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2024届河北省高三下学期普通高中学业水平选择性考试模拟（四）物理试题 解析版
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这是一份2024届河北省高三下学期普通高中学业水平选择性考试模拟（四）物理试题 解析版，共14页。试卷主要包含了5mg，在竖直墙壁上距离地面约2等内容，欢迎下载使用。
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号等填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码
区域内。
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.请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
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。
1.2023年10月3日，诺贝尔物理学奖揭晓，三位科学家以
阿秒激光技术奠基人的身份共同获奖。阿秒激光脉冲是
目前人类所能控制的最短时间过程，可用来测量原子内
绕核运动电子的动态行为等超快物理现象。若实验室中产生了1个阿秒激光脉冲，
该激光在真空中的波长λ=50 nm, 真空中的光速c=3.0×10°m/s, 普朗克常量h=
6.63×10-34 J·s,则该阿秒激光脉冲的光子的能量约为
×10-17 J ×10-18J ×10-19 J ×10-20 J 2.杭州亚运会男子100米决赛中，我国运动员发挥出色，以9秒97成绩夺魁。假设在 百米赛跑前的训练测试中，甲、乙两位运动员从同一起跑线同时起跑，甲、乙分别达
到一定的速度后，两位运动员均做匀速直线运动，v-t 图像如图，已知图中阴影I
的面积大于阴影Ⅱ的面积，且 tz 时刻乙到达了50米
处。由此可知
A. 甲运动员的加速度先增大后减小再不变
B. 在 t₁ 时刻，甲、乙两运动员相遇
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C.在 t₂ 时刻，甲运动员跑过了50米处
D.0～t₁ 时间内，甲、乙运动员在任意时刻的加速度大小都不可能相同
3.如图，在水池底中部放一线状光源，光源平行于水面，则水面观察到的发光区域形
状为
A
B
C
D
4.如图所示， 一背包静止挂在竖直墙壁的O 点。用塑料夹夹住 O 点两侧轻 质背带的中间位置，背包上边缘 MN 始终保持水平，两侧背带与 MN 间 的夹角相等，背包质量为m。 塑料夹位置越低，两侧背带之间的夹角越
大，重力加速度为 g 。以下说法正确的是
A.塑料夹下方两侧背带的拉力大小均为0.5mg
B.塑料夹位置越低，塑料夹下方两侧背带拉力越大
C.背带对背包的作用力与背包对背带的作用力是一对平衡力
D.背带对背包的拉力的合力与背包的重力是一对相互作用力
5.光滑水平面上有一个物体正在向右匀速运动，某时刻有一个水平向右的恒定拉力作 用在物体上，以向右为正方向，下列关于物体的动能E 与拉力的冲量I 之间的关系图
像可能正确的是
A B C D
6.图甲是一种振动发电机的示意图，半径 r=
0.1 m、匝数n=25 匝的线圈(每匝的周长相等)
位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方
向均匀分布(其右视图如图乙所示),线圈所在位
置的磁感应强度的大小均为 ,外力 F 作用在线圈框架的P 端，使线圈沿轴 线做往复运动，线圈的运动速度v 随时间t 变化的规律为v=2sin 5πt(m/s)。发电
机连接一灯泡后接入理想变压器，三个规格相同的灯泡均能正常发光，灯泡正常发
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光时的电阻不变，不计线圈电阻。则每个灯泡正常发光时两端的电压为
A.2 V B.√2V
C.√3 V D.4 V
7.在竖直墙壁上距离地面约2.5 m高度处的 O点和O 点正下方 长钉
1 m处的O 点分别钉一长钉，在O 点处的长钉上系一长度L=
1.5m 的轻质细线，细线下端系上质量m=0.5 kg的小球。将小
球拉至几乎碰到小丽同学的鼻尖A 处(此时细线与竖直方向的
夹角为53)无初速度释放。已知g=10m/s²,sin 53⁰=0.8,
cs 53⁰=0.6,小球可视为质点，空气阻力不计。则下列说法正确的是
A. 释放小球的瞬间小球的加速度大小为6m/s²
B. 细线即将碰到O'处的长钉时，细线所受的拉力大小为15 N
C. 细线碰到O'处的长钉时，细线所受的拉力大小突然变为17 N
D. 小球返回后能与小丽同学的鼻尖发生碰撞
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.在相距8 m 的 P、Q两点有两个做简谐运动的点波源，其振动图像分别如图甲和图
乙。已知波速均为 v=2 m/s,振动稳定后，下列说法正确的是
甲
A. 波长均为4 m
B.在 P、Q连线的中垂线上，各点振动的振幅均为6 cm
C.在 P、Q连线上，有4个振动加强点
D. 振动加强点的振幅为4 cm
9.2023年8月3日11时47分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射风云三号F 星，F 星顺利进入预定轨道。假设 F 星与天宫空间站在同一轨道平面内，且都是做匀速 圆周运动，运动方向相同，F 星绕地球运行的周期(T₁) 小于天宫空间站的周期
