河北省唐县第一中学2024届高三下学期二模考试物理试卷(含答案)

这是一份河北省唐县第一中学2024届高三下学期二模考试物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．一束激光照射基态氢原子，使氢原子处于某激发态，该激发态氢原子跃迁产生3种谱线，用这3种谱线分别照射某金属材料，其中有两种谱线a、b能使金属发生光电效应，且a谱线产生的光电子最大初动能大.已知金属逸出功为4.32eV，氢原子的能级依次为、、……，下列说法正确的是( )
A.激光能量为13.6eV
B.b光照射金属时产生光电子的最大初动能为5.88eV
C.a、b两种光从同种透明材料射向空气发生全反射时a光的临界角大
D.a、b两种光通过同一双缝干涉装置发生干涉时a光的相邻条纹间距大
2．如图所示，长方体空间，长:宽:高，其中四点为长方体四条长边的中点，有两根通电直导线，电流沿方向放置，电流沿CD方向放置，两导线通以相同大小的电流.已知直线电流产生磁感应强度大小（k为常数，I为电流大小，r为距导线的距离），F点磁感应强度大小为，G点磁感应强度大小为，则与的大小之比为( )
A.B.C.D.
3．新款儿童玩具车在学校操场百米跑道上进行测试，玩具车从跑道20m处由静止开始做匀变速直线运动，其位置坐标x与时间t图像为抛物线的一部分，如图所示，a点为图线上一点，虚线ab与图线相切于a点，与时间t轴相交于b点，其坐标为，下列说法正确的是( )
A.玩具车加速度大小为
B.玩具车在时间内平均速度大小为1m/s
C.玩具车在5s时的速度大小为6m/s
D.玩具车冲过百米线时所用时间为10s
4．已知地球质量为M、半径为R，一卫星绕地球做椭圆运动，其在近地点与远地点的速率之比为，卫星在近地点离地面的高度为R，引力常量为G，运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )
A.该卫星在远地点离地面的高度为6R
B.该卫星通过远地点时速率等于
C.该卫星在近地点和远地点加速度之比为
D.该卫星在近地点附近处于超重状态
5．如图所示为一跳台滑雪场地示意图，轨道由弧形助滑轨道AB、倾角为37°的斜坡轨道BC及着陆坡CD组成.一滑雪爱好者从A点由静止沿弧形助滑轨道下滑，从B点水平飞出，稳稳地落在斜坡轨道上的P点，计时器显示滑雪爱好者在助滑轨道上及在空中运动时间均为2.4s。已知滑雪爱好者质量为60kg（含装备），A、B两点的高度差为15m，滑雪爱好者在空中运动时可视为质点，重力加速度g取，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.滑雪爱好者水平飞出时的速度大小为15m/s
B.落点与起飞点之间距离为50m
C.滑雪爱好者在AB段克服摩擦力做功1500J
D.滑雪爱好者在AB段克服摩擦力做功的平均功率为550W
6．一定质量的理想气体经历回到初状态a，其状态变化如图所示，状态参量标注在图像中，已知a状态温度为27°C，理想气体内能表达式为（其中α为常数，T为热力学温度），一个循环过程中，下列说法正确的是( )
A.a状态分子平均速率大于c状态分子平均速率
B.一个循环过程中气体内能最大值为450αJ
C.ab过程放出的热量等于cd过程吸收的热量
D.一个循环过程中系统放出的热量为80J
7．位于坐标原点处的波源做简谐振动，发出一列沿x轴正方向传播的横波，时刻波恰好传到坐标为11m处的a点，波形图如图所示，此时波源振动的速度为，经过时振动的速度再次为，b点为位于坐标为29m的质点，下列说法正确的是( )
A.波源起振方向向下
B.波的传播速度大小为6m/s
C.波源振动方程为
D.时，b点位于波峰，已经运动路程为90cm
二、多选题
8．如图所示，空间有一水平向左的匀强电场，电场强度大小为100V/m，一根长为1.6m的细线的一端固定于O点，另一端拴接质量为0.8kg、电荷量为0.08C的带正电小球（可视为质点），将细线向右拉直至水平后将小球由静止释放，重力加速度g取，忽略一切阻力，下列说法正确的是( )
A.小球刚到达最低点时速度大小为4m/s
B.细线刚拉紧时小球的速度大小为
