2024届河北省高三下学期适应性测试（二模）物理试题（解析版）

这是一份2024届河北省高三下学期适应性测试（二模）物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

本试卷共8页，满分100分，考试用时75分钟。
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，只有一项符合题目要求。
1. 某同学在室外将一个吸管密封在一空矿泉水瓶瓶口，并在吸管口蘸上肥皂液，将瓶子从寒冷的室外转移到温暖的室内，他看到在吸管口出现了若干个泡泡。将矿泉水瓶内的气体看作理想气体，不考虑矿泉水瓶的热胀冷缩。下列说法正确的是（ ）
A. 瓶内气体做无规则热运动的速率都增大B. 气体从室内吸收的热量等于气体膨胀对外做的功
C. 瓶内气体的平均密度变小D. 瓶内气体做等容变化
2. 如图所示为氢原子的能级示意图，现有大量处于能级的氢原子，用某种频率的单色光照射后，这些氢原子能辐射出10种频率的光，用这些辐射的光子照射逸出功为3.2eV的金属钙。下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子被单色光照射后跃迁到能级
B. 单色光光子的能量为2.55eV
C. 照射钙金属时有4种光能使金属钙发生光电效应
D. 从金属钙中逃逸出来的光电子的最大初动能为7.0eV
3. 如图甲所示，质量为m、电阻为R的导体棒MN水平架在两个平行放置的圆弧导轨上，导体棒在导轨间的部分长度为L，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度平行于导轨平面，与竖直方向的夹角为。当输入电压为U时，导体棒静止在导轨右侧，此时导体棒与导轨圆心的连线与竖直方向的夹角为，沿MN方向看的侧视图如图乙所示。导轨电阻忽略不计，重力加速度为g，则磁感应强度B的大小为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图所示，光滑水平面上有质量均为2kg的A、B、C三个滑块，其中A放在B的上面，B、C用轻质弹簧相连，用水平恒力F向右拉滑块A，三个滑块一起做匀加速直线运动，A、B间刚好没有相对运动。已知A、B间的动摩擦因数，弹簧原长为10cm，劲度系数，最大静摩擦力等于滑块摩擦力。若突然撤去力F，下列说法中正确的是（ ）
A. 恒力
B. 恒力F作用时，B、C间的距离为18cm
C. 撤去F瞬间，B的加速度大小为，方向水平向左
D. 撤去F后，AB间出现相对运动
5. 北京时间2024年1月18日01时46分，天舟七号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口，转入组合体飞行段。设此阶段天舟七号随组合体绕地球做匀速圆周运动，离地面的高度为地球半径的，已知地球的半径为R，表面重力加速度为g（不考虑地球自转），引力常量为G。下列说法中正确的是（ ）
A. 地球的密度为B. 组合体的加速度为
C. 组合体的线速度为D. 组合体的周期为
6. 将两个等量异种点电荷固定在边长为L的正方形ABCD的A、C两个顶点处，它们所带电荷量分别为＋Q和－Q，用长为L的不可伸长的绝缘细线将一质量为m、带电荷量为＋q的带电小球拴在A点，将小球从B点由静止释放，小球从B点运动到D点，经过AC连线上的F点。整个装置处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。已知小球可视为质点，静电力常量为k，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球在刚释放时的加速度大小为2gB. 在从B到F过程中，小球的机械能先增大后减小
C. 经过D点时，小球的速度大小为D. 小球经过D点时，细线的拉力大小为
7. 如图所示，斜面的倾角为，轻质弹簧的下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于B点。一质量为m的物块从斜面A点由静止释放，将弹簧压缩至最低点C（弹簧在弹性限度内），后物块刚好沿斜面向上运动到D点。已知斜面B点上方粗糙，B点下方光滑，物块可视为质点，，，重力加速度为g，弹簧弹性势能与形变量的关系（其中k为劲度系数，x为形变量）。下列说法中正确的是（ ）
A. 物块与斜面粗糙部分间的动摩擦因数
B. 弹簧弹性势能的最大值为
C. 弹簧的劲度系数k为
D. 小球动能的最大值为
