河北省唐山市2024届高三下学期二模考试物理试卷(含答案)

这是一份河北省唐山市2024届高三下学期二模考试物理试卷(含答案)，共22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．微光夜视仪主要由物镜、光电阴极、微通道板和荧光屏等组成。微弱光线通过物镜照射到光电阴极上，光电阴极产生光电子，光电子经电场加速进入微通道板，微通道板上存在很多小通道，当电子穿过这些通道时与通道壁碰撞，每次碰撞都会产生更多的电子，从而实现了电子倍增，最后电子投射到荧光屏上成像。在整个成像过程中，下列说法正确的是( )
A.物镜收集到的光线无论频率多大，都能使光电阴极产生光电子
B.物镜收集到的光线的频率越大，则产生光电子的最大初动能越大
C.增大加速电场的电压，到达微通道板的光电子数量一定变大
D.电子与通道壁碰撞产生更多的电子，说明通道壁上发生了光电效应
2．如图所示，理想变压器的原线圈回路中接有定值电阻，副线圈回路中接有滑动变阻器，在a、b两端接入正弦式交变电流，电压有效值恒定，电流表和电压表均为理想交流电表。滑动变阻器滑片从最上端向下滑动过程中，下列说法正确的是( )
A.S保持闭合，电流表示数变小
B.S保持闭合，变压器的输入功率不变
C.S保持断开，电流表示数变大
D.S保持断开，电压表示数不变
3．如图所示，三个正点电荷均匀分布在半径为R的竖直圆周上，电荷量均为Q。以圆心O为坐标原点建立垂直圆面的x轴，P为x轴上一点，规定无限远处电势为零，则下列说法正确的是( )
A.在x轴上只存在一个电场强度最大值的点
B.在x轴上存在三个电场强度最大值的点
C.若使P点电势为零，可在x轴上放一带负电的点电荷，且其位置唯一确定
D.若使P点电势为零，可在x轴上放一带负电的点电荷，可有两个确定的位置
4．某实验小组采用如图甲所示的装置“测量重力加速度”。实验装置安装好后，用手提住纸带上端，先接通电源，电源的频率为50Hz，待打点计时器打点稳定后让纸带由静止开始下落，得到了一条纸带如图乙所示。把纸带上清晰的一个点标记为0，每隔一个点选做一个计数点，依次标记为1、2、3、4，根据纸带上的测量数据，则下列说法正确的是( )
A.打下计数点2时重物的瞬时速度为
B.打下计数点2时重物的瞬时速度为
C.重物下落过程中的重力加速度约为
D.重物下落过程中的重力加速度约为
5．一颗在低圆轨道上运行的卫星，轨道平面与赤道平面的夹角为，卫星运行到某一位置时恰好能观测到南极点或北极点，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则该卫星运行的周期为( )
A.B.C.D.
6．如图所示，倾角为的斜面体静止于粗糙水平面上，斜面体质量为m，斜面体上表面光滑。一根轻绳穿过光滑固定的定滑轮，绳的两端分别与两光滑小球A、B相连，与小球A相连的部分绳保持竖直，与小球B相连的部分绳与斜面夹角为，系统处于静止状态。已知A的质量为m，重力加速度为g，则斜面对地面的压力约为( )
7．质量均为m的物块A、B均可视为质点，两物块通过轻绳连接，在外力作用下物块B静止于位于A的正上方，轻绳伸直且无张力，如图所示。现将外力变为，使A、B由静止开始向上运动。两物块运动时间时，突然将此外力方向变为竖直向下，大小保持不变，再经时间两物块相遇，此时两物块均向上运动。若以地面为参考平面，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确是( )
A.B.细线的长度为
C.相遇时两物块速度大小相等D.相遇时系统具有的机械能为
二、多选题
8．地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在处的质点，Q点的平衡位置坐标为15m，以此时刻做为计时起点，质点Q振动的图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.地震横波的传播波速为15m/s
B.质点P沿y轴负方向运动
C.时，质点Q振动到波谷
D.的时间内，质点P所走的路程为30cm
9．一台拥有“超强大脑”的机器人在停车场沿平直轨道做巡检工作，机器人运动过程中动能随时间的变化关系如图所示，其中的图像为平行于时间轴的直线，其它时间内的图像均为抛物线。已知机器人与轨道间的摩擦阻力恒定，则机器人在( )
A.内做匀加速直线运动
B.内做匀速直线运动
C.机器人所受合力的功率与时间成正比
D.第10s与第32.5s牵引力的瞬时功率大小一定相等
