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2023-2024学年河北省部分学校高三上学期12月大联考考后强化卷 物理试题（含答案）
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这是一份2023-2024学年河北省部分学校高三上学期12月大联考考后强化卷 物理试题（含答案），共7页。
本卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。碳14具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成氮，碳14的半衰期为5 730年。在考古和经济建设中可用碳14测定年代。以下说法正确的是
A．β射线是一种穿透能力极强的高频电磁波
B．碳14的衰变方程为
C．当环境温度变化时，碳14的半衰期会发生改变，从而影响年代测定的结果
D．100个碳14原子核经过11 460年一定还剩下25个
2．两辆汽车A、B从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方（v2）随位移（x）的变化图像如图所示，下列判断错误的是
A．汽车A的初速度大小为6 m/s
B．汽车A、B在x=6 m处的速度大小为 m/s
C．汽车B的加速度大小为2 m/s2
D．汽车A经过3 s速度减为零
3．桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃对该光的折射率为1.6，则光束在桌面上形成的光斑面积为
A．3πr2B．4πr2C．5πr2D．6πr2
4．火星探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图如图所示，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，O点是轨道I、II、III的切点；探测器经轨道I、II、III运动后在Q点登陆火星，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道III的远火星点和近火星点。已知火星的半径为，，下列说法正确的是
A．在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道III上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等
B．探测器在轨道II经过O点时的加速度大于在轨道III运动经过O点时的加速度
C．探测器在轨道II与轨道III上运行的周期之比为
D．探测器在轨道II和轨道III上运行时的机械能相同
5．如图所示，夏日的风中，有四个固定连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态，此时悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，每个灯笼质量均为，假设每个灯笼所受的风力大小均为，重力加速度为，则下列说法正确的是
A．每根绳与竖直方向的夹角均不相同
B．四个灯笼所受到的风力之和可能等于
C．2号灯笼与3号灯笼之间的作用力大小等于
D．3号、4号灯笼之间的作用力为
6．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈两端。下列说法正确的是
A．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变大时，扬声器的功率变小
B．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变大时，原线圈的电流I1变小
C．保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器的功率增大
D．保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流I2变小
7．从地面以大小为的速度竖直向上抛出一个物体，不计空气阻力，重力加速度为，以地面为重力势能的零势能面，下列说法正确的是
A．物体的重力势能为动能的一半时，物体距离地面高度为
B．物体速率为时，物体的动能和重力势能相等
C．物体的动能和重力势能相等时，物体距离地面的高度为
D．若物体的质量变为原来的2倍，其他条件不变，则物体能达到的最大高度减半
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，有多项符合题目要求。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．如图所示，一列简谐横波沿轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，为平衡位置在处的质点，为平衡位置在处的质点，质点振动的周期满足，则下列说法正确的是
A．时刻，质点正在向轴正方向运动
B．这列波传播的速度大小为
C．质点比质点振动滞后
D．时刻，质点和的位移相同
