河北省唐山市2024-2025学年高三下学期4月第二次模拟考试物理试卷

这是一份河北省唐山市2024-2025学年高三下学期4月第二次模拟考试物理试卷，共14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。
1.1885年，瑞士科学家巴尔末对氢原子可见光区的Hα、Hβ、Hγ、Hδ线作了分析，如图所示，发现了巴尔末公式。这4条谱线是氢原子的核外电子从量子数分别为n=3，4，5，⋯的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的，下面四副图中谱线标识正确的是( )
A. B.
C. D.
2.长度约为210m的列车A静止在长直铁轨上，相同长度的列车B向列车A以1m/s2的加速度做匀加速运动。某时刻两列车车头对齐，如图所示，此时列车B的速度为11m/s，则列车B经过列车A所用的时间约为( )
A. 20sB. 30sC. 40sD. 50s
3.位于内蒙古自治区呼和浩特市的大唐托克托发电厂被誉为“火电站中的超级航母”。大唐托克托发电厂主要向京津冀电网供电，采用500kV超高压输电，为首都及华北地区输送电能。若输电线电阻及输送功率保持不变，只将输电电压变为原来的二倍，则输电线上损失的功率变为原来的( )
A. 2倍B. 12C. 14D. 18
4.如图所示，波浪发电机是一种将海洋波浪的动能转化为电能的装置，由浮标和固定浮标的长锚链组成，浮标随波浪上下运动驱动发电机发电。波浪可视为简谐波，某时刻浮标A、B均处于同一列波的波峰且两浮标间有两个波谷，经过1s时间，浮标A第一次到达波谷。已知两个浮标A、B相距20m，则波浪的波速为( )
A. 5m/sB. 8m/sC. 16m/sD. 20m/s
5.2022年，天问一号在距离“火卫一”约5100公里处拍摄了“火卫一”的全色高清影像，首次近距离揭示其表面细节。“火卫一”绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为 r，公转周期为T。已知引力常量为G，则火星质量为( )
A. 4π2r2GTB. 4π2r3GTC. 4π2r2GT2D. 4π2r3GT2
6.如图所示，碳纤维三脚架凭借其轻量化、高强度和稳定性，成为专业摄影、摄像和实验领域的理想选择。它由三根轻杆通过铰链与云台组合在一起，每根轻杆均可绕铰链自由转动，忽略轻杆与铰链的摩擦。将三脚架静置在水平地面上，三根轻杆的底端连线始终构成一个正三角形。若三根轻杆的长度相等且保持不变，增大杆间夹角，降低相机高度，每根轻杆受到( )
A. 云台的压力减小B. 云台的压力不变C. 地面的摩擦力变大D. 地面的摩擦力不变
7.如图所示，在外力作用下球A和斜面B处于静止状态，斜面B底端紧靠左侧墙壁。已知球A的质量为9kg，半径为0.4m，斜面B的质量为16kg，倾角为53∘。不计一切摩擦，已知重力加速度g取10m/s2，sin53∘=0.8。撤去外力，斜面B向右移动0.3m的过程中，关于球A和斜面B的运动，下列说法正确的是( )
A. 球A做自由落体运动B. 球A下落的位移为0.5m
C. 球A的末速度大小为1.8m/sD. 斜面B的末速度大小为1.5m/s
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.一定质量的理想气体经历了A→B→C→A变化过程，其p−T图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A. A→B过程中，气体对外做功B. B→C过程中，气体对外做功
C. B→C过程中，气体释放热量D. C→A过程中，气体释放热量
9.图示为一个固定点电荷产生的静电场中的正六边形，相同的带电粒子以大小相同、方向不同的初速度从正六边形上的A点射出，到达E、F两点的粒子速度大小相同。不计粒子重力和粒子间相互作用，则下列说法正确的是( )
A. C点电势可能高于D点电势
B. B点电场强度大小可能大于E点电场强度大小
C. F点电场强度大小可能大于E点电场强度大小
D. A点电势可能大于B点电势
