河北百师联盟2024届高三下学期开学摸底联考物理试题含答案.pdf

学科网（北京）股份有限公司2024 届高三开年摸底联考届高三开年摸底联考 物理试题物理试题注意事项：注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试时间为考试时间为 75 分钟，满分分钟，满分 100 分分 一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。一项是符合题目要求的。1.在 2023 年的短道速滑世锦赛中，中国队在男子 5000 米接力赛中表现出色，最终获得冠军。如图为李文龙、林孝埈交接棒瞬间。假设两人质量均为 75kg，两人交接前瞬间速度向前均为 10m/s。交接时后方运动员用力推前方运动员，经过 0.5s 交接，分开瞬间前方运动员速度变为 12m/s。不计二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动，交接过程后方运动员对前方运动员的平均作用力为A.150NB.300NC.450ND.600N2.在示波器、电子显微镜等器件中都需要将电子束聚焦，常采用的聚焦装置之一是静电透镜。静电透镜内电场分布的截面图如图所示，虚线为等势面，左侧等势面电势较低，相邻等势面间电势差相等。现有一束电子以某一初速度从 P 点进入该区域，电子运动的轨迹可能正确的是 A.B.河北百师联盟2024届高三下学期开学摸底联考物理试题含答案 学科网（北京）股份有限公司 C.D.3.华为 Mate60 利用“天通一号”同步卫星系统实现了卫星通话功能。如图所示，同步卫星发射过程可简化为卫星首先进入环绕地球的近地停泊轨道，自停泊轨道 B 点进入椭圆形转移轨道，在转移轨道上无动力飞行至A 点开启发动机进入地球同步轨道，忽略发射过程中卫星质量的变化。下列说法正确的是 A.卫星在停泊轨道的动能小于在同步轨道的动能 B.卫星在转移轨道无动力飞行时机械能逐渐减小 C.卫星在同步轨道的机械能大于在停泊轨道的机械能 D.卫星在转移轨道的机械能大于在同步轨道的机械能 4.氢原子第 n 能级的能量为12nEEE=，其中 E1是基态能量，n=1，2，3，。若处于某能级的氢原子可辐射能量为1536E的光子，辐射光子后原子的能量比基态能量高134E，处于该能级（辐射光子前）的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的频率有 A.3 种 B.4 种 C.6 种 D.10 种 5.一定质量的理想气体经历 ABCA 的过程，其体积随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A.AB 过程，气体压强增大 B.AB 过程，气体的内能增加 C.BC 过程，气体吸收热量 D.CA 过程，气体压强减小 学科网（北京）股份有限公司 6.如图所示，半径为 R 的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长度为 R 的金属棒一端与导轨接触良好，另一端固定在导轨圆心处的导电转轴上，在圆形导轨区域内存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。一对正对金属板 M、N 水平放置，两板间距也为 R，上、下极板分别通过电刷与导轨及转轴连接。金属板 M、N 之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度与圆形导轨区域的磁感应强度大小相等。当金属棒绕转轴以某一角速度逆时针（从上往下看）转动时，以速度 v 射入金属板 M、N 间的带电粒子恰好做匀速直线运动。可忽略粒子的重力，不计一切电阻，则金属棒转动的角速度为 A.2vR B.2vR C.vR D.22vR 7.上海中心大厦的高速电梯堪称世界之最，55 秒可到达 119 层。某次乘坐高速电梯由静止开始向上运动的简化模型如图甲所示。已知电梯上行时加速度从 0 开始逐渐增加，电梯的加速度 a 随上升高度 h 变化，a-h 图像如图乙所示。