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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡、和滑动变阻器，、为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接，、、处于如图所在的位置时，两灯均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 流过灯泡的电流方向每秒改变100次
B. AB两端电压为220V
C. 若仅将向左移动，将变暗
D. 先将移至最左端，然后将逆时针转动的过程中适当将向右移动，亮度可能不变
9. 带传感器的A、B两个小车同时从同一位置沿同一方向运动，通过计算机进行数据处理，得到了它们的图像如图中A、B直线所示。已知两个小车可视为质点，小车在发动机作用下加速，在摩擦阻力作用下减速。下列说法中正确的是（ ）
A. A、B两个小车均做匀加速直线运动B. A小车的加速度大小为
C. 相遇前两个小车间的最大距离为4mD. 2s时A、B两个小车相遇
10. 如图所示，两间距为L、倾角为的平行光滑导轨下端接一个阻值为R的定值电阻，在与导轨垂直的边界MN、PQ之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。由绝缘轻质杆连接的金属棒a、b垂直于导轨放置，从某位置由静止释放，轻质杆刚好匀速进入磁场区域。a、b两金属棒的质量均为m、电阻分别为R、2R，两金属棒间的距离为d，磁场宽度为2d。已知两个电动势相同的电源并联时电动势等于其中一个电源的电动势，内阻为两个电源内阻的并联电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 在两金属棒进入磁场区域的过程中，D点电势高于C点电势
B. 初始时a棒与MN的距离为
C. 在两金属棒进入磁场区域的过程中，电阻R产生的热量为
D. 在金属棒b进入磁场区域瞬间，金属棒a的加速度为0
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（8分）某同学用如图甲所示的装置探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，操作过程如下。
（1）该同学将将弹簧水平放置并处于自然状态，将标尺的零刻度线与弹簧一端对齐，弹簧的另一端所指的标尺刻度如图乙所示，将弹簧竖直挂在铁架台上，弹簧静止后弹簧的另一端所指的标尺刻度如图丙所示，在下端逐渐挂上质量为50g的钩码，记录所挂钩码的个数N和弹簧静止时对应的弹簧长度L，当挂两个钩码，弹簧静止时指针位置如图甲中所示，则此时弹簧长度为______cm，由此可以得出弹簧的劲度系数为______N/m（计算结果保留1位小数，重力加速度g取）；
（2）根据测得的数据得到所挂钩码个数N和对应弹簧长度L的变化图像如图丁所示，弹簧的劲度系数为______N/m（结果保留1位小数，重力加速度g取）；
（3）若图丙中标尺没有在竖直方向，则会造成弹簧劲度系数的测量值______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
12.（8分）某物理兴趣小组找到了一个电源，他们想测量该电源的电动势E及内阻r（E约为4.5V，r约为）。他们在实验室找到了如下器材：
A. 灵敏电流计G（量程0~100mA、内阻）；
B. 电压表V（量程0~3V、内阻）；
C. 电阻箱（）；
D. 电阻箱（）；
E. 滑动变阻器（）；
F. 开关、导线若干。
（1）他们先将灵敏电流计G改装成量程0~0.6A的电流表，他们需要将电阻箱调为______，并与灵敏电流计G______（填“串联”或“并联”）；将电阻箱调为______，并与电压表V______（填“串联”或“并联”），使之量程变为4.5V；
（2）他们根据题中的器材，设计实验电路如下图所示；
（3）按设计好的电路实验，记录灵敏电流计的示数I，电压表的示数U；
（4）调节滑动变阻器滑片的位置，重复（3），得到多组灵敏电流计的示数I和对应的电压表示数U，以U为纵坐标，I为横坐标将得到的数据进行描点，连线后得到一条倾斜直线，如图所示，由图像得出电池组的电动势______V，内电阻______（结果保留三位有效数字）。
13.（8分）某同学在实验室研究玻璃砖对激光的折射规律，他所用的玻璃砖的截面如图所示，OAB为四分之一圆，圆的半径为R，OBCD为矩形，其中，一束平行于AD边的极窄的激光射到AB界面上的E点，OE与OB的夹角为，光线在E点折射时折射角为入射角的倍，已知光在真空的速度为c。求：
