资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩4页未读，
继续阅读
2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题（原卷版+解析版）
展开
这是一份2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题原卷版docx、2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共34页， 欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：全部高考内容
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场（方向未知），一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示，由于空气阻力的作用，使得粒子的轨迹不是圆周，假设粒子运动过程中的电荷量不变。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的运动方向为
B. 粒子所受的洛伦兹力大小不变
C. 粒子在b点的洛伦兹力方向沿轨迹切线方向
D. 磁场的方向垂直纸面向里
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于空气阻力做负功，粒子运动过程中速率逐渐减小，由
得
所以粒子运动的轨道半径逐渐减小，粒子的运动方向为，A错误；
B．由公式可知粒子所受的洛伦兹力逐渐减小，B错误；
C．粒子所受的洛伦兹力与速度方向垂直，方向指向弯曲轨迹的内侧，所以粒子在b点的洛伦兹力并不沿切线方向，C错误；
D．由左手定则可知匀强磁场的方向垂直纸面向里，D正确。
故选D。
2. 如图所示为远距离输电的示意图，图中的为升压变压器，为降压变压器，变压器的原线圈接电压恒定的交流电源。为了提高输电效率，在输电电路中接入整流器（将交流整流为直流）和逆变器（将直流逆变为交流），用户增多时相当于滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，则下列说法正确的是（ ）
A. 用户得到的是交流电
B. 高压输电的目的是为了增加输电电流
C. 用户增多时，输电电流减小
D. 用户增多时，输电线上损失的电压减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．由变压器的工作原理可知，变压器原线圈的电压为交流电，因此电流到达降压变压器前接入的为逆变器，即将直流变为交流，所以用户得到的是交流电，故A正确；
B．高压输电的目的是为了减小能耗，即减小输电线上电流，故B错误；
C．用户增多时，消耗的总功率增大，则降压变压器副线圈的电流增大，由变压器的工作原理可知，输电电流增加，故C错误；
D．由可知，用户增多时，输电线上损失的电压增大，故D错误。
故选A。
3. 大量处在激发态n的氢原子向基态跃迁时能向外辐射三种波长不同的光子，三种光子的波长分别为、、，且有，波长为的光能使某种金属发生光电效应现象。则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 波长为的光一定能使该金属发生光电效应现象
C.
D. 三种光复合而成的细光束由玻璃射入空气，入射角由0°逐渐增大时，波长为的光先发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A．大量氢原子跃迁时向外辐射的光子种类为
解得
A错误；
B．由公式
可知
又
则有
光电效应的产生条件是入射光的频率大于金属的极限频率，的光能使某种金属发生光电效应现象，的光一定能使该金属发生光电效应现象，B正确：
C．由跃迁规律可知，光子的能量一定等于光子、的能量之和，则有
则
C错误；
D．由以上分析可知，三种光折射率关系为
由临界角公式
可知三种光的临界角关系为
所以最先发生全反射的是波长为的光，D错误。
故选B
4. 如图甲所示为一列向右传播的简階横波上的两质点m、n，两质点之间的距离为，m、n两质点的振动图像分别如图乙、如图丙所示，已知波长。下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为
B. 波速为
C. 从时刻起内质点m通过的路程为
D. 从时刻起内质点n通过的路程为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图丙可知该机械波的周期为
振幅为
时刻质点m向下振动.且，质点n正在平衡位置向上振动，则m、n两点平衡位置的间距为
又
当时
时
（舍掉）
故A错误；
B．由公式
可得
故B正确；
C．从时刻起内质点m通过的路程为
故C错误；
D．从时刻起内质点n通过的路程等于一个振幅，即
故D错误。
故选B。
5. 2024年2月10日贵州发生200多起森林火灾，经过各方的扑救，终于在2月22日全部扑灭。在利用灭火直升机灭火时，直升机从A地出发，在B地取完水后飞到着火点C灭火，取水前桶的重力为，取水后桶和桶中水的总重力为。如图所示，假设直升机取水前后始终沿水平方向匀速运动，且桶始终受到与运动方向相反的恒定的水平风力，桶与灭火直升机始终保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 取水前绳子对桶的拉力大小可能等于风力的大小
B. 取水前绳子与竖直方向的夹角等于取水后夹角的30倍
