河北省名校2024届高三下学期开学联考物理试卷(含答案)

这是一份河北省名校2024届高三下学期开学联考物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能与入射光频率ν的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.该金属的逸出功等于E
B.由该图像可得出普朗克常量
C.入射光的频率为2时，产生的光电子的最大初动能为2E
D.入射光的频率为2时，由该金属做成的光电管的遏止电压为
2．2023年10月26日19时34分，“神舟十六号”航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的“神舟十七号”航天员乘组入驻“天宫”空间站，浩瀚宇宙再现中国人太空“会师”的经典场面。已知空间站轨道半径是同步卫星轨道半径的六分之一，空间站与同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期和线速度大小分别为、、、，则下列说法正确的是( )
A.B.C.D.
3．如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.时间内，物体A的速度与加速度方向相反
B.物体A在任意一个内通过的路程均为
C.物体A的振动方程为
D.物体B对水平面的最大压力为
4．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)，设b光的折射率为，则下列说法正确的是( )
A.在水中，a光的波长比b光短
B.在水中，a光的传播速度比b光小
C.复色光圆形区域的面积为
D.在同一装置的双缝干涉实验中，a光的相邻亮条纹间距比b光的窄
5．如图甲所示，U形导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。磁场的方向垂直线框平面向上，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在时间内，下列说法正确的是( )
A.导体棒中电流一直增大
B.回路消耗的电功率一直增大
C.导体棒所受的安培力一直增大
D.导体棒所受的摩擦力先减小后增大
6．如图所示，A、B两球分别用长度均为L的轻杆通过光滑铰链(图中未画出)与C球连接，通过外力作用使两杆并拢，系统竖直放置在光滑水平地面上。某时刻将系统由静止释放，A、B两球开始向左右两边滑动。已知A、B两球的质量均为m，C球的质量为2m，三球体积相同，且均在同一竖直面内运动，忽略一切阻力，重力加速度大小为g。系统从静止释放到C球落地前的过程，下列说法正确的是( )
A.A、B、C三球组成的系统动量守恒
B.C球的机械能先增加后减少
C.C球落地前瞬间的速度大小为
D.A球的最大速度大小为
7．如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷，在z轴两电荷连线的中垂线上必定有两个电场强度最强的点，这两个点关于原点O对称。在A点将质量为m、电荷量为的小球套在轨道AC上(忽略它对原电场的影响)，将小球由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A.图中的A点是z轴上电场强度最大的点
B.轨道上A点的电场强度大小为
C.小球刚到达C点时的加速度大小为
D.小球刚到达C点时的动能为
二、多选题
8．关于下列教材中的插图，理解正确的是( )
A.甲图是同学对“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的纸带进行剪贴获得的图像，其斜率就是小车的速度
B.乙图伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力
C.丙图桌面上的装置可以用于观察桌面的微小形变
D.丁图说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力
9．某中学物理实验室有一个“220V，6V”的变压器，如图甲所示，这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。把该变压器接入如图乙所示电路中，变压器原线圈接有效值为220V的正弦式交流电，副线圈接有电阻、理想二极管D和电阻。变压器视为理想变压器，则下列判断正确的是( )
A.ad端接220V，bc端接6V
B.理想变压器原、副线圈匝数比为
C.仅降低交流电频率，的功率减小
D.两端电压的有效值为
10．如图甲所示，质量为的木板静止在光滑水平面上，质量为的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。则下列说法正确的是( )
A.若恒力，物块滑出木板时的速度为
B.图像中C点的纵坐标为
C.随着F增大，当恒力时，物块恰好不能从木板右端滑出
D.图像中D点对应的恒力的值为4N
三、实验题
11．如图甲所示，用质量为m的重物通过绕过定滑轮的轻绳牵引质量为M()的小车，使小车在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。以小车为研究对象，利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验，已知重力加速度大小为g。
（1）打点计时器使用的电源是______(填选项前的字母)。
A.直流电源B.交流电源
（2）实验中平衡好摩擦力和其他阻力后，得到的一条纸带如图乙所示，O为打下的第一个点，A、B、C为纸带上连续的三个计数点，各点到O点的距离分别为、、，已知打相邻计数点的时间间隔为T。从打O点到打B点的过程中，若______(用题中所给字母表示)成立，则可验证动能定理成立。
（3）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，v和W分别表示小车速度和重物重力做的功，则从理论上分析，能正确反映关系的是______(填选项前的字母)。
A.B.
C.D.
