河北省2024年高考物理模拟试卷及答案6

河北省2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、单选题：本大题共7小题，共28分。得分1．经研究证明，光子和电子相互作用发生光电效应还是康普顿效应，取决于电子的“自由”度。当光子能量和逸出功在同一数量级时，电子吸收光子，发生光电效应；当光子能量较大时，电子的逸出功几乎可以忽略，可看做是“自由”的，则发生康普顿效应，下列说法正确的是（）A．光电效应方程是从能量守恒的角度解释了光的粒子性B．康普顿效应说明光具有波动性C．光电效应说明了能量守恒，康普顿效应则解释了动量守恒，二者是矛盾的D．金属只要被光照射的时间足够长，一定会发生光电效应2．中国的传统医学博大精深，其中针灸技术可用来治疗各种疾病。选用针灸针时，会根据不同的治疗选择不同的规格，较常用的1寸针长度约为25mm，直径0.25mm，针尖部分的截面可以看做是高为2mm的三角形，如图甲、乙所示，不计针的重力作用，当医生用0.05N的力垂直皮肤下压该针进行治疗时，下列说法正确的是（）A．针尖进入肌肉组织过程中，肌肉所受的弹力约为0.B．针尖进入肌肉组织的过程中，肌肉所受的弹力约为0C．若该针尖停止进入，则此时与针尖接触位置的肌肉组织所受弹力均相同D．若针尖形状如图丙，则针尖缓慢进入身体时某固定位置肌肉所受弹力越来越小3．某科学小组在进行光纤的模拟试验过程中，如图把中空透明玻璃管水平放置在试验台上，从玻璃管外平视观察到管的内径为d，若该玻璃管的折射率为n，则管的实际内径约为（）A．dn2 B．dn+1 C．d4．2024年3月20日8时31分，探月工程四期“鹊桥二号”中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空，该卫星是经“地—月转移轨道”逐步送入近月距离约200km、远月距离约1600km的稳定椭圆环月轨道，周期24h，月球半径约1738km，月球表面重力加速度约为1.63m/sA．该卫星的发射速度应大于第二宇宙速度B．若另发射一颗距月球表面约300km的环月圆轨道卫星，则其周期约为5小时C．若要在远月点把“鹊桥二号”转移到圆轨道上，其速度加至约1.2km/sD．由以上条件，可以求得“鹊桥二号”在近月点所受的万有引力大小5．在某次电动汽车的性能试验中，工程师已测得该款汽车综合阻力随时间变化关系式f=fA．汽车达到最大速度的时间F−f0mk C．全过程中，汽车的牵引力F的冲量为F(F−f0)2k6．如图所示，在一个倾角为θ的导轨MN上面，放置一个长度为L的金属棒PQ，已知两导轨间距为d(d<L)A．金属棒速度为v时，R两端的电压为BLRvB．该过程中生成的焦耳热为Fx−C．该过程中摩擦力做的功为μmgxcosθD．该过程中安培力做的功为mgx(7．如图所示，一个正四棱锥形框架放置在地面上，各侧棱边长和底边的对角线长均为L，在各侧棱都有轻质光滑圆环，对面圆环被同一根弹性绳连接，在弹性绳的交叉穿过一个轻质小圆环，其半径忽略不计，在环上用轻质硬绳挂一个质量为m的重物，初始时由于重物被手托举，弹性绳均处于各侧棱的中点位置，若整个过程中都处于弹性限度内，弹性绳的劲度系数均为k，弹性势能EpA．