9．光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，俯视图如图所示。一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以大小为v0的速度沿两球心连线向带电小球甲运动，并与小球甲发生弹性碰撞。假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是
A．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆B．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆
C．甲、乙两小球运动半径之比为2︰1D．甲、乙两小球运动半径之比为4︰1
10．如图所示，半径为的光滑绝缘细管道位于竖直平面内，质量为、带电荷量为的小球位于管道最低点A，B是管道最高点，空间存在水平向左、场强大小的匀强电场，现在A点给小球一水平初速度（未知），小球恰好能够做完整的圆周运动，重力加速度为，下列说法正确的是
A．=
B．经过B点时小球受到管道内壁的支持力大小为
C．经过A点时小球受到管道外壁的支持力大小为
D．若将在A点给小球的水平初速度增大1倍，则小球经过B点的速度也增大1倍
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）小余同学用水平气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验，某次频闪照相机闪光4次拍得相片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔t=0.2 s，在这4次闪光的时间内，滑块A、B均处在20~100 cm的范围内，且第一次闪光时，A在x=75 cm处，B在x=90 cm处，滑块间的碰撞时间极短。
（1）两滑块碰撞发生在x=__________cm处；
（2）滑块A碰撞后的速度大小vA=__________m/s；
（3）小余通过正确的计算，确定两滑块碰撞前后动量守恒，则可推出滑块A、B的质量之比__________；两滑块间发生的是__________碰撞。（选填“弹性”或“非弹性”）
12．（8分）为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，为保护电阻。
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接成实验电路。
（2）调整电阻箱的阻值，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R。以为纵轴，为横轴，作出的关系图线为一直线，如图丙所示。忽略电压表对电路的影响，由图线可求得电池组的电动势___________V，内阻___________Ω。（保留2位有效数字）
（3）本实验中，若考虑电表对电路的影响，则该电池电动势的测量值与真实值相比__________，内阻的测量值与真实值相比__________。（均选填“偏大”“偏小”或“相等”）
13．（11分）如图所示为喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 L，打气筒活塞每次可以打进压强为1×105 Pa（也为外界大气压强）、体积为150 cm3的空气，忽略打气和喷药过程中气体温度的变化。
（1）若要使气体压强增大到2.5×105 Pa，应打气多少次？
（2）若在压强达到2.5×105 Pa时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？
14．（13分）如图甲所示，质量为M的足够长木板静止在粗糙水平地面上，木板与水平面间的动摩擦因数，质量为物块（可视为质点）在时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板。在t=4 s时，物块与木板达到共同速度，此过程物块的v-t图像为图乙中的线段ab，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）物块与长木板表面之间的动摩擦因数；
（2）物块与木板在0~4 s时间内相对位移的大小及木板的质量M。
15．（16分）如图甲所示，两根光滑平行金属导轨水平固定，与导轨垂直的虚线MN左侧存在着竖直向下的匀强磁场，导体棒垂直静止在导轨上且接触良好，导体棒用轻质绝缘杆相连，三根导体棒的长度以及导轨宽度均为。现固定导体棒，对导体棒施加一个沿导轨向右的力，使导体棒做匀加速直线运动，力随导体棒的速度的变化图像如图乙所示，力F作用后撤去拉力，同时释放导体棒，经过一段时间，三根导体棒的运动状态均达到稳定，此时导体棒间的距离，且导体棒a未越过虚线MN。已知三根导体棒的质量均为，电阻均为，其余电阻不计，不考虑导体棒中感应电流对磁场的影响。求：
（1）磁场的磁感应强度大小和撤去拉力F时导体棒的速度大小；
（2）从撤去到运动状态达到稳定过程中导体棒上产生的焦耳热；
（3）导体棒穿出磁场时的速度大小和轻杆对导体棒拉力的大小。
2024届高三12月大联考考后强化卷（河北卷）
物理·全解全析
