2024届河北省石家庄二中高三下学期质量检测（1.5）物理试题（含解析）

这是一份2024届河北省石家庄二中高三下学期质量检测（1.5）物理试题（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．今年春节前后的两场冻雨突袭我省部分地区，造成了诸多交通不便。某路段上一辆卡车为紧急避险刹车，车轮抱死。与未结冰时相比较，卡车在冰冻路面上滑行时（ ）
A．惯性更大B．加速度更大
C．滑行距离更近D．滑行时间更长
2．2023 年华为隆重推出搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片的 Mate60 手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。 已知地球半径为 R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是（ ）
A．卫星在地球同步轨道上处于平衡状态
B．卫星的发射速度小于近地卫星的环绕速度
C．卫星的加速度约为静止在赤道上物体加速度的36 倍
D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低
3．如图所示为某汽车上的电容式传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧右端与电容器均固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并与计算机的信号采集器串联。下列关于该传感器的说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板间越深，电容器的电容越小
B．电介质插入极板间越深，电容器所带电荷量越小
C．在汽车向右做匀速直线运动过程中，电路中无电流
D．在汽车向右做匀加速直线运动过程中，电路中有恒定电流
4．琉璃灯表演中有一个长方体玻璃柱，如图所示，底面是边长为a的正方形，高为2a。在玻璃柱正中央竖直固定一长为a的线状光源，向四周发出红光。已知玻璃柱的材料对红光的折射率为，忽略线状光源的粗细，则玻璃柱一个侧面的发光面积为（ ）
A．B．
C．D．
5．图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距1.05m的两个质点，此时质点 P 位于平衡位置，质点Q 位于波峰(未画出)，且质点 P 比质点 Q 先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波波长在0.5m至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿 x轴负方向传播B．该波的传播速度为0.75m/s
C．经1.2s质点 P 运动的路程为 1.2cmD．质点Q 的振动方程为
6．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p 随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于 t轴，cb 的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（ ）
A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小
B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加
C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加
D．b→c过程，气体膨胀对外界做功，从外界吸热，内能增加
7．如图所示，一质点在光滑水平桌面上受水平恒力作用，先后经过a、b两点，速度方向偏转90°。已知经过a点的速度大小为v、方向与ab连线夹角为，ab连线长度为d。对质点从a到b的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．最小速度为
B．运动时间为
C．经过b点的速度为
D．恒力方向与ab连线的夹角为45°
二、多选题
8．尽管无线充电有一定的便利性，但目前还面临来自效率、散热，以及应用场景等方面的挑战：一是充电效率不高，无线充电的转换效率大多在60%上下；二是将手机拿开一定距离就无法充电。手机无线充电的原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电能量转化率不高的主要原因是漏磁严重
B．虽然漏磁严重，但送电线圈和受电线圈的电压比仍等于匝数比