C. 取水前绳子与竖直方向夹角的正切值等于取水后夹角正切值的30倍
D. 取水后重力与绳子拉力的合力大于取水前重力与绳子拉力的合力
【答案】C
【解析】
【详解】A．以桶为研究对象，受力分析如图所示，取水前，绳子的拉力大小为
故A错误；
BC．取水前后，设绳子与竖直方向的夹角分别为、，由力的平衡条件可知
，
解得
故B错误，C正确；
D．桶在三个力的作用下平衡，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，因此桶的重力与绳子拉力的合力大小等于风力，所以取水后重力与绳子拉力的合力等于取水前重力与绳子拉力的合力，故D错误。
故选C。
6. 已知一个星球x的密度与地球的密度相同，星球x与地球的半径之比为，假设卫星A与卫星B分别绕地球和星球x做匀速圆周运动，且两卫星的轨道半径相同，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星A与卫星B的加速度大小之比为
B. 卫星A与卫星B的线速度大小之比为
C. 卫星A与卫星B的环绕周期之比为
D. 地球与星球x的第一宇宙速度之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．星球的质量为
卫星环绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
联立得
则卫星A与卫星B加速度大小之比为，故A错误；
B．由
得
则卫星A与卫星B的线速度大小之比为，故B错误；
C．由万有引力公式可知
可知卫星A与卫星B的环绕周期之比为，故C正确；
D．已知
可得当时环绕速度最大，该速度为第一宇宙速度，此时
地球与星球x的第一宇宙速度之比为，故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长为的正方形，棱镜高为，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源，已知该材料的折射率为，且只有上表面为光学面，图乙为俯视图，图丙为过S、O两点的剖面图，则上表面被照亮的区域面积（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面）为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知，材料的折射率为，则由公式
代入得
光由该材料射向空气时发生全反射的临界角为，过S点作出圆的切线，切点为a，如图所示
则由几何关系得，该光线不能从弧面射出但能从上表面射出，出射点为b，则
作出刚好从上表面射出的光线，出射点为d，则
从上向下看上表面被照亮的区域为环形，其面积为
作出刚好从弧面射出的临界光线，出射点为c，则，在中由正弦定理得
代入得
又由余弦定理得
代入得
过c点作的垂线，垂足为e，则
代入得
从上向下看弧形面被照亮的区域面积为
所以俯视看棱镜被照亮的区域面积为
D正确；
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2024年2月5日，在斯诺克德国大师赛决赛，特鲁姆普以10-5战胜斯佳辉获得冠军，如图甲所示。简易图如图乙所示，特鲁姆普某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直线运动。蓝球经的时间向前运动刚好（速度为0）落入袋中，而白球沿同一方向运动停止运动，已知两球的质量相等，碰后以相同的加速度做匀变速直线运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰（内力远大于外力），则下列说法正确的是（ ）
A. 由于摩擦不能忽略，则碰撞过程动量不守恒
B. 碰后蓝球与白球的速度之比为
C. 碰撞前白球的速度大小为
D. 该碰撞为弹性碰撞
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意两球碰撞的时间极短，碰撞过程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩擦力远远小于内力，所以该碰撞过程的动量守恒，A错误；
B．碰后，蓝球做匀减速直线运动且刚好落入袋内，由匀变速直线运动的规律得蓝球碰后瞬间的速度为
又两球的加速度大小相等，则由公式得
解得碰后瞬间白球的速度大小为
则碰后蓝球与白球的速度之比为，B正确；
C．碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，则
代入数据解得
C正确；
D．两球碰前的动能为
两球碰后的总动能为
由于
所以该碰撞过程有机械能损失，即该碰撞为非弹性碰撞，D错误。
故选BC。
9. 虚线间存在如图所示的电场，虚线左侧的匀强电场与水平虚线间的夹角为，一比荷为k的带正电的粒子由水平虚线上的A点静止释放，经过一段时间由竖直虚线的B（图中未画出）点进入虚线右侧竖直向下的匀强电场（未知），最终粒子由水平虚线的C（图中未画出）点离开电场，离开电场瞬间的速度与水平虚线的夹角为。已知、电场强度，不计粒子的重力，，。则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. 粒子由A到C的时间为D. A、C两点的电势差为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．粒子由A点静止释放，粒子在中做匀加速直线运动，A、B两点间的距离为
，
又
则该过程由动能定理得
解得
粒子由B到C的过程做类斜抛运动，粒子在水平方向做匀速直线运动，速度为