12．某课外小组的同学在对垃圾进行分类时，发现了一个圆柱形器件，上面标有“3V，*”的字样，但不清楚是什么元件，于是就到物理实验室对该器件进行研究。
（1）首先用多用电表3V电压挡对其进行检测，发现指针不偏转，说明该器件不是______(填“电池”或“电阻”)；然后再用多用电表测量该器件的电阻，选用“×10”倍率的电阻挡进行正确的操作后测量，发现多用电表指针偏转角度过小，因此需选择的电阻挡为____________(填“×1”或“×100”)挡，并需______(填操作过程)后，再次进行测量，多用电表的指针如图所示，测量结果为______Ω。
（2）为精确测量该器件在额定电压时的电阻值，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，请在下列虚线框中画出电路图，并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)
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器一只
F.滑动变阻器一只
G.滑动变阻器一只
H.电压表V(量程为10V，内阻)
I.蓄电池E(电动势为12V，内阻很小，最大允许电流600mA)
J.开关S一只，导线若干
（3）由以上实验可测得该器件的电阻值______(用字母表示，可能用到的字母为电流表、的读数、，电压表的读数U，电阻值、、、、)
四、计算题
13．如图所示，一绝热汽缸开口向下，内部封闭有理想气体，绝热活塞的质量为：，横截面积为，初始时绝热活塞位于距汽缸顶部处，汽缸内气体的温度为27℃。现用电热丝缓慢加热缸内气体，直到活塞下移到2h处，已知外界的大气压强为，不计活塞和汽缸之间的摩擦力，取，重力加速度，求：
（1）加热前汽缸内气体的压强；
（2）活塞下移到2h处时汽缸内气体的热力学温度。
14．如图所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用轻质橡皮筋连接，A、B的质量均为m，开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度，一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。求：
（1）碰撞前瞬间B的速度；
（2）碰撞过程中A、B系统机械能的损失。
参考答案
1．答案：A
解析：根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大初动能，图像的纵轴截距即为逸出功，故A正确；图像的斜率即为普朗克常量，，故B错误；由图像可知，入射光的频率为时，产生的光子的最大初动能为E，故C错误；根据动能定理，遏止电压，故D错误。
2．答案：A
解析：空间站与同步卫星的半径之比，由，可得，，，，故选A。
3．答案：D
解析：A.的时间内，物体A由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体A的速度与加速度方向均沿y轴正方向，故A错误；
B.物体A由特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始计时，在任意一个内，质点通过的路程等于振幅的5倍，除此外在的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误；
C.由图乙可知振幅为
周期为
角速度为
规定向上为正方向，时刻位移为，表示振子由平衡位置上方处开始运动，所以初相为
则振子的振动方程为
单位错误，故C错误；
D.由物体A在最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为
对于物体A有
解得
当物体A运动到最低点时，物体B对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体A在最低点时加速度向上，且大小等于，由牛顿第二定律得
解得
由物体B的受力可知，物体B对水平面的最大压力为
故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：由于a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知a光的临界角较大，根据可知a光的折射率较小，在水中，a光的波长比b光长，a光的传播速度比b光大，故AB错误；根据几何关系可知，，所以复色光圆形区域的面积为，故C正确；a光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹间距与波长成正比，可知相同条件下，a光干涉条纹比b光宽，故D错误。
5．答案：C
解析：由题图看出，磁感应强度随时间均匀增大，穿过PQcb回路的磁通量均匀增加，回路中产生恒定的感应电动势，则回路的电流恒定，A错误；根据可知，回路消耗的电功率恒定不变，B错误；根据楞次定律可知，导体棒PQ所受安培力方向沿导线框所在的平面向下，由，可知B增大，PQ所受安培力增大，根据平衡条件可知导体棒PQ受到的静摩擦力，F增大，增大，C正确，D错误。
6．答案：C
