河南洛阳名校2024学年高三下学期四调考试物理试题(A4版,含解析)

2024年1月24日发(作者：宝马五系530)

河南洛阳名校2024学年高三下学期四调考试物理试题（A4版，含解析）

注意事项

1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中（

）

A．Rx消耗的功率变小

C．电源内部消耗的功率减小

B．电源输出的功率减小

D．R0消耗的功率减小

2、图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则

A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应

B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应

C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变

D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大

23523511448913、核反应方程92U?0n?56Ba?XKr?30n表示中子轰击92U原子核可能发生的一种核反应，该核反应中质量亏损了?m。关于这个核反应，下列说法中正确的是（ ）

A．该反应属于核聚变

89B．xKr中的X为33

14456C．Ba中含有56个中子

D．该核反应释放出的核能为?mc2

4、—物块的初速为v0，初动能为Ek0，沿固定斜面（粗糙程度处处相同）向上滑动，然后滑回到原处。此过程中，物块的动能Ek与位移x，速度v与时间t的关系图像正确的是（ ）

A． B．

C． D．

5、如图所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法中正确的是（ ）

A．该变压器起升压作用

B．电压表V2示数增大

C．电压表V3示数减小

D．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动

6、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现从ab边的中点O处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是

A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为B．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为C．离子穿过磁场和电场的时间之比D．离子穿过磁场和电场的时间之比

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、我国北斗卫星导航系统（BDS）已经开始提供全球服务，具有定位、导航、授时、5G传输等功能。A、B为“北斗”系统中的两颗工作卫星，其中A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，B是中轨道卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T0下列判断正确的是（ ）

A．卫星A可能经过江苏上空

C．周期大小TA=T0?TB

B．卫星B可能经过江苏上空

D．向心加速度大小aA

8、如图所示，左端接有阻值为R的足够长的平行光滑导轨CE、DF的间距为L，导轨固定在水平面上，且处在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中，一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置在导轨上静止，导轨的电阻不计。某时刻给金属棒ab一个水平向右的瞬时冲量I，导体棒将向右运动，最后停下来，则此过程（ ）

A．金属棒做匀减速直线运动直至停止运动

I2B．电阻R上产生的焦耳热为

2mI

BL（IR?r）D．导体棒ab运动的位移为

B2L2C．通过导体棒ab横截面的电荷量为9、如图甲所示，在光滑绝缘水平面内。两条平行虚线间存在一匀强磁场。磁感应强度方向与水平面垂直。边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。t?0时刻线框在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（

）

A．水平外力为恒力

B．匀强磁场的宽度为8l

3C．从开始运动到ab边刚离开磁场的时间为43t0

D．线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框进入磁场过程中外力F做的功

10、图（a）为一交流发电机示意图，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO\'沿顺时针方向匀速转动，图（b）是该发电机的电动势已随时间t按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为2.5Ω，定值电阻R=10Ω，电表均为理想交流电表。由此可以判定（ ）

A．电流表读数为0.8A

B．电压表读数为10V

C．t=0.1s时刻，穿过线圈的磁通量为零

D．0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为0.04C

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1500Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500Ω），电阻箱（0~99999.9Ω），干电池（E=1.5V，r=1.5Ω），红、黑表笔和导线若干．

（1）欧姆表设计

将图（a）中的实物连线组成欧姆表．（____________）欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω：滑动变阻器选____（填“R1”或“R2”）．

（2）刻度欧姆表表盘

通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为____、____．

（3）校准

红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为_______Ω．

12．（12分）小李同学设计实验测定一圆柱体合金的电阻率，需要精确测量合金的电阻值。已知圆柱体合金长度为L、电阻约为10?，现在手头备有如下器材：

A．电流表A1，量程为100mA、内阻约为10?

B．电流表A2，量程为100μA、内阻约为100?

C．电阻箱r，最大阻值为999.9?

D．滑动变阻器R1，最大阻值为50?

E．滑动变阻器R2，最大阻值为10k?

F．电源，电动势约为3V、内阻约为10?

G．导线和开关若干

H．刻度尺（最小刻度为1mm）

I．游标卡尺

(1)用游标卡尺测量圆柱体合金的直径如图所示，则直径d?_________cm。

(2)如图所示是该同学设计的测量该合金电阻的电路图，请帮助他选择合适的电学器材，要求电表的示数大于其量程的三分之二、滑动变阻器方便调节，则电流表和滑动变阻器需选择_________（填对应器材前面的字母序号）。按图连接好线路进行实验，即可测量出该合金的电阻值Rx。

(3)用以上已知量和所测量的物理量的字母，写出该合金电阻率的表达式为??_________。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）居家学习的某同学设计了一个把阳光导入地下室的简易装置。如图，ABCD为薄壁矩形透明槽装满水后的竖直截面，其中AB=d，AD=2d，平面镜一端靠在A处，与水平底面夹角θ=45°斜放入水槽。太阳光入射到AD面上，其中一细束光线以入射角?1=53°射到水面上的O点，进入水中后，射到平面镜距A点为现象及水槽壁对光线传播的影响，取水对该束光的折射率n=（i）射到平面镜时的入射角?2；