1．B 【解析】射线是衰变中产生的高速运动的电子流，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，射线不是高频电磁波，A错误；碳14能够自发地进行β衰变而变成氮，其核反应方程为，B正确；放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C错误；半衰期是针对大量原子核的统计学规律，对于少量原子核不成立，D错误。
2．C 【解析】根据匀变速直线运动的规律，整理可得，根据A图像可知，所以汽车A的初速度大小为6 m/s，A正确；v2-x图像的斜率表示加速度的2倍，由图像可得汽车A的加速度大小为，汽车B的加速度大小为，由图可知，汽车A、B在x=6 m处的速度大小相等；对B，根据匀变速直线运动的规律可知，解得速度大小为m/s，B正确，C错误；由图可知，汽车A做初速度为6 m/s的匀减速直线运动，设汽车A经过t0时间速度减为零，由运动学公式可得，代入数据可得t0=3 s，D正确。
3．B 【解析】设临界角为C，则有，则临界角为，光路图如图所示，由于入射角等于，所以会在BA面上发生全反射，由几何知识得到反射光线恰好垂直射出。由题可知，则，由于，所以光斑的半径为，则光斑的面积为，B正确。
4．C 【解析】开普勒第二定律适用于在同一轨道上行星或卫星与中心天体的连线，在相同时间内扫过的面积相等，而轨道I和III不在同一轨道上，A错误；根据，解得，探测器在轨道II经过O点时的加速度等于在轨道III运动经过O点时的加速度，B错误；已知火星的半径为R，OQ=6R，可知轨道II的半径为5R，轨道III的半长轴为3R，由开普勒第三定律可得，解得，C正确；探测器从轨道II变轨到轨道III需要减速做向心运动，所以在这两个轨道上运行时的机械能不相同，D错误。
5．B 【解析】对4个灯笼的组成的整体受力分析可知，对下面的n个灯笼（n<4）组成的整体分析可知，，可知，即每根绳与竖直方向的夹角均相同，A错误；根据，可知当时四个灯笼所受到的风力之和等于，B正确；2号灯笼与3号灯笼之间的作用力等于，C错误；对4号灯笼受力分析可知，3号、4号灯笼之间的作用力为，D错误。（无界学习公众号）
6．D 【解析】保持滑动变阻器滑片P不动，当变大时，根据变压器原、副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压变大，次级电流变大，根据功率公式可知，扬声器的功率变大，根据变流比可知，原线圈初级电流也变大，A、B错误；若保持不变，根据变压比可知，次级电压不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，次级线圈所在电路电阻变大，根据欧姆定律可知，次级电流减小，则扬声器获得的功率减小，C错误，D正确。
7．C 【解析】物体的重力势能为动能的一半时，设物体距离地面高度为，根据机械能守恒定律可得，解得，A错误；当物体的速率为时，物体的动能为，物体的重力势能为，B错误；物体的动能和重力势能相等时，设物体距离地面的高度为，根据机械能守恒定律可得，解得，C正确；设物体能达到的最大高度为，根据机械能守恒定律可得，解得，若物体的质量变为原来的2倍，其他条件不变，则物体能达到的最大高度不变，D错误。
8．BD 【解析】由于波的周期满足0.9 s＜T＜1.8 s，因此从实线到虚线传播的时间不足一个周期，若波沿x轴正向传播，则波动周期为3.6 s，不符合题意，因此波沿x轴负方向传播，根据波动与振动的关系，t=0时刻，质点P正在向y轴负方向运动，A错误；由题意知，则，则波传播的速度大小，B正确；质点P比质点Q振动滞后的时间为，C错误；t=0.225 s时，波沿x轴负方向运动的距离为，此时平衡位置在x=4.5 m处的质点位于波谷，P、Q的位移相同，D正确。
9．BD 【解析】不带电的小球乙与带正电的小球甲发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能守恒，以速度v0方向为正方向，设碰撞后甲球的速度为，乙球的速度为，则有，，联立解得，。根据左手定则可知甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，B正确，A错误；根据洛伦兹力提供向心力，可得，所以甲、乙两小球的轨道半径分别为，，则甲、乙两小球的轨道半径之比为，D正确，C错误。
10．AB 【解析】如图所示，小球在等效最低点P静止时，受重力、支持力和电场力，三力平衡，根据平衡条件有，又，可知，则重力和电场力的合力为。小球恰好能够做完整的圆周运动，说明小球经过等效最高点Q时速度刚好为零，由A到Q，根据动能定理有，解得，A正确；在A点根据向心力公式有，解得，C错误；由A到B，根据动能定理有，解得，在B点有，解得经过B点时小球受到管道内壁的支持力大小为，若将在A点给小球的水平初速度增大1倍，则有，B正确，D错误。
11．（1）80（1分） （2）1（2分） （3）2:3（2分） 非弹性（1分）
【解析】（1）由图可知，第2、3、4次闪光时B未发生移动，则发生碰撞后B的速度为0，B静止，由图示可知，碰撞发生在x=80 cm处；
（2）碰撞后A向左做匀速运动，由图示可知，在两次闪光时间内，滑块A的位移，则，代入数据解得；
（3）由图示可知，从两滑块发生碰撞到第二次闪光时A向左运动的距离，设运动时间为，则，代入数据解得，设第一次闪光到发生碰撞时间为，有，代入数据解得，由图像可知，碰撞前滑块A的速度大小为，方向向右，碰撞前滑块B的速度大小为，方向向左，碰撞后B的速度为零，两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得，代入数据解得，设物块A的质量为2m，则物块B的质量为3m，则碰撞前的总动能为，碰撞后的总动能为，因为碰撞后的动能小于碰撞前的动能，即碰撞有动能损失，为非弹性碰撞。
