2023-2024年河北省邯郸市高三上学期第二次调研监测物理试题（解析版）

邯郸市2024届高三年级第二次调研监测物理一、单选题1.来自氢原子所发射的光谱线中有种波长的光是可见光，其波长分别为：、、和。它们是氢原子中的电子吸收光子能量跃迁至能级较高的激发态后，再向的能级跃迁时释放出的谱线。对相关信息说法正确的是（）A.氢原子只能通过吸收光子才能跃迁至能级较高的激发态B.氢原子处于能级时为基态C.氢原子可以吸收任何能量的光子而发生能级跃迁D.这四种光子中的光子能量最大【答案】D【解析】氢原子可以通过吸收光子或者实物粒子轰击进入能级较高的激发态，故A错误；氢原子处于能级时为基态，故B错误；氢原子从低能级向高能级跃迁，所吸收的光子能量应该是两能级的差值，故C错误；根据光子能量公式，可知波长越短能量越大，故D正确。故选D。2.在年杭州亚运会女子跳水项目中，中国选手全红婵以的总分勇夺金牌。某轮比赛中，选手从跳台跳下到入水速度减为的过程经简化后可用如图所示的图像进行描述，则（）A.在时间内，平均速度为B.在时间内，平均速度C.时刻，选手处于超重状态D.在时间内加速度不变，在时间内加速度增大【答案】C【解析】图像中图线围成的面积表示运动的位移，时间内位移不为零，故平均速度不为，故A错误；假设时间内，全红婵做匀减速运动，其平均速度等于，由于图线围成的面积小于匀减速直线运动的位移，故平均速度小于，故B错误；时刻，全红婵加速度向上，处于超重状态，故C正确；图像切线的斜率表示加速度，在时间内加速度不变，在时间内加速度减小，故D错误。故选C。3.围棋起源于中国，传说为帝尧所作，春秋战国时代即有记载。为便于观众观摩，在围棋大赛活动中使用带有磁性的棋子和铁质棋盘，棋子能吸在棋盘上。如图甲所示，棋盘竖直放置，棋子均吸附在棋盘上处于静止状态，下列说法正确的是（）A.棋子磁性越强，受到的摩擦力就会越大B.质量小的棋子受到棋盘的作用力一定较小C.若使棋盘倾斜（如图乙），棋子受到的摩擦力将变大D.若使棋盘倾斜（如图乙），棋子受到的摩擦力将不变【答案】B【解析】棋盘竖直放置，棋子所受的摩擦力与棋子的重力等大反向，故A错误；棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向，质量小的棋子受到棋盘的作用力一定较小，故B正确；若使棋盘倾斜，棋子所受摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力，小于棋子的重力，棋子受到的摩擦力变小，故CD错误。故选B。4.年月日时分，我国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十九号卫星送入太空。遥感三十九号卫星能够实现全球无死角观测，意义重大。遥感三十九号卫星、地球同步卫星绕地球飞行的轨道如图所示。已知地球半径为，自转周期为，遥感三十九号卫星轨道高度为，地球同步卫星轨道的高度为，引力常量为。下列说法正确的是（）A.遥感三十九号卫星与同步卫星绕地球运行的向心加速度之比为B.遥感三十九号卫星绕地球运行的周期为C.遥感三十九号卫星的运行速度大于D.地球的平均密度可表示为【答案】A【解析】根据万有引力提供向心力，所以，故A正确；设遥感三十九号卫星绕地球运行的周期为，根据开普勒第三定律可得，所以，故B错误；所有地球卫星的运行速度都小于，故C错误；对同步卫星有，所以地球密度为，故D错误。故选A。5.使用如图所示的卸货装置从高处卸下货物时，先将质量为的货物放置在倾角为、长为的粗糙木板上端，货物开始加速下滑的同时，自动液压杆启动并逐渐缩短，液压杆装置最终完全缩回到地面以下，货物以较小的速度水平向右滑出木板，完成卸货。已知重力加速度大小为。下列说法正确的是（）A.木板对货物做功为B.木板对货物做功为C.摩擦力对货物做功为D.支持力对货物不做功【答案】A【解析】设在整个过程中木板对货物做功为，根据动能定理有，木板对货物做功为，故A正确，B错误；木板转动，支持力与货物运动方向成钝角，支持力对货物做功为负值，故D错误；木板对货物做功为，摩擦力对货物做功为，故C错误。故选A。6.手机软件中运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的，如图所示为其工作原理的简化示意图。质量块左侧连接轻质弹簧，右侧连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动（不能上下移动）以改变电容器的电容。下列说法正确的是（）A.传感器匀速向左做直线运动时，电容器两极板所带电荷量将多于静止状态时B.传感器匀减速向右做直线运动时，电流表中有由向的电流C.传感器运动时向右的加速度逐渐增大，则电流表中有由向的电流D.