电梯总质量 m=2.0103kg，钢缆绳对电梯的拉力用 F 表示，忽略一切阻力，重力加速度 g 取10m/s2。下列说法正确的是 A.电梯上升至 h=20m 时钢缆绳拉力大小为 1.8104N B.电梯上升至 h=320m 时钢缆绳拉力大小为 4103N C.电梯运行的最大速度大小为 610m/s D.电梯由 h=0 上升至 h=100m 的过程中，增加的机械能约为 2.6105J 二、多项选择题：本题共二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有两分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0分。分。8.如图为远距离高压输电的示意图，发电站的发电机内阻可忽略，产生的交流电有效值恒定。远距离高压输 学科网（北京）股份有限公司 电导线电阻不可忽略，所用变压器均可看成理想变压器。下列分析正确的是 A.增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B.仅当一般用户电功率增加时，工厂端电压升高 C.仅当工厂电功率增加时，通过输电导线的电流增大 D.仅当工厂电功率增加时，一般用户端交流电频率变大 9.如图为钓鱼时鱼漂竖直漂浮在水面的示意图。某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小段距离后松口，鱼漂上下振动。若鱼漂在竖直方向的运动可看成简谐运动，取竖直向下为正方向，以鱼漂运动至最低点时开始计时，用t、x、v、F、a 分别表示鱼漂运动的时间、相对平衡位置的位移、瞬时速度、回复力、加速度，关于鱼漂在此过程中的运动，下列图像可能正确的是 A.B.C.D.10.如图所示，在平直公路上用卡车运送四块相同的板形货物。当汽车加速运动时，由于加速度过大，导致底层货物相对车厢发生滑动。已知货物与货物之间的动摩擦因数均为1，货物与车厢之间的动摩擦因数为2，每块货物质量均为 m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。下列说法正确的是 学科网（北京）股份有限公司 A.四块货物之间彼此均可能产生相对运动 B.第 2 块货物受到第 1 块货物的摩擦力可能为 31mg C.如果12，第 2 块货物受到的摩擦力的合力为2mg 三、非选择题：本题共三、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 54 分。分。11.（6 分）如图甲所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律，劲度系数为 k 的弹簧上端固定在铁架台横梁上，下端连接一枚固定有挡光片的钢球。用手拖住钢球，使弹簧刚好处于原长，此时钢球处于 O1点；撤去手的作用力，钢球静止时处于 O2点。在钢球的下方放置光电门 A 和光电门 B，调整它们的位置，使得钢球由静止释放后能够通过两个光电门。测得钢球和挡光片总质量为 m，O1、O2两点间的距离为 h1，光电门 A、B 与 O1点之间的距离分别为 h2和 h3，已知重力加速度大小为 g。（1）用螺旋测微器测量光电门挡光片宽度 d 如图乙所示，则 d=_mm。（2）实验过程中测得挡光片经过光电门 A、B 时的挡光时间分别为t1、t2，则钢球经过光电门 A 时的动能为_（用所测量物理量的字母表示）；若t2t1则表明钢球从 A 到 B 过程中，重力势能的减少量_（选填“大于”“小于”或“等于”）弹簧弹性势能的增加量。（3）钢球从光电门 A 运动到光电门 B 的过程中，由于弹簧弹力与伸长量成正比，可用平均力计算克服弹力所做的功，进而得到弹簧弹性势能的增加量Ep=_（用所测量物理量的字母表示），根据实验数据得出钢球机械能的减少量E，比较Ep和E，若两者在误差范围内近似相等，则钢球和弹簧组成的系统机械能守恒。12.（9 分）某同学要测量一个满偏电流 Ig=1mA 的表头 G 的内阻，并将其改装成量程为 0.6A 的电流表。