在竖直方向做类竖直上抛运动，初速度为
由题意粒子在C点的速度与虚线的夹角为，设竖直方向的速度为，则由
解得
在竖直方向上由牛顿第二定律得
由速度公式得
又由位移公式得
解得
，
故A错误；
B．O、C两点间的距离为
整理得
故B错误；
C．粒子由A到B的时间为
解得
所以粒子由A到C的总时间为
故C正确；
D．粒子在C点的速度为
粒子由A到C的过程由动能定理得
解得
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示的光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形导体框ABCD，四条平行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线1，2间，虚线3、4间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。已知虚线1、2间（称区域Ⅰ）、虚线2、3间、虚线3、4间（称区域Ⅱ）的距离分别为L、、L，开始导体框的CD边与虚线1重合，0时刻给导体框水平向右的瞬时冲量Ⅰ，最终导体框的AB边与虚线4重合时，导体框的速度刚好减为零，则下列说法正确的是（ ）
A. 导体框进入区域Ⅰ和离开区域Ⅱ过程中的电流方向相反
B. 导体框在从离开区域Ⅰ到刚进入区域Ⅱ所用的时间为
C. 导体框刚要开始离开区域Ⅱ瞬间的加速度大小为
D. 导体框经过区域Ⅰ和区域Ⅱ的过程中，产生的焦耳热之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，导体框进入区域Ⅰ的过程，从上向下看导体框中的电流沿顺时针方向，导体框离开区域Ⅱ的过程，从上向下看导体框中的电流沿顺时针方向。故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
又
综合可得
可得
设CD边刚进入区域Ⅰ时，导体框的速度为，设导体框离开区域Ⅰ时，导体框的速度为，导体框在区域Ⅰ中运动时由动量定理有
导体框在区域Ⅱ中运动时有
由以上解得
，
导体框在从离开区域Ⅰ到刚进入区域Ⅱ的过程以做匀速直线运动，位移为L，运动时间为
故B正确；
C．导体框从刚要进入区域Ⅱ到刚要离开区域Ⅱ的过程，设此时导体框的速度为，则由
导体框进区域Ⅱ的过程有
解得
由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
由牛顿第二定律导体框加速度为
解得
故C正确；
D．由能量守恒定律，导体框经过区域Ⅰ产生的热量为
导体框经过区域Ⅱ产生的热量为
又
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组的同学利用了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验时，该小组的同学完成了如下操作
a.测量滑块和遮光条的总质量M以及所挂钩码的质量m；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.调整气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨的左端，并组装实验装置；
d.在细绳的左端挂上一个钩码，将滑块从气垫导轨的右端合适的位置由静止释放，测量释放点到光电门的距离L；
e.记录滑块经过光电门时遮光条的挡光时间；
f.改变释放点到光电门的距离L，重复步骤d，e，f，记录多组实验数据L和。
（1）实验时，应选用____（选填“较宽”或“较窄”）的遮光条，操作b中，游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光条的宽度____；
（2）滑块经过光电门瞬间的速度____（用以上的测量量表示）。
（3）利用记录的多组实验数据，描绘了的图像，图像的斜率为k，若重力加速度____。则系统的机械能守恒。
【答案】（1） ①. 较窄 ②. 1.30
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1]为了减小实验误差，要求滑块经过光电门时挡光时间越短越好，因此实验时应选择较窄的遮光条；
[2]由游标卡尺读数规则可知遮光条的宽度为
【小问2详解】
滑块经过光电门时挡光时间极短，滑块经过光电门的瞬时速度近似等于挡光时间内的平均速度，即为
【小问3详解】
若钩码和滑块组成的系统机械能守恒，滑块从释放到经过光电门的过程中，有
整理得
则有
若系统的机械能守恒，重力加速度为
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图，完成了电源电动势和内阻的测量，图甲由电阻箱、未知电阻、待测电源以及电键构成。
（1）实验时，该实验小组的同学将多用电表的旋钮扳到直流电压挡位（对电路影响可忽略），然后将______（选填“红”或“黑”）表笔固定在接线柱1，另一表笔与接线柱2相连接，读出多用电表的示数，同时读出电阻箱的示数；保持电阻箱的阻值不变，将另一表笔由接线柱2换接到接线箱柱3，读出多用电表的示数U，该次读数如图乙所示，则______；由以上可知未知电阻的阻值______（用以上测量的量表示）；
（2）定值电阻的阻值用表示，为了测量电源的电动势和内阻，将另一表笔与接线柱2相连接，改变电阻箱的阻值R，同时读出多用电表的示数U，现以和为坐标轴，描绘出图像如图丙所示，图中的坐标值为已知量，且图线的斜率为k，则该电源的电动势为______、电源的内阻为______。
【答案】（1） ①. 黑 ②. ③.