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(T₂), 且都小于地球静止卫星的周期，则下列说法正确的是
A.F 星距离地面的高度大于天宫空间站距离地面的高度
B.天宫空间站绕地球运行的加速度大于地球静止卫星的加速度
C.F 星和天宫空间站的轨道平面一定过地心
D.F 星和天宫空间站每经过时间距离最远
10.在地面上方空间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的水平方向匀强磁
场， 一电荷量为+q、质量 的带电小球以水平初速度v₀ 水平向右抛出，运
动轨迹如图。已知重力加速度为 g,下列说法正确的是
A.小球从轨迹的最高点运动到最低点的过程，机械能守恒
B.小球运动到轨迹的最低点时的速度大小为2v
C. 小球水平抛出时的加速度大小为2g
D. 小球在竖直面内运动轨述的最高点与最低点的高度差
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(6分)物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。图中摆球的平衡
位置贴近水平面上的A 点，重力加速度为g。
甲 乙
(1)用游标卡尺测量摆球直径，如图乙所示，摆球的直径d=. cm。
(2)将摆球向左拉起，使摆线与竖直方向的夹角为α,在A 点放置一小滑块，释放摆 球，摆球运动到最低位置时与滑块发生正碰，而后摆球向右摆动，摆线与竖直方
向的最大角度为β,滑块向右运动的最大位移为x,已知滑块与水平面之间的动
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题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
摩擦因数为μ,滑块的质量为M, 摆球的质量为 m(m>M), 摆线长为L,摆球
的直径为d,则摆球与滑块碰撞后瞬间滑块的速度大小为 。
(3)当在误差允许的范围内，满足 时，说明
摆球与滑块碰撞过程动量守恒。(填写利用已知量表示的最简式)
12.(9分)晓燕同学在探究热敏电阻的特性时，采用等效电路法来测量温度不同时热
敏电阻的阻值。实验器材如下：
NTC 热敏电阻(35℃~40 ℃时，阻值为几千欧姆);
毫安表A (量程为0.6 mA, 内阻为3Ω);
滑动变阻器 R₁(阻值范围为0～200 Ω);
滑动变阻器R₂(阻值范围为0～6 kΩ);
电阻箱R(阻值范围为0～9999 Ω);
电源(电动势 E=3 V,内阻不计);
单刀双掷开关，导线若干，烧杯，温度计等。
甲
(1)用笔画线代替导线将图甲中器材连接成实物电路(图甲中已经连接了部分
器材)。
(2)晓燕同学先测量恒定温度下 NTC 热敏电阻的阻值。先将单 电阻箱
刀双掷开关掷于a 处，调节滑动变阻器，使毫安表的示数为
0.40 mA;再将单刀双掷开关掷于 b 处，调节电阻箱，当毫安
表的示数为 mA 时，此时电阻箱的示数如图乙所
乙
示，则 NTC 热敏电阻的阻值为 Ω。
(3)该实验中滑动变阻器应选用 (选填“R₁” 或“R?”)。
(4)改变温度，多次测量得到不同温度下 NTC 热敏电阻的阻值，实验数据如表
所示。
由于疏忽，忘记了在表格中填写39 ℃对应的电阻，则下列数据最可能的是
c
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温度t/℃
35
36
37
38
39
40
电阻R/kΩ
3.96
3.39
3.00
2.74
2.42
绝 热 汽 缸
绝热汽缸
13.(10分)有一高度为h(未知)、上端开口的圆筒绝热汽缸，用一截面积为S、厚度和
质量均不计的绝热活塞盖到汽缸顶部，汽缸内封闭有一定质量的理想气体。现在
活塞上缓慢放一质量 的重物后，活塞下落到距离汽缸处静止。已知
大气压强为 p, 汽缸内气体初状态的温度为T, 重力加速度为g, 汽缸底部厚度不
计，不计一切摩擦。
(1)求汽缸内气体末状态的温度。
(2)若气体的内能U=kT,k 为已知常数，则汽缸的高度 h 为多少?
绝热活塞
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14.(13分)如图，固定在竖直平面上的半径R=1.0m 的光滑半圆轨道AB 与光滑水
平地面在A 点相切，在半圆轨道的最低点A 设置一压力传感器，压力传感器上放
置一质量m₂=1.5kg 的小球乙，水平地面左侧放置一质量mg=3kg 、 半 径r= 0.9m 的光滑四分之一圆弧轨道丁。用外力将物块甲和物块丙压缩轻弹簧并保持 静止，某一时刻突然同时撤去外力，轻弹簧将物块丙、甲分别向左右两边水平弹出， 物块丙、甲被弹开后，立即拿走轻弹簧，经过一段时间后，物块丙将滑上圆弧轨道 丁，物块甲则与小球乙发生弹性碰撞，碰撞后瞬间压力传感器的示数为111 N 。已 知物块甲和物块丙的质量均为m₁=1kg, 重力加速度g 取 1 0m/s², 甲、乙、丙均可 视为质点，C 为四分之一圆弧轨道的最高点，B 为半圆轨道的最高点，空气阻力不
计，轻弹簧始终在弹性限度内。
(1)求物块甲被轻弹簧弹开后获得的速度大小。
(2)求轻弹簧的弹性势能及物块丙滑上丁后上升的最大高度处与C 点的高度差。
(3)求小球乙运动到B 点时对轨道的压力大小、小球乙落地点到A 点的距离和小
球乙落地时速度方向与水平方向夹角的正切值。
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15.(16分)2023年3月31日，由中国中车自主研制的国内首套高温超导电动悬浮全 要素试验系统完成首次悬浮运行。该磁悬浮列车涡流制动原理的模型如图所示。