C．充电时将手机拿离充电基座，受电线圈的电压大幅降低，造成无法充电
D．充电时将手机拿离充电基座，受电线圈的电流频率过低，造成无法充电
9．如图所示，轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为 m的小物块a相连，质量为的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为。从时开始，对b施加沿斜面向上的外力，使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块a、b分离，再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好为。弹簧始终在弹性限度内，其中心轴线与斜面平行，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．a、b分离时，弹簧的压缩量为
C．物块b加速度的大小为
D．物块b加速度的大小为
10．如图所示的装置水平置于竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，电源电动势为E、内阻为R，两副平行且光滑导轨的间距分别为d与2d。材质均匀的导体棒b、c的长度均为2d，电阻均为 R，质量分别为m、m，垂直置于导轨上。导轨足够长且不计电阻，从闭合开关到两导体棒达到稳定状态的全过程（ ）
A．稳定前b、c棒加速度之比为 1：4
B．稳定时导体棒b的速度为
C．稳定时导体棒b两端的电压为
D．导体棒 b中产生的焦耳热为
三、实验题
11．如图甲所示，实验小组利用手机 phyphx程序的“磁力计”功能，测量小车在斜面上运动的加速度。将手机的感应端紧贴轨道放置，小车的前后端都贴着圆柱形钕磁粒，当小车经过手机时前后磁粒引发空间磁场变化，磁力计记录下前后磁粒依次经过智能手机的时间间隔t，如图乙所示。
（1）步骤一:测量小车的长度为12.15cm，用游标卡尺测量钕磁粒的直径示数如图丙所示，则测量值为 mm，由此可得小车前后两个磁粒中心之间的距离d。
步骤二：手机先置于位置1，由静止释放小车进行实验，读取时间间隔t₁。将手机沿小车运动方向移动距离L=50.00cm，置于位置2，再次释放小车，读取时间间隔t₂。
请写出计算加速度的表达式a= (用题中所给物理量的字母表示)。
（2）对本次实验的理解与评估，下列说法正确的是
A．在步骤二中，小车可以从不同位置由静止释放
B．小车的长度太长导致初、末速度测量误差较大
C．若实验操作都准确无误，加速度的测量值仍偏小
12．某同学利用如图甲所示的电路测量一待测电阻(约为 200Ω)的阻值。可使用的器材有：滑动变阻器 ，滑动变阻器 电阻箱(最大阻值为999.9Ω),灵敏电流计 G，电阻丝，电源E，开关S，导线若干。
(1)按原理图甲将实物图乙中的连线补充完整 。
(2)完成下列填空：
①滑动变阻器R 应选用 (选填“R₁”或“R₂”)。
②将电阻箱R0的阻值置于225.0Ω，将R 的滑片置于适当位置，接通S，再反复调节电阻丝上滑动触头P 的接入位置。某次调节时发现电流计 G 中有从A 流向B的电流，应将触头P 向 (选填“左”或“右”)移动，直至电流计示数为0。
③将电阻箱R0和待测电阻Rx位置对调，其他条件保持不变，发现将R0的阻值置于196.0Ω时，在接通 S 后，电流计的示数也为 0。则待测电阻的阻值为 Ω。
④某同学在对调电阻箱和待测电阻时，不小心将滑动电阻器的滑片移动了少许，对实验结果 影响(选填“有”或“无”)。
四、解答题
13．极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量，,，。
（1）求阴极 K 材料的逸出功；
（2）图乙是氢原子的能级图，若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极 K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中的大小是多少?
14．如图所示，光滑水平面上的小车质量为2m，小车左侧部分有半径为R的光滑圆弧轨道，与水平轨道AB相切于A点，小车右端B点固定一个竖直弹性挡板，A、B间距为2R。质量为m的小物块从圆弧轨道最高点以的速度滑下，已知小物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。
（1）若将小车固定，求物块经过圆弧轨道最低点时受到支持力的大小；
（2）若小车不固定，求物块第一次滑过A点时小车的速度大小；
（3）若小车不固定，求物块最终静止的位置与A点的距离及全过程小车的位移大小。