（1）玻璃砖对激光的折射率n；
（2）激光在玻璃砖中的传播时间t（不考虑CD界面的反射光）。
14.（12分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为、垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域与x、y坐标轴均相切，圆心为，第二象限内存在电场强度大小为E、沿y轴负方向的匀强电场，第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、带电量为＋q的粒子从A点以初速度沿方向射入圆形区域，粒子穿过y轴后进入第二象限的匀强电场，然后粒子从P点（图中未画出）进入第三象限，粒子从y轴离开第三象限时速度方向与y轴正方向成。已知，不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）粒子从进入圆形磁场区域到离开第三象限所用的时间t。
15.（18分）如图所示，质量为m的木板C置于光滑水平面上，在木板的上面有质量为m的小木块B，质量为2m的小木块A从左侧以初速度滑上木板C，A、B两个小木块刚好未发生碰撞。已知两个小木块均可视为质点，它们与木板间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求小木块B与木板C左端的距离；
（2）将小木块B移至距离木板C左端为的位置，小木块A以的初速度滑上木板C，两个小木块碰撞后粘在一起，碰撞时间极短，从小木块A滑上木板C到两个小木块与木板C刚刚共速的过程，求小木块A发生的位移x和两个小木块与木板C左端的距离d。
物理答案与解析
1.【答案】C
解析：矿泉水瓶从室外转移到室内过程中，环境温度升高，瓶内气体温度升高，所以气体热运动的平均动能增大，但不是每个气体分子做无规则热运动的速率都增大，故A错误；由于瓶内气体可视为理想气体，所以在气体温度升高时气体的内能增加，即，气体膨胀过程中对外做功，即，由热力学第一定律有，所以，故B错误；由于气体的体积变大，而封闭气体的质量不变，所以变小，故C正确；瓶内气体在此过程中气体的压强不变，所以做等压变化，故D错误。
2.【答案】C
解析：被照射后的氢原子能辐射10种不同频率的光子，有，解得，所以氢原子跃迁到能级，故A错误；单色光光子的能量，故B错误；当氢原子从其他能级跃迁到能级时辐射的光子照射金属钙都能发生光电效应，共有4种光，故C正确；当氢原子从能级跃迁到能级时辐射的光子能量最大，有，此光照射金属钙逃逸出来的光电子的最大初动能最大，有，故D错误。
3.【答案】A
解析：当输入电压为U时由欧姆定律有，
对导体棒受力分析如图所示，
由导体棒受力平衡有，
解得，故A正确，B、C、D错误。
4.【答案】B
解析：对滑块BC整体受力分析并结合牛顿第二定律有，解得，对三个滑块整体受力分析有，故A错误；对滑块C受力分析并结合牛顿第二定律有，解得，所以B、C间的距离为18cm，故B正确；撤去F的瞬间弹簧弹力不变，对A、B整体受力分析并结合牛顿第二定律有，解得，方向水平向左，故C错误；撤去F瞬间对滑块A受力分析并结合牛顿第二定律，方向水平向左，，所以A、B间不会出现相对运动，故D错误。
5.【答案】D
解析：由万有引力和重力的关系有，结合密度定义，故A错误；卫星在轨道上运动时万有引力为它受到的合力，有，解得，故B错误；组合体在运动过程中有，解得，故C错误；合体在运动过程中有，解得，故D正确。
6.【答案】C
解析：小球刚释放时，沿切线方向运动，对小球在竖直方向受力分析有，解得，故A错误；小球沿圆弧从B运动到F的过程中，A处电荷给小球的静电力不做功，C处电荷给小球的静电力为吸引力，始终做正功，匀强电场给小球的静电力做正功，所以小球的机械能一直增大，故B错误；B、D是AC处点电荷形成静电场的等势点，所以小球在B、D位置时AC处静电荷形成的电场的电势能相等，小球从B点运动到D点的过程中由能量守恒有，解得，故C正确；当小球经过D点时在竖直方向上对小球受力分析有，解得，故D错误。
7.【答案】D
解析：物块从A到D的全过程中由动能定理有，解得，故A错误；物块从A到C的过程中由能量守恒定律有，解得，故B错误；由题意可知，解得，故C错误；当物块加速度为0时动能最大，有，从物块开始运动到动能最大的过程中有，解得，故D正确。
8.【答案】AD