模型车的车厢下端装有电磁铁系统，该电磁铁系统在其正下方产生的磁场，可看成
(|
磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的矩形区域(长为L, 宽 为d) 的匀强磁场。将 长大于L、宽为d、电阻为R 的单匝矩形线圈(粗细忽略不计)等间隔铺设在轨道正 中央，相邻两线圈的间隔也恰好为d 。在某次试验中，模型车以一定初速度开始进 入第1个线圈并制动，恰好能完整通过n 个线圈。若该模型车所受的空气阻力大
小与速度成正比(f=kv,k 为常量),模型车(含电磁铁系统)的质量为M, 模型车与
轨道之间无摩擦。求：
(1)该模型车的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，流过线圈的电荷量 q。
(2)该模型车右侧刚进入第m(m(3)该模型车通过每个线圈所产生的热量之比。
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河北省 2024 年普通高中学业水平选择性考试 物理模拟试题 参考答案
1.B【 命题意图】本题考查光子的能量。
【解题分析】根据光子的能量公式有,代入数据可得 E=3.98×10~ %J,故B 项正确。
2.C【 命题意图】本题考查v—t 图像。
【解题分析】根据 v-t 图像的斜率表示加速度可知，甲运动员先做加速度逐渐减小的变加速运动 后做匀速运动，0～t; 时间内的某时刻，甲、乙图线的斜率可能相同，即甲、乙运动员的加速度大 小可能相同，A、D 项错误；根据v-t 图像与坐标轴横轴围成的面积代表位移，图像交点表示二 者的速度相等，可知在tn 时刻甲运动员在乙运动员前面，ti 时刻两运动员的速度相等，B 项 错 误；根据v-t 图像与坐标轴横轴围成的面积代表位移，图中阴影I 的面积大于阴影Ⅱ的面积，可
知在0～tz时间内，甲的位移大于乙的位移，所以在tz时刻甲运动员跑过了50米处，C 项正确。
3.B 【命题意图】本题考查光的折射和全反射。
【解题分析】取线状光源左右两侧上一点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为 圆形。设此圆的半径为R, 点光源发出的光恰好发生全反射的光路图如图1所示。根据几何关 系可得R=htanC(C 为临界角),线状光源发出的光在水面上有光射出的水面形状如图2所示，
故B 项正确。
图 1
图 2
4.B 【命题意图】本题考查受力分析、平衡力和相互作用力。
【解题分析】由于塑料夹下方两侧背带间的夹角未知，无法算出两侧背带的拉力大小，A 项错误； 假设两侧背带间的夹角为20,对背包受力分析有2Tcsθ=mg, 塑料夹位置越低，θ越大，则背带 拉力T 越大，B 项正确；背带对背包的作用力与背包对背带的作用力是一对相互作用力，C 项 错
误；背带对背包的拉力的合力与背包的重力是一对平衡力，D 项错误。
5.B 【命题意图】本题考查动能定理和运动学结合的图像问题。
【解题分析】根据动能定理有²,结合位移公式. 和 牛顿第二定
律 F=ma, 联立可 , 即,可知物体的动
能 E 与拉力的冲量I 之间关系为二次函数，该图像为开口向上的抛物线，故B 项正确。
6.B 【命题意图】本题考查变压器和交流电。
【解题分析】线圈中产生的感应电动势的最大值
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6 V,由题意可知,解得T=0.4 s,则发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式为 E=6sin 5πt(V),发电机正常工作时三个灯泡均正常发光，则变压器原、副线圈两端的电流关系
为 。,根 ,则变压器原，副线圆的匝数之比为2:1,电动势的有效值 =3√2 V,设灯泡正常发光时其两端的电压为U, 则副线圈两端的电压为U, 根据匝数比和电压 的关系，知原线圈两端的电压为2U,则有 E=U+2U=3U, 解得U=√2V, 故 B 项正确。
7.C 【命题意图】本题考查机械能守恒。
【解题分析】将小球处于初始位置时的重力沿细线方向和垂直细线方向分解，垂直细线方向由
mgsin 53°=ma,解得a=8m/s²,A 项错误；小球下摆，根据机械能守恒有mgL(1-cs 53°)= ,解得 v=2√3m/s, 又由 解得 F₁=9 N,B项错误；由F₂-mg=
解得F₂=17
N,C项正确；根据机械能守恒定律，小球恰好能返回A点，不能碰到小丽
鼻尖，D 项错误。
8.AC 【命题意图】本题考查波的振动图像.
【解题分析】由振动图像可知T=2s, 波长λ=vT=4m,A 项正确；因为两个波源的起振方向相 反，所以在 P、Q连线的中垂线上的各点都是振动减弱点，振动减弱点的振幅A₁=4 cm-2 cm= 2cm,B 项错误；在 P、Q连线上，设距离P 点为x 的点为振动加强点，则有(8-x)-x=(2n+
工,解得x=[4-(2n+1)]m(n=0,±1,…), 因为8m>x>0, 所以n=0 时 ， x=3m,n=1 时，x=1m,n=-1 时，x=5m,n=-2 时，x=7m, 即在P、Q连线上，有4个振动 加强点，C 项正确；振动加强点的振幅A₂=4 cm+2 cm=6 cm,D项错误。
9.BC 【命题意图】本题考查万有引力。
【解题分析】根据题述，F 星绕地球运行的周期(T₁) 小于天宫空间站的周期(T₂), 由开普勒第三 定律可知，F 星绕地球运行的轨道半径小于天宫空间站的轨道半径，所以F 星距离地面的高度
小于天宫空间站距离地面的高度，A 项错误；由万有引力定律和牛顿第二定律，有