重物下落过程中，该重物的机械能守恒B．重物下落的过程中，各侧棱的轻质小环不会运动C．重物下落过程中，重物的最大速度为mD．重物下落到最低点时，弹性绳对重物做的功为m阅卷人二、多选题：本大题共3小题，共12分。得分8．如图所示，理想变压器原线圈接e=1002sin(100πt)V的交流电，原、副线圈匝数比n1:A．R=75Ω时，理想变压器的输出功率最大B．理想变压器的最大输出功率为PC．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1AD．R=125Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大9．如图所示图像示意图在物理学习中经常遇到，很多的物理量关系都满足此类关系图像，那么关于此图像适用的物理过程，描述不正确的是（）A．研究电源串联外电阻输出功率时，该图像可近似看作是电源输出功率P随外电阻R变化的图像B．研究两个小球发生弹性碰撞且碰前球m2静止，该图像可看做是碰后m2动能与C．研究竖直面内绳球模型球从水平下落至竖直的过程中，可以完整表达球重力的功率P与绳跟水平面夹角θ的关系D．该图像可以表述两个分子间的作用力F与分子间距r的关系10．科学家在研究电荷分布的对称性的时候，巧妙地借助了我国传统文化中的“阴阳太极图”，以获得更多的启示和灵感，如图所示的三维坐标系。太极图呈圆形位于xOz平面内，y轴过圆心O，在x轴两侧对称分布各有一个大半圆和小半圆，M、N各是小半圆的圆心，现在M、N上分别放置一个等电量的负点电荷和正点电荷，在y轴的正向有一个定点C，在圆的边缘有一个位置D，则下列说法正确的是（）A．若将正试探电荷q由C点沿y轴移动到O点，则q的电势能始终不变B．若将正试探电荷q由A点沿“阴阳”边界经O移动到B点，则q的电势能增加C．若将负试探电荷q沿虚线由C移到D，则电场力一直对电荷做正功D．若将负试探电荷沿z轴由O向z轴正向移动，则电荷克服电场力做负功阅卷人三、实验题：本大题共2小题，共18分。得分11．某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验，器材如图所示，固定转轴位于四分之一圆周的圆心位置，质量可忽略的硬杆连接在固定转轴上，另一端固定着一个体积较小的小球，小球与圆弧紧贴但不接触，圆心的正下方固定着一个光电门，圆周的最右侧竖直放置一个刻度尺，其0刻线与圆周的圆心处于同一水面面上。实验小组每次从不同的高度释放小球前，先读出小球所在位置的刻度h，然后释放小球，并从数字记录仪上读出小球从光电门位置经过的速度v，已知硬杆的长度l=8cm，则（1）实验过程中，（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量，就能验证机械能守恒定律。（2）若实验过程中，获得了一系列的实验数据，如下表所示，v21.3721.1760.9800.784空白0.92h1.002.003.004.005.006.00请在坐标纸中选取合适的标度，并做出v2−ℎ图像，根据图像可知表格中写“空白”位置的数据应该是（3）小明同学在上述实验过程中，假如得到的实验图像不是严格的一条直线，那么，造成这种情况的原因可能是。12．