C.小球运动达到的最高位置与小球释放位置在同一水平面内
D.小球运动达到的最高位置相对小球释放位置的高度为
9．如图所示，较长光滑斜面倾角为37°，一轻弹簧下端固定在斜面底端，上端与滑块B相连接，滑块B静止在斜面上，另一滑块A从斜面上距B为0.75m处无初速度下滑，与B发生碰撞后共速（且碰后两者不粘连），碰撞后运动过程中A恰好不再脱离B，已知A的质量为0.2kg，B的质量为0.4kg，弹簧的弹性势能（k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量），两滑块均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g取，，下列说法正确的是( )
A.A、B碰撞后瞬间的速度大小为1m/s
B.A、B一起上升到最大高度时的加速度大小为
C.弹簧的劲度系数为19.2N/m
D.B静止在斜面上时弹簧的压缩量为0.25m
10．如图所示，两根足够长的平行倾斜导轨固定在地面上，导轨与导轨面的倾角均为37°，两导轨间距为，有垂直导轨平面的单边有界匀强磁场，磁场上边界为PQ，磁感应强度大小为B=8T，现有两根完全相同的导体棒a、b，a置于磁场边界上方处，b置于磁场边界处，两者同时由静止释放，在a棒进入磁场前，b棒已经在做匀速运动.已知导体棒质量均为1kg、电阻均为2Ω，导体棒与导轨间动摩擦因数均为0.25，导轨电阻不计，导体棒与导轨间良好接触，重力加速度g取，下列说法正确的是( )
A.导体棒a进入磁场前通过的电荷量为0.75C
B.导体棒a进入磁场前b棒下滑的位移大小为0.5m
C.两导体棒间最近距离为0.375m
D.导体棒a进入磁场后通过的电荷量为0.50C
三、实验题
11．某实验小组利用打点计时器测量木板、滑块间的动摩擦因数，选取一块较长木板，通过铁架台制作成一定倾角的斜面，第一次将打点计时器固定在木板下端某位置，滑块后端固定纸带.纸带穿过打点计时器限位孔，给滑块沿木板向上的初速度，打下一条纸带，通过测量计算得到滑块加速度大小为；第二次将打点计时器固定在木板上端某位置，如图甲所示，让滑块从静止开始下滑，打出一条纸带如图乙所示，已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz，重力加速度g取.
(1)纸带上相邻计数点间还有四个点未画，则滑块向下滑动时打下c点时速度大小为______m/s；滑块下滑时加速度大小为_____。（结果均保留两位有效数字）
(2)滑块与木板间动摩擦因数为______；
12．某实验小组测量干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：
A.干电池（电动势为1.5V左右，内阻为1Ω左右）
B.滑动变阻器（最大阻值15Ω）
C.滑动变阻器（最大阻值10kΩ）
D.电阻箱（）
E.电流表（）
F.电流表（）
G.开关、导线若干
根据要求，回答下列问题：
(1)将其中一个电流表改装成量程是1.50V的电压表，应选电流表_____（填“”或“”）进行改装，电阻箱应选择阻值_____Ω与所选电流表串联.
(2)为了准确测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选______（填“”或“”），在方框（甲）中画出测量电路图，并将实物（乙）连接成所设计的测量电路。
(3)将电阻箱调到计算出的阻值，电阻箱接入电路阻值保持不变，调节滑动变阻器，读出两个电流表A、的示数分别为，测出多组电流数据，根据实验数据作出，图像如图（丙）所示，由图像可得电源电动势_____V，内阻_____Ω（结果均保留三位有效数字）。
四、计算题
13．工匠师傅用玻璃材料打磨出一款“宝葫芦”艺术作品，该作品上部是半径为R的大半球体，下部是半径为的大半球体，上下衔接部分对应圆的半径为，如图所示为作品过中央轴线的截面图.已知玻璃材料折射率，现用激光笔沿平行中央轴线方向从上部射向“宝葫芦”，入射光线距离中央轴线距离为，设光在真空中速度为c，求：
(1)光进入“宝葫芦”时的折射角；
(2)光在“宝葫芦”中的传播时间（不考虑光的反射）.