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表的电流方向，应为“红入黑出”，因此黑表笔应与接线柱1相连接。
[2]由多用电表电压挡的读数规则可知，选用的直流电压挡，其分度值为，则图乙所示的读数应为。
[3]接线柱接2时，由欧姆定律有
接线柱接3时，由欧姆定律有
解得
【小问2详解】
[1][2]调节电阻箱阻值R，记下此时多用电表的示数U，不考虑多用电表对电路的影响，由闭合电路的欧姆定律得
结合图丙整理得
则由
解得
又
解得
13. 玉龙雪山位于云南省丽江市，是我国最南的雪山，也备受旅行爱好者的关注，由于玉龙雪山的海拔比较高，旅行者登山时，往往会带上几个氧气袋。已知某储存有氧气的容器容积为，开始时封闭的氧气压强为，用该容器向容积为的真空氧气瓶充入氧气，假设氧气可视为理想气体，充气过程中氧气不泄漏，假设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求：
（1）若每个氧气瓶充满气体后压强均为，则可以分装多少个氧气瓶？
（2）若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同，则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设能分装n个氧气瓶，则以容器内开始的气体为研究对象，由玻意耳定律得
代入数据解得
（2）第1个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
同理，第2个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
同理，第3个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
由此可推出第10个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
则
代人数据解得
14. 如图所示，可视为质点的滑块A、B、带有光滑圆弧轨道的物体C放在水平轨道上，其中滑块B放在水平轨道的O点，圆弧的半径为，圆弧的最低点与水平轨道相切。某时刻，给滑块A一向右的瞬时冲量，经过一段时间A与B发生碰撞，最终滑块B冲上物体C，上升的最大高度为。已知A、B、C的质量分别为、、，重力加速度，一切摩擦均可忽略不计。求：
（1）滑块A、B碰撞过程损失的机械能；
（2）仅改变物体C的质量，欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则物体C的质量满足的条件。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）给滑块A一瞬时冲量时，滑块A的速度大小为，由动量定理得
解得
设碰后滑块B的速度大小为，又由题意可知滑块B上升的最大高度大于圆弧轨道的半径，则滑块B在最高点时与物体C具有相同的水平速度，由水平方向动量守恒得
对B、C由机械能守恒定律得
解得
，
设碰后A的速度为，对A、B碰撞的过程有
解得
滑块A、B因碰撞而损失的能量为
代入数据解得
（2）设滑块B再次返回到物体C底端的速度为，对滑块B和物体C组成的系统，在整个相互作用过程中由水平方向动量守恒以及机械能守恒定律得
，
解得
欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则
解得
欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则应满足的条件为
解得
则物体C质量所满足的条件为
15. 如图所示的足够大的长方体空间被两竖直的虚线平面分成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中区域Ⅰ、Ⅲ中分别存在水平向右和水平向左的匀强电场，电场强度的大小均为E，区域Ⅱ中存在竖直向上的匀强磁场。O点为区域Ⅰ内的点，O点到右侧第一竖直虚线平面的距离为d，两虚线平面之间的距离为，一比荷为k的带正电的粒子由O点静止释放，依次经过两虚线平面上的两点，两点之间的距离为，忽略粒子的重力。求：
（1）区域Ⅱ中磁感应强度的大小；
（2）粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面时，两点之间的距离；
（3）若粒子的释放点O向左平移后由静止释放，粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面的时间间隔。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）结合题意作出粒子的运动轨迹，如图甲所示，粒子在区域Ⅰ中运动时，由动能定理得
解得
又由以及两虚线平面之间的距离为可知
为正三角形，所以粒子在区域Ⅱ中运动的轨道半径为
又
得
解得
（2）粒子进入区域Ⅲ后做类斜抛运动，水平方向先向右减速再向左加速，向外方向做匀速直线运动，粒子在C点的水平分速度为
向外分速度为
又由牛顿第二定律
得
则粒子由C到D的时间为
又
解得
由类斜抛运动的对称性可知，粒子在D点的速度大小仍为
则粒子再次回到区域Ⅱ的轨道半径仍为
则粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面时，两点之间的距离为
解得
（3）如图乙，若粒子的释放点O向左平移后由静止释放，粒子在区域Ⅰ中运动时，由动能定理得
