2024-2025学年河北省沧州市高三上学期12月联考模拟练习物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年河北省沧州市高三上学期12月联考模拟练习物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：100分钟 试卷总分：100分）
一、单选题（本大题共7小题，共21分）
1．如图甲所示，生活中常用两根并排的竹竿将砖块从高处运送到低处。将竹竿简化为两根平行放置、粗细均匀的圆柱形直杆，一长方体砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高处下滑。图乙为垂直于运动方向的截面图（砖块截面为正方形）。若仅将两竹竿间距减少一些，则（ ）
A．竹竿对砖块的弹力变小
B．竹竿对砖块的摩擦力变大
C．砖块的加速度不变
D．砖块下滑到底端的时间变短
2．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA，移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，则（ ）
A．电键K断开后，没有电流流过电流表G
B．所有光电子的初动能为0.8eV
C．光电管阴极的逸出功为2.20V
D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
3．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。右图是“火星冲日”年份示意图，最近的一次“火星冲日”是北京时间2022年12月8日，忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（ ）
A．火星绕太阳公转的线速度大于地球绕太阳公转的线速度
B．火星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期
C．根据题中信息和所学知识，下一次火星冲日可能发生在2023年12月8日之前
D．根据题中信息和所学知识，下一次火星冲日一定发生在2023年12月8日之后
4．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）

A．时，振子在O点右侧处
B．和时，振子的速度相同
C．时，振子的速度方向向左
D．到的时间内，振子的位移和速度都逐渐减小
5．如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l0．质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球下落到与弹簧接触后做加速度减小的变加速运动，到最低点时加速度为0
B．当弹簧压缩量时，小球的动能最大
C．在小球压缩弹簧的过程中，弹簧弹性势能先增大后减小
D．小球的整个下落过程，其重力势能一直减小，机械能先不变，后增大
6．质量为M的斜面体放在粗糙的平地面上，其倾角为θ=30°，光滑斜面上放一质量为m的物块，物块通过绕过轻质滑轮的轻绳与弹簧测力计相连，弹簧测力计的另一端与地面上的P点通过轻绳相连，如图所示，整个装置处于静止状态。现将从零开始逐渐增大水平向左的外力F作用在斜面体M上，在斜面体运动之前，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧测力计的示数保持不变B．未加外力F时，弹簧测力计示数为
C．地面对斜面体的支持力不断增大D．斜面对物块的摩擦力不断增大
7．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为。在线圈由图示位置转过的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量的变化量
B．通过电阻R的电荷量
C．从图示位置开始计时通过电阻R上的瞬时电流的表达式为
D．电阻R上所产生的热量
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8．人体的细胞膜模型图如图（a）所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图（b）所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ）
A．该钾离子的电势能增大
B．A点电势大于B点电势
C．若膜电位增加，则钾离子进入细胞内的速度更大
D．若膜电位不变，膜的厚度越大，则钾离子进入细胞内的速度越大
9．如图所示，在飞镖比赛中，某运动员先后两次将飞镖（可视为质点）从同一位置正对竖直固定靶上的O点水平抛出，抛出点到O点的水平距离为4L，第一次抛出的飞镖击中O点正下方的P点，第二次抛出的飞镖击中O点正下方的Q点。已知飞镖击中P点和Q点时速度大小相等，，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A．第一次抛出的飞镖落到P点时的速度大小为
B．第一次抛出的飞镖在空中运动的时间为
C．第二次抛出飞镖时飞镖的初速度大小为
D．P、Q点间的距离为3L
