2024届河北省上学期期末高三物理试题

这是一份2024届河北省上学期期末高三物理试题，共15页。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、如图，一根容易形变的弹性轻导线两端固定。导线中通有如图箭头所示的电流I。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加如图所示的匀强磁场B时，描述导线状态的四个图示中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（ ）
A．0 B．1.89eV C．10.2eV D．12.09eV
3、如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动．若该同学上半身的质量约为全身质量的 ，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她克服重力做的功W和相应的功率P约为
A．W=4500J P=75WB．W=450J P=7.5W
C．W=3600J P=60WD．W=360J P=6W
4、2018年12月8日2时23分，我国成功发射“嫦娥四号”探测器，开启了月球探测的新旅程，“嫦娥四号”于2019年1月3日10时26分成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地。探测器上有一可认为光滑的滑梯固定在月球表面上，将滑梯与月块表面的夹角调为，月球车从滑梯上由静止滑到底部的过程中下滑长度为L，所用时间为t，已知月球半径为R，则月球的第一宇宙速度为（ ）
A．B．C．D．
5、杜甫的诗句“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”描绘了早春生机勃勃的景象。如图所示为一行白直线加速“上青天”的示意图图中为某白鹭在该位置可能受到的空气作用力其中方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）
A．该作用力的方向可能与相同
B．该作用力的方向可能与相同
C．该作用力可能等于白鹭的重力
D．该作用力可能小于白鹭的重力
6、如图所示，高h=1m的曲面固定不动．一个质量为1kg的物体，由静止开始从曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m／s．g取10m／s1．在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的动能减少了8JB．物体的重力势能增加了10J
C．物体的机械能保持不变D．物体的机械能减少了11 J
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、如图所示，用同种材料制成的四根相互平行的通电长直导线（每根导线电阻为）分别置于正方形的四个顶点上，四根导线都垂直于正方形所在平面。若每根通电直导线单独存在时，通电直导线上的电流与通电直导线上的电流在正方形中心处产生的感应磁场的大小关系为，则四根通电导线同时存在时，以下选项正确的是（ ）
A．和通电电流都为，和通电电流为都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向水平向左
B．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方
C．和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左下方
D．通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为，方向向左上方
8、如图所示，有一列沿轴正向传播的简谐横波，在时刻振源从点开始振动。当时，波刚好传到处的质点。下列对该简谐横波的分析中正确的是（ ）
A．该简谐横波的周期是，波速是
B．频率为的简谐横波与该波相遇时一定能够发生干涉现象
C．该简谐横波遇到尺寸小于的障碍物时能够发生明显的衍射现象
D．当时，该简谐横波上的点向右移动了
E.若站在振源右侧的接收者以速度匀速向振源靠近，那么接收者接收到的频率一定大于
9、如图的实验中，分别用波长为的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U1．设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，极限波长为，下列说法正确的是（ ）
A．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为
B．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为
C．普朗克常量等于
D．阴极K金属的极限频率为
10、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是
A．给气缸缓慢加热
B．取走烧杯中的沙子
C．大气压变小
D．让整个装置自由下落
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）导电玻璃是制造LCD的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件，上面标有“3V，L”的字样，主要步骤如下，完成下列问题．
(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图甲所示，则直径d=________mm．
(2)然后用欧姆表×100档粗测该导电玻璃的电阻，表盘指针位置如图乙所示，则导电玻璃的电阻约为________Ω．
(3)为精确测量在额定电压时的阻值，且要求测量时电表的读数不小于其量程的，滑动变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材，设计了一个方案，请在答题卡上对应的虚线框中画出电路图，标出所选器材对应的电学符号_____________．
A．电流表（量程为60mA，内阻约为3Ω）
B．电流表（量程为2mA，内阻=15Ω）
C．定值电阻=747Ω