解得
粒子在区域Ⅱ中，由
得
由几何关系可知粒子在区域Ⅱ中的轨迹所对应的圆心角满足
则
粒子由A到P的时间为
结合（2）的解析可知粒子在区域Ⅲ中的运动时间为
又
由对称性可知，粒子由Q到M的时间为
又
所以粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面的时间间隔为
由以上解得
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：全部高考内容
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场（方向未知），一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示，由于空气阻力的作用，使得粒子的轨迹不是圆周，假设粒子运动过程中的电荷量不变。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的运动方向为
B. 粒子所受的洛伦兹力大小不变
C. 粒子在b点的洛伦兹力方向沿轨迹切线方向
D. 磁场的方向垂直纸面向里
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于空气阻力做负功，粒子运动过程中速率逐渐减小，由
得
所以粒子运动的轨道半径逐渐减小，粒子的运动方向为，A错误；
B．由公式可知粒子所受的洛伦兹力逐渐减小，B错误；
C．粒子所受的洛伦兹力与速度方向垂直，方向指向弯曲轨迹的内侧，所以粒子在b点的洛伦兹力并不沿切线方向，C错误；
D．由左手定则可知匀强磁场的方向垂直纸面向里，D正确。
故选D。
2. 如图所示为远距离输电的示意图，图中的为升压变压器，为降压变压器，变压器的原线圈接电压恒定的交流电源。为了提高输电效率，在输电电路中接入整流器（将交流整流为直流）和逆变器（将直流逆变为交流），用户增多时相当于滑动变阻器的滑动触头P向上滑动，则下列说法正确的是（ ）
A. 用户得到的是交流电
B. 高压输电的目的是为了增加输电电流
C. 用户增多时，输电电流减小
D. 用户增多时，输电线上损失的电压减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．由变压器的工作原理可知，变压器原线圈的电压为交流电，因此电流到达降压变压器前接入的为逆变器，即将直流变为交流，所以用户得到的是交流电，故A正确；
B．高压输电的目的是为了减小能耗，即减小输电线上电流，故B错误；
C．用户增多时，消耗的总功率增大，则降压变压器副线圈的电流增大，由变压器的工作原理可知，输电电流增加，故C错误；
D．由可知，用户增多时，输电线上损失的电压增大，故D错误。
故选A。
3. 大量处在激发态n的氢原子向基态跃迁时能向外辐射三种波长不同的光子，三种光子的波长分别为、、，且有，波长为的光能使某种金属发生光电效应现象。则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 波长为的光一定能使该金属发生光电效应现象
C.
D. 三种光复合而成的细光束由玻璃射入空气，入射角由0°逐渐增大时，波长为的光先发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A．大量氢原子跃迁时向外辐射的光子种类为
解得
A错误；
B．由公式
可知
又
则有
光电效应的产生条件是入射光的频率大于金属的极限频率，的光能使某种金属发生光电效应现象，的光一定能使该金属发生光电效应现象，B正确：
C．由跃迁规律可知，光子的能量一定等于光子、的能量之和，则有
则
C错误；
D．由以上分析可知，三种光折射率关系为
由临界角公式
可知三种光的临界角关系为
所以最先发生全反射的是波长为的光，D错误。
故选B
4. 如图甲所示为一列向右传播的简階横波上的两质点m、n，两质点之间的距离为，m、n两质点的振动图像分别如图乙、如图丙所示，已知波长。下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为
B. 波速为
C. 从时刻起内质点m通过的路程为
D. 从时刻起内质点n通过的路程为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图丙可知该机械波的周期为
振幅为
时刻质点m向下振动.且，质点n正在平衡位置向上振动，则m、n两点平衡位置的间距为
又
当时
时
（舍掉）
故A错误；
B．由公式
可得
故B正确；
C．从时刻起内质点m通过的路程为
故C错误；
D．从时刻起内质点n通过的路程等于一个振幅，即
故D错误。
故选B。
5. 2024年2月10日贵州发生200多起森林火灾，经过各方的扑救，终于在2月22日全部扑灭。在利用灭火直升机灭火时，直升机从A地出发，在B地取完水后飞到着火点C灭火，取水前桶的重力为，取水后桶和桶中水的总重力为。如图所示，假设直升机取水前后始终沿水平方向匀速运动，且桶始终受到与运动方向相反的恒定的水平风力，桶与灭火直升机始终保持相对静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 取水前绳子对桶的拉力大小可能等于风力的大小
B. 取水前绳子与竖直方向的夹角等于取水后夹角的30倍
C. 取水前绳子与竖直方向夹角的正切值等于取水后夹角正切值的30倍
D. 取水后重力与绳子拉力的合力大于取水前重力与绳子拉力的合力
【答案】C
【解析】
