河北省2024屆高三年級下冊普通高中學業(yè)水平選擇性考試模擬（四）物理試卷(含答案)

河北省2024屆高三下學期普通高中學業(yè)水平選擇性考試模擬（四）

物理試卷

學校：___________姓名：班級：考號：

一、單選題

1.2023年10月3日，諾貝爾物理學獎揭曉，三位科學家以阿秒激光技術奠基人的身

份共同獲獎。阿秒激光脈沖是目前人類所能控制的最短時間過程，可用來測量原子內(nèi)

繞核運動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實驗室中產(chǎn)生了1個阿秒激光脈沖，該

激光在真空中的波長4=50nm,真空中的光速c=3.0xl08m/s,普朗克常量

/z=6.63xIOfj.s,則該阿秒激光脈沖的光子的能量約為（）

A.3.98X10-17JB.3.98X10-18JC.3.98XW19JD.3.98X10-20J

2.杭州亞運會男子100米決賽中，我國運動員發(fā)揮出色，以9秒97成績奪魁。假設

在百米賽跑前的訓練測試中，甲、乙兩位運動員從同一起跑線同時起跑，甲、乙分別

達到一定的速度后，兩位運動員均做勻速直線運動，VT圖像如圖，已知圖中陰影I

的面積大于陰影II的面積，且時刻乙到達了50米處。由此可知（）

A.甲運動員的加速度先增大后減小再不變

B.在"時刻，甲、乙兩運動員相遇

C.在％時刻，甲運動員跑過了50米處

D.0~4時間內(nèi)，甲、乙運動員在任意時刻的加速度大小都不可能相同

3.如圖，在水池底中部放一線狀光源，光源平行于水面，則水面觀察到的發(fā)光區(qū)域形

狀為（）

光源

A.B.

D.

4.如圖所示，一背包靜止掛在豎直墻壁的。點。用塑料夾夾住。點兩側輕質背帶的

中間位置，背包上邊緣"N始終保持水平，兩側背帶與間的夾角相等，背包質量

為機。塑料夾位置越低，兩側背帶之間的夾角越大，重力加速度為g。以下說法正確

的是（）

A.塑料夾下方兩側背帶的拉力大小均為0.5小g

B.塑料夾位置越低，塑料夾下方兩側背帶拉力越大

C.背帶對背包的作用力與背包對背帶的作用力是一對平衡力

D.背帶對背包的拉力的合力與背包的重力是一對相互作用力

5.光滑水平面上有一個物體正在向右勻速運動，某時刻有一個水平向右的恒定拉力作

用在物體上，以向右為正方向，下列關于物體的動能后女與拉力的沖量/之間的關系圖

6.圖甲是一種振動發(fā)電機的示意圖，半徑廠=0.1m、匝數(shù)〃=25匝的線圈（每匝的周長

相等）位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所

示），線圈所在位置的磁感應強度的大小均為8=二丁，外力R作用在線圈框架的P

5兀

端，使線圈沿軸線做往復運動，線圈的運動速度丫隨時間/變化的規(guī)律為

v=2sin57iZ（m/s）o發(fā)電機連接一燈泡后接入理想變壓器，三個規(guī)格相同的燈泡均能正

常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時的電阻不變，不計線圈電阻。則每個燈泡正常發(fā)光時兩端的

電壓為（）

線圈

C

乙甲

A.2VB.V2VC.V3VD.4V

7.在豎直墻壁上距離地面約2.5m高度處的0點和0點正下方1m處的。點分別釘一

長釘，在。點處的長釘上系一長度L=1.5m的輕質細線，細線下端系上質量加=0.5kg

的小球。將小球拉至幾乎碰到小麗同學的鼻尖A處（此時細線與豎直方向的夾角為53。）

無初速度釋放。已知g=10m/s2,sin53o=0.8,cos53Q=0.6,小球可視為質點，空氣阻

力不計。則下列說法正確的是（）

A.釋放小球的瞬間小球的加速度大小為6m/s2

B.細線即將碰到O處的長釘時，細線所受的拉力大小為15N

C.細線碰到。處的長釘時，細線所受的拉力大小突然變?yōu)?7N

D.小球返回后能與小麗同學的鼻尖發(fā)生碰撞

二、多選題

8.在相距8m的P、Q兩點有兩個做簡諧運動的點波源，其振動圖像分別如圖甲和圖

乙。已知波速均為v=2m/s,振動穩(wěn)定后，下列說法正確的是（）

A.波長均為4m

B.在P、。連線的中垂線上，各點振動的振幅均為6cm

C.在尸、。連線上，有4個振動加強點

D.振動加強點的振幅為4cm

9.2023年8月3日11時47.分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射風云三號F星，F(xiàn)