2024年3月28日，国产某米汽车一上市就得到了广大消费者的欢迎。下图为网传的某米汽车电池的参数图片，则根据这张图片某实验小组决定研究一下某米汽车的电池，已知该车内的整块电池是由20块刀片电池串联而成，其中一块刀片电池又由10块电芯串联而成进行了如下的实验：MODENAME/型号：A13100PARTNUMBER/零件号：P000000367001MANUFACTOR/制造商代码：r47832L1-1ONBATTERY/锂离子电池726101MADEINCHINA（1）如果用1A的电流给该汽车的一块电芯充电需要h时间充满。（保留两位有效数字）（2）实验小组A，为了能较准确的测量该款车辆电池的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表和电压表内阻影响的实验方案，如图1所示，记录了单刀双掷开关S2分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图2中所示的A、B两条U−I图线，可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接（选填“1”或“2”）中的实验数据描出的，由图线A得出的内阻测量值比真实值偏（选填“大”或“小”）。综合A、B两条图线，此电芯的电动势为E=，内阻r=（用图中EA、EB、（3）实验小组B，认为实验小组A的实验仍然不够完善，于是设计了补偿式电路，来准确的测量电池的电动势和内阻，实验电路图如图3所示，则采用B小组设计的电路时，应怎样操作才能消除电表所带来的误差？（答出关键步骤即可）答：。阅卷人四、计算题：本大题共3小题，共30分。得分13．实验室里有一种用于帮助学生学习气体相关规律的仪器，如图所示，气缸静止平放在实验台上，用横截面积为S的活塞封住一部分空气，高度为h，活塞连同上面的置物平台总质量是M，（以下简称“活塞系统”）。开始时，活塞系统处于静止状态，气缸内温度为环境温度，现在把质量为m的小物块放在置物平台上，为了使活塞保持原位置不变，需要用控温装置改变封闭气体的温度，已知理想状态下大气压强p0，环境温度为T（1）气体的温度的变化量?（2）如果保持温度不变，还可以往原有封闭空间充入理想状态下的空气，以保证放置小物块后，活塞的位置不变，则需要充入空气的体积是多少?14．如图所示，甲图为传送带的实物照片，乙图是其运输水果箱的示意图。传送带倾斜部分倾角为37°，传送带与水果箱之间的摩擦因数μ=0.8，传送带AB部分长度LAB=12m、BC部分长度LBC=9m，运行速度恒为2m/s。现工人每隔1s在底端A点放上一个水果箱，C点恰好掉下去一个水果箱，已知（1）稳定运行时传送带上有多少个水果箱；（2）两相邻水果箱之间的距离的最小值Δx1与最大值Δ15．如图所示，半径R=1m的四分之一圆弧槽M固定在地面上，圆弧槽末端位于圆心O'正下方、且与平台KPQ上表面水平相切，P点放置质量为m0=0.4kg的小物块，KP、PQ长度分别为0.45m、2.75m，Q右侧空间存在面积足够大的匀强磁场，磁感应强度B=π8×10（1）小球运动到K点时对轨道的压力FN（2）小物块飞离平台前与小球的碰撞次数；（3）小球打在挡板上的坐标。（结果可含有π）

