2024届河北省高级中学高三4月第二次模拟考试物理试题

这是一份2024届河北省高级中学高三4月第二次模拟考试物理试题，共15页。

2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、在如图所示的变压器电路中，a、b端输入有效值为U的正弦式交变电压，原线圈电路中接有一个阻值为R0的定值电阻，副线圈电路中接有电阻箱R，变压器原副线圈的匝数比为1：3.若要使变压器的输出功率最大，则电阻箱的阻值为（ ）
A．9R0B．C．3R0D．
2、OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光（关于OO′）对称，从空气垂直射入棱镜底面 MN，在棱镜侧面 OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率
B．在棱镜中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度
C．a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验，a光束比b光束的中央亮条纹宽
D．a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验，a光束比b光束的条纹间距小
3、左手定则中规定大拇指伸直方向代表以下哪个物理量的方向（ ）
A．磁感强度B．电流强度C．速度D．安培力
4、关于近代物理的知识，下列说法正确的有（ ）
A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．铀核裂变的一种核反应方程为
C．中X为中子，核反应类型为β衰变
D．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
5、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek，与入射光频率v的关系图象。由图象可知错误的是（ ）
A．该金属的逸出功等于hv0
B．该金属的逸出功等于E
C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
D．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E
6、如图所示，一条质量分布均匀的柔软细绳平放在水平地面上，捏住绳的一端用恒力F竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度为v，重力势能为Ep(重力势能均取地面为参考平面)。若捏住绳的中点用恒力F竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度和重力势能分别为（ ）
A．v，EpB．，C．，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、下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大
C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化
D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小
E.一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
8、如图所示，航天器和卫星分别在同一平面内的1、2轨道上绕地球做匀速圆周运动，其半径分别为r、2r，速率分别为v1和v2。航天器运动到A点时突然加速到v3后沿曲线运动，其轨迹与轨道2交于B点，经过B点时速率和加速度分别为v4和a1，卫星通过B点时加速度为a2。已知地球的质量为M，质量为m的物体离地球中心距离为r时，系统的引力势能为（取物体离地球无穷远处引力势能为零），物体沿AB曲线运动时机械能为零。则下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为
9、如图所示，竖直放置的平行板电容器内除电场外还有图示的匀强磁场，从A板中点孔P向各个方向发射一批不同速度的带正电的微粒（考虑重力），则A到C的过程中
A．微粒一定不做匀变速运动
B．微粒一定做曲线运动
C．所有微粒到达C板时动能一定发生变化
D．所有微粒到达C板时机械能一定增大
10、如图所示，在真空中，某点电荷Q形成的电场中，a、b、c三个虚线圆分别表示电场中的三个等势面，它们的电势分别为45V、25V、15V。一粒子q带电荷量大小为0.1C，电性未知，在电场中的运动轨迹如图中实线KLMN所示。下列说法正确的是（ ）
A．场源电荷Q带负电
B．粒子q带正电
C．粒子q从K到L的过程中，克服电场力做功3J
D．粒子在距场源电荷最近的L处动能为零
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）图甲是某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验初始时刻的装置状态图，图乙是该同学得到一条用打点计时器打下的纸带。
(1)写出图甲中错误的地方__________________________。（至少写出两点）
(2)图甲中所示打点计时器应该用以下哪种电源___________。
A．交流4~6V B．交流220V
C．直流4~6V D．直流220V
(3)为完成“探究加速度与力、质量的关系”实验，除了图甲中装置外，还需要用到以下哪些装置___________。
A． B．
C． D．
(4)该装置还可用于以下哪些实验_____________。
A．探究小车速度随时间变化的规律实验
B．用打点计时器测速度实验
C．研究平抛运动的实验
D．探究做功与物体速度变化的关系实验