星順利進入預定軌道。假設F星與天宮空間站在同一軌道平面內(nèi)，且都是做勻速圓周

運動，運動方向相同，F(xiàn)星繞地球運行的周期（1）小于天宮空間站的周期（初，且都小

于地球靜止衛(wèi)星的周期，則下列說法正確的是（）

A.F星距離地面的高度大于天宮空間站距離地面的高度

B.天宮空間站繞地球運行的加速度大于地球靜止衛(wèi)星的加速度

C.F星和天宮空間站的軌道平面一定過地心

D.F星和天宮空間站每經(jīng)過時間距離最遠

《+工

10.在地面上方空間存在方向垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的水平方向勻強磁

場，一電荷量為+〃、質量〃z=西的帶電小球以水平初速度%水平向右拋出，運動

2g

軌跡如圖。已知重力加速度為g,下列說法正確的是（）

%

A.小球從軌跡的最高點運動到最低點的過程，機械能守恒

B.小球運動到軌跡的最低點時的速度大小為2%

C.小球水平拋出時的加速度大小為2g

D.小球在堅直面內(nèi)運動軌跡的最高點與最低點的高度差

2g

三、實驗題

11.物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律。圖中擺球的平衡位置貼

近水平面上的A點，重力加速度為g。

（1）用游標卡尺測量擺球直徑，如圖乙所示，擺球的直徑d=cm。

（2）將擺球向左拉起，使擺線與豎直方向的夾角為a,在A點放置一小滑塊，釋放擺

球，擺球運動到最低位置時與滑塊發(fā)生正碰，而后擺球向右擺動，擺線與豎直方

向的最大角度為川，滑塊向右運動的最大位移為x,已知滑塊與水平面之間的動

摩擦因數(shù)為〃，滑塊的質量為擺球的質量為m（機＞"）,擺線長為L。，擺球的直徑

為d,則擺球與滑塊碰撞后瞬間滑塊的速度大小為。

（3）當在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足時，說明擺球與滑塊碰撞過程動量守

恒。（填寫利用已知量表示的最簡式）

12.曉燕同學在探究熱敏電阻的特性時，采用等效電路法來測量溫度不同時熱敏電阻

的阻值。實驗器材如下：

NTC熱敏電阻（35°C?40℃時，阻值為幾千歐姆）；

毫安表（A）（量程為0.6mA,內(nèi)阻為3Q）；

滑動變阻器R,（阻值范圍為。?2000）；

滑動變阻器4（阻值范圍為。?6kQ）；

電阻箱R（阻值范圍為0~99990）；

電源（電動勢E=3V,內(nèi)阻不計）；

單刀雙擲開關，導線若干，燒杯，溫度計等。

（1）用筆畫線代替導線將圖甲中器材連接成實物電路（圖甲中已經(jīng)連接了部分器材）。

（2）曉燕同學先測量恒定溫度下NTC熱敏電阻的阻值。先將單刀雙擲開關鄭于。處，調

節(jié)滑動變阻器，使毫安表的示數(shù)為0.40mA；再將單刀雙擲開關擲于6處，調節(jié)電阻

箱，當毫安表的示數(shù)為mA時，此時電阻箱的示數(shù)如圖乙所示，則NTC熱敏電

阻的阻值為Qo

乙

（3）該實驗中滑動變阻器應選用（選填"或“&"）。

（4）改變溫度，多次測量得到不同溫度下NTC熱敏電阻的阻值，實驗數(shù)據(jù)如表所示。

溫度t/p353637383940

電阻R/k。3.963.393.002.742.42

由于疏忽，忘記了在表格中填寫39。（2對應的電阻，則下列數(shù)據(jù)最可能的是

A.2.71B.2.60C.2.54D.2.40

四、計算題

13.有一高度為力（未知）、上端開口的圓筒絕熱汽缸，用一截面積為S、厚度和質量均

不計的絕熱活塞蓋到汽缸頂部，汽缸內(nèi)封閉有一定質量的理想氣體?，F(xiàn)在活塞上緩慢

放一質量”=也式的重物后，活塞下落到距離汽缸底2處靜止。已知大氣壓強為

5g2

Po,汽缸內(nèi)氣體初狀態(tài)的溫度為"，重力加速度為g,汽缸底部厚度不計，不計一切

摩擦。

絕熱活塞

絕

絕

熱

熱

汽

汽

缸

缸h

2

(1)求汽缸內(nèi)氣體末狀態(tài)的溫度。

