河北省唐县某中学2024届高三年级下册二模考试物理试卷(含答案)

河北省唐县第一中学2024届高三下学期二模考试物理试卷

学校：___________姓名：班级：___________考号：

一,单选题

1.一束激光照射基态氢原子，使氢原子处于某激发态，该激发态氢原子跃迁产生3种

谱线，用这3种谱线分别照射某金属材料，其中有两种谱线人6能使金属发生光电效

应，且a谱线产生的光电子最大初动能大.已知金属逸出功为4.32eV,氢原子的能级依

次为月=-13.6eV、E2=-3.4eV,E3=-1.51eV......,下列说法正确的是（）

A.激光能量为13.6eV

B.6光照射金属时产生光电子的最大初动能为5.88eV

C.a、6两种光从同种透明材料射向空气发生全反射时a光的临界角大

D.a、。两种光通过同一双缝干涉装置发生干涉时a光的相邻条纹间距大

2.如图所示，长方体空间ACDE-4CQ&,长:宽:高=2:1:1,其中入不GPG四

点为长方体四条长边的中点，有两根通电直导线小12,电流人沿4A方向放置，电流

人沿8方向放置，两导线通以相同大小的电流.已知直线电流产生磁感应强度大小

B=k-（左为常数，/为电流大小，厂为距导线的距离），R点磁感应强度大小为耳，

r

G点磁感应强度大小为当，则4与生的大小之比为（）

A.2:石B.V3:2C.万3D.3：V2

3.新款儿童玩具车在学校操场百米跑道上进行测试，玩具车从跑道20m处由静止开

始做匀变速直线运动，其位置坐标x与时间/图像为抛物线的一部分，如图所示，。点

（10s,60m）为图线上一点，虚线a。与图线相切于。点，与时间/轴相交于6点，其坐标

为（%,0）,下列说法正确的是（）

x/m

60

20LZ：

oL^l_:

410t/s

A.玩具车加速度大小为1.2m/s2

B.玩具车在0~t0时间内平均速度大小为lm/s

C.玩具车在5s时的速度大小为6m/s

D.玩具车冲过百米线时所用时间为10s

4.已知地球质量为V、半径为凡一卫星绕地球做椭圆运动，其在近地点与远地点的

速率之比为5:2,卫星在近地点离地面的高度为R,引力常量为G,运动轨迹如图所

示，下列说法正确的是（）

A.该卫星在远地点离地面的高度为6R

B.该卫星通过远地点时速率等于、鲤

V5R

C.该卫星在近地点和远地点加速度之比为25:4

D.该卫星在近地点附近处于超重状态

5.如图所示为一跳台滑雪场地示意图，轨道由弧形助滑轨道A3、倾角为37。的斜坡

轨道3c及着陆坡8组成.一滑雪爱好者从A点由静止沿弧形助滑轨道下滑，从3点

水平飞出，稳稳地落在斜坡轨道上的P点，计时器显示滑雪爱好者在助滑轨道上及在

空中运动时间均为2.4s。已知滑雪爱好者质量为60kg（含装备），A、3两点的高度差

为15m,滑雪爱好者在空中运动时可视为质点，重力加速度g取

10m/s^sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,下列说法正确的是（）

B

P

3

CD

A.滑雪爱好者水平飞出时的速度大小为15m/s

B.落点与起飞点之间距离为50m

C.滑雪爱好者在A3段克服摩擦力做功1500J

D.滑雪爱好者在AB段克服摩擦力做功的平均功率为550W

6.一定质量的理想气体经历afZ?fcfd一。回到初状态a,其状态变化如图所

示，状态参量标注在图像中，已知。状态温度为27。。，理想气体内能表达式为。="T

（其中a为常数，T为热力学温度），一个循环过程中，下列说法正确的是（）

■Mxl/Pa）

2.一----・c

b,，：

II

0|------1-------i-------1--------►

246y（xio-4m,）

A.a状态分子平均速率大于。状态分子平均速率

B.一个循环过程中气体内能最大值为450aJ

C.a。过程放出的热量等于cd过程吸收的热量

D.一个循环过程中系统放出的热量为80J

7.位于坐标原点处的波源做简谐振动，发出一列沿x轴正方向传播的横波，f=0时刻

波恰好传到坐标为Um处的。点，波形图如图所示，此时波源振动的速度为%,经过

时振动的速度再次为v0,6点为位于坐标为29nl的质点，下列说法正确的是（）

6

A.波源起振方向向下

B.波的传播速度大小为6m/s

C.波源振动方程为为=10sin|2?tZ+—|cm

D/=3.75s时，6点位于波峰，已经运动路程为90cm

二、多选题

8.如图所示，空间有一水平向左的匀强电场，电场强度大小为100V/m,一根长为

1.6m的细线的一端固定于。点，另一端拴接质量为0.8kg、电荷量为0.08C的带正电

小球（可视为质点），将细线向右拉直至水平后将小球由静止释放，重力加速度g取

lOm/sz,忽略一切阻力，下列说法正确的是（）

*£~。一•

A.小球刚到达最低点时速度大小为4m/s

B.细线刚拉紧时小球的速度大小为4后m/s

C.小球运动达到的最高位置与小球释放位置在同一水平面内

D.小球运动达到的最高位置相对小球释放位置的高度为警m

9.如图所示，较长光滑斜面倾角为37。，一轻弹簧下端固定在斜面底端，上端与滑块

3相连接，滑块3静止在斜面上，另一滑块A从斜面上距5为0.75m处无初速度下

滑，与3发生碰撞后共速（且碰后两者不粘连），碰撞后运动过程中A恰好不再脱离

B,已知A的质量为0.2kg,5的质量为0.4kg,弹簧的弹性势能Ep=g履2（左为弹簧劲

度系数，x为弹簧形变量），两滑块均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，重力

加速度g取10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是（）

A.A、3碰撞后瞬间的速度大小为lm/s

B.A、3一起上升到最大高度时的加速度大小为8m/s2

C.弹簧的劲度系数为19.2N/m

D.3静止在斜面上时弹簧的压缩量为0.25m

10.如图所示，两根足够长的平行倾斜导轨固定在地面上，导轨与导轨面的倾角均为

37°,两导轨间距为L=0.5m,有垂直导轨平面的单边有界匀强磁场，磁场上边界为

PQ,磁感应强度大小为3=8T,现有两根完全相同的导体棒a、b,。置于磁场边界上

方s=2m处，人置于磁场边界处，两者同时由静止释放，在。棒进入磁场前，6棒已经

在做匀速运动.已知导体棒质量均为1kg、电阻均为2C,导体棒与导轨间动摩擦因数均

为0.25,导轨电阻不计，导体棒与导轨间良好接触，重力加速度g取

10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是（）

A.导体棒a进入磁场前通过的电荷量为0.75C

B.导体棒a进入磁场前b棒下滑的位移大小为0.5m

C.两导体棒间最近距离为0.375m

D.导体棒a进入磁场后通过的电荷量为0.50C

三、实验题

11.某实验小组利用打点计时器测量木板、滑块间的动摩擦因数，选取一块较长木

板，通过铁架台制作成一定倾角的斜面，第一次将打点计时器固定在木板下端某位

置，滑块后端固定纸带.纸带穿过打点计时器限位孔，给滑块沿木板向上的初速度，打

下一条纸带，通过测量计算得到滑块加速度大小为8.4m/s2；第二次将打点计时器固定

在木板上端某位置，如图甲所示，让滑块从静止开始下滑，打出一条纸带如图乙所

示，已知打点计时器所接交流电的频率为50Hz,重力加速度g取lOm/s?.

（1）纸带上相邻计数点间还有四个点未画，则滑块向下滑动时打下c点时速度大小为

2

m/s；滑块下滑时加速度大小为m/so（结果均保留两位有效数字）

（2）滑块与木板间动摩擦因数为；

12.某实验小组测量干电池的电动势和内阻，实验室提供了下列器材：

A.干电池（电动势为L5V左右，内阻为左右）

B.滑动变阻器用（最大阻值15。）

C.滑动变阻器&（最大阻值10kC）

D.电阻箱&(0-99999.9Q)

E.电流表A]（4=0.6A,/;=O.5Q）

F.电流表A2（J=50RA，2=1OOOQ）

G开关、导线若干

根据要求，回答下列问题：

（1）将其中一个电流表改装成量程是L50V的电压表，应选电流表（填“AJ或

“A?”）进行改装，电阻箱凡应选择阻值_C与所选电流表串联.