【详解】A．以桶为研究对象，受力分析如图所示，取水前，绳子的拉力大小为
故A错误；
BC．取水前后，设绳子与竖直方向的夹角分别为、，由力的平衡条件可知
，
解得
故B错误，C正确；
D．桶在三个力的作用下平衡，则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，因此桶的重力与绳子拉力的合力大小等于风力，所以取水后重力与绳子拉力的合力等于取水前重力与绳子拉力的合力，故D错误。
故选C。
6. 已知一个星球x的密度与地球的密度相同，星球x与地球的半径之比为，假设卫星A与卫星B分别绕地球和星球x做匀速圆周运动，且两卫星的轨道半径相同，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星A与卫星B的加速度大小之比为
B. 卫星A与卫星B的线速度大小之比为
C. 卫星A与卫星B的环绕周期之比为
D. 地球与星球x的第一宇宙速度之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．星球的质量为
卫星环绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
联立得
则卫星A与卫星B加速度大小之比为，故A错误；
B．由
得
则卫星A与卫星B的线速度大小之比为，故B错误；
C．由万有引力公式可知
可知卫星A与卫星B的环绕周期之比为，故C正确；
D．已知
可得当时环绕速度最大，该速度为第一宇宙速度，此时
地球与星球x的第一宇宙速度之比为，故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示为某透明介质材料制成的长方体棱镜，上下两面为边长为的正方形，棱镜高为，S，O分别为上下面的中心，在上表面挖走一个以O点为球心、R为半径的半球，在S处放置一点光源，已知该材料的折射率为，且只有上表面为光学面，图乙为俯视图，图丙为过S、O两点的剖面图，则上表面被照亮的区域面积（俯视看半球内表面被照亮的部分可等效成水平面）为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知，材料的折射率为，则由公式
代入得
光由该材料射向空气时发生全反射的临界角为，过S点作出圆的切线，切点为a，如图所示
则由几何关系得，该光线不能从弧面射出但能从上表面射出，出射点为b，则
作出刚好从上表面射出的光线，出射点为d，则
从上向下看上表面被照亮的区域为环形，其面积为
作出刚好从弧面射出的临界光线，出射点为c，则，在中由正弦定理得
代入得
又由余弦定理得
代入得
过c点作的垂线，垂足为e，则
代入得
从上向下看弧形面被照亮的区域面积为
所以俯视看棱镜被照亮的区域面积为
D正确；
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2024年2月5日，在斯诺克德国大师赛决赛，特鲁姆普以10-5战胜斯佳辉获得冠军，如图甲所示。简易图如图乙所示，特鲁姆普某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直线运动。蓝球经的时间向前运动刚好（速度为0）落入袋中，而白球沿同一方向运动停止运动，已知两球的质量相等，碰后以相同的加速度做匀变速直线运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰（内力远大于外力），则下列说法正确的是（ ）
A. 由于摩擦不能忽略，则碰撞过程动量不守恒
B. 碰后蓝球与白球的速度之比为
C. 碰撞前白球的速度大小为
D. 该碰撞为弹性碰撞
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意两球碰撞的时间极短，碰撞过程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩擦力远远小于内力，所以该碰撞过程的动量守恒，A错误；
B．碰后，蓝球做匀减速直线运动且刚好落入袋内，由匀变速直线运动的规律得蓝球碰后瞬间的速度为
又两球的加速度大小相等，则由公式得
解得碰后瞬间白球的速度大小为
则碰后蓝球与白球的速度之比为，B正确；
C．碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，则
代入数据解得
C正确；
D．两球碰前的动能为
两球碰后的总动能为
由于
所以该碰撞过程有机械能损失，即该碰撞为非弹性碰撞，D错误。
故选BC。
9. 虚线间存在如图所示的电场，虚线左侧的匀强电场与水平虚线间的夹角为，一比荷为k的带正电的粒子由水平虚线上的A点静止释放，经过一段时间由竖直虚线的B（图中未画出）点进入虚线右侧竖直向下的匀强电场（未知），最终粒子由水平虚线的C（图中未画出）点离开电场，离开电场瞬间的速度与水平虚线的夹角为。已知、电场强度，不计粒子的重力，，。则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. 粒子由A到C的时间为D. A、C两点的电势差为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．粒子由A点静止释放，粒子在中做匀加速直线运动，A、B两点间的距离为
，
又
则该过程由动能定理得
解得
粒子由B到C的过程做类斜抛运动，粒子在水平方向做匀速直线运动，速度为
在竖直方向做类竖直上抛运动，初速度为
由题意粒子在C点的速度与虚线的夹角为，设竖直方向的速度为，则由