12．（1）如图所示（2分） （2）2.7（2分） 0.51（2分） （3）偏小（1分） 偏小（1分）
【解析】（1）实物连接如答案图所示。
（2）忽略电表对电路的影响，根据闭合电路欧姆定律有，变形后有，根据数学知识知，，解得，。
（3）若考虑电表对电路的影响，根据闭合电路欧姆定律有，变形后有，对比（2）中的式子可知，电动势E的测量值相比真实值偏小，内阻r的测量值相对真实值偏小。
13．（1）设应打气n次，对打入桶中的气体，初状态压强p1=1×105 Pa，体积V1=150 cm3·n+2 L=（0.15n+2） L，末状态压强p2=2.5×105 Pa，体积V2=2 L
根据玻意耳定律得p1V1=p2V2（3分）
联立解得n=20（次）（2分）
（2）由题意可知，喷药前桶中气体体积V1'=2 L，压强p1'=2.5×105 Pa；不能再向外喷药时桶内气体压强p2'=1×105 Pa，设此时桶内气体体积为V2'，根据玻意耳定律得p1'V1'=p2'V2'（3分）
解得（2分）
剩下药液的体积V=15 L-5 L=10 L（1分）
14．（1）由v-t图像可知，0~4 s内物块减速，加速度大小为
，方向水平向左（1分）
对物块，由牛顿第二定律有（2分）
解得（2分）
（2）在t=4 s时，物块与木板达到共同速度，所以0~4 s内长木板运动的v-t图像如图所示。
由图像与横轴围成的面积表示位移可知，0~4 s内物块与木板的相对位移
（3分）
由图可知，0~4 s木板做匀加速直线运动的加速度大小（1分）
对木板，根据牛顿第二定律有（2分）
解得（2分）
15．（1）导体棒在任意时刻的速度大小为，根据法拉第电磁感应定律有（1分）
电流（1分）
根据牛顿第二定律有（1分）
整理得（1分）
结合图乙有，（1分）
解得，（1分）
则时导体棒的速度大小（1分）
（2）设导体棒撤去拉力后达到稳定状态时速度大小为，根据动量守恒定律有（1分）
解得
设导体棒上产生的焦耳热为，根据功能关系和电路结构有（1分）
解得（1分）（无界学习公众号）
（3）把导体棒看成一根棒，设导体棒穿出磁场时的速度大小为，从导体棒穿出磁场到导体棒穿出磁场，在任意极短时间内，对导体棒，根据动量定理有（1分）
将上式累加求和后有（1分）
解得
此时导体棒c切割磁感线产生的电动势（1分）
电流（1分）
对导体棒整体有（1分）
轻杆对导体棒的拉力
解得（1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
B
C
B
D
C
BD
BD
AB
本卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。碳14具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成氮，碳14的半衰期为5 730年。在考古和经济建设中可用碳14测定年代。以下说法正确的是
A．β射线是一种穿透能力极强的高频电磁波
B．碳14的衰变方程为
C．当环境温度变化时，碳14的半衰期会发生改变，从而影响年代测定的结果
D．100个碳14原子核经过11 460年一定还剩下25个
2．两辆汽车A、B从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方（v2）随位移（x）的变化图像如图所示，下列判断错误的是
A．汽车A的初速度大小为6 m/s
B．汽车A、B在x=6 m处的速度大小为 m/s
C．汽车B的加速度大小为2 m/s2
D．汽车A经过3 s速度减为零
3．桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃对该光的折射率为1.6，则光束在桌面上形成的光斑面积为
A．3πr2B．4πr2C．5πr2D．6πr2
4．火星探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图如图所示，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，O点是轨道I、II、III的切点；探测器经轨道I、II、III运动后在Q点登陆火星，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道III的远火星点和近火星点。已知火星的半径为，，下列说法正确的是
A．在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道III上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等
B．探测器在轨道II经过O点时的加速度大于在轨道III运动经过O点时的加速度
C．探测器在轨道II与轨道III上运行的周期之比为
D．探测器在轨道II和轨道III上运行时的机械能相同