⑵为了准确测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选______（填“用”或

），在方框（甲）中画出测量电路图，并将实物（乙）连接成所设计的测量电

路。

（3）将电阻箱调到计算出的阻值，电阻箱接入电路阻值保持不变，调节滑动变阻器，读

出两个电流表A、A2的示数分别为人、12,测出多组电流数据，根据实验数据作出

,图像如图（丙）所示，由图像可得电源电动势石=V,内阻厂=Q

（结果均保留三位有效数字）。

四,计算题

13.工匠师傅用玻璃材料打磨出一款“宝葫芦”艺术作品，该作品上部是半径为R的

大半球体，下部是半径为百R的大半球体，上下衔接部分对应圆的半径为且R,如图

2

所示为作品过中央轴线的截面图,已知玻璃材料折射率〃=若，现用激光笔沿平行中央

轴线方向从上部射向“宝葫芦”，入射光线距离中央轴线距离为#R,设光在真空中

速度为c，求：

⑴光进入“宝葫芦”时的折射角；

(2)光在“宝葫芦”中的传播时间(不考虑光的反射).

14.如图所示，压缩的弹簧发射器将质量为g=2kg的滑块1向右弹出，滑块1进入

光滑的水平轨道AB后与静止的质量为铀=1kg的滑块2发生弹性碰撞，碰后滑块2以

速度匕=8m/s从3点进入倾斜的轨道BC上，倾斜的轨道与水平方向之间的夹角为

6=37。，滑块2与倾斜的轨道之间的动摩擦因数为〃=0.25,重力加速度g取

10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

滑块1

弹簧发射器AB

(1)弹簧发射器对滑块1做的功；

(2)若使两滑块再次碰撞时恰位于3点，两滑块第一次碰撞时与3点的间距(答案可含

根号)。

15.如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场，

电场强度大小£=10V/m,在第三象限内存在一圆形匀强磁场区域(图中未画出)，

磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为综=4T,第四象限内存在着垂直纸面向外

的匀强磁场3和比,两磁场以为边界，与x轴正方向夹角为60。，

4=2。32=41\现有一带正电粒子从2点(-1.5111,扇)处，以速度％=10m/s,沿y轴

负方向射入匀强电场，经一系列运动后回到P点，且粒子第一次离开电场的时间是粒

子经X轴再次进入匀强电场而达到P点时间的出倍.已知粒子的比荷幺=10C/kg,不

m

计重力，求：

(1)粒子第一次通过坐标轴的位置坐标及速度；

(2)粒子从开始运动到第2次通过坐标轴所用的时间;