解析：A、B、C三球组成的系统水平方向上合力为零，动量守恒，竖直方向上合力不为零，动量不守恒，故A错误；小球A、B先加速后减速，动能先增加后减少，A、B、C三球组成的系统机械能守恒，C球的机械能先减少后增加，故B错误；C球落地前瞬时，A、B两球的速度为零，A、B、C三球组成的系统机械能守恒，有，可得，故C正确；当两杆与水平面成θ角时，根据A、C两球沿杆方向的分速度相等可知，根据机械能守恒有，解得当时，A球速度有最大值，最大，则，故D错误。
7．答案：B
解析：由题意可知，如图甲所示，P为z轴上一点，PD连线与z轴的夹角为θ，根据等量同种电荷的电场分布可知P点的电场强度竖直向上，大小表示为整理得，整理得，令，，可得函数，对函数求导，令，解得，结合导函数的性质可知，在时，单调递增，在时，单调递减，因此时，电场强度最大，即，由此可知，z轴上距离O点处的两点电场强度最大，A错误；，轨道上A点的电场强度大小，B正确；由几何关系可知，，，根据对称性可知，A、C两点的电场强度大小相等，因此，C点的电场强度方向沿x轴正方向，电场强度大小表示为，小球在C点时的受力如图乙所示，小球在C点受到的电场力为，沿杆方向的合力为，解得，由此可知小球刚到达C点时的加速度为0，C错误；根据等量同种电场分布和对称关系可知，A、C两点电势相等，电荷从A到C的过程中电场力做功为零，根据动能定理可得，解得，D错误。
8．答案：BCD
解析：甲图是同学对“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的纸带进行剪贴获得的图像，其斜率就是小车的加速度，选项A错误；乙图伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力，便于时间的测量，选项B正确；丙图桌面上的装置采用放大法，可以用于观察桌面的微小形变，选项C正确；丁图说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力，选项D正确。
9．答案：BD
解析：理想变压器输入功率等于输出功率，且采用的是降压变压器，根据可知，副线圈中的电流更大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故ad端接6V，bc端接220V，故A错误；理想变压器原、副线圈匝数比为，故B正确；交流电的有效值与频率无关，故仅降低交流电频率，的功率不变，故C错误；二极管具有单向导电性，根据电流的热效应有，解得两端电压的有效值为，故D正确。
10．答案：BC
解析：若恒力，物块刚滑上木板时，设物块和木板的加速度大小分别为、，由牛顿第二定律有，，得到，，由题意可知，当时，设经时间物块从木板右侧滑出，位移差为1m，则，且物块从木板右侧滑出时，需满足物块的速度大于木板的速度，即，联立解得（舍），，则物块滑出木板时的速度为，故A错误；C、D两点对应的为恰好可一起匀加速运动，即物块与木板共速后，木板的加速度大小等于物块的最大加速度，则有，解得，物块刚滑上木板时，设木板的加速度为，由牛顿第二定律有，设经时间两者速度相等，有，，解得，故，故B正确，D错误；当物块恰好不能从木板右端滑出时，即物块恰好滑到木板右侧与木板共速，对应图中B点，设木板加速度为，用时为，此时有，，，解得，故C正确。
11．答案：（1）B（2）（3）A
解析：（1）打点计时器均使用交流电源。
（2）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此拉力对小车做的功，小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则有，若成立，即，可验证动能定理成立。
（3）若重物质量m不满足远小于小车质量M，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力，由牛顿第二定律有和，可得，由动能定理得，解得，则实际图线的斜率，重物质量m与小车质量M不变，速度虽然增大，但斜率不变。故选A。
12．答案：（1）电池；；欧姆调零；600
（2）如图所示
（3）
解析：（1）电池两端有电压，用电压表测量不偏转，说明不是电池。多用电表指针偏转角度过小说明指针靠近无穷处，所以要换高挡位，因此需选择挡。同时注意欧姆调零；多用电表的指针结果为600Ω。
（2）电源的电动势为12V，电压表的量程为10V，由于待测电阻较大，因此滑动变阻器选择分压式接法，滑动变阻器若选择，则通过电源的电流将超过最大允许电流600mA，所以不能用，而太大，调节不方便，所以滑动变阻器应选择；流过待测电阻的电流约为，两电流表量程均不合适；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；所以考虑电压表当作电流表使用，同时电压表量程为10V，内阻，故满偏电流为10mA，符合要求，故将电压表充当电流表使用，电流表与串联充当电压表使用，改装后量程为4V，可以使用，由于电表读数不能小于其量程的，故电压表采用外接法，电路图如图所示。
（3）根据串并联电路的规律可知，待测电阻中的电流为，电压为，由欧姆定律可知电阻。
13．答案：（1）（2）600K
解析：（1）活塞静止，由平衡条件有
解得。
（2）气体的状态参量：，，，
气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有
即
解得。
14．答案：（1）（2）
解析：（1）以初速度的方向为正方向，A、B碰前的瞬时速度分别为、，根据动量守恒定律有
由能量关系有
解得，。
（2）设碰撞后粘在一起的速度为v，根据动量守恒定律有
碰撞过程中A、B系统机械能的损失。