,
又由于天宫空间站的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，可知天宫空间站运行的加速度大 于地球静止卫星的加速度，B 项正确；万有引力提供向心力，所以F 星和天宫空间站的轨道平面
一定过地心，C 项正确；设两者距离最远时经过时间t 再次距离最远，由 ,解得 t=
,D 项错误。
10.ABD 【命题意图】本题考查带电小球在磁场和重力场中的运动。
【解题分析】将小球的速度分解为一个水平向左、大小的分速度和一个水平向右、大小v₂
。的分速度。由于 《与重力平衡),可知小球的运动可以看成是以速率
一
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。
vi 向左的匀速直线运动和以速率v₂ 的匀速圆周运动的合运动，故小球在运动轨迹的最低点时 的速度大小v=v₁+v₂=2v,B 项正确；由qv₀B=2mg, 可得小球水平抛出时的加速度大小a=
项错误；由于洛伦兹力不做功，小球从运动轨迹的最高点运动到最低点的过
程，由机械能守恒；,解得：,A 、D 项正确。
11.(1)1.85 (2分)
(2) √2μgx(2 分)
【命题意图】本题考查验证动量守恒定律实验。
【解题分析】(1)游标卡尺主尺的示数为18 mm, 游标尺示数为5×0.1mm=0.5mm, 则摆球的
直径d=18mm+0.5mm=18.5mm=1.85 cm。
(2)对滑块，由动能定理有- ,解得vz= √2μgx。
(3)由题意可知，摆长 碰撞前，由机械能守恒定律，有 ,解 得 v=√2gL(1-csa), 碰撞前系统动量为mv=m√2gL(1-csa); 碰撞后，由机械能守恒 定律有，,解得 = √2 gL(1-csβ), 碰撞后系统动量为mq+Mz=
m√2gL(1-csβ)+M√2μgx; 当在误差允许的范围内满足 mv=mv₁+Mvz, 即满足
量守恒。
12.(1)如图所示 (2分)
(2)0.40 (2分) 6914 (2分)
(3)R₂ (2 分)
(4)C (1 分)
【命题意图】本题考查用等效法测量温度不同时热敏电阻的阻值实验。
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【解题分析】(1)根据等效法连接实物电路，如图所示。
(2)依题意，在电源相同的情况下，当电流相同时，电路总电阻也相同，在电路其他部分不变的 情况下，当毫安表A 的示数仍为0.40 mA 时，电阻箱的示数即为热敏电阻的阻值，根据电阻箱 的读数规则，电阻箱的示数为6×1000Ω+9×100Ω+1×10Ω+4×1Ω=6914 Ω,故此时热敏
电阻的阻值为6914 Ω。
(3)已知待测电阻的阻值为几千欧，且电路中滑动变阻器为限流接法，考虑到调节的有效性，应
选择阻值与待测电阻接近的滑动变阻器R₂。
(4)观察表格中数据知，随着温度升高，NTC 热敏电阻的阻值减小得越慢，所以39℃对应的电
阻值小：k2, 但大于2.42 kQ, 故 C 项正确。
13.【命题意图】本题考查理想气体状态方程的计算和热力学第一定律。
【解题分析】(1)初状态，气体的压强为p, 体积为Sh, 温度为T₀; 末状态，气体的压强 p=p+
%,体积 ,由理想气体状态方程， (2分) 解得 T=1.1T。。 (2 分)
(2)初状态，气体的内能U₀=kT 。, 末状态，气体的内能U=kT=1.1kT。
气体内能的变化量
△U=U-U₀=0.1kT。 (1 分)
(2分)
根据热力学第一定律，可得重物M 对汽缸内气体做的功W=△U=0.1kT。 (1 分)
联立解得 。(2分)
14.【命题意图】本题考查动量守恒定律与机械能。
N,对乙
【解题分析】(1)根据题意可知，甲与乙发生弹性碰撞后瞬间轨道对乙的支持力F=111
由牛顿第二定律有
(1分) 解得v₄=8m/s (1 分)
甲、乙发生弹性碰撞，由动量守恒定律，有
m₁V₀=m₁V甲 +m₂VA (1 分)
碰撞过程中机械能守恒，有
联立解得c=10m/s,vp=-2m/s, 负号表示碰撞后甲的速度方向向左。 (1分)
(2)释放弹簧，将甲、丙弹出的过程，根据动量守恒有O=m₁v+m₁℃两
解得v丙= —v=-10m/s, 负号表示弹开后丙的速度方向向左 (1分)
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弹簧将甲、丙弹开的过程中系统的机械能守恒，有
解得E,=100J (1 分)
丙滑上丁时，水平方向动量守恒，有
m₁V丙 =(m₁+mg)v 共
又根据系统能量守恒，有
解得 h=3.75 m
(1 分)
丙滑上丁后上升的最大高度处与C 点的高度差H=h-r=2.85m。
(3)乙在半圆轨道上的运动过程，由机械能守恒定律有
解得vg=2√6m/s (1 分)
小球乙运动到B 点时，设受到轨道向下的压力大小为F', 由牛顿第二定律有
解得F'=21N (1 分)
由平抛运动规律
水平方向有x=vgt
竖直方向有： (1分)
解得 ( 4 分 )
落地时竖直方向的分速度vl=gt=2 √gR=2 √ 10 m/s
落地时速度方向与水平方向夹角的正切值
15.【命题意图】本题考查电磁感应的计算。
(1分)
【解题分析】(1)在电磁铁系统通过线圈的过程中
线圈中的平均感应电动势 (1分)
平均感应电流 (1分)
流过线圈的电荷量 (2分)
。
(2)该模型车经过极短的时间△t', 速度减小△v, 运动的位移为△x, 由动量定理得
—F△t'-f△t'=-M△v (1 分)
第5页(共6页)
即BIL·△t′+kv·△t'=M△v (1分)
又由 ( 1 分 )
则
故 ( 1 分 )