10．足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为37°，两导轨间距为0.5m，下端接有一灯泡和一个电动机，小灯泡规格为1V、1W，电动机线圈电阻为，金属棒ab垂直导轨放置，质量为0.55kg，接入电路电阻为，与导轨间的动摩擦因数为0.5，导轨平面所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将金属棒ab由静止释放，一段时间后，金属棒匀速运动，灯泡恰好正常发光，不计导轨电阻，重力加速度g取，，，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒匀速运动时通过金属棒ab的电流为2.5A
B．金属棒匀速运动的速度为8m/s
C．金属棒匀速运动时，电动机的输出功率为0.6W
D．金属棒匀速运动时，金属棒ab的热功率为2.5W
三、实验题（本大题共3小题，共24分）
11．某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题：
（1）在该实验中，主要利用了 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；
A．理想实验法 B．微元法 C．控制变量法 D．等效替代法
（2）探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径 （填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在 处；
A．挡板A与挡板B B．挡板A与挡板C C．挡板B与挡板C
（3）探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断两个变速塔轮对应的角速度之比为 ；
A． B． C． D．
12．如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出图线，如图乙所示。
（1）完成本实验的基本要求是 （填正确答案标号）。
A．在等温条件下操作
B．封闭气体的注射器密封良好
C．必须弄清所封闭气体的质量
D．气体的压强和体积必须用国际单位
（2）理论上由图线分析可知，如果该图线 ，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
（3）若实验操作规范、正确，则图线不过原点的原因可能是 。
13．实验室中有一灵敏电流计G，量程为100mA，内阻约为200Ω，现准备较为精确地测量该灵敏电流计的内阻，使用定值电阻将灵敏电流计改装后接入电路中，实验部分器材的参数如下：
A．蓄电池（电动势约为9V）
B．定值电阻
C．定值电阻
D．标准电流表A（量程0.3A）
E．电阻箱R（0~999.9Ω）
回答下列问题：
（1）较为准确地测量G的内阻，电路图应选择图 （选填“1”或“2”），定值电阻应选择 （选填“”或“”）
（2）开始实验，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关闭合，然后将开关拨向 （选填“1”或“2”），调节滑动变阻器，使电流表A的示数为I；然后将开关拨向另一端，调节电路中某元件，使得电流表示数仍为I。
（3）实验结束后，电阻箱的示数为，则灵敏电流计的内阻为 （用题中所给符号表示）。
四、解答题（本大题共3小题，共36分）
14．如图所示，在匀强电场中建立直角坐标系xOy，y轴竖直向上，一质量为m、电荷量为＋q的微粒从x轴上的M点射出，方向与x轴夹角为θ，微粒恰能以速度v做匀速直线运动，重力加速度为g.
(1)求匀强电场场强E；
(2)若再叠加一圆形边界的匀强磁场，使微粒能到达x轴上的N点，M、N两点关于原点O对称，距离为L，微粒运动轨迹也关于y轴对称．已知磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向外，求磁场区域的最小面积S及微粒从M运动到N的时间t.
15．如图所示，一截面为半圆形的玻璃砖，O为圆心，直径AB等于2r，一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光垂直于A从空气射入玻璃砖，其中心光线过O点，光线在玻璃砖圆弧面未发生全反射，若光线射出玻璃砖时最大的折射角为60°，
（1）求玻璃折射率n；
（2）光屏MN上有一个半径为圆孔，正对玻璃砖圆心O，当光屏放在距O点多远时，从玻璃砖圆弧面出射的光线能全都通过圆孔？
16．如图，在倾角足够长的粗糙斜面上放一长、质量为、两端挡板厚度不计的U形盒子，在盒子底面右端靠近挡板处无初速度释放一质量为的光滑物块（可看做质点），物块与挡板碰撞时间极短且没有机械能损失。盒子与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，求：
（1）物块与盒子发生第一次碰撞后各自的速度大小；
（2）物块与盒子发生第一次碰撞后经过多长时间发生第二次碰撞；（结果可用根式表示）
（3）物块与盒子不再碰撞时，盒子的位移。
【参考答案】
1．C
【详解】A．设竹竿与水平方向夹角为，两竹竿对砖块弹力的夹角为，砖块在垂直运动方向受力如图