(5)图乙是打点计时器打出的点，请读出C点对应的刻度为___________cm，已知打点计时器的频率为50Hz，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度vC=_______m/s，由此纸带测得小车的加速度为a=______m/s2（最后两空计算结果均保留到小数点后面两位数字）。
12．（12分）为了测量一电压表V的内阻，某同学设计了如图1所示的电路。其中V0是标准电压表，R0和R分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电源。
(1)用笔画线代替导线，根据如图1所示的实验原理图将如图2所示的实物图连接完整______。
(2)实验步骤如下：
①将S拨向接点1，接通S1，调节___________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时___________的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节___________，使___________，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的___________，即为待测电压表内阻的测量值。
(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能的原因，请写出其中一种可能的原因：___________。
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）一半径为R10cm的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，MN为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖右侧射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为h6cm时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的传播速度为c3108 m/s，则：
(1)此玻璃的折射率为多少；
(2)若h 5cm，求光在玻璃砖中传播的时间。
14．（16分）如图所示，对角线MP将矩形区域MNPO分成两个相同的直角三角形区域，在直角三角形MNP区域内存在一匀强电场，其电场强度大小为E、向沿轴负方向，在直角三角形MOP区域内存在一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外（图中未画出）。一带正电的粒子从M点以速度沿轴正方向射入，一段时间后，该粒子从对角线MP的中点进入匀强磁场，并恰好未从轴射出。已知O点为坐标原点，M点在轴上，P点在轴上，MN边长为，MO边长为，不计粒子重力。求：
(1)带电粒子的比荷；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小。
15．（12分）如图所示，两个完全相同的长木板A、B靠在一起(不连接)放在光滑的水平面上，A、B的长均为L，质量均为m，一物块C，质量也为m，以初速度v0从A木板的左端滑上木板，最终刚好能滑到木板A的右端，重力加速度为g，物块与两长木板间的动摩擦因数相同，不计滑块C的大小。求：
（1）物块与长木板间的动摩擦因数μ；
（2）物块滑到A的右端时，再给C一个向右的瞬时冲量，使C的速度变为，试判断C会不会从B的右端滑出，要求写出判断的推理过程。
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
【解析】
理想变压器原线圈接有电阻，可运用等效电阻法把副线圈的电阻箱搬到原线圈上，则
得
而等效的全电路要使外电阻R效的功率最大，需要
满足可变电阻的功率能取最大值，解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
2、C
【解析】
AB．由光路图看出，光束在面上发生了全反射，而光束在面上没有发生全反射，而入射角相同，说明光的临界角小于光的临界角，由
分析得知，玻璃对光束的折射率小于光束的折射率，由
得知在玻璃砖中光的传播速度比光大，故AB错误；
C．由于玻璃对光的折射率小于光的折射率，则光的频率比光的低，光的波长比光的长，所以光比光更容易发生明显的衍射现象，用同样的装置分别做单缝衍射实验，光束比光束的中央亮条纹宽，故C正确；
D．根据条纹间距公式
可知双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以光束的条纹间距大，故D错误。
故选C。
3、D
【解析】
左手定则内容：张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指的方向与导体中电流方向的相同，大拇指所指的方向就是安培力的方向，故ABC错误，D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A. 比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A错误；
B. 铀核裂变的核反应方程中，反应物必须有中子，选项B错误；
C. 中X质量数为4电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项C错误；
D. 平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，平均结合能越大的原子核越稳定，平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时出现质量亏损，一定放出核能。故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