10．如图所示，空间中有坐标系，平面水平，y轴沿竖直方向，在y轴右侧平面上方空间存在竖直向上的匀强电场，在y轴右侧平面下方空间存在竖直向下的匀强磁场。一带负电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定速度沿平行于x轴的正方向射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ角离开电场，粒子在以后的运动中恰好不离开磁场。已知M点的坐标为，带负电的粒子质量为m、电荷量大小为q，不计粒子重力，则下列说法正确的是( )
A.电场强度
B.磁场强度
C.粒子在磁场中运动的轨道半径
D.粒子在平面上相邻切点间距离
三、实验题
11．某同学利用顶角为θ的直角三角形玻璃砖ABC做“测量玻璃砖折射率”实验，实验步骤如下：
①在木板上铺一张白纸，将三角形玻璃砖放在白纸上并描出玻璃砖的轮廓。
②在垂直于AB边方向上插上两枚大头针和，从BC一侧透过玻璃砖观察，在观察位置插第三个大头针，使其挡住、两大头针的像，再插第四个大头针，使它挡住和、的像，移去三角形玻璃砖和大头针，做出部分光路图如图所示。
（1）为了精确测量玻璃砖折射率，下列实验操作正确的是______；
A.选用粗的大头针完成实验
B.大头针应垂直插在纸面上
C.大头针和、和之间的距离适当大些
D.画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线
（2）将实验需要的光路图补充完整______；
（3）该同学用量角器测量光线与BC边夹角为α，则三棱镜的折射率______。
12．某实验小组为了测量一个量程为1mA的电流表内阻，设计了以下实验：
（1）首先利用多用电表的欧姆挡进行测量，将选择开关旋转到欧姆档“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔按图甲所示接入电路中，红表笔应与______（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端。调节滑动变阻器使其接入电路的阻值减为零时，多用电表的指针位置如图乙所示，则电流表内阻的测量值为______Ω；
（2）为了精确测量该电流表A的内阻，实验室为其提供了如下的实验器材：
A.电流表（量程为1.5mA，内阻约为400Ω）；
B.定值电阻（阻值为20Ω）；
C.定值电阻（阻值为200Ω）；
D.滑动变阻器（阻值为）；
E.滑动变阻器（阻值为）
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干。
①某同学设计了如图丙的电路图，图中的定值电阻R应选用______（填“B”或“C”），滑动变阻器应选用______（填“D”或“E”）；
②开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应处于最______端（选填“左”或“右”）；
③若某次实验时，电流表A的示数I，电流表的示数，则电流表A的内阻______。（用已知和测量的物理量符号表示）
四、计算题
13．如图所示的装置水平放置，均处于竖直向下匀强磁场中，磁感应强度大小为B，光滑平行金属导轨足够长，金属导轨电阻不计，导轨间距为d。长度为d的导体棒a垂直静置于导轨上，导体棒质量为m、电阻为R。已知电源电动势为E，内阻不计，充满电的电容器的电容为C，电压为U。求：
（1）将S接1闭合开关，导体棒a最终速度的大小；
（2）将S接2闭合开关，导体棒a最终速度的大小。
14．如图所示，粗细均匀、导热性良好的L形细玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB上端封闭，长为50cm，管内用水银柱封闭一段长为25cm的理想气体，水平部分BC右端开口，长为25cm，L形细玻璃管内的水银柱总长为30cm，已知大气压强为75cmHg，环境温度300K。求：
（1）若将细玻璃管在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动，使水平部分玻璃管竖直，为使A端气柱的长度不变，则需要将气体的温度提升到多少K；
（2）若将细玻璃管C端用活塞封闭，保持环境温度不变，并缓慢向左推动活塞，当水银全部进入竖直管时，求活塞向左移动的距离。（结果保留两位小数）