（1）采用图甲所示电路测量表头 G 的内阻。闭合开关 K1，断开开关 K2，调节滑动变阻器 R1的滑片，使表头 G 满偏，记录此时电流表 A 的示数；再闭合开关 K2，保持滑动变阻器 R1的滑片位置不变，调节电阻箱R2，使电流表 A 示数不变，记录电阻箱 R2的阻值和对应表头 G 的电流 I，记录数据如下表所示。当 R2=800 学科网（北京）股份有限公司 时，电流表 G 的示数如图乙所示，则流过 G 的电流是_mA。以1I为纵轴，以12R为横轴作1I12R图像，如图丙所示，用计算机拟合并写出解析式，根据解析式可以得到表头内阻，则表头内阻Rg=_。R2（）100 400 800 1000 1500 2000 3000 4000 I（mA）0.15 0.42 0.65 0.73 0.78 0.85 0.88 （2）给表头 G_（选填“串”或“并”）联一个电阻 R3改装为电流表，进行校准时，改装后的电流表示数总小于标准电流表示数，应调节电阻 R3的阻值，即把 R3阻值_（选填“调大”或“调小”）。（3）当表头 G 的示数为45gI时，标准电流表 A1的示数为 0.50A，则改装之后的电流表实际量程是_A。（结果保留两位有效数字）13.（10 分）如图所示，一艘帆船静止在湖面上，潜水员在水下 O 点用激光笔进行实验。已知 O 点到水面距离 h=7m，当向右照射，光线在水面上 A 点恰好发生全反射，A 点到 O 点的水平距离为 3m。潜水员在 O点向左照射桅杆顶端 B 点，B 到水面的竖直距离 H=5m，C 点为激光射出点，BC 连线与竖直方向夹角为45。求：（结果可用分式或根号表示）（1）水对激光的折射率 n；（2）B 点到 O 点的水平距离。14.（13 分）如图所示，在直角坐标系 xOy 平面内，第一、二象限存在沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 E，第三、四象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小可根据需要进行调节。在第四象限 y=-a 处紧挨 y 轴放置长度为 a 的荧光屏 MN。质量为 m、电荷量为-q（q0）的粒子自第二象限电场 学科网（北京）股份有限公司 中某点以沿 x 轴正方向、大小为 v0的速度射入电场，从坐标原点 O、沿与 x 轴夹角为 30的方向进入第四象限的磁场中，不计粒子重力和因磁场变化产生的电场。（1）求粒子发射点的位置坐标；（2）若粒子打在荧光屏上的 M 点，求粒子在磁场中运动的时间；（3）若粒子能打在荧光屏上，求磁感应强度大小的范围。15.（16 分）如图所示，质量均为 m 的 n 个物块等间距地静止在粗糙水平面上，间距为 L。物块与水平面之间的动摩擦因数为，现给物块 1 一个瞬时冲量，使其获得一定初速度 v0（未知），运动 L 后物块 1 与物块 2碰撞并粘在一起，运动 L 后再与物块 3 发生完全非弹性碰撞，依次最终 n 个物块粘在一起继续运动 L 后恰好静止。已知所有碰撞时间极短，物块均可看成质点，忽略空气阻力，重力加速度为 g，()()22221211236n nnn+=。（1）在第 k（kn）个物块与第 k+1 个物块发生碰撞的过程中，求所有物块组成的系统碰撞前、后总动能之比；（2）自物块 1 获得瞬时冲量后至全部物块停止运动的过程中，求因摩擦损失的机械能；（3）求物块 1 获得的初速度 v0的大小。2024 届高三开年摸底联考届高三开年摸底联考 物理参考答案及评分意见物理参考答案及评分意见 1.B【解析】对前方运动员根据动量定理得0Ftmvmv=，代入数据解得300NF=，B 正确。2.D【解析】电子橵曲线运动，速度方向沿轨迹切线，C 错误，电子带负电，所受电场力方向沿电场线方向，与等势面垂直，指向电势高的位置，且电场力北向轨迹的凹侧，A、B 错误，D 正确。