传感器运动时向左的加速度逐渐减小，则电流表中有由向的电流【答案】D【解析】传感器匀速运动时弹簧长度与静止时相同，电容器两极板所带电荷量与静止状态时相同，故A错误；匀减速向右运动时，弹簧的伸长量保持不变，电介质插入电容器长度不变，电容器的电容不变，所带电荷量不变，故电路中无电流，故B错误；传感器运动时向右的加速度逐渐增大以及向左的加速度逐渐减小，此时弹簧的长度都会逐渐变短，电介质插入电容器的长度变短，由可知电容器的电容变小，电容器两端的电压不变等于电源电动势，根据可知，电容器的电荷量减小，电容器放电，电路中有由向的电流，故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈电路中接入正弦交流电压，电流表为理想交流电表。已知，，开关闭合前、后电流表示数之比为。下列说法正确的是（）A.定值电阻B.开关闭合时，副线圈两端的电压为C.开关断开时，电流表的示数为D.开关闭合时，电路中消耗的总功率为【答案】D【解析】由题可知，设，当开关断开时，副线圈的负载电阻为；当开关闭合时，副线圈的负载电阻为；将理想变压器的原、副线圈和负载电阻等效为一个电阻，画出电路的等效电路图，如图所示。根据理想变压器电阻等效法，得，因此当开关断开时，当开关闭合时，根据闭合电路欧姆定律，可知等效电路中电流表示数，故，，，解得，A错误；开关闭合时，电流表的示数，根据原、副线圈电流与匝数的关系，可知流过的电流，副线圈两端的电压，BC错误；开关闭合时，电路中消耗的总功率为，D正确。故选D。二、多选题8.光滑水平面上放有一根劲度系数较小的软弹簧，弹簧上有、两点，初态弹簧静止时、的平衡位置相距。现用一周期性外力拍打弹簧的左端，在弹簧上形成一列纵波，观察到点向右回到平衡位置时，点恰向左运动到最大位移处，且后点向右回到平衡位置。已知波的周期，则该波的波速可能为（）A. B. C. D.【答案】B、D【解析】以向右为正方向，点向右回到平衡位置时，在波的图像上正处于平衡位置向正方向运动，点正处于负向位移最大处，之间小于一个波长的图像如图所示：所以有，解得，由后点向右回到平衡位置，有，由于周期，所以，解得周期，波速，易知时，，时，，故选BD。9.如图所示，半圆形玻璃砖的圆心为、半径为，折射率，一束单色光从点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角为时，光束折射后恰好能到达点。已知真空中的光速为，则（）A.间的距离为B.入射角C.光束从点传播到点用时D.若用该单色光垂直照射整个面，则透光弧长为【答案】A、C、D【解析】画出光线从点射人的光路图，如图所示：由于玻璃砖的折射率，根据，可知临界角，由几何关系可得，故A正确；当入射角为时，光束折射后恰好能到达点，由几何关系可知，此时折射角与相等，根据，解得，可知，故B错误；光束从点传播到点经过距离，根据可知，光束在玻璃砖中的传播速度为，因此传播用时，故C正确；若用该单色光垂直照射整个面，根据对称性可知在半圆弧上有光透出的弧长所对圆心角为，所以透光弧长为，故D正确。故选ACD。10.如图所示，半径为的圆形区域内有一垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场，点有一粒子源，某时刻粒子源向磁场所在区域与磁场垂直的平面内所有方向发射大量质量为，电荷量为的带正电的粒子，粒子的速度大小相等，这些粒子射出磁场时的位置均位于圆弧上且点为最远点。已知圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（）A.粒子从点入射的速率B.粒子在磁场中运动的最长时间C.若将磁感应强度的大小增加到，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的D.若将粒子的速率增大为原来的倍，则粒子在磁场中运动的最长时间【答案】A、C、D【解析】从点射人的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为，则之间的距离为轨迹圆的直径，已知圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，可知旋转圆的轨迹半径，粒子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力有，解得，故A正确；当粒子轨迹半径时，粒子在磁场中运动的最长时间为一个周期，故B错误；根据洛伦兹力提供向心力可得，当将磁感应强度的大小增加到，旋转圆半径，此时弧长对应的弦长为，因此有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角为，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的。