15．如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1）电场强度E0的大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。
参考答案：
1．D
【详解】
A．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大物体所具有的惯性就越大，故A错误；
B．路面结冰时轮胎与路面间的动摩擦因数减小，根据牛顿第二定律有
可得
可知，与未结冰时相比较，卡车在冰冻路面上滑行时做减速运动的加速度减小，故B错误；
C．根据匀变速直线速度与位移的关系，可得
在加速度减小的情况下，滑行距离更远，故C错误；
D．根据速度与时间的关系可得
在加速度减小的情况下，滑行时间将更长，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．卫星在地球同步轨道上做匀速圆周运动，不是处于平衡状态，故A错误；
B．同步卫星轨道高于近地轨道卫星，故发射速度大于最小发射速度，即最大环绕速度，故B错误；
C．同步轨道上卫星与赤道上物体运动的角速度相同，由，卫星在同步轨道上的向心加速度约是赤道上物体向心加速度的7倍，故C错误；
D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，应当具有更大的角速度，更小的周期，根据可知轨道高度应降低，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．根据
电介质插入极板间越深，越大，电容器越大，A错误；
B．根据
由于电容器两端电压保持不变，电容越大，所带电荷量越多，B错误；
C．在汽车向右做匀速直线运动过程中，弹簧处于原长状态，电介质相对电容器静止不动，电容器大小不变，电容器的带电量保持不变，电路中无电流，C正确；
D．在汽车向右做匀加速直线运动稳定后，弹簧处于伸长状态，电介质相对电容器保持静止，电容器大小不变，电容器的带电量保持不变，电路中也无电流，D正确；
故选C。
4．A
【详解】根据全反射条件可知全反射的临界角
解得临界角
则随机取线光源的某点为研究对象，则该点在侧面上的发光面为以该点投影为圆心的一个圆，该圆的半径符合
解得
线光源由无数个点光源组成，则侧面的发光面积为无数个半径为的圆叠加而成。如下图所示，则该面积为
故选A。
5．B
【详解】A．因为质点 P 比质点 Q 先振动，则该波沿 x轴正方向传播，故A错误；
B．由题意可知
该波波长在0.5m至1m之间，可得λ=0.6m，则该波的传播速度为
故B正确；
C．经1.2s=1.5T，则质点 P 运动的路程为 6A=1.2m，故C错误；
D．因
质点Q 的振动方程为
故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．a→b过程，温度降低，气体分子的平均速率减小，满足统计规律，也有个别分子运动速率会增加，A错误；
B．a→b过程，温度降低，分子撞击容器壁的平均作用力减小，而压强保持不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，B正确；
CD．把该图像转化为p—T图像如图
在b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据
可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高内能增加，C、D错误。
故选B。
7．C
【详解】BC．设恒力与连线的夹角为，根据几何关系可知点速度方向与连线的夹角为。
该质点做类斜抛运动，在垂直于恒力方向上的速度大小不变，在恒力方向做匀变速直线运动，则在沿初速度方向上速度由减小到0，由匀变速直线运动规律
解得到的时间为
从a点运动到b点沿ab方向的平均速度为
解得
故B错误，C正确；
AD．质点在垂直于恒力方向上速度不变，即
解得
当粒子沿恒方向的速度为0时，粒子的速度最小，此时粒子的最小速度为
故AD错误。
故选C。
8．AC
【详解】A．由于穿过受电线圈的磁通量明显小于送电线圈的磁通量，从而大量的能量浪费掉，导致效率不高，A正确；
B．由于穿过送电线圈的磁通量与穿过受电线圈的磁通量不同，因此电压之比不等于匝数比，B错误；
CD．充电时，若将手机拿离充电基座，受电线圈的磁通量迅速减小，从而电压大幅降低，造成无法充电，但受电线圈电流的频率仍等于送电线圈的频率，C正确，D错误。
故选AC。
9．AC
【详解】A．小物块b紧靠a静止在斜面上，则将二者看成一个整体，可知弹力大小与整体重力的分力大小相等，有
解得
故A正确；
B．由于初速度为0，最初两段相同时间间隔内位移之比为
且由题有
当物块a、b分离时弹簧压缩量
故B错误；
