直向上，所以板对人的作用力不一定始终大于人的重力，故B错误；C．人从离开滑板到落回滑板过程中，人只受重力作用，加速度为重力加速度，人始终处于失重状态，故C正确；D．人从开始起跳到落回滑板的过程中，人与滑板构成的系统竖直方向所受合外力不为零，动量不守恒，故D错误。故选C。3.如图所示，正方体框架的底面处于水平地面上。从顶点A沿不同方向水平抛出小球（可视为质点），不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（）A.落点在上的小球，落在点时平抛的初速度最大B.落点在内的小球，落在点的运动时间最长C.落点在上的小球，平抛初速度的最小值与最大值之比是D.落点在上的小球，落地时重力的瞬时功率均不相同【答案】C【解析】详解】A．小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有水平位移为落点在上的小球，水平位移相同，则落在点时运动时间最大，平抛的初速度最小，故A错误；B．落点在内的小球，运动竖直位移相同，时间相同，故B错误；C．落点在上的小球，运动时间相同，水平位移最小和最大比值为所以平抛初速度的最小值与最大值之比是，故C正确；D．落点在上的小球，运动时间相同，则竖直分速度相同，落地时重力的瞬时功率均相同，故D错误。故选C。4.2023年9月21日，“天宫课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，若梦天实验舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为地球半径的倍。已知地球半径为R，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，则（）A.漂浮在实验舱中的宇航员不受地球引力B.实验舱绕地球运动的线速度大小约为C.实验舱绕地球运动的向心加速度大小约为D.地球的密度约为【答案】B【解析】【详解】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，所受引力提供做匀速圆周运动的向心力，故A错误；BC．设空间站的质量为m，其所受万有引力提供向心力，有，解得，故B正确、C错误；D．地球的平均密度约为故D错误。故选B。5.静电透镜被广泛应用于电子器件中，如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场，其中虚线为等势线，任意两条相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线。一电子从其左侧进入聚焦电场，实线为电子运动的轨迹，P、Q、R为其轨迹上的三点，电子仅在电场力作用下从P点运动到R点，在此过程中，下列说法正确的是（）A.P点的电势高于Q点的电势B.电子在P点的加速度小于在R点的加速度C.从P至R的运动过程中，电子的电势能减小D.从P至R的运动过程中，电子的动能先减小后增大【答案】C【解析】【详解】A．从P到Q电子受力指向实线的凹侧，而电子受力方向与场强方向相反，所以场强方向背离PQ实线方向，根据沿着电场线电势降低可知，P点的电势低于Q点的电势，故A错误；B．等差等势线越密，场强越大，所以P点场强大，则电场力大，牛顿第二定律可知，电子在P点的加速度大于在R点的加速度，故B错误；CD．根据电场线与等势面垂直，且由电势高等势面指向电势低的等势面可知，从P至R的电势升高，根据，电子电势能减小，动能增大，故C正确、D错误。故选C。6.已知通电的长直导线在周圃空间某位置产生的磁感应强度大小与导线中的电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比；现有通有电流大小为I的长直导线固定在正方体的棱上，通有电流大小为的长直导线固定在正方体的棱上，彼此绝缘，电流方向如图所示．则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设立方体边长为a，因为dh和hg处的两根导线在e点的磁场分别为则e点的磁感应强度为而dh和hg处两根导线在a点的磁场分别为则a点的磁感应强度为则故选A。7.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，时的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则该波波速可能是（）A. B. C. D.【答案】BD【解析】【详解】根据图乙可知，周期为4s，处质点在2s时，向下振动，波沿x轴负方向传播，所以质点可能处于处，即（n=0.1.2…）解得（n=0.1.2…）波速（n=0.1.2…）故选BD。8.一台起重机将放在地面上一个箱子吊起。箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动，不计空气阻力。运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图像如图所示，其中过程的图线为直线，过程的图线为曲线。由图像可知（）A.过程箱子的加速度可能等大B.过程中箱子的动能一直增加C.过程中箱子所受拉力不变D.过程中起重机的输出功率一直增大【答案】AC【解析】【详解】A．箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动，根据可知，图像斜率代表拉力，过程图像斜率不同，拉力不同，重力不变，如果合力大小可能相同，则加速度可能等大，故A正确；B．过程中斜率减小，拉力减小，如果拉力小于重力，则箱子的动能减小，故B错误；C．过程中斜率不变，箱子所受拉力不变，故C正确；D．由于物体在x1～x2内图象的斜率的绝对值不变，故物体所受的拉力保持不变。如果拉力等于物体所受的重力，则物体做匀速直线运动，起重机的输出功率不变，故D错误。故选AC。9.如图甲所示，一个匝的圆形导体线圈面积，总电阻。在线圈内存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其与图甲中线圈的两端a、b分别相连接，其余电阻不计，下列说法正确的是（）A.