14．如图所示，压缩的弹簧发射器将质量为的滑块1向右弹出，滑块1进入光滑的水平轨道AB后与静止的质量为的滑块2发生弹性碰撞，碰后滑块2以速度从B点进入倾斜的轨道BC上，倾斜的轨道BC与水平方向之间的夹角为，滑块2与倾斜的轨道BC之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，.求：
(1)弹簧发射器对滑块1做的功；
(2)若使两滑块再次碰撞时恰位于B点，两滑块第一次碰撞时与B点的间距（答案可含根号）。
15．如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小，在第三象限内存在一圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，第四象限内存在着垂直纸面向外的匀强磁场B1和B2，两磁场以OM为边界，OM与x轴正方向夹角为60°，.现有一带正电粒子从P点处，以速度，沿y轴负方向射入匀强电场，经一系列运动后回到P点，且粒子第一次离开电场的时间是粒子经x轴再次进入匀强电场而达到P点时间的倍.已知粒子的比荷，不计重力，求：
(1)粒子第一次通过坐标轴的位置坐标及速度；
(2)粒子从开始运动到第2次通过坐标轴所用的时间；
(3)圆形磁场区域的最小面积。
参考答案
1．答案：B
解析：激发态氢原子跃迁产生3种谱线，即，即基态氢原子跃迁到第3能级，激光能量，选项A错误；3种谱线的光分别照射金属材料，有两种谱线a、b能使金属发生光电效应，且a谱线产生的光电子最大初动能大，即a光为能级3跃迁到能级1时所产生，b光为能级2跃迁到能级1时所产生，b光对应能量，根据光电效应方程，，选项B正确；两种光a光频率高，对应同种材料折射率大，对应波长短，根据，则，选项C错误；根据，两种光通过同一双缝干涉装置发生干涉时相邻条纹间距a光的小，选项D错误。
2．答案：A
解析：根据直线电流产生磁感应强度大小规律，设每根直线电流在F点产生磁感应强度大小均为，则F点磁感应强度大小，电流在G点产生磁感应强度大小为，电流在G点产生磁感应强度大小为，则G点磁感应强度大小，则，选项A正确，BCD错误。
3．答案：B
解析：玩具车做初速度为零的匀加速直线运动，由，前10s内位移，得，选项A错误；时速度大小为，图线在a点斜率，得，时刻的速度，玩具车在时间内平均速度大小为，选项B正确；玩具车在5s时的速度大小为，选项C错误；玩具车冲过百米线时所用时间为t，由，得，选项D错误。
4．答案：C
解析：设卫星在近地点和远地点速率分别为和，则，根据开普勒第二定律有，则，解得，选项A错误；若该卫星在远地点绕地球做匀速圆周运动，则有，则，该卫星在远地点做近心运动，则其运动速率，选项B错误；设卫星在近地点和远地点加速度大小分别为和，则由可知，卫星在近地点和远地点加速度大小之比，选项C正确；卫星在轨运行中始终处于失重状态，选项D错误。
5．答案：D
解析：设滑雪爱好者水平飞出时的速度大小为，B、P两点距离为L，，，得，，选项AB错误；运动员在AB段克服摩擦力做功为，由动能定理有，得，克服摩擦力做功平均功率大小，选项C错误，D正确。
6．答案：D
解析：根据理想气体状态方程，已知，可求得b、c、d状态的温度分别为、、，根据温度是分子平均动能的标志，由于c状态比a状态温度高，故c状态分子平均动能大，分子平均速率大，选项A错误；理想气体内能由温度决定，一个循环过程中内能最大值，选项B错误；ab过程和cd过程为等容变化，则，根据热力学第一定律，则，则ab过程放出的热量；cd过程吸收的热量，，选项C错误；系统经过一个循环过程回到初状态a，其内能不变，由图像可知外界对系统做正功，则系统要放出热量，bc过程气体对外界做功，da过程外界对气体做功，一个循环过程外界对气体做功大小为对应图形面积，，则系统放出热量，选项D正确。
7．答案：D
解析：根据传播方向与振动方向关系，波向右传播，波的前端振动方向向上，则波源起振方向向上，选项A错误；令波源振动方程为，依题意有时，则有，可得，即有，又波源此时振动的速度为，到再次为经历时间为，则，解得，由题图知，故波的传播速度大小为，波源振动方程为，选项BC错误；波由a点传到b点时间，质点b振动时间，质点b运动路程，此时质点b恰好位于波峰，选项D正确。