(3)圆形磁场区域的最小面积。

参考答案

1.答案：B

解析：激发态氢原子跃迁产生3种谱线，即C；=3,即基态氢原子跃迁到第3能级，

激光能量石=4-&=12.09eV,选项A错误；3种谱线的光分别照射金属材料，有两

种谱线人6能使金属发生光电效应，且。谱线产生的光电子最大初动能大，即。光为

能级3跃迁到能级1时所产生，6光为能级2跃迁到能级1时所产生，6光对应能量

△E=Ez-&=10.2eV,根据光电效应方程，E/=a-W=5.88eV,选项B正确；两

种光。光频率高，对应同种材料折射率大，对应波长短，根据sinC=L,则6＜孰，

n

选项c错误；根据以两种光通过同一双缝干涉装置发生干涉时相邻条纹间距

d

。光的小，选项D错误。

2.答案：A

解析：根据直线电流产生磁感应强度大小规律，设每根直线电流在R点产生磁感应强

度大小均为B。,则F点磁感应强度大小4=V2B0,电流人在G点产生磁感应强度大

八、为生,电流右在G点产生磁感应强度大小为稣，则G点磁感应强度大小

5=卜+借］=乎耳,则鲁=5'选项A正确,BCD错误。

3.答案：B

解析：玩具车做初速度为零的匀加速直线运动，由》=,成2,前ios内位移

2

Ax=40m,得〃=0.8m/s2,选项A错误；，=10s时速度大小为v=Q/=8m/s,图线在

。点斜率左=—竺—=8,得fo=2.5s,%时刻的速度%=*=2m/s,玩具车在0~%时

10To

间内平均速度大小为匕=£=lm/s,选项B正确；玩具车在5s时的速度大小为

v=af=4m/s,选项C错误；玩具车冲过百米线时所用时间为f,由Ar=80='a『，

2

得f=10缶，选项D错误。

4.答案：C

解析：设卫星在近地点和远地点速率分别为匕和％,贝1）匕：彩=5：2,根据开普勒第二

VDIzy

定律有(R+R)%A%=(R+H)x%A%,则」=-----,解得〃=4尺，选项A错误；若该

v22R

卫星在远地点绕地球做匀速圆周运动，则有黑^=加。［,则丫=瑞，该卫星在

远地点做近心运动，则其运动速率％<丫―,选项B错误；设卫星在近地点和远

5R

地点加速度大小分别为生和出，则由曾可知，卫星在近地点和远地点加速

r

度大小之比幺=©"=生，选项c正确；卫星在轨运行中始终处于失重状态，选项

a2JR#4

D错误。

5.答案：D

解析：设滑雪爱好者水平飞出时的速度大小为%,B、尸两点距离为L

£cos37°=vot,£sin37°=^-gr,得为=16m/s,L=48m,选项AB错误；运动员在

A3段克服摩擦力做功为暝，由动能定理有机g/z-%=；根叶，得叱=1320J,克服摩

擦力做功平均功率大小P=K=550W,选项C错误，D正确。

t

6.答案：D

解析：根据理想气体状态方程牛=C,已知q=300K,可求得仄c、d状态的温度

分别为4=150K、7；=450K、Td=900K,根据温度是分子平均动能的标志，由于c

状态比。状态温度高，故。状态分子平均动能大，分子平均速率大，选项A错误；理

想气体内能由温度决定，一个循环过程中内能最大值Um=a》=900aJ，选项B错

误；时过程和cd过程为等容变化，则W=0,根据热力学第一定律W+Q=AU,则

Q=NJ,则ab过程放出的热量以=150&J；cd过程吸收的热量450aJ,

Qcd>Qab，选项C错误；系统经过一个循环过程回到初状态a,其内能不变，由p-V

图像可知外界对系统做正功，则系统要放出热量，。。过程气体对外界做功，曲过程外

界对气体做功，一个循环过程外界对气体做功大小为对应图形面积，

54

=Sabcd=2x10X4xl0-=8OJ,则系统放出热量。=W=80J,选项D正确。

7.答案：D

解析：根据传播方向与振动方向关系，波向右传播，波的前端振动方向向上，则波源

起振方向向上，选项A错误；令波源振动方程为y=10sin1半./+%]cm,依题意有

/=0时y=-5cm,则有一5=lOsin外,可得恁二一四，即有y=10sin(型/一巴]cm,又

6IT6J

波源此时振动的速度为%,到再次为％经历时间为/='s,则生乌='，解得

6T66

T=ls,由题图知4=12m,故波的传播速度大小为v=A12m/s,波源振动方程为

y=10sin^27r/-^cm,选项BC错误；波由a点传到6点时间％=9=1.5s,质点Z?

振动时间3.75s—%=2.25s=2；,质点方运动路程s=8A+A=90cm,此时质点6恰

好位于波峰，选项D正确。

8.答案：BD

解析：带电小球释放后受到重力G、电场力R的合力可等效成重力G',由于

G=mg=8N,尸=q£=8N,易知G'=zng'中炉=0g,G'与水平方向成45。夹角，

画出小球的运动轨迹如图所示，小球刚到最低位置时的速度大小为

v=^2g'L'=2y[gL=8m/s,细绳刚拉紧后的速度大小为匕=ycos45Q=40m/s,选项

A错误，B正确；细线拉紧后一小球在竖直平面内做圆周运动，根据对称性，小球在

与释放点等高的位置的速度大小为匕=4后m/s,设小球到最高位置时，细线与等效

重力G'方向所成夹角为a,由动能定理有mg'L(cos45。-cosa)=g/w；,解得

cosa=0,即a=90。，故小球到达最高位置相对释放点的高度为

4、历

h=L-sin(90°-45°)=m,选项C错误，D正确。

9.答案：AC

2

解析：滑块A与3碰前速度为Vo，由动能定理，mAgsin37°x=1-mAv0,得

%=3m/s,滑块A与3碰撞过程，由动量守恒定律有/%%=(%+加B)V，得

v=lm/s,选项A正确；滑块A恰好不脱离3,即两者运动到最高点时弹簧恰好恢复

原长，此时两者加速度大小为口=85垣37。=611162,选项B错误；对滑块3原来静

止，有mBgsin37。=2，A、B碰后至A、3上升到最高点，由机械能守恒定律，有

2

kx^+(mA+mB)v=(mA+mB)gsin370%；,得％=19.2N/m,xr=0.125m,选项C正

确，D错误。

10.答案：AC

解析：设a棒进入磁场时速度为h,所经历时间为小6棒已经做匀速运动，设6棒匀

»2r2

速速度为Vo，对6棒由平衡有加gsin370=〃加geos370+-----得%=lm/s,对〃棒

27?