故C正确；若将粒子的速率增大为原来的倍，则旋转圆的半径变为原来的倍，即，此时粒子运动轨迹对应的弦最长时，圆心角最大，粒子运动时间最长，磁场圆直径为弦是最长时间，根据几何关系，此时圆心角为，因此粒子在磁场中运动的时间为，故D正确。故选ACD。三、非选择题11.某实验小组用压力传感器设计测量弹簧劲度系数的实验方案。如图所示，压力传感器放在水平地面上，一轻质弹簧下端与重物连接，上端与跨过定滑轮的轻绳连接，轻绳的另一端连着托盘。托盘中不放砝码时，传感器读数为，在托盘中放置（）个砝码，对应弹簧长度的变化量为，传感器的读数为，记录下相应的数据。（1）数据处理时采用画图像的方法，试分析该图像________（填“过”或“不过”）坐标原点，该图像的________可表示弹簧的劲度系数。（2）滑轮的摩擦力对实验结果________（填“产生”或“不产生”）影响。【答案】①.不过；②.斜率绝对值；③.不产生【解析】（1）[1][2]弹簧中弹力的增加量，整理得，可知该图线是一条不过原点的直线；斜率的绝对值为弹簧的劲度系数。（2）[3]由表达式，可知滑轮的摩擦力不影响实验结果。12.城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，制作了一个装置。（1）该同学首先利用多用电表欧姆“”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时光敏电阻的阻值________。（2）该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示，可知当照度为（为照度的单位）时，光敏电阻的阻值为________。（3）如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在________（填“”或“”）之间。已知电源电压为（内阻不计），若要实现照度低于时，灯光开启，需要将滑动变阻器的阻值调为________，安装该电路时，光敏电阻应________（填“远离”或“靠近”）灯。【答案】①.；②.；③.AB；④.；⑤.远离【解析】（1）[1]多用电表欧姆挡读数的最小分度值为，估读到最小分度值的下一位，故读数为。（2）根据图丙所示，照度为时，光敏电阻的阻值约为。（3）当照度减小时，光敏电阻阻值变大，励磁线圈电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路通路，故应将照明电路连接到端；[4][5]根据丙图，照度为时，光敏电阻阻值为，若此时回路电流刚好为，根据欧姆定律有，代入数据得，安装该电路时，为保证照明电路工作时，开启的灯照度不影响光敏电阻的阻值变化，应将光敏电阻远离灯安装。13.如图所示，“空气炮”是非常有趣的小玩具，深受小朋友们喜爱。其使用方法是先用手拉动后面的橡胶膜，抽取一定量的空气后，迅速放手，橡胶膜在恢复原状的过程中压缩空气，从而产生内外压强差，空气从管口冲出形成冲力。已知“空气炮”在未使用前的容积为，拉动橡胶膜至释放前的容积变为，大气压强为，整个过程中“空气炮”中的空气温度等于环境温度不变。（1）若橡胶膜恢复原状的过程可视为没有气体冲出，试求恢复原状瞬间“空气炮”内部空气压强。（2）经检测，橡胶膜恢复原状瞬间，“空气炮”内部空气压强为，试求此时已冲出管口的空气质量与仍在“空气炮”内部的空气质量之比。【答案】（1）；（2）【解析】（1）以抽入气体后的空气炮内气体为研究对象，初始气体压强，气体体积，橡皮膜恢复原状时气体体积，气体做等温变化，由玻意耳定律得，解得，即橡胶膜恢复原状时气体的压强为。（2）以抽入气体后的空气炮内气体为研究对象，初始气体压强，气体体积，橡皮膜恢复原状时气体在瓶内的体积，已冲出管口的气体压强视为与内部相同为，设其体积为，气体做等温变化，由玻意耳定律得，解得，同压强下气体质量与体积成正比，则冲出管口的气体与内部气体的质量比为，解得。14.如图所示，高度相同的两块平板、置于光滑水平面上，其质量分别为和。质量且可看作质点的物体置于的最右端，与一起以的速度向右运动，与静止的发生碰撞（碰撞时间极短），碰撞过程中无机械能损失。与之间的动摩擦因数为，足够长，重力加速度取。求：（1）、碰撞后瞬间两平板的速度大小；（2）最终距离左端的距离。【答案】（1）均为；（2）【解析】（1）、碰撞过程中无机械能损失，以、为系统，根据动量守恒定律得，根据机械能守恒定律得，联立解得，，则碰后、的速度大小均为。（2）碰撞后以的速度运动到上，最后两物体共速，碰撞后对与，根据动量守恒定律得，对与，根据功能关系得，联立解得，则最终距离左端的距离。15.如图所示，水平面内放置宽的水平金属导轨，导轨右端接有一个阻值的定值电阻和一个的电容器。相距的与之间的导轨光滑，其间分布着磁感应强度大小为、方向垂直于水平面向下的磁场，质量，长度的金属杆放置