(3)该模型车运动过程中的速度与位移的关系图像如图甲所示
则该模型车在任一位置受到的安培力大小 (1分)
安培力大小与系统位移的关系图像如图乙所示 (1分)
乙
甲
该模型车通过第m 个线圈时产生的热量
(2分) 则模型车通过每个线圈产生的热量之比为
Q:Q:Q:…:Q:…:Q=(2n-1):(2n-3):(2n-5):…:(2n-2m+1):…:1。
(2分)
第6页(共6页)
(
本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号等填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码
区域内。
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.请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
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。
1.2023年10月3日，诺贝尔物理学奖揭晓，三位科学家以
阿秒激光技术奠基人的身份共同获奖。阿秒激光脉冲是
目前人类所能控制的最短时间过程，可用来测量原子内
绕核运动电子的动态行为等超快物理现象。若实验室中产生了1个阿秒激光脉冲，
该激光在真空中的波长λ=50 nm, 真空中的光速c=3.0×10°m/s, 普朗克常量h=
6.63×10-34 J·s,则该阿秒激光脉冲的光子的能量约为
×10-17 J ×10-18J ×10-19 J ×10-20 J 2.杭州亚运会男子100米决赛中，我国运动员发挥出色，以9秒97成绩夺魁。假设在 百米赛跑前的训练测试中，甲、乙两位运动员从同一起跑线同时起跑，甲、乙分别达
到一定的速度后，两位运动员均做匀速直线运动，v-t 图像如图，已知图中阴影I
的面积大于阴影Ⅱ的面积，且 tz 时刻乙到达了50米
处。由此可知
A. 甲运动员的加速度先增大后减小再不变
B. 在 t₁ 时刻，甲、乙两运动员相遇
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C.在 t₂ 时刻，甲运动员跑过了50米处
D.0～t₁ 时间内，甲、乙运动员在任意时刻的加速度大小都不可能相同
3.如图，在水池底中部放一线状光源，光源平行于水面，则水面观察到的发光区域形
状为
A
B
C
D
4.如图所示， 一背包静止挂在竖直墙壁的O 点。用塑料夹夹住 O 点两侧轻 质背带的中间位置，背包上边缘 MN 始终保持水平，两侧背带与 MN 间 的夹角相等，背包质量为m。 塑料夹位置越低，两侧背带之间的夹角越
大，重力加速度为 g 。以下说法正确的是
A.塑料夹下方两侧背带的拉力大小均为0.5mg
B.塑料夹位置越低，塑料夹下方两侧背带拉力越大
C.背带对背包的作用力与背包对背带的作用力是一对平衡力
D.背带对背包的拉力的合力与背包的重力是一对相互作用力
5.光滑水平面上有一个物体正在向右匀速运动，某时刻有一个水平向右的恒定拉力作 用在物体上，以向右为正方向，下列关于物体的动能E 与拉力的冲量I 之间的关系图
像可能正确的是
A B C D
6.图甲是一种振动发电机的示意图，半径 r=
0.1 m、匝数n=25 匝的线圈(每匝的周长相等)
位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方
向均匀分布(其右视图如图乙所示),线圈所在位
置的磁感应强度的大小均为 ,外力 F 作用在线圈框架的P 端，使线圈沿轴 线做往复运动，线圈的运动速度v 随时间t 变化的规律为v=2sin 5πt(m/s)。发电
机连接一灯泡后接入理想变压器，三个规格相同的灯泡均能正常发光，灯泡正常发
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光时的电阻不变，不计线圈电阻。则每个灯泡正常发光时两端的电压为
A.2 V B.√2V
C.√3 V D.4 V
7.在竖直墙壁上距离地面约2.5 m高度处的 O点和O 点正下方 长钉
1 m处的O 点分别钉一长钉，在O 点处的长钉上系一长度L=
1.5m 的轻质细线，细线下端系上质量m=0.5 kg的小球。将小
球拉至几乎碰到小丽同学的鼻尖A 处(此时细线与竖直方向的
夹角为53)无初速度释放。已知g=10m/s²,sin 53⁰=0.8,
cs 53⁰=0.6,小球可视为质点，空气阻力不计。则下列说法正确的是
A. 释放小球的瞬间小球的加速度大小为6m/s²
B. 细线即将碰到O'处的长钉时，细线所受的拉力大小为15 N
C. 细线碰到O'处的长钉时，细线所受的拉力大小突然变为17 N
D. 小球返回后能与小丽同学的鼻尖发生碰撞
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.在相距8 m 的 P、Q两点有两个做简谐运动的点波源，其振动图像分别如图甲和图
乙。已知波速均为 v=2 m/s,振动稳定后，下列说法正确的是
甲
A. 波长均为4 m
B.在 P、Q连线的中垂线上，各点振动的振幅均为6 cm
C.在 P、Q连线上，有4个振动加强点
D. 振动加强点的振幅为4 cm
9.2023年8月3日11时47分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射风云三号F 星，F 星顺利进入预定轨道。假设 F 星与天宫空间站在同一轨道平面内，且都是做匀速 圆周运动，运动方向相同，F 星绕地球运行的周期(T₁) 小于天宫空间站的周期
第3页(共8页)
(T₂), 且都小于地球静止卫星的周期，则下列说法正确的是