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、光电效应方程是爱因斯坦根据光量子假说和能量守恒定律得到的，故A正确；

B、康普顿效应是光子与电子的碰撞，体现了光的粒子性，但并未说明电子的波动性，故B错误；

C、根据题中说法，光电效应是在电子自由度较小的情况下，表现出的吸收特性，动量并不是不守恒，而是表现不出来，而康普顿效应是基于能量较大的光子与电子的碰撞，既体现动量守恒又体现能量守恒，二者并不矛盾，故C错误；

D、电子对光子的吸收并不能累积，一次只能吸收一个光子，若吸收的光子能量小于金属逸出功，即不能发生光电效应，故D错误。

故答案为：A。

【分析】熟练掌握各物理学史及其对物理研究的物理意义及价值。熟练掌握光电效应现象产生的条件。康普顿效应是光子与电子的碰撞，体现了光的粒子性。2．【答案】B【解析】【解答】AB、当针尖进入人体肌肉组织的过程中，受力分析如下图所示

由受力分析图可知

0.052NFN=0.252mm2mm

求得

FN=0.4N

故B正确，A错误；3．【答案】C【解析】【解答】作出光路图如图所示

从内壁上发出任意两根光线，它们折射出空气反向延长线交点位置即为管外观察到的内径位置，设玻璃管外径L，由题意可得

sinα=RL，sinβ=d2L

折射率

n=sinβ4．【答案】C【解析】【解答】A、“鹊桥二号”中继卫星并没有脱离地球束缚，所以其从地球的发射速度应高于第一宇宙速度而低于第二宇宙速度，则A错误；

B、设“鹊桥二号”椭圆环月轨道的半长轴为a，环月圆轨道卫星的轨道半径为R1，根据开普勒第三定律有

a3T12=R13T22

其中

a=200+1600+2×17382km=2638km

R1=1738+300km=2038km

解得

T2≈16ℎ

故B错误；5．【答案】B【解析】【解答】A、当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，即

f0+kt=F

此时

t=F−f0k

故A错误；

B、根据牛顿第二定律可得

F−f=ma

则

a=F−f0m−kmt

则汽车的a-t图像如下所示

由a-t图像可知，三角形面积代表速度的变化量的大小，则

vm=S=F−f022mk

故B正确；6．【答案】D【解析】【解答】A、金属棒速度为v时，R上的电压为

UR=RR+rBdv

故A错误；

B、该过程中，生成的焦耳热指电阻生热的总和，有

Q=Fx−12mv2−mgxsinθ−μmgxcosθ

故B错误；

C、该过程中摩擦力做的功为

Wf7．【答案】C【解析】【解答】A、重物下落过程中，有弹性绳弹性势能的参与，故重物和绳组成的系统机械能守恒，重物机械能不守恒，故A错误；

B、重物下落的过程中，侧棱上的轻质小环会有一定的下降，则B错误；

CD、重物下落过程中，由于轻质小环和侧棱之间是光滑的，释放重物后，由于小环轻质，重物下落至任何位置，绳与侧棱均垂直，设每根弹性绳的长度是x，则经分析，交叉点到棱尖S的距离也为x，环是轻质的，故可知初始弹性绳处于原长状态，当物块速度最大时，有

4kx−L2cos60°=mg

解得

x=mg2k+L2

由机械能守恒定律，得

mgx−34L=12mvm2+8．【答案】A,D【解析】【解答】AB、根据题意，电源电动势有效值

E=100V

如图

假设原线圈中的电压为U1，电流为I1，可认为虚线框中为等效电阻

R'=U1I1

又

U1U2=n1n2，I1I2=n2n1，U2I2=R0+R

求得

R'=n12n22R0+R

则电路可看成是由r和R'组成的电路，若使变压器输出功率最大，则R'的功率最大，则当

R'=r=16Ω

时，R'的输出功率最大，此时可得

R=75Ω

输出的最大功率

Pm=E24r=1009．【答案】C,D【解析】【解答】A、电源输出功率随外电阻变化图像如图所示

和题中示意图基本近似，故A正确，不符合题意；

B、两个小球弹性碰撞且其中球m2碰前静止，该图像可看做是碰后m2动能与质量关系图像如图

故B正确，不符合题意；

C、绳系小球模型，水平静止时重力的功率是0，运动到竖直状态时重力的功率也是0，故C错误，符合题意；

D、分子力与分子间距关系如图所示

故D错误，符合题意

故答案为：CD。

【分析】熟练掌握电源输出功率随外电阻变化图像，根据弹性碰撞的特点确定碰撞后小球质量与动能的关系图。绳系小球模型，水平静止时重力的功率是0，运动到竖直状态时重力的功率也是0。熟练掌握分子力与分子间距的关系图。10．【答案】A,B【解析】【解答】A、由题意可知，y轴在等量异种点电荷连线的中垂线上，因此试探正电荷q在由C点沿y轴移动到O点的过程中，受电场力的方向始终与运动方向垂直，则电场力对q不做功，q的电势能不变，故A正确；

B、试探正电荷q由A点沿“阴阳”边界经O移动到B点，可以分成两部分看，第一部分是从A到O，这个过程M位置的负点电荷对q不做功，N位置的正电荷对q做负功，q的电势能增加；第二部分是从O到B，此过程N位置的正电荷对q不做功，M位置的负电荷对q做负功，电势能仍然在增加，所以，q的电势能一直在增加，故B正确；