5．如图所示，夏日的风中，有四个固定连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态，此时悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为，灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4，每个灯笼质量均为，假设每个灯笼所受的风力大小均为，重力加速度为，则下列说法正确的是
A．每根绳与竖直方向的夹角均不相同
B．四个灯笼所受到的风力之和可能等于
C．2号灯笼与3号灯笼之间的作用力大小等于
D．3号、4号灯笼之间的作用力为
6．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈两端。下列说法正确的是
A．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变大时，扬声器的功率变小
B．保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变大时，原线圈的电流I1变小
C．保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器的功率增大
D．保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流I2变小
7．从地面以大小为的速度竖直向上抛出一个物体，不计空气阻力，重力加速度为，以地面为重力势能的零势能面，下列说法正确的是
A．物体的重力势能为动能的一半时，物体距离地面高度为
B．物体速率为时，物体的动能和重力势能相等
C．物体的动能和重力势能相等时，物体距离地面的高度为
D．若物体的质量变为原来的2倍，其他条件不变，则物体能达到的最大高度减半
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，有多项符合题目要求。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．如图所示，一列简谐横波沿轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，为平衡位置在处的质点，为平衡位置在处的质点，质点振动的周期满足，则下列说法正确的是
A．时刻，质点正在向轴正方向运动
B．这列波传播的速度大小为
C．质点比质点振动滞后
D．时刻，质点和的位移相同
9．光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，俯视图如图所示。一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以大小为v0的速度沿两球心连线向带电小球甲运动，并与小球甲发生弹性碰撞。假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是
A．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆B．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆
C．甲、乙两小球运动半径之比为2︰1D．甲、乙两小球运动半径之比为4︰1
10．如图所示，半径为的光滑绝缘细管道位于竖直平面内，质量为、带电荷量为的小球位于管道最低点A，B是管道最高点，空间存在水平向左、场强大小的匀强电场，现在A点给小球一水平初速度（未知），小球恰好能够做完整的圆周运动，重力加速度为，下列说法正确的是
A．=
B．经过B点时小球受到管道内壁的支持力大小为
C．经过A点时小球受到管道外壁的支持力大小为
D．若将在A点给小球的水平初速度增大1倍，则小球经过B点的速度也增大1倍
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）小余同学用水平气垫导轨做“验证动量守恒定律”实验，某次频闪照相机闪光4次拍得相片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔t=0.2 s，在这4次闪光的时间内，滑块A、B均处在20~100 cm的范围内，且第一次闪光时，A在x=75 cm处，B在x=90 cm处，滑块间的碰撞时间极短。
（1）两滑块碰撞发生在x=__________cm处；
（2）滑块A碰撞后的速度大小vA=__________m/s；
（3）小余通过正确的计算，确定两滑块碰撞前后动量守恒，则可推出滑块A、B的质量之比__________；两滑块间发生的是__________碰撞。（选填“弹性”或“非弹性”）
12．（8分）为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，为保护电阻。
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物图连接成实验电路。
（2）调整电阻箱的阻值，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R。以为纵轴，为横轴，作出的关系图线为一直线，如图丙所示。忽略电压表对电路的影响，由图线可求得电池组的电动势___________V，内阻___________Ω。（保留2位有效数字）
（3）本实验中，若考虑电表对电路的影响，则该电池电动势的测量值与真实值相比__________，内阻的测量值与真实值相比__________。（均选填“偏大”“偏小”或“相等”）