A.F 星距离地面的高度大于天宫空间站距离地面的高度
B.天宫空间站绕地球运行的加速度大于地球静止卫星的加速度
C.F 星和天宫空间站的轨道平面一定过地心
D.F 星和天宫空间站每经过时间距离最远
10.在地面上方空间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的水平方向匀强磁
场， 一电荷量为+q、质量 的带电小球以水平初速度v₀ 水平向右抛出，运
动轨迹如图。已知重力加速度为 g,下列说法正确的是
A.小球从轨迹的最高点运动到最低点的过程，机械能守恒
B.小球运动到轨迹的最低点时的速度大小为2v
C. 小球水平抛出时的加速度大小为2g
D. 小球在竖直面内运动轨述的最高点与最低点的高度差
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(6分)物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。图中摆球的平衡
位置贴近水平面上的A 点，重力加速度为g。
甲 乙
(1)用游标卡尺测量摆球直径，如图乙所示，摆球的直径d=. cm。
(2)将摆球向左拉起，使摆线与竖直方向的夹角为α,在A 点放置一小滑块，释放摆 球，摆球运动到最低位置时与滑块发生正碰，而后摆球向右摆动，摆线与竖直方
向的最大角度为β,滑块向右运动的最大位移为x,已知滑块与水平面之间的动
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题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
摩擦因数为μ,滑块的质量为M, 摆球的质量为 m(m>M), 摆线长为L,摆球
的直径为d,则摆球与滑块碰撞后瞬间滑块的速度大小为 。
(3)当在误差允许的范围内，满足 时，说明
摆球与滑块碰撞过程动量守恒。(填写利用已知量表示的最简式)
12.(9分)晓燕同学在探究热敏电阻的特性时，采用等效电路法来测量温度不同时热
敏电阻的阻值。实验器材如下：
NTC 热敏电阻(35℃~40 ℃时，阻值为几千欧姆);
毫安表A (量程为0.6 mA, 内阻为3Ω);
滑动变阻器 R₁(阻值范围为0～200 Ω);
滑动变阻器R₂(阻值范围为0～6 kΩ);
电阻箱R(阻值范围为0～9999 Ω);
电源(电动势 E=3 V,内阻不计);
单刀双掷开关，导线若干，烧杯，温度计等。
甲
(1)用笔画线代替导线将图甲中器材连接成实物电路(图甲中已经连接了部分
器材)。
(2)晓燕同学先测量恒定温度下 NTC 热敏电阻的阻值。先将单 电阻箱
刀双掷开关掷于a 处，调节滑动变阻器，使毫安表的示数为
0.40 mA;再将单刀双掷开关掷于 b 处，调节电阻箱，当毫安
表的示数为 mA 时，此时电阻箱的示数如图乙所
乙
示，则 NTC 热敏电阻的阻值为 Ω。
(3)该实验中滑动变阻器应选用 (选填“R₁” 或“R?”)。
(4)改变温度，多次测量得到不同温度下 NTC 热敏电阻的阻值，实验数据如表
所示。
由于疏忽，忘记了在表格中填写39 ℃对应的电阻，则下列数据最可能的是
c
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温度t/℃
35
36
37
38
39
40
电阻R/kΩ
3.96
3.39
3.00
2.74
2.42
绝 热 汽 缸
绝热汽缸
13.(10分)有一高度为h(未知)、上端开口的圆筒绝热汽缸，用一截面积为S、厚度和
质量均不计的绝热活塞盖到汽缸顶部，汽缸内封闭有一定质量的理想气体。现在
活塞上缓慢放一质量 的重物后，活塞下落到距离汽缸处静止。已知
大气压强为 p, 汽缸内气体初状态的温度为T, 重力加速度为g, 汽缸底部厚度不
计，不计一切摩擦。
(1)求汽缸内气体末状态的温度。
(2)若气体的内能U=kT,k 为已知常数，则汽缸的高度 h 为多少?
绝热活塞
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14.(13分)如图，固定在竖直平面上的半径R=1.0m 的光滑半圆轨道AB 与光滑水
平地面在A 点相切，在半圆轨道的最低点A 设置一压力传感器，压力传感器上放
置一质量m₂=1.5kg 的小球乙，水平地面左侧放置一质量mg=3kg 、 半 径r= 0.9m 的光滑四分之一圆弧轨道丁。用外力将物块甲和物块丙压缩轻弹簧并保持 静止，某一时刻突然同时撤去外力，轻弹簧将物块丙、甲分别向左右两边水平弹出， 物块丙、甲被弹开后，立即拿走轻弹簧，经过一段时间后，物块丙将滑上圆弧轨道 丁，物块甲则与小球乙发生弹性碰撞，碰撞后瞬间压力传感器的示数为111 N 。已 知物块甲和物块丙的质量均为m₁=1kg, 重力加速度g 取 1 0m/s², 甲、乙、丙均可 视为质点，C 为四分之一圆弧轨道的最高点，B 为半圆轨道的最高点，空气阻力不
计，轻弹簧始终在弹性限度内。
(1)求物块甲被轻弹簧弹开后获得的速度大小。
(2)求轻弹簧的弹性势能及物块丙滑上丁后上升的最大高度处与C 点的高度差。
(3)求小球乙运动到B 点时对轨道的压力大小、小球乙落地点到A 点的距离和小
球乙落地时速度方向与水平方向夹角的正切值。
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15.(16分)2023年3月31日，由中国中车自主研制的国内首套高温超导电动悬浮全 要素试验系统完成首次悬浮运行。该磁悬浮列车涡流制动原理的模型如图所示。
模型车的车厢下端装有电磁铁系统，该电磁铁系统在其正下方产生的磁场，可看成
(|
磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的矩形区域(长为L, 宽 为d) 的匀强磁场。将 长大于L、宽为d、电阻为R 的单匝矩形线圈(粗细忽略不计)等间隔铺设在轨道正 中央，相邻两线圈的间隔也恰好为d 。在某次试验中，模型车以一定初速度开始进 入第1个线圈并制动，恰好能完整通过n 个线圈。若该模型车所受的空气阻力大
小与速度成正比(f=kv,k 为常量),模型车(含电磁铁系统)的质量为M, 模型车与
轨道之间无摩擦。求：
(1)该模型车的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，流过线圈的电荷量 q。
(2)该模型车右侧刚进入第m(m
第8页(共8页)
河北省 2024 年普通高中学业水平选择性考试 物理模拟试题 参考答案
1.B【 命题意图】本题考查光子的能量。
【解题分析】根据光子的能量公式有,代入数据可得 E=3.98×10~ %J,故B 项正确。
2.C【 命题意图】本题考查v—t 图像。
【解题分析】根据 v-t 图像的斜率表示加速度可知，甲运动员先做加速度逐渐减小的变加速运动 后做匀速运动，0～t; 时间内的某时刻，甲、乙图线的斜率可能相同，即甲、乙运动员的加速度大 小可能相同，A、D 项错误；根据v-t 图像与坐标轴横轴围成的面积代表位移，图像交点表示二 者的速度相等，可知在tn 时刻甲运动员在乙运动员前面，ti 时刻两运动员的速度相等，B 项 错 误；根据v-t 图像与坐标轴横轴围成的面积代表位移，图中阴影I 的面积大于阴影Ⅱ的面积，可
知在0～tz时间内，甲的位移大于乙的位移，所以在tz时刻甲运动员跑过了50米处，C 项正确。
3.B 【命题意图】本题考查光的折射和全反射。
【解题分析】取线状光源左右两侧上一点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为 圆形。设此圆的半径为R, 点光源发出的光恰好发生全反射的光路图如图1所示。根据几何关 系可得R=htanC(C 为临界角),线状光源发出的光在水面上有光射出的水面形状如图2所示，
故B 项正确。
图 1
图 2
4.B 【命题意图】本题考查受力分析、平衡力和相互作用力。
【解题分析】由于塑料夹下方两侧背带间的夹角未知，无法算出两侧背带的拉力大小，A 项错误； 假设两侧背带间的夹角为20,对背包受力分析有2Tcsθ=mg, 塑料夹位置越低，θ越大，则背带 拉力T 越大，B 项正确；背带对背包的作用力与背包对背带的作用力是一对相互作用力，C 项 错
误；背带对背包的拉力的合力与背包的重力是一对平衡力，D 项错误。
5.B 【命题意图】本题考查动能定理和运动学结合的图像问题。
【解题分析】根据动能定理有²,结合位移公式. 和 牛顿第二定
律 F=ma, 联立可 , 即,可知物体的动
能 E 与拉力的冲量I 之间关系为二次函数，该图像为开口向上的抛物线，故B 项正确。
6.B 【命题意图】本题考查变压器和交流电。
【解题分析】线圈中产生的感应电动势的最大值
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6 V,由题意可知,解得T=0.4 s,则发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式为 E=6sin 5πt(V),发电机正常工作时三个灯泡均正常发光，则变压器原、副线圈两端的电流关系
为 。,根 ,则变压器原，副线圆的匝数之比为2:1,电动势的有效值 =3√2 V,设灯泡正常发光时其两端的电压为U, 则副线圈两端的电压为U, 根据匝数比和电压 的关系，知原线圈两端的电压为2U,则有 E=U+2U=3U, 解得U=√2V, 故 B 项正确。
7.C 【命题意图】本题考查机械能守恒。
【解题分析】将小球处于初始位置时的重力沿细线方向和垂直细线方向分解，垂直细线方向由
mgsin 53°=ma,解得a=8m/s²,A 项错误；小球下摆，根据机械能守恒有mgL(1-cs 53°)= ,解得 v=2√3m/s, 又由 解得 F₁=9 N,B项错误；由F₂-mg=
解得F₂=17
N,C项正确；根据机械能守恒定律，小球恰好能返回A点，不能碰到小丽
鼻尖，D 项错误。
8.AC 【命题意图】本题考查波的振动图像.
【解题分析】由振动图像可知T=2s, 波长λ=vT=4m,A 项正确；因为两个波源的起振方向相 反，所以在 P、Q连线的中垂线上的各点都是振动减弱点，振动减弱点的振幅A₁=4 cm-2 cm= 2cm,B 项错误；在 P、Q连线上，设距离P 点为x 的点为振动加强点，则有(8-x)-x=(2n+
工,解得x=[4-(2n+1)]m(n=0,±1,…), 因为8m>x>0, 所以n=0 时 ， x=3m,n=1 时，x=1m,n=-1 时，x=5m,n=-2 时，x=7m, 即在P、Q连线上，有4个振动 加强点，C 项正确；振动加强点的振幅A₂=4 cm+2 cm=6 cm,D项错误。
9.BC 【命题意图】本题考查万有引力。
【解题分析】根据题述，F 星绕地球运行的周期(T₁) 小于天宫空间站的周期(T₂), 由开普勒第三 定律可知，F 星绕地球运行的轨道半径小于天宫空间站的轨道半径，所以F 星距离地面的高度
小于天宫空间站距离地面的高度，A 项错误；由万有引力定律和牛顿第二定律，有
,
又由于天宫空间站的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径，可知天宫空间站运行的加速度大 于地球静止卫星的加速度，B 项正确；万有引力提供向心力，所以F 星和天宫空间站的轨道平面