根据平衡条件有
仅将两竹竿间距减少一些，不变，竹竿对砖的弹力不变，故A错误；
B．竹竿对砖的摩擦力为
不变，则摩擦力不变，故B错误；
C．沿运动方向，根据牛顿第二定律有
、不变，则砖块下滑的加速度不变，故C正确；
D．根据位移公式有
解得
竹竿的长度不变，砖块的加速度不变，可知砖块滑动底端的时间不变，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．当电键K断开后，用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时，光电管还是会由光电子逸出，光电子逸出表面时有初动能，会到达阳极与电流计和电压表形成回路，形成电流，所以A错误；
B．由图可知，光电管接的是反向电压，当电压表的示数大于或等于0.8V时，电流表读数为0，说明此时没有光电子到达阳极，即0.8V是遏止电压，由
可知，光电子的最大初动能是0.8eV，不是所有光电子的初动能都是0.8eV，所以B错误；
C．由爱因斯坦的光电效应方程，可得光电管阴极的逸出功为
所以C正确；
D．由C选项可知，阴极的逸出功为2.2eV，而要想发生光电效应，要求入射光的能量大于逸出功，所以当用能量为1.5eV的光子照射时，不会由光电子逸出，不会形成光电流，所以D错误。
故选C。
3．D
【详解】A．根据万有引力提供向心力，即
可得
火星绕太阳公转的线速度小于地球绕太阳公转的线速度，故A错误；
B．根据开普勒第三定律
可知火星的公转轨道半长轴比地球大，其公转周期比地球大，故B错误；
CD．设地球绕太阳的公转周期为T，火星绕太阳的公转周期为T′，相邻两次火星冲日时间为t，则
解得
则下一次火星冲日一定发生在2023年12月8日之后，故C错误，D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．如图，振幅为12cm，周期为1.6s。振子的振动方程为
则时
故A错误；
B．时，振子在OB之间，速度方向由B指向O；时，振子在A点，速度为零，故B错误；
C．时，振子在O点向A点运动，速度方向向左，故C正确；
D．到时间内，振子的位移增大，速度减小；到时间内，振子的位移减小，速度增大，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．小球弹簧接触后，开始时弹力小于重力，加速度向下，随弹力的增加，加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，然后弹力大于重力，加速度向上，随弹力的增加，加速度向上增大，则小球先做加速度减小的变加速运动，到最低点时加速度向上最大，选项A错误；
B．当弹簧压缩量时，弹力等于重力，此时加速度为零，速度最大，小球的动能最大，选项B正确；
C．在小球压缩弹簧的过程中，弹簧弹性势能一直增大，选项C错误；
D．小球的整个下落过程，其重力势能一直减小，未接触弹簧时，机械能不变，接触弹簧后，弹力做负功，机械能减小，选项D错误。
故选B。
6．A
【详解】A．斜面体运动之前，弹簧形变量未变，故弹簧测力计的示数保持不变，A正确；
B．弹簧测力计的示数为绳子拉力大小，绳子拉力大小等于物块重力沿斜面向下的分力，B错误；
C．斜面运动之前，竖直方向受力不会改变，故地面对斜面的支持力不变，C错误；
D．斜面光滑，斜面对物块没有摩擦，D错误。
故选A。
7．D
【详解】A．穿过线圈的磁通量的变化量为
故A错误；
B．通过电阻R的电荷量为
故B错误；
C．从图示位置开始计时通过电阻R上的瞬时电流最大，表达式为
故C错误；
D．电阻R上所产生的热量
故D正确。
故选D。
8．BC
【详解】A B．从图中的A点运动到B点，且钾离子带正电，故电场力对钾离子做正功，其电势能减小，电场线从A到B，沿电场线电势降低，所以A点电势大于B点电势，故A错误，B正确；
C D．由动能定理有
知若膜电位不变时，即电压U不变时，钾离子进入细胞内的速度不变，电压U增加时，速度增大，故C正确，D错误。
故选BC。
9．AD
【详解】AB．第一次抛出过程，竖直方向有
可得第一次抛出的飞镖在空中运动的时间为
水平方向有
解得第一次抛出飞镖的初速度为
则第一次抛出的飞镖落到P点时的速度大小为
故A正确，B错误；
C．第二次抛出过程，有
联立解得第二次抛出飞镖时飞镖的初速度大小为
故C错误；
D．由
联立解得
P、Q点间的距离为
故D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】A．根据右手定则可知，通过金属棒ab的电流方向为，根据安培定则可知过金属棒ab受到的安培力水平向右，则由平衡关系可知
可得
故A正确；
B．感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
联立可得
故B错误；
C．金属棒匀速运动时，灯泡中的电流为
则电动机的电流为
电动机的输出功率为
故C正确；
D．金属棒匀速运动时，金属棒ab的热功率为
故D错误。
故选AC。
11． C 不同 B B
【详解】（1）[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法。
故选C。