10.如图所示，倾角为37∘的两根足够长的平行金属导轨，导轨间距为0.5m，左端接有电容为0.5F的电容器。质量为0.5kg的导体棒垂直导轨放置，导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.5。空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为2T。对导体棒施加平行导轨向上的恒力，使导体棒由静止开始沿导轨向上运动，恒力大小为10N，经2s撤去恒力。重力加速度取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，导体棒和导轨的电阻忽略不计，则( )
A. 在恒力作用下导体棒沿导轨向上做加速度减小的加速运动
B. 撤去恒力后导体棒沿导轨向上运动过程中做匀减速运动
C. 撤去恒力后导体棒经2s速度减为0
D. 导体棒2s末的速度为5m/s
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组测量小车在水平桌面上做匀减速直线运动的速度和加速度，使用自制“滴水计时器”进行实验。实验前，将该计时器固定在小车左侧，如图(a)所示。实验时，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s滴下45个小水滴)
(1)甲同学认为滴水针头与桌面的间距很小，可以忽略水滴的下落时间，即水滴滴下的瞬间就落在桌面上。根据图(b)的数据，小车运动到A点位置时的速度大小v= m/s，小车的加速度大小a= m/s2(结果均保留2位有效数字);
(2)乙同学认为滴水针头与桌面的间距较大，不能忽略水滴的下落时间，即水滴滴下后先做平抛运动然后落在桌面上。按照乙同学的观点，小车连续两次滴水时间内的位移 (填“大于”“等于”或“小于”)对应的两水滴落到桌面上的落点间距，甲同学测得的加速度a (填“大于”“等于”或“小于”)小车运动的加速度。
12.如图1所示，一条粗细均匀的金属丝AB由两种材料组成，AM段和NB段为材料甲，MN段为材料乙，甲、乙两种材料的电阻率之比为1:2。
实验小组为了确定材料乙的长度，选择了以下的实验器材：金属丝AB(总长度约为3.5m);电压表(量程0∼3V，内阻约为3kΩ);保护电阻(R0=5Ω);直流电源(电动势为4.5V，内阻不计);开关、导线若干。
该小组的实验操作为：
①在金属丝上从A端开始，每隔0.5m做出一个标记点;
②按照图2所示电路连接器材;
③将电压表的正接线柱通过导线与电路图中某点连接，负接线柱与探针相连;
④闭合开关S，将探针依次与金属丝上的标记点接触，并将数据记录到表格中;
⑤以电压表读数为纵坐标，标记点到A点的距离为横坐标，将记录的数据在坐标系中进行描点并初步连出两条图线Ⅰ、Ⅱ，发现图线Ⅰ平行于图线Ⅱ，如图3所示;
⑥在图3中做出完整的U−d关系图线;
⑦数据处理。
根据以上信息，回答下列问题。
(1)电压表的正接线柱通过导线与图2电路中的 (填“1”“2”或“3”)点连接;
(2)探针接触标记点3(d=1.5m)时，电压表指针偏转如图4所示，此时电压表读数为 V;
(3)材料乙MN长度为 m;
(4)电压表的内阻对问题(3)中的结果 (填“会”或“不会”)产生影响。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，某透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A=∠C=90∘，∠D=135∘，AD边长为1.0m，CD边长为 2m。现有一条单色光从图示中P点位置垂直入射到棱柱的AB面上，在CD面上恰好发生全反射，已知PA的长度为0.5m，光在真空中的传播速度为3.0×108m/s，求：
(1)该透明介质的折射率;
(2)该光线在介质中传播时间。