解析：由接入电压可知，交变电流的频率为50Hz，变压器不改变交变电流的频率，所以流过灯泡电流的频率也是50Hz，一个周期时电流方向改变两次，所以流过灯泡电流的方向每秒改变100次，故A正确；变压器输入端的电压为电源电压的一部分，电源电压为220V，所以变压器的输入电压小于220V，故B错误；若仅将向左移动，滑动变阻器的接入电阻变小，变压器输入端的电压增大，导致流过灯泡的电流变大，所以将变亮，故C错误；先将移至最左端，此时变压器输入电压为220V保持不变，此后将逆时针转动，变压器的输出电压变大，此过程中将向右移动，滑动变阻器分的电压增大，如果操作合适的话是可以实现并联部分电压不变，即亮度不变，故D正确。
9.【答案】BC
解析：由图像可知A、B两个小车的为直线，所以有，整理有，所以A小车的位移，B小车的位移，结合匀变速直线运动的位移时间关系可知，，，，，所以A小车做匀减速直线运动，B小车做匀加速直线运动，故A错误；由前面分析可知，故B正确；当A、B两个小车速度相等时距离最大，所以有，即，解得，此时，故C正确；AB两个小车相遇时有，即，解得，但此时，由题意可知小车A阻力作用下减速运动，最终速度为0，所以，解得，故D错误。
10.【答案】ACD
解析：在金属棒a穿过磁场区域的过程中，由右手定则可知流过电阻R的电流方向为，所以D点电势高于C点电势，故A正确；设初始时金属棒a与磁场边界MN的距离为x，金属棒下滑过程由动能定理有，金属棒a进入磁场后切割磁感线产生的电动势，此时流过金属棒a的电流，对两金属棒受力分析有，解得，故B错误；在绝缘杆进入磁场区域的过程中，两金属棒减少的机械能为，此过程中电阻R和金属棒b并联部分产生的热量，此过程中电阻R产生的热量，故C正确；在金属棒b进入磁场区域瞬间，两个导体棒的速度没有变化，所以此时电源的电动势，此时流过电阻R的电流，此时金属棒a，b所受安培力的合力，此时对金属棒ab整体受力分析并结合牛顿第二定律有，解得，故D正确。
11.【答案】（1）14.90（2分），20.0（2分）；（2）19.6（2分）；（3）偏小（2分）。
解析：（1）由刻度尺读数规则可知，图丙中弹簧长度为14.90cm，弹簧竖直悬挂时原长为图乙中的显示，弹簧的原长，所以弹簧劲度系数；
（2）由图丁可知，由图像可知弹簧的劲度系数；
（3）若图丙中的标尺没有在竖直方向，会造成弹簧形变量的测量结果偏大，所以弹簧劲度系数的测量值偏小。
12.【答案】（1）2.4（1分），并联（1分），1000.0（1分），串联（1分）；（4）4.50（2分），2.03（2分）。
解析：（1）将灵敏电流计改装成0.6A的电流表需要将电阻箱与灵敏电流计G并联，有，解得，此时，若要将电压表量程扩大，需要将电阻箱与电压表V串联，有，解得；
（4）由闭合电路欧姆定律有，整理有，由图像可知，，解得，。
13.【答案】（1）；（2）。
解：（1）由几何关系有（1分）
（1分）
由折射定律有（1分）
（2）激光a在玻璃砖中的折射光路如下图所示，
由几何关系可知光线在F点的入射角
所以光线在F点发生全反射（1分）
由几何关系可知为等腰三角形，
所以，（1分）
（1分）
由折射定律有（1分）
所以激光在玻璃砖中的传播时间（1分）
14.【答案】（1）；（2）。
解：（1）粒子的运动轨迹如下图所示，
粒子从C点离开磁场区域，从y轴上的D点进入第二象限，粒子在磁场区域运动过程中有
（1分）
解得
由几何关系可知，（1分）
由几何关系可知粒子进入第二象限时与y轴正方向的夹角为，设粒子在第二象限运动的时间为，由运动合成分解规律有（1分）
（1分）
解得（1分）
（2）粒子在圆形磁场中运动的时间（1分）
粒子出了圆形磁场区域后在第一象限中运动的时间（1分）
粒子进入第三象限时沿y轴方向的速度（1分）
所以粒子进入第三象限时速度大小，速度方向与x轴的夹角为（1分）
由几何关系可知粒子在第三象限运动的半径（1分）
粒子在第三象限运动的时间（1分）
粒子从进入圆形磁场区域到离开第三象限所用的时间
（1分）
15.【答案】（1）；（2），
解：（1）当小木块A在木板C上滑行时，刚好不碰撞说明木块A、B接触时刚好共速，
由动量守恒定律有（1分）
由能量守恒定律有（2分）
解得（1分）
（2）对小木块A受力分析并结合牛顿第二定律有（1分）
对木板C和滑块B整体分析有，所以
小木块A在木板C上滑行时，设经过时间两小木块碰撞，
有（1分）
（1分）
（1分）
解得或（舍）
此时小木块A的速度（1分）
小木块B的速度（1分）
小木块碰撞过程有（1分）
碰撞后对AB整体受力分析并结合牛顿第二定律有（1分）
碰撞后对木板C受力分析并结合牛顿第二定律有（1分）
经过时间后两个小木块与木板C刚好共速，有（1分）
解得，此过程中两个小木块发生的位移（1分）
木板C发生的位移（1分）
所以从木块A滑上木板C到两个小木块与木板C刚刚共速的过程中，小木块A发生的位移
（1分）
两个小木块与木板C左端的距离（1分）