（ii）第次从水中射出的位置与D点的距离x。

2d处。不考虑光的色散2443=，cos53°=。求该束光：

，sin53°355

14．（16分）如图所示，两竖直极板之间存在匀强电场，两极板之间的电势差为U，左侧电势高、右侧电势低，两极板间的距离为d。一不计重力质量为m、电荷量为q的带正电粒子P从靠近左极板的位置由静止释放，带电粒子经过加速后从右侧极板间的狭缝进入正方形匀强磁场区域ABCD。匀强磁场ABCD区域的AC连线竖直，BD连线水平，正方形ABCD的边长为L。

(1)如果带电粒子从A点离开磁场，则匀强磁场的磁感应强度为多少？

(2)如果带电粒子从AB边离开，且离开磁场时，速度方向与AB边垂直，则匀强磁场的磁感应强度为多少？粒子离开磁场的位置到B点的距离为多少？

15．（12分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为5m/s2，所需的起飞速度为50m/s，为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，弹射系统使它具有30m/s的初速度，求：

（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？

（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、A

【解题分析】

A．当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r；当Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，选项A正确；

B．Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源输出功率逐渐变大，选项B错误；

CD．Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，则根据P=I2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，选项CD错误；

故选A。

2、A

【解题分析】

在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，?E42??0.85eV?(?3.40)?2.55eV=h?，此种光的

频率大于金属的极限频率，故发生了光电效应.A、?E41??0.85eV?(?13.6)?12.75eV>?E41,同样光的频率大于金属的极限频率，故一定发生了光电效应，则A正确.B、?E31??1.51eV?(?13.6)?12.09eV>?E41，也能让金属发生光电效应，则B错误；C、由光电效应方程Ekm?h??W0，入射光的频率变大，飞出的光电子的最大初动能也变大，D、故C错误；由Ekm?h??W0知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定，而与入射光的光强无关，则D错误；故选A.

【题目点拨】波尔的能级跃迁和光电效应规律的结合；掌握跃迁公式?E?Em?En，光的频率E?h?，光电效应方程Ekm?h??W0.

3、D

【解题分析】

A．裂变反应是较重的原子核在其它粒子的轰击下，分裂成几个中等的原子核，可知该反应属于裂变反应，故A错误；

89B．根据电荷数守恒、质量数守恒知，XKr的核电荷数X为

X?92?56?36

故B错误；

C．Ba的核子数为144，其中的质子数为56，所以中子数为

n?144?56?88

故C错误；

D．该核反应释放出的核能为△E，根据爱因斯坦质能方程可知

?E??mc2

故D正确。

故选D。

4、A

【解题分析】

AB．设斜面的倾角为θ，物块的质量为m，根据动能定理可得，上滑过程中

?mgxsin???mgxcos??Ek?Ek0

则

Ek?Ek0?(mgsin???mgcos?)x

下滑过程中

mgx?sin???mgx?cos??Ek?0

则

Ek?(mgsin???mgcos?)x?

可知，物块的动能Ek与位移x是线性关系，图像是倾斜的直线，根据能量守恒定律可得，最后的总动能减小，故A正确，B错误；

CD．由牛顿第二定律可得，取初速度方向为正方向，物块上滑过程有

?mgsin???mgcos??ma

下滑过程有

?mgsin???mgcos??ma\'

则物块上滑和下滑过程中加速度方向不变，但大小不同，故CD错误。

故选A。

5、C

【解题分析】

A．由公式

I1n2?

I2n1得

n1?I20.8???4

n2?I10.2则

n1?n2

该变压器起降压作用，故A错误；

B．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，则电压表V1示数不变，由理相变压器原公式

U1n1?

U2n2可知，电压表V2示数不变，故B错误；

C．电压表V3的示数

U3?U2?I2R0

由于U2不变，I2增大，则U3减小，故C正确；

D．由

I2?U2

R0?R且U2不变，I2增大，R应减小，则滑片应沿c?d方向滑动，故D错误。

故选C。

6、D

【解题分析】

根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；

若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出可知，本题也考查带电粒子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。

【题目详解】

A、B项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为由公式联立两式解得：可得：；

，

，

粒子在电场中偏转有：

联立解得：所以

，故A、B错误；

C、D项：粒子在磁场中运动的时间为：粒子在电场中运动的时间为：所以，故C错误，D正确。

故选：D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BCD

【解题分析】

A．A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，静止在赤道上空，不可能经过苏州上空，故A错误；

B．B是中轨道卫星不是静止同步轨道卫星，所以卫星B可能经过江苏上空，故B正确；

C．根据

Mm4?2mR

G2?2RT可得

4?2R3

T?GM半径越大，周期越大，所以TA=T0?TB，故C正确；

D．根据万有引力提供向心力

ma?Ga?GMm

R2M

2R半径越大，向心加速度越小，所以向心加速度大小aA

故选BCD。

8、CD

【解题分析】

A．导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒ab受到向左的安培力向右减速运动，由

B2L2v?ma

R?r可知导体棒速度减小，加速度减小，所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动，A项错误；

B．导体棒减少的动能

121I2I2

Ek?mv?m()?22m2m根据能量守恒定理可得

Ek?Q总

又根据串并联电路知识可得

RI2RQR?Q总?