15．如图所示，粗糙水平地面上固定一个光滑斜面体，在斜面体末端紧靠一个足够长的薄木板B，均处于静止状态，薄木板B与斜面体末端等高且平滑连接，距离薄木板B的右端0.5m位置处静止放置一个物块C。已知物块A的质量2kg，薄木板B和物块C的质量均为1kg，物块A与薄木板B之间的动摩擦因数为0.2，薄木板B和物块C与地面之间的动摩擦因数均为0.1，薄木板B和物块C的高度相同，运动过程中物块A始终不会滑离薄木板B，所有碰撞时间极短且均为弹性碰撞。物块A在距离薄木板B的上表面1.8m高处沿斜面体静止释放，A由斜面滑上薄木板B的过程中能量损失不计，重力加速度g取。求：
（1）薄木板B与物块C碰撞前，物块A大小是多少；
（2）木板B与物块C第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间；
（3）最终停止时，木板B与物块C的距离。
参考答案
1．答案：B
解析：A.原始光信号频率必须大于极限频率，才能发生光电效应，故A错误；
B.根据光电效应方程
可知原始光信号频率越大，则经过光阴极发生光电效应后光电子的最大初动能越大，故B正确；
C.到达微通道板的光电子数量与光照强度有关，增大加速电场的电压，不能增大光电子数量，故C错误；
D.光电子经电场加速聚焦后，带着更高的能量撞击通道壁，会发射更多的低能量的电子，这些电子依次被加速向下级倍增极撞击，导致一系列的几何级倍增，并非光电效应，故D错误。
故选B。
2．答案：C
解析：A.S保持闭合，电阻未接入电路，原线圈的输入电压不变，根据
副线圈电压不变，滑动变阻器滑片向下滑动，总电阻变小，则副线圈电流变大，根据
可知电流表示数变大，故A错误；
B.变压器的输出功率
可知副线圈的输出功率变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以输入功率变大，故B错误；
C.S保持断开，电阻接入电路，副线圈的等效原线圈的电阻为
滑动变阻器滑片向下滑动，副电阻变小，等效电阻变小，根据
可知电流表示数变大，故C正确；
D.根据
则变小，根据
，
可知变小，变大，则电压表示数
电压表示数变小，故D错误。
故选C。
3．答案：D
解析：AB.O点电场强度为零，无穷远处电场强度为零，从O点到无穷远电场强度先变大后变小，根据点电荷产生的电场及矢量叠加可知在x轴上存在两个电场强度最大值的点，分布在与圆环对称的两侧，故AB错误；
CD.根据异种电荷的电势分布特点可知，若使P点电势为零，可在x轴上P点右侧放一带负电的点电荷，根据电势的公式
可知也可以在圆环左侧关于P点对称放置一负电电荷，叠加后使得P点电势为零，故C错误，D正确；
故选D。
4．答案：C
解析：AB.每隔一个点选做一个计数点，则
计数点2的瞬时速度等于点1到3的平均速度，有
故AB错误；
CD.根据匀变速直线运动的判别式，结合连续相等时间T内的四段位移，由逐差法可得
故C正确，D错误。
故选C。
5．答案：D
解析：设该卫星的轨道半径为r，根据题意结合几何关系可得
可得
根据万有引力提供向心力可得
在地球表面有
联立解得该卫星运行的周期为
故选D。
6．答案：A
解析：根据题意，对小球A受力分析可知，由于小球A处于平衡状态，则小球A受重力和绳子的拉力，斜面对A的支持力为0，所以
对小球B受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
解得
对斜面体有
所以
根据牛顿第三定律可得，斜面体对地面的压力约为1.9mg。
故选A。
7．答案：B
解析：A.由题意可知，将其运动过程分为两个过程，在F向上的过程中，对AB的整体受力分析，设向上为正方向
解得
则经过时，有
当方向改变大小不变时，对A、B分别受力分析，有
，
解得
，方向向下；，方向向下
则经过两者相遇，且速度方向均向上，即
可推出
故A错误；
B.在经过两者相遇，有
联立解得细线的长度为
故B正确；
C.相遇时，满足
且有，，则可得
故C错误；
D.根据能量守恒定律可知，机械能的变化量等于除重力外的其他力做的功，对AB组成的系统有
即有
故D错误。
故选B。
8．答案：BC
解析：A.由图乙可知，周期，假设，则可得
由图甲可知，其波长满足
故假设波速不成立，故A错误；
B.由图乙可知，在时，，在时，达到负轴负方向最大，根据牛顿第二定律可知回复力的变化和加速度一致，则内质点Q应向上振动，根据同侧法（质点的振动方向和波的传播方向在波的同一侧）可知波向x轴负方向传播，再对P质点由同侧法可知沿y轴负方向运动，故B正确；
C.由图乙可知，质点Q在时，，根据回复力总是指向平衡位置的特点可知，此时回复力竖直向上，则质点Q振动到波谷，故C正确；