(2)若氣體的內(nèi)能。=左丁，左為已知常數(shù)，則汽缸的高度力為多少？

14.如圖，固定在豎直平面上的半徑尺=LOm的光滑半圓軌道與光滑水平地面在A

點相切，在半圓軌道的最低點A設置一壓力傳感器，壓力傳感器上放置一質量

咫=1.5kg的小球乙，水平地面左側放置一質量以3=3kg、半徑廠=0.9m的光滑四分之

一圓弧軌道丁。用外力將物塊甲和物塊丙壓縮輕彈簧并保持靜止，某一時刻突然同時

撤去外力，輕彈簧將物塊丙、甲分別向左右兩邊水平彈出，物塊丙、甲被彈開后，立

即拿走輕彈簧，經(jīng)過一段時間后，物塊丙將滑上圓弧軌道丁，物塊甲則與小球乙發(fā)生

彈性碰撞，碰撞后瞬間壓力傳感器的示數(shù)為H1N。已知物塊甲和物塊丙的質量均為

叫=lkg,重力加速度g取lOm/sz,甲、乙、丙均可視為質點，C為四分之一圓弧軌道

的最高點，3為半圓軌道的最高點，空氣阻力不計，輕彈簧始終在彈性限度內(nèi)。

(1)求物塊甲被輕彈簧彈開后獲得的速度大小。

⑵求輕彈簧的彈性勢能及物塊丙滑上丁后上升的最大高度處與C點的高度差。

⑶求小球乙運動到3點時對軌道的壓力大小、小球乙落地點到A點的距離和小球乙落

地時速度方向與水平方向夾角的正切值。

15.2023年3月31日，由中國中車自主研制的國內(nèi)首套高溫超導電動懸浮全要素試驗

系統(tǒng)完成首次懸浮運行。該磁懸浮列車渦流制動原理的模型如圖所示。模型車的車廂

下端裝有電磁鐵系統(tǒng)，該電磁鐵系統(tǒng)在其正下方產(chǎn)生的磁場，可看成磁感應強度大小

為B、方向豎直向下的矩形區(qū)域(長為3寬為4的勻強磁場。將長大于L、寬為d、

電阻為R的單匝矩形線圈(粗細忽略不計)等間隔鋪設在軌道正中央，相鄰兩線圈的間

隔也恰好為乩在某次試驗中，模型車以一定初速度開始進入第1個線圈并制動，恰

好能完整通過〃個線圈。若該模型車所受的空氣阻力大小與速度成正比(7=E，左為

常量)，模型車(含電磁鐵系統(tǒng))的質量為模型車與軌道之間無摩擦。求：

(1)該模型車的磁場全部進入任意一個線圈的過程中，流過線圈的電荷量外

(2)該模型車右側剛進入第加(m<〃)個線圈時，系統(tǒng)的速度大小匕“。

(3)該模型車通過每個線圈所產(chǎn)生的熱量之比。

參考答案

1.答案：B

解析：根據(jù)光子的能量公式有E=%=/，￡，代入數(shù)據(jù)可得石=3.98義10-叼，故B項正

確。

2.答案：C

解析：根據(jù)VT圖像的斜率表示加速度可知，甲運動員先做加速度逐漸減小的變加速

運動后做勻速運動，0~:時間內(nèi)的某時刻，甲、乙圖線的斜率可能相同，即甲、乙運

動員的加速度大小可能相同，A、D項錯誤；

根據(jù)VT圖像與坐標軸橫軸圍成的面積代表位移，圖像交點表示二者的速度相等，可

知在4時刻甲運動員在乙運動員前面，乙時刻兩運動員的速度相等，B項錯誤；

根據(jù)VT圖像與坐標軸橫軸圍成的面積代表位移，圖中陰影I的面積大于陰影n的面

積，可知在0~馬時間內(nèi)，甲的位移大于乙的位移，所以在時刻甲運動員跑過了50

米處，C項正確。

3.答案：B

解析：取線狀光源左右兩側上一點光源，點光源發(fā)出的光在水面上有光射出的水面形

狀為圓形。設此圓的半徑為幾點光源發(fā)出的光恰好發(fā)生全反射的光路圖如圖1所

示。根據(jù)幾何關系可得尺=/ztanC（C為臨界角），線狀光源發(fā)出的光在水面上有光射出

的水面形狀如圖2所示，故B項正確。

4.答案：B

解析：由于塑料夾下方兩側背帶間的夾角未知，無法算出兩側背帶的拉力大小，A項

錯誤；

假設兩側背帶間的夾角為2。，對背包受力分析有2Tcos8=mg,塑料夾位置越低，0

越大，則背帶拉力T越大，B項正確；

背帶對背包的作用力與背包對背帶的作用力是一對相互作用力，C項錯誤；

背帶對背包的拉力的合力與背包的重力是一對平衡力，D項錯誤。

5.答案：B

解析：根據(jù)動能定理有網(wǎng)=3機丫2—；加說，結合位移公式x=w+ga/和牛頓第二定

