河北省重点中学2023-2024学年高三下学期联考物理试题含解析

河北省重点中学2023-2024学年高三下学期联考物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、关于光电效应，下列说法正确的是（）A．光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应D．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大2、几位同学利用课余时间测一干涸的半球形蓄水池的直径。身高为1.80m的小张同学站在池边从头顶高处水平向池中投掷小石子，石子刚好落到池底的正中央，小李同学用手机的秒表记录的小石子运动时间为1.6s。不计空气阻力，重力加速度取10m/s2。可知水池的直径为（）A．3.6m B．11m C．12.8m D．22m3、在某种介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，质点C的振动图像如图（b）所示；t=0时刻在D点有一台机械波信号接收器（图中未画出），正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是（）A．质点D的起振方向沿y轴负方向B．t=0.05s时质点B回到平衡位置C．信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5HzD．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变4、核反应方程表示中子轰击原子核可能发生的一种核反应，该核反应中质量亏损了。关于这个核反应，下列说法中正确的是（）A．该反应属于核聚变B．中的X为33C．中含有56个中子D．该核反应释放出的核能为5、两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示（只画出了部分区域内的电势），x轴上两点B、C点，且OB＞OC，由图可知（）A．C点的电势低于B点的电势B．B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同C．正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后作负功6、乒乓球作为我国的国球，是一种大家喜闻乐见的体育运动，它对场地要求低且容易上手。如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（）A．飞出时的初速度大小可能相等B．飞出时的初速度竖直分量可能相等C．在空中的时间可能相等D．撞击墙壁的速度可能相等二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、在粗糙地面上，某吋刻乒乓球的运动状态如图所示，判断一段时间后乒乓球的可能运动状况（）A．静止B．可能原地向前无滑滚动C．原地向左滚动D．原地向右滚动8、如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是()A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0B．三角形A′B′C′的边长可以为2aC．粒子的速度大小为D．粒子再次回到D点所需的时间为9、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1，O2和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法正确的是A．小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于mgB．小球下降最大距离为C．小物块在D处的速度与小球速度大小之比为D．小物块在D处的速度大小为10、如图所示，MN是一半圆形绝缘线，O点为圆心，P为绝缘线所在圆上一点，且OP垂直于MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上．下列说法中正确的()A．O点处和P点处的电场强度大小相等，方向相同B．O点处和P点处的电场强度大小不相等，方向相同C．将一正点电荷沿直线从O移动到P，电场力始终不做功D．将一正点电荷沿直线从O移动到P，电势能增加三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、图乙、图丙所示的实验装置做实验。甲小组测小车匀变速运动的加速度，乙小组探究小车的加速度与合外力的关系，丙小组探究小车的速度和合外力做的功的关系总质量用M表示（图乙中M为小车与力传感器的总质量，图丙中M为小车和与小车固连的小滑轮的总质量），钩码总质量用m表示，重力加速度为g，试回答下列问题：（1）甲、乙、丙三组实验不需要平衡小车与长木板之间的摩擦力的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（2）甲、乙、丙三组实验需要满足的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（3）若三组同学分别用各自的实验装置做探究小车的加速度和合外力的关系实验，各组同学的操作均完全正确，甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图丁所示（乙组同学所用F为力传感器示数，丙组同学所用F为弹簧测力计示数），则乙组实验对应的图线是________（填“A”“B”或“C”。）12．（12分）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。(1)实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度。(2)如图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度_______cm；实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为__________m/s。在本次实验中还需要读出和测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和__________（文字说明并用相应的字母表示）。(3)本实验通过比较钩码的重力势能的减小量__________和__________（用以上物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能守恒。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在匀强磁场中水平放置两根平行的金属导轨，导轨间距L＝1.0m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.20T。两根金属杆ab和cd与导轨的动摩擦因数μ＝0.5。两金属杆的质量均为m＝0.20kg，电阻均为R＝0.20Ω。若用与导轨平行的恒力F作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨由静止开始向右运动，经过t＝3s，达到最大速度v，此时cd杆受静摩擦力恰好达到最大。整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)ab杆沿导轨运动的最大速度v；(2)作用在金属杆ab上拉力的最大功率P；(3)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q。14．（16分）近几年家用煤气管道爆炸的事件频繁发生，某中学实验小组的同学进行了如下的探究：该实验小组的同学取一密闭的容积为10L的钢化容器，该容器的导热性能良好，开始该容器与外界大气相通，已知外界大气压强为1atm，然后将压强恒为5atm的氢气缓慢地充入容器，当容器内混合气的压强达到1.5atm时会自动发生爆炸。假设整个过程中容器的体积不变。求：(1)有多少升压强为5atm的氢气充入容器时容器将自动爆炸？(2)假设爆炸时钢化容器内的气体不会向外泄露，经测量可知容器内气体的温度由27℃突然上升到2727℃瞬间的压强应为多大？15．（12分）一定质量的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，若B→C过程中气体做功数值约是C→A过程中气体做功数值的1.6倍，气体在状态B时压强为4.5×105Pa，求：(i)气体在状态A和C的压强。(ii)整个过程中气体与外界交换的热量。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】