13．（11分）如图所示为喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2 L，打气筒活塞每次可以打进压强为1×105 Pa（也为外界大气压强）、体积为150 cm3的空气，忽略打气和喷药过程中气体温度的变化。
（1）若要使气体压强增大到2.5×105 Pa，应打气多少次？
（2）若在压强达到2.5×105 Pa时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？
14．（13分）如图甲所示，质量为M的足够长木板静止在粗糙水平地面上，木板与水平面间的动摩擦因数，质量为物块（可视为质点）在时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板。在t=4 s时，物块与木板达到共同速度，此过程物块的v-t图像为图乙中的线段ab，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）物块与长木板表面之间的动摩擦因数；
（2）物块与木板在0~4 s时间内相对位移的大小及木板的质量M。
15．（16分）如图甲所示，两根光滑平行金属导轨水平固定，与导轨垂直的虚线MN左侧存在着竖直向下的匀强磁场，导体棒垂直静止在导轨上且接触良好，导体棒用轻质绝缘杆相连，三根导体棒的长度以及导轨宽度均为。现固定导体棒，对导体棒施加一个沿导轨向右的力，使导体棒做匀加速直线运动，力随导体棒的速度的变化图像如图乙所示，力F作用后撤去拉力，同时释放导体棒，经过一段时间，三根导体棒的运动状态均达到稳定，此时导体棒间的距离，且导体棒a未越过虚线MN。已知三根导体棒的质量均为，电阻均为，其余电阻不计，不考虑导体棒中感应电流对磁场的影响。求：
（1）磁场的磁感应强度大小和撤去拉力F时导体棒的速度大小；
（2）从撤去到运动状态达到稳定过程中导体棒上产生的焦耳热；
（3）导体棒穿出磁场时的速度大小和轻杆对导体棒拉力的大小。
2024届高三12月大联考考后强化卷（河北卷）
物理·全解全析
1．B 【解析】射线是衰变中产生的高速运动的电子流，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，射线不是高频电磁波，A错误；碳14能够自发地进行β衰变而变成氮，其核反应方程为，B正确；放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C错误；半衰期是针对大量原子核的统计学规律，对于少量原子核不成立，D错误。
2．C 【解析】根据匀变速直线运动的规律，整理可得，根据A图像可知，所以汽车A的初速度大小为6 m/s，A正确；v2-x图像的斜率表示加速度的2倍，由图像可得汽车A的加速度大小为，汽车B的加速度大小为，由图可知，汽车A、B在x=6 m处的速度大小相等；对B，根据匀变速直线运动的规律可知，解得速度大小为m/s，B正确，C错误；由图可知，汽车A做初速度为6 m/s的匀减速直线运动，设汽车A经过t0时间速度减为零，由运动学公式可得，代入数据可得t0=3 s，D正确。
3．B 【解析】设临界角为C，则有，则临界角为，光路图如图所示，由于入射角等于，所以会在BA面上发生全反射，由几何知识得到反射光线恰好垂直射出。由题可知，则，由于，所以光斑的半径为，则光斑的面积为，B正确。
4．C 【解析】开普勒第二定律适用于在同一轨道上行星或卫星与中心天体的连线，在相同时间内扫过的面积相等，而轨道I和III不在同一轨道上，A错误；根据，解得，探测器在轨道II经过O点时的加速度等于在轨道III运动经过O点时的加速度，B错误；已知火星的半径为R，OQ=6R，可知轨道II的半径为5R，轨道III的半长轴为3R，由开普勒第三定律可得，解得，C正确；探测器从轨道II变轨到轨道III需要减速做向心运动，所以在这两个轨道上运行时的机械能不相同，D错误。
5．B 【解析】对4个灯笼的组成的整体受力分析可知，对下面的n个灯笼（n<4）组成的整体分析可知，，可知，即每根绳与竖直方向的夹角均相同，A错误；根据，可知当时四个灯笼所受到的风力之和等于，B正确；2号灯笼与3号灯笼之间的作用力等于，C错误；对4号灯笼受力分析可知，3号、4号灯笼之间的作用力为，D错误。（无界学习公众号）
6．D 【解析】保持滑动变阻器滑片P不动，当变大时，根据变压器原、副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压变大，次级电流变大，根据功率公式可知，扬声器的功率变大，根据变流比可知，原线圈初级电流也变大，A、B错误；若保持不变，根据变压比可知，次级电压不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，次级线圈所在电路电阻变大，根据欧姆定律可知，次级电流减小，则扬声器获得的功率减小，C错误，D正确。
7．C 【解析】物体的重力势能为动能的一半时，设物体距离地面高度为，根据机械能守恒定律可得，解得，A错误；当物体的速率为时，物体的动能为，物体的重力势能为，B错误；物体的动能和重力势能相等时，设物体距离地面的高度为，根据机械能守恒定律可得，解得，C正确；设物体能达到的最大高度为，根据机械能守恒定律可得，解得，若物体的质量变为原来的2倍，其他条件不变，则物体能达到的最大高度不变，D错误。