（2）[2]探究向心力与角速度之间的关系时，要让两球质量和圆周半径相同而角速度不等，故应选择半径不同两个塔轮；
[3]为保证半径相同，应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C。
故选B。
（3）[4]两个小球所受的向心力的比值为1：9，根据公式
可得角速度之比为1：3。
故选B。
12． AB/BA 为过坐标原点的倾斜直线 传感器与注射器间有气体
【详解】（1）[1]A．本实验用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，则必须在等温条件下进行，故A正确；
B．本实验是研究一定量的气体在等温条件下压强和体积之间的关系，则必须保证在实验过程中封闭气体的注射器不漏气，若漏气就失去了研究的意义，故B正确；
C．实验采用的是控制变量法，只要定质量，即保证气体的质量一定就可以，不必必须弄清所封闭气体的质量，故C错误；
D．研究在一定质量的气体在温度不变的情况下气体的压强和体积之间的关系，研究的是比列关系，单位无须统一为国际单位，故D错误。
故选AB。
（2）[2]根据理想气体的状态方程
可知，若通过实验数据做出的图线是过坐标原点的直线，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比。
（3）[3]若实验操作规范、正确，而图线不过原点，则该图线的方程为
说明试管中气体的体积小于实际封闭的气体的体积，结合实验器材可知，截距b代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
13． 2 1
【详解】（1）[1]标准电流表A的量程为0.3A，灵敏电流计G，量程为100mA，即0.1A，为了减小误差，方便实验操作，应与电流计并联一个小电阻，改装成量程为0.3A的电流表，故应选择图2所示电路图；
[2]根据串并联电路的特点，需要并联的电阻阻值为
故定值电阻应选择；
（2）[3]开始实验，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关闭合，然后将开关拨向“1”，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为I；然后将开关拨向另一端，调节电路中电阻箱R的阻值，使得电流表示数仍为I。
（3）[4]由（2）知道，实验结束后，电阻箱的示数为，则此时电阻箱的阻值满足
可得灵敏电流计的内阻为
14．(1)，方向竖直向上；(2)，
【详解】（1）当微粒在电场中做匀速直线运动时，它所爱的电场力与重力平衡，有
qE－mg=0
解得
方向竖直向上。
（2）微粒在磁场中运动，由洛仑兹力和向心力公式得
解得
如图所示，当PQ为圆形磁场的直径时，圆形磁场面积最小
由几何知识可得
r=Rsinθ
其面积
又由圆周运动规律可得
根据几何关系可知偏转角为2θ，则在磁场中运动的时间
又
且有
故微粒从M运动到N的时间
15．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，由几何关系可知，从玻璃射出时，最大入射角为30°，此时，对应的折射角为60°，则玻璃折射率为
（2）根据题意可知，当光屏MN放在如图位置时，从玻璃砖圆弧面出射的光线能全都通过圆孔，如图所示
根据几何关系可得
MN距点的距离为，则MN距O点的距离为
同理，根据题意可知，当光屏MN放在如图位置时，从玻璃砖圆弧面出射的光线能全都通过圆孔，如图所示
有几何关系可得，MN距O点的距离为
则当光屏放在距O点距离的取值范围为
时，从玻璃砖圆弧面出射的光线能全都通过圆孔。
16．（1）2m/s，8m/s；（2）；（3）18m
【详解】（1）物块下滑，第一次碰撞前做匀加速运动，根据牛顿第二定律得
2mgsinθ=2ma
解得
a=gsinθ=10×0.6m/s2=6m/s2
开始时因为
盒子在斜面上静止，根据速度与位移关系，得物块与盒子发生第一次碰撞前的速度为
第一次碰撞满足动量守恒和机械能守恒，则有
2mv=2mv1+mv2
联立代入数据解得
v1=2m/s
v2=8m/s
（2）第一次碰撞后盒子做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
mgsinθ-μ（3mg）csθ=ma′
代入数据解得
a′=-14m/s2
物块与盒子速度相等时有
v2+a′t0=v1+at0
代入数据解得t0＝0.3s
此时盒子与物块的位移差为
故共速前两者不会相碰，共速后两者继续之前的运动形式，物块相对盒子下滑。
设第一次碰撞后盒子减速到零的时间为t1，则有
第一次碰撞后盒子减速到零的位移为
第一次碰撞后物块在t1时间内的位移为
因x2＜x1，故在盒子停止运动之前两者未相撞。
第一次碰撞后物块只要下滑位移就会与盒子发生第二次碰撞，设所需时间为t，则有
代入数据解得
（3）物块与盒子发生的是弹性碰撞，分析可知物块与盒子只要运动就一定会碰撞，当物块与盒子均静止时就不再发生碰撞，设盒子下滑的距离为s，根据能量守恒得
代入数据解得
s=18m
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
C
B
A
D
BC
AD
AC