R?r2m(R?r)

故B项错误;

C．根据动量定理可得

?BiL?t?0?mv，I?mv，q?i?t

可得

q?I

BLC项正确；

D．由于

q?i?t?将q?EBLx?t?

R?rR?rI代入等式，可得导体棒移动的位移

BLI(R?r)x?

B2L2D项正确。

故选CD。

9、BCD

【解题分析】

根据线框感应电流I?EBLv?，结合i-t图象知道，线框做匀加速直线运动，从而再根据图象找到进入和穿出磁场RR的时刻，由运动学公式就能求出磁场宽度、ab边离开的时间。根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向。根据安培力公式得出导线框所受的安培力。

【题目详解】

线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，选项A错误；由图乙可知2t0～4t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a，边框长为：11118la(4t0)2?a(2t0)2=6at02；磁场的宽度为：d=a(6t0)2?a(2t0)2=16at02；故d=

，故选项B正确；设t时刻线框穿3222211出磁场，则有：6at02=at2?a(6t0)2，解得：t=43t0，选C正确；线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相22l=B2l2v等，根据F??ma可知，线框出离磁场过程中的水平拉力大于进入磁场过程中的水平拉力，线框穿出磁场过程R中外力F做的功做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功，选项D正确。故选BCD。

10、AC

【解题分析】

AB．电动势有效值为

E?Em?10V

2电流表的读数

I?E10?A=0.8A

R?r10?2.5电压表读数

U?IR?8V

选项A正确，B错误；

C．t=0.1s时刻，感应电动势最大，此时穿过线圈的磁通量为零，选项C正确；

D．0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为

q?E?t

(R?r)E?则

TEmNBSEm??

?t??t2??tq?TEm0.2?10222?C?C

2?(R?r)2?(10?2.5)25?选项D错误。

故选AC。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、 900

R1 45 5 0 35000.0

【解题分析】

（1）连线如图：

根据欧姆表的改装原理，当电流计满偏时，则Ig?滑动变阻器选择R1；

E，解得R=900Ω；为了滑动变阻器的安全，则r?R0?R?Rg1EI?（2）在a处，

，解得Rxa=45kΩ；

g4r?R0?Rg?Rxa在b处，则3EIg?，解得Rxb=5kΩ；

4r?R0?Rg?Rxb（3）校准：红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指到0 kΩ处；由图可知，电阻箱接入的电阻为：R=35000.0Ω．

?d2Rx

12、1.075 AD

4L【解题分析】

（1）[1]．d?1cm?15?0.05mm?1.075cm

3V3V?30000?。?30?；若电流表选A2，电路总电阻约为（2）[2][3]．若电流表选A1，电路总电阻约为100μA100mA滑动变阻器R2不能满足，则滑动变阻器选R1。

L?1?（3）[4]．根据电阻定律有Rx??，其中S???d?，联立解得

S?2?2???d2Rx4L

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（i）?2=8?；（ii）【解题分析】

（i）光路图如图

5d

8

设光线进入水面时的折射角为β1，由折射定律可得

sin?1?n①

sin?1?2=?-?1②

由①②式及代入数据得

?2=8?③

（ⅱ）设光射到平面镜的O′点，反射后射到水面的D1点，入射角为α3，由几何关系可得

α3=53°

AA1=O′A1

AD1=AA1+AD1=AO′cosθ+O′A1tanα3=DD1=AD-AD1=7d④

65d⑤

6设光从水中射向空气的临界角为C，则

sinC?得

1⑥

nα3＞C⑦

光射到水面上D1点后将发生全反射，反射后到达CD面的C1点，此处入射角为α4

α4=90°-α3=37°⑧

由于α4＜C，光线从C1点射出水槽

5x?C1D?D1Dtan?4?d⑨

814、 (1)B?2mU；(2)d?(2?2)L

Lq【解题分析】

(1)带电粒子在加速电场中

qU?解得

12mv

2v?2qU

m带电粒子进入磁场后，根据几何关系，带电粒子的运动半径为

r?根据

2L

2v2qvB?m

r可得

r?mv

qB联立可得

B?2mU

Lq(2)粒子垂直于AB边射出，根据几何关系，带电粒子的运动半径为

R?2L

根据

v2qvB??m

R可得

R?mv

qB?联立可得

B??1mU

Lq粒子离开磁场的位置到B点的距离

d=2L－R

解得

d?(2?2)L

15、（1）160m

（2）10m/s

【解题分析】

22（1）设跑道最短为L，则有：???0?2aL，

代人数据解得：L?160m.

（2）设航空母舰前进的速度最小为?1，飞机起飞的时间为t，则：

对航空母舰：x1??1t①

对飞机：???1?at②

?2??21?2ax2③

x2?x1?L④

由①②③④联立解得：?1?10m/s.