CD．两物块刚好要分离时，a与b之间无相互作用力且加速度相同，对a由牛顿第二定律有
代入k后解得
故C正确,D错误。
故选AC。
10．ABD
【详解】A．两棒为串联关系，电流相等，根据
F=BIL
以及
F=ma
解得
稳定前b、c棒加速度之比为
选项A正确；
BC．闭合开关，当两棒稳定时，两棒产生的反电动势与电源电动势的关系有
E=Bdvb+B•2dvc
根据动量定理对b棒有
对c棒有
联立解得
所以导体棒b最终速度的大小，此时导体棒b两端的电压为
选项B正确，C错误；
D．由能量守恒定律，电源提供的电能转化为动能和焦耳热
又根据热量与电阻的正比关系可得
联立解得导体棒b中产生的焦耳热为
选项D正确。
故选ABD。
11． 5.00 B
【详解】（1）[1]游标卡尺精确到0.02mm，因此钕磁粒的直径
D=5.00mm
（2）[2]小车经过位置1时的速度
小车经过位置2时的速度
根据
可得小车的加速度
[3]A．在步骤二中，小车通过位置1和位置2时的速度必须是同一位置释放的小车，才能满足匀变速运动的规律，A错误；
B．由于小车的长度较大，因此平均速度应等于中间时刻的速度，而经过位置1的中间时刻，和通过位置2时的中间时刻，相对小车不是同一位置，因此存在较大误差，B正确；
C．由于经过位置1时，小车的速度较小，平均速度距离小车的中间位置较远，靠近前端，而经过位置2时，小车的速度较大，平均速度距离小车的中间位置较近，因此两个中间位置的距离比L大，因此L的测量值偏小，从而计算的加速度的值偏大，C错误。
故选B。
12．(1)
(2) R1 左 210 无
【详解】（1）电路连线如图
（2）①滑动变阻器R 要接成分压电路，应选用阻值较小的R₁。
②某次调节时发现电流计 G 中有从A 流向B的电流，说明A点电势高于B点，因电阻丝上左端电势高于右端电势，则应将触头P 向左移动，直至电流计示数为0。
③在②中电流表示数为零时，电阻R0、Rx以及电阻丝两边的电阻R左、R右满足
将电阻箱R0和待测电阻Rx位置对调，其他条件保持不变，发现将R0的阻值置于196.0Ω时，在接通 S 后，电流计的示数也为 0。则
则待测电阻的阻值为

④某同学在对调电阻箱和待测电阻时，不小心将滑动电阻器的滑片移动了少许，电阻丝两边的比例关系不变，则对实验结果无影响。
13．（1）或；（2）
【详解】（1）设波长为110nm的极紫外线的波长为，逸出功
频率
代入数据解得
或
（2）处于能级的氢原子向低能级跃迁时产生多种不同能量的光子，产生的光电流是多种光子产生的光电子综合表现，要使光电流全部遏止，必须要截住能最大的光电子。能量最大的光子
由光电效应方程可知光电子最大初动能
遏止光压必须满足
解得
14．（1）7mg；（2）；（3）2R，R
【详解】（1）若将小车固定，物块滑到圆弧轨道最低点的过程中，根据机械能守恒有
在最低点由牛顿第二定律有
联立解得
（2）若小车不固定，物块与小车在水平方向动量守恒，且同时满足能量守恒，则有
联立解得
，
可知物块第一次滑过A点时小车的速度大小为。
（3）由于圆弧轨道最左端的切线在竖直方向，物块若飞出小车其水平速度必然与小车一致，还会回到小车，又该系统水平方向总动量为零，经过水平轨道的循环摩擦后物块与小车最终必然均将静止。设物块返回后能够上升的最大高度为，由能量守恒有
解得
物块与挡板B碰撞后刚好返回到圆弧轨道最高点，没有飞出小车，设物块相对AB段滑行的总路程为，则由能量守恒有
解得
则可知物块最终将停在B点，距A点2R。设全过程物块的水平位移为，小车的水平位移为，由水平方向总动量守恒可得
而
联立解得
15．（1）；（2），与y轴负方向夹角的正弦；（3）14L
【详解】（1）设粒子在第二象限运动的时间为，加速度为，由于粒子垂直电场方向进入电场则可知粒子在电场中做类平抛运动，由平抛运动的研究方法，水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律有
联立解得
，，
（2）设粒子经过N点时的速度为，与轴的夹角为，则有
，
解得
由此可知
，
设穿过轴下方第一个电场后的速度为，由动能定理有
解得
在轴下方第一个磁场中运动的轨迹如图所示
由洛伦兹力充当向心力有
解得
设速度偏转角为，则根据几何关系可得
即粒子进入第四象限下方第二个电场时速度的大小为，方向与轴负方向夹角的正弦值为。
（3）粒子到达轴最远距离时，速度方向平行于方向，只要能进入下一个电场，就有方向的速度，由此可知粒子离轴最远时一定处于第个磁场中，此前粒子已经过个电场，设此时粒子速度大小为，由动能定理有
粒子每经过一个电场加速后就进入下一个磁场，则通过第个磁场的过程中，设粒子进入第个磁场时速度方向与水平方向的夹角为，在水平方向上由动量定理有
所以从进入第四象限开始到最后一个磁场，累计有
而
联立解得
解得
可知粒子离轴最远的距离为