学科网（北京）股份有限公司 3.C【解析】根据万有引力提供向心力有22GMmmvrr=，卫星做圆周运动的速率GMvr=，卫星在停泊轨道的速率大于在同步轨道的速率，所以卫星在停泊轨道的动能大于在同步轨道的动能，A错误；卫星在转移轨道无动力飞行过程中仅有万有引力做功，机械能不变，B错误；卫星在B点和A点均需点火加速，机械能会增加，C正确，D 错误。4.A【解析】氢原子辐射光子后的能量1113144EEEE=，根据玻尔理论氢原子发射光子的能量mnEEE=，得到氢原子发射光子前的能量1111514369EEEE=，则发射光子前氢原子处于3n=能级，向低能级跃迁时辐射光子的种类22NC3=种，A正确。5.C【解析】BA过程气体温度不变，体积增大，根据理想气体状态方程pVCT=可知，气体压强减小，A错误；AB过程温度不变，气体内能不变，B错误；BC过程，气体体积不变，外界对气体做功为零，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律UWQ=+，可知气体吸收热量.C 正确；CA过程，气体体积与温度比保持不变，即压强不变，D 错误。6.A【解析】金属棒转动骑个磁感线形成的电动势212EBR=，金属板MN、之间的电场强212BRER=2BR，带电粒子在金属板之间做匀速直线运动在2BRqBqv=，解得2vR=，A 正确。7.C【解析】20mh=时电梯的加速度大小为22m/s，方向向上，根据牛顿第二定律有Fmgma=，解得F=42.4 10 N,A 错误；320mh=时电梯的加速度大小为22m/s，方向向下，根据牛顿第二定律有mgFma=.解得 F=1.6104N，B 错误；由 a-h 图像知，图线与横轴所围成的面积乘质量 m 后表示合力的功，根据动能定理有()280 1002122mvm+=，可得电梯最大速度6 10m/sv=，C 正确；在电梯由0h=到100mh=的过程中，增加的机械能等于增加的动能与势能之和，即2612.36 102mvmghJ+=，D错误。8.AC【解析】增大输电导线的横截面积可以减小电阻，根据2 PI R=损，可知有利于减少输电过程中的电能损 学科网（北京）股份有限公司 失，A 正确；仅当一般用户电功率增加时，通过输电导线的电流增大，输电导线的电压损失将增加，工厂端电压下降，B 错误；同理仅当工厂电功率增加时，通过输电导线的电流增大，但交流电频率保持不变，C 正确，D 错误。9.BD【解析】取竖直向下为正方向，以鱼漂运动至最低点时开始计时，则 t=0 时刻，鱼漂的位移为正方向最大值，速度为零，过一小段时间，鱼漂的速度变大，方向向上，为负值，A 错误，B 正确；根据 F=ma=-kx 可知，回复力与位移大小成正比，则 t=0 时刻，鱼漂的回复力为负向最大值，加速度大小与位移大小成正比，方向相反，C 错误，D 正确。10.BCD【解析】货物相对车厢运动，假设货物保持相对静止，根据牛顿第二定律，四块货物的加速度12ag=，对2,3,4货物研究，应满足112333mgmamg=，即12，此时第 2 块货物受到的摩擦力的合力2mg，D 正确；若12.即112333mgmamg 则表明小球从A到B动能减少，故重力势能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量。（3）小球从光电门 A 运动到光电门 B 的过程中，弹簧弹性势能的增加量()()22323232122pkhkhEhhk hh+=。12.（1）0.60（1 分）548（2 分）（2）并（2 分）调大（2 分）（3）0.63（2 分）【解析】（1）表头量程为1mA，分度值为0.02mA，所以读数为0.60mA；根据并联分流关系22ggRIIRR=+，其中1mAgI=，化简得211gRIR=+，斜率为gR，解得548gR=.学科网（北京）股份有限公司（2）改装电流表，应将3R与表头G并联；改装后的电流表示数小于标准电流表示数，说明通过表头的电流小，通过分流电阻3R的电流大，因此应将分流电阻3R的阻值调大。（3）根据电压相等，有3440.50A55gggI RIR=，设改装之后的电流表实际量程为()113,gggI I RIIR=，联立解得10.625A0.63AI=。13.