一定过地心，C 项正确；设两者距离最远时经过时间t 再次距离最远，由 ,解得 t=
,D 项错误。
10.ABD 【命题意图】本题考查带电小球在磁场和重力场中的运动。
【解题分析】将小球的速度分解为一个水平向左、大小的分速度和一个水平向右、大小v₂
。的分速度。由于 《与重力平衡),可知小球的运动可以看成是以速率
一
第2页(共6页)
。
vi 向左的匀速直线运动和以速率v₂ 的匀速圆周运动的合运动，故小球在运动轨迹的最低点时 的速度大小v=v₁+v₂=2v,B 项正确；由qv₀B=2mg, 可得小球水平抛出时的加速度大小a=
项错误；由于洛伦兹力不做功，小球从运动轨迹的最高点运动到最低点的过
程，由机械能守恒；,解得：,A 、D 项正确。
11.(1)1.85 (2分)
(2) √2μgx(2 分)
【命题意图】本题考查验证动量守恒定律实验。
【解题分析】(1)游标卡尺主尺的示数为18 mm, 游标尺示数为5×0.1mm=0.5mm, 则摆球的
直径d=18mm+0.5mm=18.5mm=1.85 cm。
(2)对滑块，由动能定理有- ,解得vz= √2μgx。
(3)由题意可知，摆长 碰撞前，由机械能守恒定律，有 ,解 得 v=√2gL(1-csa), 碰撞前系统动量为mv=m√2gL(1-csa); 碰撞后，由机械能守恒 定律有，,解得 = √2 gL(1-csβ), 碰撞后系统动量为mq+Mz=
m√2gL(1-csβ)+M√2μgx; 当在误差允许的范围内满足 mv=mv₁+Mvz, 即满足
量守恒。
12.(1)如图所示 (2分)
(2)0.40 (2分) 6914 (2分)
(3)R₂ (2 分)
(4)C (1 分)
【命题意图】本题考查用等效法测量温度不同时热敏电阻的阻值实验。
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【解题分析】(1)根据等效法连接实物电路，如图所示。
(2)依题意，在电源相同的情况下，当电流相同时，电路总电阻也相同，在电路其他部分不变的 情况下，当毫安表A 的示数仍为0.40 mA 时，电阻箱的示数即为热敏电阻的阻值，根据电阻箱 的读数规则，电阻箱的示数为6×1000Ω+9×100Ω+1×10Ω+4×1Ω=6914 Ω,故此时热敏
电阻的阻值为6914 Ω。
(3)已知待测电阻的阻值为几千欧，且电路中滑动变阻器为限流接法，考虑到调节的有效性，应
选择阻值与待测电阻接近的滑动变阻器R₂。
(4)观察表格中数据知，随着温度升高，NTC 热敏电阻的阻值减小得越慢，所以39℃对应的电
阻值小：k2, 但大于2.42 kQ, 故 C 项正确。
13.【命题意图】本题考查理想气体状态方程的计算和热力学第一定律。
【解题分析】(1)初状态，气体的压强为p, 体积为Sh, 温度为T₀; 末状态，气体的压强 p=p+
%,体积 ,由理想气体状态方程， (2分) 解得 T=1.1T。。 (2 分)
(2)初状态，气体的内能U₀=kT 。, 末状态，气体的内能U=kT=1.1kT。
气体内能的变化量
△U=U-U₀=0.1kT。 (1 分)
(2分)
根据热力学第一定律，可得重物M 对汽缸内气体做的功W=△U=0.1kT。 (1 分)
联立解得 。(2分)
14.【命题意图】本题考查动量守恒定律与机械能。
N,对乙
【解题分析】(1)根据题意可知，甲与乙发生弹性碰撞后瞬间轨道对乙的支持力F=111
由牛顿第二定律有
(1分) 解得v₄=8m/s (1 分)
甲、乙发生弹性碰撞，由动量守恒定律，有
m₁V₀=m₁V甲 +m₂VA (1 分)
碰撞过程中机械能守恒，有
联立解得c=10m/s,vp=-2m/s, 负号表示碰撞后甲的速度方向向左。 (1分)
(2)释放弹簧，将甲、丙弹出的过程，根据动量守恒有O=m₁v+m₁℃两
解得v丙= —v=-10m/s, 负号表示弹开后丙的速度方向向左 (1分)
第4页(共6页)
弹簧将甲、丙弹开的过程中系统的机械能守恒，有
解得E,=100J (1 分)
丙滑上丁时，水平方向动量守恒，有
m₁V丙 =(m₁+mg)v 共
又根据系统能量守恒，有
解得 h=3.75 m
(1 分)
丙滑上丁后上升的最大高度处与C 点的高度差H=h-r=2.85m。
(3)乙在半圆轨道上的运动过程，由机械能守恒定律有
解得vg=2√6m/s (1 分)
小球乙运动到B 点时，设受到轨道向下的压力大小为F', 由牛顿第二定律有
解得F'=21N (1 分)
由平抛运动规律
水平方向有x=vgt
竖直方向有： (1分)
解得 ( 4 分 )
落地时竖直方向的分速度vl=gt=2 √gR=2 √ 10 m/s
落地时速度方向与水平方向夹角的正切值
15.【命题意图】本题考查电磁感应的计算。
(1分)
【解题分析】(1)在电磁铁系统通过线圈的过程中
线圈中的平均感应电动势 (1分)
平均感应电流 (1分)
流过线圈的电荷量 (2分)
。
(2)该模型车经过极短的时间△t', 速度减小△v, 运动的位移为△x, 由动量定理得
—F△t'-f△t'=-M△v (1 分)
第5页(共6页)
即BIL·△t′+kv·△t'=M△v (1分)
又由 ( 1 分 )
则
故 ( 1 分 )
(3)该模型车运动过程中的速度与位移的关系图像如图甲所示
则该模型车在任一位置受到的安培力大小 (1分)
安培力大小与系统位移的关系图像如图乙所示 (1分)
乙
甲
该模型车通过第m 个线圈时产生的热量
(2分) 则模型车通过每个线圈产生的热量之比为
Q:Q:Q:…:Q:…:Q=(2n-1):(2n-3):(2n-5):…:(2n-2m+1):…:1。
(2分)
第6页(共6页)
(
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