律尸=77位，聯(lián)AL可得一fnv~=—ZT/VQ*+vFtH-----(Ft)",即紜=Eko+%，----1一，可知

22Q2m2m

物體的動能后女與拉力的沖量/之間關系為二次函數(shù)，該圖像為開口向上的拋物線，故

B項正確。

6.答案：B

解析：線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的最大值

32JT

E=2mirBv=2x25x7ix0.lx-x2V=6V,由題意可知。=5兀s"=—，解得

m5兀T

T=0.4s,則發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為E=6sin5就(V),發(fā)電機正常

工作時三個燈泡均正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈兩端的電流關系為/|=g，2,根據(jù)

4=四=工，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2:1,電動勢的有效值

12〃12

pf—

E=^>=372V,設燈泡正常發(fā)光時其兩端的電壓為U,則副線圈兩端的電壓為U,

后

根據(jù)匝數(shù)比和電壓的關系，知原線圈兩端的電壓為2。，則有石=。+2。=3。，解得

U=&V,故B項正確。

7.答案：C

解析：將小球處于初始位置時的重力沿細線方向和垂直細線方向分解，垂直細線方向

由771gs布53。=/77?,解得a=8m/s2,A項錯誤；小球下擺，根據(jù)機械能守恒有

mg￡(l-cos53°)=—mv2,解得v=2Gm/s,又由耳一根且二用匕，解得々=9N,B項

2L

2

錯誤；由工-班？=機------解得耳=17N,C項正確；根據(jù)機械能守恒定律，小球

L-Loo

恰好能返回A點，不能碰到小麗鼻尖，D項錯誤。

8.答案：AC

解析：由振動圖像可知T=2s,波長；l=vT=4m,A項正確；因為兩個波源的起振方

向相反，所以在尸、Q連線的中垂線上的各點都是振動減弱點，振動減弱點的振幅

A=4cm-2cm=2cm,B項錯誤；在尸、。連線上，設距離P點為x的點為振動加強

丸

點，則有(8—%)—x=(2"+l)5(〃=0,±L…)，解得x=[4—(2〃+l)]m("=0,±l,),因為

8m>x>0,所以〃=0時，x=3m,〃=l時，x=lm,〃=-l時，x=5m,〃=-2時,

x=7m,即在P、Q連線上，有4個振動加強點，C項正確；振動加強點的振幅

A=4cm+2cm=6cm,D項錯誤。

9.答案：BC

解析：根據(jù)題述，F(xiàn)星繞地球運行的周期售）小于天宮空間站的周期（初，由開普勒第

三定律可知，F(xiàn)星繞地球運行的軌道半徑小于天宮空間站的軌道半徑，所以F星距離

地面的高度小于天宮空間站距離地面的高度，A項錯誤；由萬有引力定律和牛頓第二

Mm

又由于天宮空間站的軌道半徑小于地球靜止衛(wèi)星的軌道半徑,

定律，有G下-ma,

可知天宮空間站運行的加速度大于地球靜止衛(wèi)星的加速度，B項正確；萬有引力提供

向心力，所以F星和天宮空間站的軌道平面一定過地心，C項正確；設兩者距離最遠

時經(jīng)過時間。再次距離最遠，由---=1,解得/=工?二，D項錯誤。

ZT2T2-TX

10.答案：ABD

解析：將小球的速度分解為一個水平向左、大小匕=￡的分速度和一個水平向右、大

小%的分速度。由于耳=e4%B=wg（與重力平衡），可知小球的運動可以看成是

以速率匕向左的勻速直線運動和以速率為的勻速圓周運動的合運動，故小球在運動軌

跡的最低點時的速度大小丫=匕+嶺=2%,B項正確；由（7%3=21118，可得小球水平拋

出時的加速度大小。=烈左土螫=3g,C項錯誤；由于洛倫茲力不做功，小球從運動

m

軌跡的最高點運動到最低點的過程，由機械能守恒有解得

h=j,A、D項正確。

2g

11.答案：(1)1.85

(2)