（1）43 （2）3 1615m23+【解析】（1）光在A点恰好发生全反射，入射角等于临界角C，则有 1sinCn=（2 分）()2233sin437C=+（1 分）解得43n=（2 分）（2）设激光在C点的入射角为，根据折射定律有sin45sinn=（2 分）解得3 2sin8=（1 分）OB的水平距离tan45tandHh=+（1 分）解得3 1615m23d=+（1 分）14.（1）22003,36mvmvEqEq（2）03av（3）()003323mvmvBqaaq【解析】（1）带电粒子在电场中受到沿y轴负方向的电场力作用，做类平抛运动，沿x轴方向速度不变，x=0v t，在O点满足0tan30yvv=（1 分）学科网（北京）股份有限公司 粒子在y轴方向做匀加速运动，21,2yvat yat=（1 分）其中qEam=（1 分）解得22003,36mvmvxyEqEq=发射点的位置坐标为22003,36mvmvEqEq（2 分）（2）粒子进入第四象限时速度大小为002 3cos303vvv=（1 分）粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，打在荧光屏上的 M 点时，粒子轨迹圆的半径132cos303aaR=（1 分）轨道对应的圆心角23=（1 分）粒子在磁场中运动的时间1Rtv=（1 分）解得03atv=（1 分）（3）粒子打在 M 点时，磁感应强度取最大值，带电粒子打在 N 点时，磁感应强度取最小值，运动轨迹如图所示。根据洛伦磁力提供向心力，有211mvqvBR=，解得012mvBaq=（1 分）学科网（北京）股份有限公司 设粒子从荧光屏上的 N 点射出时，轨迹圆的半径为 R2，由几何关系可知222222322RRaaR+=解得()231Ra=+根据洛仑磁力提供向心力，有222mvqvBR=，解得()02333mvBqa=（1 分）则磁感应强度大小的范围为()003323mvmvBqaaq（1 分）15.（1）1kk+（2）()12n nmgL+（3()()()()2121211233n nnnnnngLgL+或【解析】（1）设第 k 个物块碰撞前瞬间速度为 vk，碰撞后瞬间速度为 vk+1，根据动量守恒有()11kkkmvkmv+=+（1 分）碰撞前系统动能212kkkEkmv=（1 分）碰撞后系统动能()2(11112k kkEkmv+=+（1 分）综上可得()11k kkkEkEk+=（1 分）（2）（2）物块 1 向前运动 L 的过程中，因摩擦损失的机械能 Q1=mgL（1 分）前 2 个物块碰撞后向前运动 L 的过程中，因摩擦损失的机械能 Q2=2mgL（1 分）前 n 个物块碰撞后向前运动 L 的过程中，因摩擦损失的机械能 Qn=nmgL（1 分）所以()()11232n nQmgLnmgL+=+=（1 分）（3）设瞬时冲量作用后物块 1 的动能20012Emv=物块 1 与物块 2 碰撞前动能10fEEmgL=根据（1）问结论，碰撞后系统剩余动能()20101122fEEEmgL=（1 分）物块 1、2 与物块 3 碰撞前瞬间，系统剩余动能 学科网（北京）股份有限公司()()22220001112212222fEEmgLEmgLmgLEmgL=+（1 分）物块 1，2 与物块 3 碰撞后瞬间，系统剩余动能()()22223200022 111112122 13 2233fEEEmgLEmgL=+=+（1 分）物块1,2,3与物块 4 碰前的瞬间，系统剩余动能()222330011312333fEEmgLEmgL=+（1 分）依次类推，在前()1n个物块与物块n破撞前瞬间，系统剩余动能()()22202111123111nfEEnnn=+mgL()021116nnEmgLn=（1 分）前（n-1）个物块与物块 n 碰后瞬间剩余动能()()()001 f?121116nnnnnEEEmgLn mgLnn=（1 分）解得()()2200121126n nnEmvnmgL=+（1 分）则()()()()200121211233n nnnnnvngLvgL+=+=或 （1 分）