内a、b间的电势差 B.内a、b间的电势差C.内通过电阻R的电荷量为 D.内电阻R上产生的焦耳热为【答案】BCD【解析】【详解】AC．内根据法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为回路电流在0∼4s时间内，B增大，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由b流经电阻R回到a，a、b间的电势差通过电阻R的电荷量为故A错误C正确；BD．在4∼6s时间内，线圈产生的感应电动势为感应电流为根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由a流经电阻R回到b，a、b间的电势差电阻R上产生的焦耳热为故BD正确。故选BCD。10.光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧存在由匀强电场和匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为h，电场强度为E、方向竖直向上，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，重力加速度为g，带电小球的比荷为。如图所示，现给小球一个向右的初速度，使之离开桌边缘立刻进入复合场运动，已知小球从下边界射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为，下列说法正确的是（ ）A.小球在复合场中的运动时间可能是B.小球在复合场中运动的加速度大小可能是C.小球在复合场中运动的路程可能是D.小球的初速度大小可能是【答案】AC【解析】【详解】带电小球的比荷为是，则有则小球合力为洛伦兹力，所以小球在复合场中做匀速圆周运动，射出时的速度方向与下边界的夹角为，则小球运动情况有两种，轨迹如下图所示若小球速度为，则根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为，此时小球在复合场中的运动时间为根据几何知识可得，其轨迹半径为则根据洛伦兹力提供向心力有可得，小球的速度为则小球的路程为小球的加速度为若小球速度为，则根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为，此时小球在复合场中的运动时间为根据几何知识可得，其轨迹半径为则根据洛伦兹力提供向心力有可得，小球的速度为则小球的路程为小球的加速度为故选AC。二、实验题（本题共2小题，共14分，请把答案填在答题卡上．）11.在“用单摆测重力加速度”的实验中（1）用毫米刻度尺测出细线的长度，用游标卡尺测出摆球的直径，如图甲所示，摆球的直径为____________．（2）现已测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度____________（用L、n、t表示）。（3）甲同学测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图图像中的实线；乙同学也进行了实验，但实验后他发现测量摆长时忘记加上摆球的半径，则该同学作出的图像为____________；A．虚线①，不平行实线B．虚线②，平行实线C．虚线③，平行实线D．虚线④，不平行实线【答案】①.15.20②.③.B【解析】【详解】（1）[1]毫米刻度尺的分度值为0.05mm，不需要估读，则摆球的直径为D=15mm+0.05mm×4=15.20mm（2）[2]根据解得（3）[3]测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度l，则有根据数学知识可知，对T2-L图象来说斜率不变，两者应该平行，故该同学做出的T2-L图象为应为虚线②。故选B。12.某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。（1）用螺旋测微器测出待测金属丝的直径d。（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应改用倍率为____________（选填“”或“”）挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为____________．（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：A．电流表（量程，内阻约）B．电流表（量程，内阻约）C．保护电阻D．保护电阻E．电源（电动势，内阻不计）F．刻度尺、开关S、导线若干实验中电流表应选用____________,保护电阻应选用____________．（选填实验器材前对应的字母）①实验小组设计的测量电路如图（a）所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L,闭合开关，记录电流表的读数I。②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图（b）所示的图像，横轴表示金属丝长度L，则纵轴应用____________（选填“”或“”）表示；若纵轴截距为b，斜率为k，金属丝的电阻率为____________（用已知量E、k、d等表示）。【答案】①.×1②.11.0③.A④.C⑤.⑥.【解析】【详解】（2）[1][2]当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为11.0×1Ω=11.0Ω（3）[3][4]回路最大电流故电流表选择A，保护电阻应选用C，100Ω电阻太大导致回路电流很小，并且不易操作。（b）[5][6]根据欧姆定律有根据电阻定律有整理得则纵轴应用表示。根据图像有解得三、计算题（本题共4小题，共46分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写最后答案的不得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．）13.引体向上是同学们经常做的一项