1C

由动能定理有(>ngsin37°—〃zngcos37o)s=—机v[得匕=4m/s,%=—=ls,导体棒。

2匕

2

进入磁场前通过的电荷量为名,"棒下滑位移为王，对b棒由动量定理有

(mgsin37°-/Limgcos37°)%-BIj£=mv,且％=/由=,得6=0.75C,

027?

x；=0.75m,选项A正确，B错误；a棒进入磁场后先做加速度减小的减速运动最后做

匀变速运动，6棒先做变加速运动最后匀加速运动，即当两棒速度相同时，两者均做

匀变速运动，两棒相距最近距离为d,设两棒共同速度为v,此过程通过两棒的电荷量

为%=%2="东©，对。、人棒分别列动量定理方程

2R

a棒：(mgsin37°-/nmgcos37°)^2-q2BL=m(y一匕)

b棒：(〃7gsin370-jumgcos37°居+q?BL-m(y-v0)

联立三式解得d=0.375m,%=0.375C,选项C正确，D错误。

11.答案：(l)l.lm/s；3.6m/s2(2)0.3

解析：(1)相邻计数点间时间间隔T=Q02x5s=0.1s,打下c点时滑块速度

v=—=l.lm/s；根据%-%=a(2T)2,M«=3.6m/s2.

cIT

(2)设斜面倾角为仇滑块向上滑动过程，对应加速度a'=8.4m/s2,由牛顿第二定律有

mgsin0+jumgcos0=ma',滑块下滑时有7"gsine-wngcos6=7w,联立两式并代入

数据解得〃=0.3.

12.答案：(1)A2；29000(2)与；见解析(3)1.48；1.10

解析：(1)将其中一个电流表改装成量程是L50V的电压表，应选电流表A2进行改装,

扩大倍数〃=卫=30,电阻箱应选择阻值用=(咒-1)马=29000Q

E

⑵电流表A1内阻已知，由/=—、可知接入电路中R阻值较小，滑动变阻器应选用,

R+r

设计电路如图甲所示；实物连线如图乙所示

(3)根据闭合电路欧姆定律，I2(R0+r2)=E-Il(r+^,得右=—^----匚工人，在

(+r2&+G

294x106

/，一人图像中，一^=49.4x10-6,得石=1.48V；_L±ZL=,得厂=1.1OQ

一%+%4+弓0.55

(9+庖)R

13.答案：(1)30°(2)

2c

解析：(1)设光线在A点的入射角为3折射角为「，由几何关系

..1G

smi=———=——

R2

根据折射定律〃=皿

smr

代入数据解得r=30。

(2)作出光在“宝葫芦”中的光路如图所示，“宝葫芦”上下衔接部分对应圆的半径为

与R,由几何关系可知，NMON=120°,ZMO2N=60°,。尸=［，4尸=竽，

△AOpB为等腰三角形，则=O?B=R,AB=2Rcosr=6R

△3RC中，由余弦定理有

22

02c2=O2B+BC-2O2BxBCxcosr

6+A/H

解得BC=-----------------K

2

3小瓜R

光在“宝葫芦”中路程47=43+5。=-------------------K

2

光在“宝葫芦”中速度二:

光在“宝葫芦”中传播时间£=生(9+月)R

V2c

14.答案：(1)36J(2)|(l+V2)m

解析：(1)滑块1弹出过程中，根据动能定理可得W=g叫%2

滑块1、2发生弹性碰撞过程

动量守恒叫％=m1Vl+m2V2

碰撞前后动能不变g犯%2=；叫%之+；牡n；

解得W=36J

(2)由(1)得碰撞后滑块1的速度为匕=2m/s

第一次碰撞后，滑块1在水平轨道A3上匀速小=卬

第一次碰撞后，滑块