8．答案：BD
解析：带电小球释放后受到重力G、电场力F的合力可等效成重力，由于，，易知中，与水平方向成45°夹角，画出小球的运动轨迹如图所示，小球刚到最低位置时的速度大小为，细绳刚拉紧后的速度大小为，选项A错误，B正确；细线拉紧后一小球在竖直平面内做圆周运动，根据对称性，小球在与释放点等高的位置的速度大小为，设小球到最高位置时，细线与等效重力方向所成夹角为α，由动能定理有，解得，即，故小球到达最高位置相对释放点的高度为，选项C错误，D正确。
9．答案：AC
解析：滑块A与B碰前速度为，由动能定理，，得，滑块A与B碰撞过程，由动量守恒定律有，得，选项A正确；滑块A恰好不脱离B，即两者运动到最高点时弹簧恰好恢复原长，此时两者加速度大小为，选项B错误；对滑块B原来静止，有，A、B碰后至A、B上升到最高点，由机械能守恒定律，有，得，，选项C正确，D错误。
10．答案：AC
解析：设a棒进入磁场时速度为，所经历时间为，b棒已经做匀速运动，设b棒匀速速度为，对b棒由平衡有，得，对a棒由动能定理有，得，，导体棒a进入磁场前通过的电荷量为，b棒下滑位移为，对b棒由动量定理有，且，得，，选项A正确，B错误；a棒进入磁场后先做加速度减小的减速运动最后做匀变速运动，b棒先做变加速运动最后匀加速运动，即当两棒速度相同时，两者均做匀变速运动，两棒相距最近距离为d，设两棒共同速度为v，此过程通过两棒的电荷量为，对a、b棒分别列动量定理方程
a棒：
b棒：
联立三式解得，选项C正确，D错误。
11．答案：(1)1.1m/s；(2)0.3
解析：(1)相邻计数点间时间间隔，打下c点时滑块速度；根据，得.
(2)设斜面倾角为θ，滑块向上滑动过程，对应加速度，由牛顿第二定律有，滑块下滑时有，联立两式并代入数据解得.
12．答案：(1)；29000(2)；见解析(3)1.48；1.10
解析：(1)将其中一个电流表改装成量程是1.50V的电压表，应选电流表进行改装，扩大倍数，电阻箱应选择阻值
(2)电流表内阻已知，由可知接入电路中R阻值较小，滑动变阻器应选，设计电路如图甲所示；实物连线如图乙所示
(3)根据闭合电路欧姆定律，，得，在图像中，，得；，得
13．答案：(1)(2)
解析：(1)设光线在A点的入射角为i，折射角为r，由几何关系
根据折射定律
代入数据解得
(2)作出光在“宝葫芦”中的光路如图所示，“宝葫芦”上下衔接部分对应圆的半径为，由几何关系可知，，，，，为等腰三角形，则，，
中，由余弦定理有
解得
光在“宝葫芦”中路程
光在“宝葫芦”中速度
光在“宝葫芦”中传播时间
14．答案：(1)36J(2)
解析：(1)滑块1弹出过程中，根据动能定理可得
滑块1、2发生弹性碰撞过程
动量守恒
碰撞前后动能不变
解得
(2)由(1)得碰撞后滑块1的速度为
第一次碰撞后，滑块1在水平轨道AB上匀速
第一次碰撞后，滑块2在水平轨道AB上匀速
滑块2在倾斜的轨道BC上向上运动
滑块2沿斜面上滑距离
滑块2在倾斜的轨道BC上向下运动
解得
15．答案：(1)见解析(2)(3)
解析：(1)粒子在电场中做类平抛运动，设粒子通过x轴所用时间为，则
由，解得
粒子沿x方向位移
即粒子恰好通过坐标原点
粒子从原点处进入第四象限，沿x轴方向速度
粒子进入磁场速度
速度方向与x轴正向间夹角为θ，，得
(2)粒子在磁场和中做匀速圆周运动
由，粒子在磁场中做圆周运动半径
粒子在磁场中运动的周期
粒子在磁场中转过60°后进入磁场，在磁场中运动时间
粒子在磁场中做圆周运动半径
粒子在磁场运动周期
粒子在磁场转过90°时垂直于y轴而出磁场，则
在磁场中运动时间
粒子从开始运动到第2次通过坐标轴所用时间
(3)粒子进入第三象限后，经圆形磁场区域的偏转，方可经x轴再次进入匀强电场
粒子在磁场中运动时，
设粒子经x轴再次进入匀强电场时，速度方向跟x轴正方向成α角，依题意有
解得
圆形磁场区域面积最小时，区域半径为
故圆形磁场区域的最小面积为