D.因，，则一个周期内，质点运动的路程为40cm，而时间为
若从平衡位置或波峰波谷位置开始振动，其路程一定为
现P点是从非特殊位置振动，其路程一定不等于30cm，故D错误。
故选BC。
9．答案：ABC
解析：A.在，根据牛顿第二定律可得
根据运动学公式可得
则
由于图像为抛物线，则可知加速度大小为定值，故内做匀加速直线运动，故A正确；
B.，机器人动能不变且在直轨道运动，故速度大小不变，故做匀速直线运动，故B正确；
C.根据
在机器人所受合力为定值，加速度为定值，则机器人所受合力的功率与时间成正比，故C正确；
D.在，根据
将代入可得
第10s牵引力的瞬时功率为
在，逆向研究根据
将代入可得
整理解得
即
第32.5s即逆运动的7.5s牵引力的瞬时功率为
根据数学知识可得大小关系不确定，故D错误。
故选ABC。
10．答案：AD
解析：A.粒子从M点到N点做类平抛运动，有
联立解得
，
故A正确；
BC.粒子从N点进入磁场，其中沿方向的速度与磁感应强度平行，不受洛伦兹力而做匀速直线运动，沿x方向的速度与磁感应强度垂直，受洛伦兹力做匀速圆周运动，粒子在以后的运动中恰好不离开磁场，则轨迹圆与z轴相切，则有
联立解得
，
故BC错误；
D.粒子在平面上相邻切点间距离为匀速圆周运动一圈的时间内在方向匀速直线运动的距离，有
联立可得
故D正确。
故选AD。
11．答案：（1）BC
（2）
（3）
解析：（1）A.为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，故A错误；
B.为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故B正确；
C.大头针和、和之间的距离尽量大些，相同的距离误差引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小，故C正确；
D.为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着光学面画出界面，故D错误；
故选BC。
（2）根据光的折射规律作出光路图如图
（3）根据几何关系可知光线在BC面的入射角为，折射角为，根据折射定律可得
12．答案：（1）2；140
（2）C；D；左；
解析：（1）红表笔与欧姆表内部电源的负极相连，黑表笔与欧姆表内部电源的正极相连，所以红表笔应与2相连；
欧姆表使用欧姆档“×10”的挡位，指针所指刻线为14，则电流表内阻的测量值为
（2）图中的定值电阻R应选用与电流表内阻相近的，故选C；
为方便调节，滑动变阻器应选用阻值较小的，故选D；
开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应处于最左，使开关闭合后，测量电路中的电流为零；
根据欧姆定律有
解得
13．答案：（1）（2）
解析：（1）由题意可知，导体棒a最终匀速切割磁感线，则有
得
（2）由题意可得导体棒a最终稳定切割磁感线
则有
对导体棒a根据动量定理得
电量
联立可得
14．答案：（1）480K（2）
解析：（1）设玻璃管的横截面积为S，初始状态时，管内理想气体的状态为
，，
当水平部分玻璃管竖直时，由于气柱长度不变，管内理想气体的状态为
设此时温度为，气体发生等容变化，则有
代入数据解得
（2）当水银全部进入竖直管时，竖直管内理想气体的体积为
气体发生等温变化，对AB段气体根据玻意耳定律有
代入数据解得
开始时BC管内理想气体的状态为
，
变化后BC管内理想气体的状态为
，
气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
代入数据解得
所以活塞移动距离
15．答案：（1）（2）1s（3）
解析：（1）物块A到达木板时，设速度为，由动能定理可得
解得
在BC相碰之前，设物块A的速度，加速度为，木板B的速度为，加速度为，滑动时间为，由牛顿第二定律可得
对B分析
由运动学规律可知
解得
（2）木板B与物块C相碰，设碰后B、C的速度分别、，由动量守恒可得
解得
，
碰后C做匀减速运动，B静止，设加速度为，经历时间为，位移为，则
解得
第二次碰撞前C静止，则
解得时间为
此时运动距离为
B在1s内恰好移动0.5m，B追C，二者加速度大小相同，B加速，C减速，故所需时间为1s，即从第一次碰撞第二次碰撞经历时间为1s。
（3）第二次碰撞后，设A的速度，由运动学可得
设木板与物块达到共速时，设速度为，时间为，则
设木板共速之前的位移为，共速之后的位移为，则
解得