ABD．根据光电效应方程有
Ekm=hν－W0
其中W0为金属的逸出功，其中
W0=hν0
所以有
Ekm=hν－hν0
由此结合图象可知，该金属的逸出功为E或者W0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故ABD正确；
C．入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C错误。
此题选择错误的，故选C。
6、D
【解析】
重力势能均取地面为参考平面，第一次，根据动能定理有
第二次，根据动能定理有
联立解得，，故D正确，ABC错误。
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、BDE
【解析】
A．布朗运动是固体小微粒的运动，不是分子的运动，A错误；
B．温度升高，平均动能增大，但不是物体内所有分子的动能都增大，B正确；
C．根据热力学第二定律，内能可以不全部转化为机械能而不引起其他变化，理想热机的效率也不能达到100%，C错误；
D．根据分子势能和分子之间距离关系可知，当分子间距离等于分子间平衡距离时，分子势能最小，D正确；
E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，E正确。
故选BDE。
8、AD
【解析】
AB．在轨道1运动时的速度
在轨道2运动时的速度
即

从A到B由能量守恒关系可知

解得
则选项A正确，B错误；
C．在B点时由
可得
则
选项C错误；
D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为
选项D正确。
故选AD。
9、AD
【解析】
AB．粒子发射出来后受到竖直向下的重力，与速度垂直的洛伦兹力和水平向右的电场力作用，对于斜上右上射入的粒子，当速度满足一定条件时，可以使这三个力的合力为0，则粒子斜向上做匀速直线运动；若这三个力的合力不为0，则粒子速度变化，其洛伦兹力也发生变化，故粒子一定做非匀变速曲线运动，故A正确，B错误；
C．若粒子做匀速运动，则粒子到达C板时的动能不变，故C错误；
D．由于洛伦兹力不做功，到达C板的粒子电场力一定做正功，故机械能一定增大，故D正确；
故选AD。
10、BC
【解析】
A．因为a、b、c三个虚线圆电势分别为45V、25V、15V，说明场源电荷Q带正电，故A错误；
B．由粒子运动轨迹可知，粒子与场源电荷之间是斥力作用，粒子q带正电，故B正确；
C．粒子q从K到L的过程中，电势升高，电势差为30V，克服电场力做功为
故C正确；
D．由运动轨迹可以看出，粒子做曲线运动，在L处速度大小不可能为零，故D错误。
故选BC。
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、小车释放时距打点计时器过远；细线没有放在滑轮上；细线没有与木板平行 B BC ABD 11.00 0.60（0.59〜0.63均可） 1.35（1.30〜1.40均可）
【解析】
（1）[1]小车释放时距打点计时器过远、细线没有放在滑轮上、细线没有与木板平行均为错误操作；
（2）[2]图甲中是电火花计时器，电源应用交流电压220V，故选B；
（3）[3]题图甲中已经有了电火花计时器，故不再需要电磁打点计时器，故A错误；实验中需要测量小车质量及纸带点间距离，故要用到天平和刻度尺，故BC正确；题图甲中已经有钩码，不需要质量较大的砝码，故D错误，故选BC；
（4）[4]本装置不能做平拋运动实验，其他均可，故选ABD；
（5）[5][6][7]刻度尺分度值为1mm，故读数为11.00cm；
选C点前后点数据可得瞬时速度
前面的点抖动明显存在误差，选择后面的点计算
12、 标准电压表 标准电压表仍为U 平均值 电阻箱阻值不连接，电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化，电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。
【解析】
（1）电路连线如图；
（2）①将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电压表V0的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节R，使标准电压表V0仍为U，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的平均值，即为待测电压表内阻的测量值。
（3）原因：电阻箱阻值不连续；电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。
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、 (1)；(2)
【解析】
设此光线的临界角为C。
(1) 根据题意可知，当入射光线与O点的距离为h时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图
根据几何知识得
又
解得
(2)若h 5cm，光在MN圆弧面上的入射角
光在MN圆弧面上发生全反射，光路如图
光在玻璃砖中传播的时间
又
解得
14、 (1) ；(2)
【解析】
(1)设粒子在电场区域内做类平抛运动的时间为，有
又
解得
(2)设粒子进入磁场区域时速度方向与水平方向夹角为，有
解得
则进入磁场的速度大小
在磁场中，有
运动轨迹如图
由几何知识得
解得
15、（1）；（2）不会，过程见解析。
【解析】
（1）设滑块C滑到A的右端时，三者共同速度为v1，根据动量守恒定律有
根据动能关系有
求得
（2）假设C不会从B板上滑离，B、C获得共同速度为v3，则
求得
设C在B上滑行的距离为x，根据功能关系
求得
假设成立，因此物块不会从B的右端滑离。