D．定值电阻=1985Ω
E．滑动变阻器R（0~20Ω）一只
F．电压表V（量程为10V，内阻）
G．蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）
H．开关S一只，导线若干
(4)由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值=______（用字母表示，可能用到的字母有长度L、直径d、电流表、的读数、，电压表读数U，电阻值、、、、）．
12．（12分）某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图（甲）所示。
(1)该组同学在做该实验时，依次在弹簧下端挂上钩码，并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下：
当挂2个钩码时，指针对应刻度如图（甲）所示，将指针示数填入表格；在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中，如图（乙）所示。描点画出第2组对应的数据点，并连线得到图像_____。请根据图像分析并得出以下结论
①弹簧原长为__________cm。
②弹簧的劲度系数__________（保留两位有效数字）。
(2)弹簧与绳有一点相似之处，都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为：将两个同样的弹簧串接在一起后，弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么_____？并解释一下你的理由_____。
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的玻璃板球，O点是半球的球心，虚线OO´表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为，现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线，已知），求：
(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
(2)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
14．（16分）如图所示，小球b静止与光滑水平面BC上的C点，被长为L的细线悬挂于O点，细绳拉直但张力为零．小球a从光滑曲面轨道上AB上的B点由静止释放，沿轨道滑下后，进入水平面BC（不计小球在B处的能量损失），与小球b发生正碰，碰后两球粘在一起，在细绳的作 用下在竖直面内做圆周运动且恰好通过最高点．已知小球a的质景为M，小球b的质量为m．M=5m．己知当地重力加速度为g求：
（1）小球a与b碰后的瞬时速度大小
（2）A点与水平面BC间的高度差．
15．（12分）如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A=θ=60°，求：
①棱镜材料的折射率n；
②光在棱镜中的传播速度v（真空中光速为c）.
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、B
【解析】
考查安培力。
【详解】
A．图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故A错误；
B．由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故B正确；
C．由左手定则判得，安培力的方向垂直直面向里，故C错误；
D．由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故D错误。
故选B。
2、B
【解析】
由题可知，某种频率的光照射处于基态的氢原子后，处于激发态的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，表面氢原子激发后处于n=3的激发态，辐射出的光子中，两种频率较高的光子能量为hv1=E3﹣E1=12.09eV，hv2=E2﹣E1=10.2eV，由于这两种光子中有一种光子恰好能使该金属发生光电效应，由此可知，该金属的逸出功为10.2 eV，则打出的光电子的最大初动能为Ek=12.09 eV﹣10.2 eV=1.89 eV，故B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】
解决本题的关键知道能级间吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，掌握光电效应方程，并能灵活运用。
3、A
【解析】
每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她每一次克服重力做的功：W=mgh=×50×10×0.3=90 J；1分钟内克服重力所做的功：W总=50W=50×90=4500 J；相应的功率约为：，故A正确，BCD错误，故选A.
4、B
【解析】
月球车从滑梯上的运动过程，根据位移时间公式有
根据牛顿第二定律得
设月球的第一宇宙速度为v， 则有
联立得，ACD错误，B正确。
故选B。
5、A
【解析】
白鹭斜向上做匀加速运动，可知合外力与加速度同向，重力竖直向下，可知空气对白鹭的作用力斜向左上方，即可能是F1的方向；由平行四边形法则可知F1>G；
故选A。
6、D
【解析】
A项，物体由静止开始下滑，末速度为4m/s ，动能变化量 ，物体的动能增加了8J，故A项错误．
B项，设地面为零势能面，在顶端物体的重力势能为 ，此过程中，物体的重力势能减小了10J，故B项错误．
C、D项，机械能包括势能和动能， ,所以物体的机械能减少了11J，故C错误；D正确；
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、AD
【解析】
A.当四根导线同时存在时，根据安培定则可知，四根导线在点产生的磁感应方向分别为：导线产生的磁感应强度方向沿方向；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；导线产生的磁感应强度方向沿；根据平行四边形定则可知：和通电电流都为，和通电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为