8．BD 【解析】由于波的周期满足0.9 s＜T＜1.8 s，因此从实线到虚线传播的时间不足一个周期，若波沿x轴正向传播，则波动周期为3.6 s，不符合题意，因此波沿x轴负方向传播，根据波动与振动的关系，t=0时刻，质点P正在向y轴负方向运动，A错误；由题意知，则，则波传播的速度大小，B正确；质点P比质点Q振动滞后的时间为，C错误；t=0.225 s时，波沿x轴负方向运动的距离为，此时平衡位置在x=4.5 m处的质点位于波谷，P、Q的位移相同，D正确。
9．BD 【解析】不带电的小球乙与带正电的小球甲发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能守恒，以速度v0方向为正方向，设碰撞后甲球的速度为，乙球的速度为，则有，，联立解得，。根据左手定则可知甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，B正确，A错误；根据洛伦兹力提供向心力，可得，所以甲、乙两小球的轨道半径分别为，，则甲、乙两小球的轨道半径之比为，D正确，C错误。
10．AB 【解析】如图所示，小球在等效最低点P静止时，受重力、支持力和电场力，三力平衡，根据平衡条件有，又，可知，则重力和电场力的合力为。小球恰好能够做完整的圆周运动，说明小球经过等效最高点Q时速度刚好为零，由A到Q，根据动能定理有，解得，A正确；在A点根据向心力公式有，解得，C错误；由A到B，根据动能定理有，解得，在B点有，解得经过B点时小球受到管道内壁的支持力大小为，若将在A点给小球的水平初速度增大1倍，则有，B正确，D错误。
11．（1）80（1分） （2）1（2分） （3）2:3（2分） 非弹性（1分）
【解析】（1）由图可知，第2、3、4次闪光时B未发生移动，则发生碰撞后B的速度为0，B静止，由图示可知，碰撞发生在x=80 cm处；
（2）碰撞后A向左做匀速运动，由图示可知，在两次闪光时间内，滑块A的位移，则，代入数据解得；
（3）由图示可知，从两滑块发生碰撞到第二次闪光时A向左运动的距离，设运动时间为，则，代入数据解得，设第一次闪光到发生碰撞时间为，有，代入数据解得，由图像可知，碰撞前滑块A的速度大小为，方向向右，碰撞前滑块B的速度大小为，方向向左，碰撞后B的速度为零，两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得，代入数据解得，设物块A的质量为2m，则物块B的质量为3m，则碰撞前的总动能为，碰撞后的总动能为，因为碰撞后的动能小于碰撞前的动能，即碰撞有动能损失，为非弹性碰撞。
12．（1）如图所示（2分） （2）2.7（2分） 0.51（2分） （3）偏小（1分） 偏小（1分）
【解析】（1）实物连接如答案图所示。
（2）忽略电表对电路的影响，根据闭合电路欧姆定律有，变形后有，根据数学知识知，，解得，。
（3）若考虑电表对电路的影响，根据闭合电路欧姆定律有，变形后有，对比（2）中的式子可知，电动势E的测量值相比真实值偏小，内阻r的测量值相对真实值偏小。
13．（1）设应打气n次，对打入桶中的气体，初状态压强p1=1×105 Pa，体积V1=150 cm3·n+2 L=（0.15n+2） L，末状态压强p2=2.5×105 Pa，体积V2=2 L
根据玻意耳定律得p1V1=p2V2（3分）
联立解得n=20（次）（2分）
（2）由题意可知，喷药前桶中气体体积V1'=2 L，压强p1'=2.5×105 Pa；不能再向外喷药时桶内气体压强p2'=1×105 Pa，设此时桶内气体体积为V2'，根据玻意耳定律得p1'V1'=p2'V2'（3分）
解得（2分）
剩下药液的体积V=15 L-5 L=10 L（1分）
14．（1）由v-t图像可知，0~4 s内物块减速，加速度大小为
，方向水平向左（1分）
对物块，由牛顿第二定律有（2分）
解得（2分）
（2）在t=4 s时，物块与木板达到共同速度，所以0~4 s内长木板运动的v-t图像如图所示。
由图像与横轴围成的面积表示位移可知，0~4 s内物块与木板的相对位移
（3分）
由图可知，0~4 s木板做匀加速直线运动的加速度大小（1分）
对木板，根据牛顿第二定律有（2分）
解得（2分）
15．（1）导体棒在任意时刻的速度大小为，根据法拉第电磁感应定律有（1分）
电流（1分）
根据牛顿第二定律有（1分）
整理得（1分）
结合图乙有，（1分）
解得，（1分）
则时导体棒的速度大小（1分）
（2）设导体棒撤去拉力后达到稳定状态时速度大小为，根据动量守恒定律有（1分）
解得
设导体棒上产生的焦耳热为，根据功能关系和电路结构有（1分）
解得（1分）（无界学习公众号）
（3）把导体棒看成一根棒，设导体棒穿出磁场时的速度大小为，从导体棒穿出磁场到导体棒穿出磁场，在任意极短时间内，对导体棒，根据动量定理有（1分）
将上式累加求和后有（1分）
解得
此时导体棒c切割磁感线产生的电动势（1分）
电流（1分）
对导体棒整体有（1分）
轻杆对导体棒的拉力
解得（1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
B
C
B
D
C
BD
BD
AB
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