解得
在竖直方向上由牛顿第二定律得
由速度公式得
又由位移公式得
解得
，
故A错误；
B．O、C两点间的距离为
整理得
故B错误；
C．粒子由A到B的时间为
解得
所以粒子由A到C的总时间为
故C正确；
D．粒子在C点的速度为
粒子由A到C的过程由动能定理得
解得
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示的光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形导体框ABCD，四条平行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线1，2间，虚线3、4间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。已知虚线1、2间（称区域Ⅰ）、虚线2、3间、虚线3、4间（称区域Ⅱ）的距离分别为L、、L，开始导体框的CD边与虚线1重合，0时刻给导体框水平向右的瞬时冲量Ⅰ，最终导体框的AB边与虚线4重合时，导体框的速度刚好减为零，则下列说法正确的是（ ）
A. 导体框进入区域Ⅰ和离开区域Ⅱ过程中的电流方向相反
B. 导体框在从离开区域Ⅰ到刚进入区域Ⅱ所用的时间为
C. 导体框刚要开始离开区域Ⅱ瞬间的加速度大小为
D. 导体框经过区域Ⅰ和区域Ⅱ的过程中，产生的焦耳热之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，导体框进入区域Ⅰ的过程，从上向下看导体框中的电流沿顺时针方向，导体框离开区域Ⅱ的过程，从上向下看导体框中的电流沿顺时针方向。故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律得
又
综合可得
可得
设CD边刚进入区域Ⅰ时，导体框的速度为，设导体框离开区域Ⅰ时，导体框的速度为，导体框在区域Ⅰ中运动时由动量定理有
导体框在区域Ⅱ中运动时有
由以上解得
，
导体框在从离开区域Ⅰ到刚进入区域Ⅱ的过程以做匀速直线运动，位移为L，运动时间为
故B正确；
C．导体框从刚要进入区域Ⅱ到刚要离开区域Ⅱ的过程，设此时导体框的速度为，则由
导体框进区域Ⅱ的过程有
解得
由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
由牛顿第二定律导体框加速度为
解得
故C正确；
D．由能量守恒定律，导体框经过区域Ⅰ产生的热量为
导体框经过区域Ⅱ产生的热量为
又
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组的同学利用了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，实验时，该小组的同学完成了如下操作
a.测量滑块和遮光条的总质量M以及所挂钩码的质量m；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.调整气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨的左端，并组装实验装置；
d.在细绳的左端挂上一个钩码，将滑块从气垫导轨的右端合适的位置由静止释放，测量释放点到光电门的距离L；
e.记录滑块经过光电门时遮光条的挡光时间；
f.改变释放点到光电门的距离L，重复步骤d，e，f，记录多组实验数据L和。
（1）实验时，应选用____（选填“较宽”或“较窄”）的遮光条，操作b中，游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光条的宽度____；
（2）滑块经过光电门瞬间的速度____（用以上的测量量表示）。
（3）利用记录的多组实验数据，描绘了的图像，图像的斜率为k，若重力加速度____。则系统的机械能守恒。
【答案】（1） ①. 较窄 ②. 1.30
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1]为了减小实验误差，要求滑块经过光电门时挡光时间越短越好，因此实验时应选择较窄的遮光条；
[2]由游标卡尺读数规则可知遮光条的宽度为
【小问2详解】
滑块经过光电门时挡光时间极短，滑块经过光电门的瞬时速度近似等于挡光时间内的平均速度，即为
【小问3详解】
若钩码和滑块组成的系统机械能守恒，滑块从释放到经过光电门的过程中，有
整理得
则有
若系统的机械能守恒，重力加速度为
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图，完成了电源电动势和内阻的测量，图甲由电阻箱、未知电阻、待测电源以及电键构成。
（1）实验时，该实验小组的同学将多用电表的旋钮扳到直流电压挡位（对电路影响可忽略），然后将______（选填“红”或“黑”）表笔固定在接线柱1，另一表笔与接线柱2相连接，读出多用电表的示数，同时读出电阻箱的示数；保持电阻箱的阻值不变，将另一表笔由接线柱2换接到接线箱柱3，读出多用电表的示数U，该次读数如图乙所示，则______；由以上可知未知电阻的阻值______（用以上测量的量表示）；
（2）定值电阻的阻值用表示，为了测量电源的电动势和内阻，将另一表笔与接线柱2相连接，改变电阻箱的阻值R，同时读出多用电表的示数U，现以和为坐标轴，描绘出图像如图丙所示，图中的坐标值为已知量，且图线的斜率为k，则该电源的电动势为______、电源的内阻为______。
【答案】（1） ①. 黑 ②. ③.