C、试探负电荷q沿虚线由C移到D，从xOz面上看，试探负电荷q所受的电场力在做负功，故C错误；

D、试探负电荷沿z轴由O向z轴正向移动，则电场力与移动路径一直垂直，电场力不做功，故D错误。

故答案为：AB。

【分析】熟练掌握等量异种电荷电场及电势的分布特点及规律。等量异种点电荷连线的中垂线上的电场强度沿水平方向，电场力的方向始终与运动方向垂直，电场力对q不做功，电势能不变。明确电荷沿不同轨迹运动时所受电场力与运动方向的关系，再根据功的定义确定电场力做功情况，电场力做负功，电势能增大。11．【答案】（1）不需要（2）；0.588（3）有摩擦和空气阻力【解析】【解答】（1）要验证机械能守恒定律，由题意有

mgl−ℎ=12mv2

可知质量可以约去，故不需要测量小球质量。

（2）由前可知v2-h图像为一条直线，在坐标纸中选取合适的标度，描点做出v2-h图像如图

12．【答案】（1）0.70（2）1；大；EA；E（3）调节R'【解析】【解答】（1）由题可知

t=qI=13920×10ℎ=0.695ℎ≈0.70ℎ

（2）当S2接1时，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；

当S2接2时，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。

由于U-I图线斜率的绝对值表示内阻，即S2接1时的图线陡峭一些，可以判断图线A是利用单刀双郑开关S2接1中的实验数据描出的，内阻测量值比真实值偏大。

当S2接1时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，即S2接1时的电动势的测量值等于真实值，即有

E=EA

由于S13．【答案】（1）初态时，对气缸系统进行受力分析有p得p当往活塞系统放置m时，再次对活塞系统受力分析有p得p则Δp=根据查理定律有p求得ΔT=（2）由题意知初态时，气体体积V温度不变时，根据玻意耳定律有p求得V则在压强p2ΔV=则根据玻意耳定律有p求得V【解析】【分析】（1）对气缸活塞进行受力分析，根据平衡条件确定放置重物前后稳定时，封闭气体的压强，活塞保持原位置不变，则即气体发生等容变化，再根据查理定律进行解答；

（2）将整个过程进行分解处理，即先将施加重物时，封闭气体看成为等温变化，根据玻意耳定律确定施加重物后封闭气体的体积，根据几何关系确定该过程封闭气体体积的变化情况。随后往封闭气体中充入气体，使活塞回到原位置，以充入气体为研究对象，再根据玻意耳定律进行解答。14．【答案】（1）把水果箱简化成小物块，小物块在斜面上的加速度a=μg则物体在斜面上加速的时间为t加速过程的对地位移为x=则小物块在传送带上匀速运动的位移x小物块在传送带上匀速运动的时间为t已知每隔1s放上一个小木块，则传送带上共可以放置木块数为n=t（2）根据分析当第一个小木块放上传送带1s时，恰好放置第2个木块时此时两木块距离最近，有Δ当两个木块均匀速时，两个小物块距离最远，有Δ【解析】【分析】（1）水果箱先在传送带上做匀加速直线运动，与传送带共速后水果箱做匀速直线运动。明确水果箱在倾斜传送带上的受力情况，再根据力的合成与分解结合牛顿第二定律确定水果箱在倾斜传送带的的加速度，根据运动学规律确定物块在倾斜传送带上加速的时间及位移，再根据几何关系确定物体匀速运动的位移及时间。再根据单个水果箱运动的总时间与放置时间间隔确定稳定时传送带上水果箱的个数；

（2）由于物体加速的时间超过放置时间，所以当恰好放置第二个木箱时，两相邻水果箱之间的距离最小，此时的距离等于第一个水平箱在1s内加速运动的位移，再根据运动学规律确定此时距离的最小值。由于前一个水果箱的速度始终不小于后一个水果箱的速度，则当两水果箱均做匀速运动时，两水果箱的距离最远，且两水果箱运行的时间间隔差为1s，再根据匀速运动规律进行解答。15．【答案】（1）小球从释放至运动到K点，由机械能守恒定律，得mg(ℎ+R)=小球到最低点时：F求得