A．单位时间经过电路的电子数越多，电流越大，而光电子的动能越大，光电子形成的电流强度不一定越大，A错误；B．由爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不成正比，B错误；C．入射光的频率大于金属板的极限频率或入射光的波长小于金属板的极限波长，才能产生光电效应，C正确；D．不可见光的频率不一定比可见光的频率大，因此用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大，D错误．故选C。2、D【解析】

设水池的半径为R，人身高为h，根据平抛运动的规律，在竖直方向，有代入数据解得R=11m，则直径为22m，故ABC错误，D正确。故选D。3、C【解析】

A．因t=0时刻质点C从平衡位置向下振动，可知波沿x轴正向传播，则质点D的起振方向沿y轴正方向，选项A错误；B．波速为当质点B回到平衡位置时，波向右至少传播1.5m，则所需时间为选项B错误；C．机械波的频率为2.5Hz，接收器远离波源运动，根据多普勒效应可知，信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5Hz，选项C正确；D．机械波的传播速度只与介质有关，则若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度不变，选项D错误。故选C。4、D【解析】

A．裂变反应是较重的原子核在其它粒子的轰击下，分裂成几个中等的原子核，可知该反应属于裂变反应，故A错误；B．根据电荷数守恒、质量数守恒知，的核电荷数X为故B错误；C．Ba的核子数为144，其中的质子数为56，所以中子数为故C错误；D．该核反应释放出的核能为△E，根据爱因斯坦质能方程可知故D正确。故选D。5、B【解析】

根据电势的图象直接读出电势高低．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，由斜率分析场强的大小关系。根据顺着电场线方向电势降低，判断电场线的方向，确定正电荷所受的电场力方向，分析其运动情况。根据电场力与位移方向间的关系，判断电场力做功的正负。【详解】A．由图知，C点的电势高于B点的电势．故A错误；B．由可知，图象的斜率绝对值等于场强大小，可以看出B点的场强大小大于C点的场强大小，斜率都为正值，说明B、C点的电场方向相同，故B正确；C．根据顺着电场线方向电势降低，可知电场线的方向从C指向B，正电荷在x轴上B、C之间所受的电场力始终由C指向B，正电荷做单向直线运动，故C错误；D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力方向由从B指向C，电场力方向与位移相同，电场力一直做正功，故D错误。故选B。【点睛】本题考查对电势与场强、电场线方向、电场力做功等等关系的理解，难点是根据匀强电场电势差与场强的关系理解图象的斜率与场强的关系。6、A【解析】

C．将乒乓球的运动反向处理，即为平抛运动，由题知，两次的竖直高度不同，所以两次运动时间不同，故C错误；B．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，故B错误；D．撞击墙壁的速度，即可视反向平抛运动的水平初速度，两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，故两次撞击墙壁的速度不同，故D错误；A．由上分析，可知竖直速度大的，其水平速度速度就小，所以根据速度的合成可知，飞出时的初速度大小可能相等，故A正确。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ABCD【解析】

由图可知乒乓球角速度的方向与平动速度造成的效果是相反的，故到稳定状态过程中选项中选项中的过程都有可能出现的，故ABCD均正确。故选ABCD。8、ACD【解析】

A．要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，则带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为a的圆弧，粒子运动轨迹如图所示，所以三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也应该为B0，故A正确；B．由几何知识可知，三角形A′B′C′的最短边长为2a＋2a，B错误；C．带电粒子做圆周运动的轨迹半径为r＝a＝速度为C正确；D．分析知粒子再次回到D点时，其运动轨迹对应的圆心角θ＝2×60°＋300°＝420°，故D正确故选ACD。9、BD【解析】A、刚释放的瞬间，小球的瞬间加速度为零，拉力等于重力，故A错误；

B、当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，，故B正确；

C、将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据平行四边形定则知，小物块在D处的速度与小球的速度之比为，故C错误；

D、设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为，则,对滑块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：

,解得，故D正确．点睛：解决本题的关键知道两物体组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，以及知道物块与之间的距离最小时，小球下降的高度最大，知道物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度．10、BC【解析】

分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，由图可知，O点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。AB.由库仑定律可知：，O点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在O点产生的场强都大于在P处产生的场强，而且在O点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以O点的合场强一定大于P点的合场强。故A错误，B正确；CD.由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、甲都不需要B【解析】

（1）[1]．甲小组测小车匀变速运动的加速度，不需要平衡摩擦力；乙和丙实验小组都需要平衡摩擦力；故选甲；（2）[2]．甲小组测小车匀变速运动的加速度，不需要满足M≫m；乙和丙小组绳子的拉力可以由力传感器和弹簧测力计直接得到，所以两组不需要满足M≫m；即三个小组都不需要满足M≫m；（3）[3]．甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≫m，随着m的增大，不满足M≫m时，图象出现弯曲，所以甲组对应的是C；根据装置可知，乙图中小车受到的拉力等于传感器的读数，丙图中受到的拉力等于弹簧测力计读数的2倍，当F相等时，丙组的加速度大，所以乙组对应B，丙组对应A；12、0.52cm滑块释放位置遮光条到光电门的位移smgs钩码和滑块的动能增加量之和【解析】

(2)[1]游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；[2]由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为[3]根据实验原理可知，该实验中需要比较钩码和滑块所组成的系统重力势能的减小量与钩码和滑块所组成的系统动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒，故需要测量的物理还有：滑块释放位置遮光条到光电门的位移s(3)[4][5]钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和