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表的电流方向，应为“红入黑出”，因此黑表笔应与接线柱1相连接。
[2]由多用电表电压挡的读数规则可知，选用的直流电压挡，其分度值为，则图乙所示的读数应为。
[3]接线柱接2时，由欧姆定律有
接线柱接3时，由欧姆定律有
解得
【小问2详解】
[1][2]调节电阻箱阻值R，记下此时多用电表的示数U，不考虑多用电表对电路的影响，由闭合电路的欧姆定律得
结合图丙整理得
则由
解得
又
解得
13. 玉龙雪山位于云南省丽江市，是我国最南的雪山，也备受旅行爱好者的关注，由于玉龙雪山的海拔比较高，旅行者登山时，往往会带上几个氧气袋。已知某储存有氧气的容器容积为，开始时封闭的氧气压强为，用该容器向容积为的真空氧气瓶充入氧气，假设氧气可视为理想气体，充气过程中氧气不泄漏，假设氧气瓶的容积和环境的温度恒定。求：
（1）若每个氧气瓶充满气体后压强均为，则可以分装多少个氧气瓶？
（2）若每次给氧气瓶充满气体后两容器内封闭气体的压强相同，则充满10个氧气瓶后容器内剩余的气体的压强与开始时气体的压强之比为多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设能分装n个氧气瓶，则以容器内开始的气体为研究对象，由玻意耳定律得
代入数据解得
（2）第1个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
同理，第2个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
同理，第3个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
由此可推出第10个氧气瓶充满气体后，由玻意耳定律
得
则
代人数据解得
14. 如图所示，可视为质点的滑块A、B、带有光滑圆弧轨道的物体C放在水平轨道上，其中滑块B放在水平轨道的O点，圆弧的半径为，圆弧的最低点与水平轨道相切。某时刻，给滑块A一向右的瞬时冲量，经过一段时间A与B发生碰撞，最终滑块B冲上物体C，上升的最大高度为。已知A、B、C的质量分别为、、，重力加速度，一切摩擦均可忽略不计。求：
（1）滑块A、B碰撞过程损失的机械能；
（2）仅改变物体C的质量，欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则物体C的质量满足的条件。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）给滑块A一瞬时冲量时，滑块A的速度大小为，由动量定理得
解得
设碰后滑块B的速度大小为，又由题意可知滑块B上升的最大高度大于圆弧轨道的半径，则滑块B在最高点时与物体C具有相同的水平速度，由水平方向动量守恒得
对B、C由机械能守恒定律得
解得
，
设碰后A的速度为，对A、B碰撞的过程有
解得
滑块A、B因碰撞而损失的能量为
代入数据解得
（2）设滑块B再次返回到物体C底端的速度为，对滑块B和物体C组成的系统，在整个相互作用过程中由水平方向动量守恒以及机械能守恒定律得
，
解得
欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则
解得
欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则应满足的条件为
解得
则物体C质量所满足的条件为
15. 如图所示的足够大的长方体空间被两竖直的虚线平面分成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中区域Ⅰ、Ⅲ中分别存在水平向右和水平向左的匀强电场，电场强度的大小均为E，区域Ⅱ中存在竖直向上的匀强磁场。O点为区域Ⅰ内的点，O点到右侧第一竖直虚线平面的距离为d，两虚线平面之间的距离为，一比荷为k的带正电的粒子由O点静止释放，依次经过两虚线平面上的两点，两点之间的距离为，忽略粒子的重力。求：
（1）区域Ⅱ中磁感应强度的大小；
（2）粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面时，两点之间的距离；
（3）若粒子的释放点O向左平移后由静止释放，粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面的时间间隔。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）结合题意作出粒子的运动轨迹，如图甲所示，粒子在区域Ⅰ中运动时，由动能定理得
解得
又由以及两虚线平面之间的距离为可知
为正三角形，所以粒子在区域Ⅱ中运动的轨道半径为
又
得
解得
（2）粒子进入区域Ⅲ后做类斜抛运动，水平方向先向右减速再向左加速，向外方向做匀速直线运动，粒子在C点的水平分速度为
向外分速度为
又由牛顿第二定律
得
则粒子由C到D的时间为
又
解得
由类斜抛运动的对称性可知，粒子在D点的速度大小仍为
则粒子再次回到区域Ⅱ的轨道半径仍为
则粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面时，两点之间的距离为
解得
（3）如图乙，若粒子的释放点O向左平移后由静止释放，粒子在区域Ⅰ中运动时，由动能定理得
解得
粒子在区域Ⅱ中，由
得
由几何关系可知粒子在区域Ⅱ中的轨迹所对应的圆心角满足
则
粒子由A到P的时间为
结合（2）的解析可知粒子在区域Ⅲ中的运动时间为
又
由对称性可知，粒子由Q到M的时间为
又
所以粒子第一次、第二次通过左侧虚线平面的时间间隔为
由以上解得
相关试卷
2024届广西贺州市昭平县部分学校高三下学期一模物理试题（原卷版+解析版）： 这是一份2024届广西贺州市昭平县部分学校高三下学期一模物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届广西贺州市昭平县部分学校高三下学期一模物理试题原卷版docx、2024届广西贺州市昭平县部分学校高三下学期一模物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
2024届吉林省部分学校高三下学期4月质量检测（二模）物理试题（原卷版+解析版）： 这是一份2024届吉林省部分学校高三下学期4月质量检测（二模）物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届吉林省部分学校高三下学期4月质量检测二模物理试题原卷版docx、2024届吉林省部分学校高三下学期4月质量检测二模物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题： 这是一份2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题，文件包含物理pdf、物理参考答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共14页， 欢迎下载使用。