⑶：一

mJ14+)(1cosa)=m.(1—cos/?)+

解析：（1）游標卡尺主尺的示數(shù)為18mm,游標尺示數(shù)為5x0.1mm=0.5mm,則擺球的

直徑d=l8mm+0.5mm=18.5mm=1.85cm。

(2)對滑塊，由動能定理有-〃Mgx=0-3跖^，解得“=屈樂。

(3)由題意可知，擺長L=4+g。碰撞前，由機械能守恒定律，有

2

mgL(l-cosa)=^-mv0,解得％=J2gL(l-cos。),碰撞前系統(tǒng)動量為

mv0=my/2gL(l-cosa)；碰撞后，由機械能守恒定律有小亞(1-cos夕)=解得

匕=j2gL(l-cos/3),碰撞后系統(tǒng)動量為mv1+Mv2-2gL(l-cos/?)+M12jUgx；當

在誤差允許的范圍內(nèi)滿足根％=mvl+Mv2,即滿足

“(4+3(1—cos0)=mJ,。+(1—cos尸)+時，說明擺球與滑塊碰撞過程動

量守恒。

⑶&

(4)C

解析：(1)根據(jù)等效法連接實物電路，如圖所示。

Sir

電阻箱

P

ut

(2)依題意，在電源相同的情況下，當電流相同時，電路總電阻也相同，在電路其他部

分不變的情況下，當毫安表(A)的示數(shù)仍為0.40mA時，電阻箱的示數(shù)即為熱敏電阻的

阻值，根據(jù)電阻箱的讀數(shù)規(guī)則，電阻箱的示數(shù)為

6xl000Q+9xl00Q+lxl0Q+4xlQ=6914Q,故此時熱敏電阻的阻值為69140。

(3)已知待測電阻的阻值為幾千歐，且電路中滑動變阻器為限流接法，考慮到調節(jié)的有

效性，應選擇阻值與待測電阻接近的滑動變阻器

(4)觀察表格中數(shù)據(jù)知，隨著溫度升高，NTC熱敏電阻的阻值減小得越慢，所以39°C

274+242

對應的電阻值小于kQ=2.58kQ,但大于2.42kQ,故C項正確。

2

13.答案：(1)T=L1"(2)%=J"

5{Mg+PoS)11%S

解析：(1)初狀態(tài)，氣體的壓強為Po，體積為S/i,溫度為"；末狀態(tài)，氣體的壓強

p=p°+四=22p°,體積V=S4，由理想氣體狀態(tài)方程，有互刑=火工

S2TQT

解得T=l.l"

(2)初狀態(tài)，氣體的內(nèi)能4=也,，末狀態(tài)，氣體的內(nèi)能。=5=1.伙”

氣體內(nèi)能的變化量

△u=u—4=0.伙"

h

又由W=W重物+W空氣=(Mg+p°S)；

根據(jù)熱力學第一定律，可得重物〃對汽缸內(nèi)氣體做的功葉=AU=0』左”

聯(lián)立解得h=—-=

5(Mg+PoS)llp0S

14.答案:(l)-2m/s(2)2.85m(3)J|

解析：(1)根據(jù)題意可知，甲與乙發(fā)生彈性碰撞后瞬間軌道對乙的支持力尸=niN,對

乙由牛頓第二定律有

F-m^g=m,^-

解得vA=8m/s

甲、乙發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒定律，有

叫%=叫丫甲+m2vA

碰撞過程中機械能守恒，有

1112

5叫環(huán)2=5叫丫甲2+~m2VA

聯(lián)立解得為=10m/s,丫甲=-2m/s,負號表示碰撞后甲的速度方向向左。

(2)釋放彈簧，將甲、丙彈出的過程，根據(jù)動量守恒有0=班％+?1V丙

解得v丙=-％=-10m/s，負號表示彈開后丙的速度方向向左

彈簧將甲、丙彈開的過程中系統(tǒng)的機械能守恒，有

12,122

Ep=3"Wo+5"F丙=叫%

解得耳=100J

丙滑上丁時，水平方向動量守恒，有

%丫丙=(見+加3)丫共

又根據(jù)系統(tǒng)能量守恒，有

|叫喑=網(wǎng)gh+g（叫+”）v共2

解得/z=3.75m

丙滑上丁后上升的最大高度處與C點的高度差H=h-r=2.85m0

(3)乙在半圓軌道上的運動過程，由機械能守恒定律有

1,1，-n

5叫白=3恤VB+