14.如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内存在匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在第四象限内放置一与x轴平行的金属板。粒子a从点P(−2L,L)沿x轴正方向射出，初速度大小为v0，经匀强电场偏转后到达坐标原点O。粒子b以相同的初速度由坐标原点O沿x轴正方向射出，经磁场偏转后垂直打在金属板上，粒子a在运动过程中未与粒子b相遇。两个粒子的质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力及粒子间相互作用。求：
(1)匀强电场的电场强度;
(2)粒子a打在金属板上位置的横坐标。
15.如图所示，水平轨道PQ左端固定一竖直挡板，S为轨道上的一点，右端与光滑的14圆弧轨道平滑连接，平台MN与圆弧轨道相接且与圆弧轨道圆心O等高，轨道PQ长度L1=2.0m，PS长度L2=1.1m，圆弧轨道半径R=0.98m。可视为质点的两个小物体A、B相互接触但不粘连，二者一起向左运动，经过S点时二者的速度大小为v0=8.5m/s，之后物体B与挡板发生碰撞。已知物体A的质量为mA=1.0kg，与轨道PQ间的动摩擦因数为μA=0.2，物体B的质量为mB=7.0kg，与轨道PQ间的动摩擦因数为μB=0.4，重力加速度g取10m/s2，物体B与挡板间的碰撞和物体A、B间的碰撞均视为弹性碰撞。求：
(1)向左运动过程中A、B间的弹力F的大小;
(2)小物体A、B碰撞后，小物体A的速度大小;
(3)若两物体A、B都能落到平台MN上，且二者与平台接触后立即停止运动，求停止运动时二者的间距d(结果可用根式表示)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】由图可知，Hα波长最长，则频率最小，能量最小，根据能级跃迁过程中能量关系有ΔE=Em−En，可知，Hα由第3能级跃迁到第2能级产生的，故选B。
2.【答案】A
【解析】根据匀变速直线运动的位移时间公式，有：2L=v0t+12at2，代入数据解得：t=20s，故A正确。
3.【答案】C
【解析】解：原来输电电压为U1，输送电流I1=PU1，
则输电线上损失的功率△P1=I12R=(PU1)2R，
当输电电压变为原来的二倍，即U2=2U1时，
此时输送电流I2=PU2=P2U1，
输电线上损失的功率ΔP2=I22R=(P2U1)2R，
△P2△P1=(P2U1)2R(PU1)2R=14，即输电线上损失的功率变为原来的14，故ABD错误，C正确。
4.【答案】A
【解析】已知经过1s时间，浮标A第一次到达波谷，则波传播的周期T=2s，又知某时刻浮标A、B均处于同一列波的波峰且两浮标间有两个波谷，且两个浮标A、B相距20m，则λ=202m=10m，则v=λT=102m/s。
故选A。
5.【答案】D
【解析】设火星的质量为M，“火卫一”质量为m，则GMmr2=m4π2T2r，解得M=4π2r3GT2，故选D。
6.【答案】C
【解析】AB、根据共点力的平衡及对称性可知，每根轻杆对云台的作用力在竖直方向上的分量等于相机重力的三分之一，当增大杆间夹角，降低相机高度时，轻杆与竖直方向的夹角也变大，故轻杆对云台的作用力也变大，根据牛顿第三定律可知，每杆轻杆受到云台的压力变大，AB均错误；
CD、当增大杆间夹角，降低相机高度时，轻杆与竖直方向的夹角也变大，与水平方向的夹角变小，考虑到云台对轻杆的压力变大，这个压力在水平方向上的分量也变大，对轻杆受力分析可知，地面对其的摩擦力与轻杆受到云台的压力的水平分量大小相等，故轻杆受到地面的摩擦力变大，C正确，D错误；
故选C。
7.【答案】D
【解析】解析：如图：A. 对A球受力分析可知：A球受重力、斜面的弹力与左侧墙壁的弹力，所以可知：球A不做自由落体运动；故A错误；
BCD. 如图： 根据几何关系可知：A球落地前，任意一段时间内，A、B两物体的位移大小之比：xAxB=tan⁡53∘,可知任意时刻有:vAvB=tan⁡53∘ ，带入数据可得：xA =0.4m，
设刚开始A球球心距离地面的高度为h ，根据几何关系可知：tan⁡53∘=hR+Rsin53∘ ，可得：h=1.2m，
撤去外力后，斜面B向右移动0.3m的过程中，球 A和斜面B组成的系统机械能守恒，有：mAgxA =12mAvA2+12mBvB2 ，
联立三式带入数据可得：xA=0.4m0，温度降低内能△U