，
方向水平向左，故A正确；
B.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为
，
方向向左下方，故B错误；
C.和通电电流都为，通电电流为时，在点产生的磁感应强度大小为
，
方向向左下方，故C错误；
D.通电电流为，通电电流都为时，在点产生的磁感应强度大小为
，
方向向左上方，D正确。
故选：AD。
8、ACE
【解析】
A.由图可知该波的波长为，当时，波刚好传到处的质点，所以该波的周期为，该波的频率为，故波速
，
故A正确；
B.两列波相遇时能够发生干涉的现象的条件是：两列波的频率相同，相位差恒定，故B错误；
C.能够发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小或差不多，故C正确；
D.简谐横波上的质点都在平衡位置上下振动，不会沿波的传播方向移动，故D错误；
E.由多普勒效应可知接收者和波源相向运动时，接收者接收到的频率增大，故E正确。
故选：ACE。
9、AC
【解析】
A、B项：根据光电效应方程，则有：，故A正确，B错误；
C项：根据爱因斯坦光电效应方程得：，，得金属的逸出功为： 联立解得：，故C正确；
D项：阴极K金属的极限频率，故D错误．
10、BD
【解析】
以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．
【详解】
A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：
(P0-P)(S-s)=G…①
给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．
B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．
C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．
D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．
故选BD．
【点睛】
本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．
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、1.990 500
【解析】
（1）螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为49.0×0.01mm=0.490mm，所以最终读数为1.5mm+0.490mm=1.990mm（1.989～1.991mm均正确 ）
（2）表盘的读数为5，所以导电玻璃的电阻约为5×100Ω=500Ω．
（3）电源的电动势为12V，电压表的量程为10V，滑动变阻器的电阻为20Ω，由于滑动变阻器的电阻与待测电阻的电阻值差不多，若串联使用调节的范围太小，所以滑动变阻器选择分压式接法； 流过待测电阻的电流约为：I==0.006A=6mA，两电压表量程均不合适；
同时由于电压表量程为10V，远大于待测电阻的额定电压3V，故常规方法不能正常测量；
所以考虑用电流表改装成电压表使用，同时电压表量程为10V，内阻RV=1kΩ，故满偏电流为10mA，符合要求，故将电压表充当电流表使用，电流表A2与R2串联充当电压表使用，改装后量程为4V，可以使用，由于改装后电表已知，故内外接法均可，故电路图如图所示；

（4）根据串并联电路的规律可知，待测电阻中的电流：I=-I2
电压：Ux=I2（R2+RA2）
由欧姆定律可知电阻：Rx=
根据电阻定律可知：R=ρ
而截面积：S=π
联立解得：ρ=
点睛：本题考查电阻率的测量，本题的难点在于仪表的选择和电路接法的选择，注意题目中特别要求测量时电表的读数不小于量程的1/3，所以一定要认真分析各电表的量程再结合所学规律才能正确选择电路和接法．
12、 （） （） 不正确 两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变
【解析】
(1)[1]刻度尺的读数为。
[2]描点并作图：
①[3]弹力为0时，弹簧原长为。
②[4]根据胡克定律可知，图像斜率的物理意义为弹簧的劲度系数
(2)[5]不正确。
[6]两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变。
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】
(1)当光线在球面发生全反射，即入射角为临界角C时，入射光线到光轴距离最大，由
解得
(2)由折射定律可得
由三角函数定义
由正弦定理
联立解得
距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离为。
14、（1）（2）3.6L
【解析】解：（1）两球恰能到达圆周最高点时，重力提供向心力，
由牛顿第二定律得：（m+M）g=（m+M），
从碰撞后到最高点过程，由动能定理得：
﹣（M+m）g•2L=（M+m）v2﹣（M+m）v共2，
解得，两球碰撞后的瞬时速度：v共=；
（2）设两球碰前a球速度为va，两球碰撞过程动量守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mva=（M+m）v共，
解得：va=，
a球从A点下滑到C点过程中，由机械能守恒定律得：
Mgh=Mva2，解得：h=3.6L；
15、①；②
【解析】
①作出完整的光路如图，
根据几何关系可知，所以，根据折射定律有
因为，所以．，故
在根据折射定律
．
②光在棱镜中的传播速度
．
【名师点睛】
根据几何关系求出光在AC面上的入射角，再根据折射定律求出棱镜的折射率，结合求出光在棱镜中的速度．
钩码个数
1
2
3
4
5
弹力
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
指针对应刻度
12.51
_
15.39
16.11
17.30