河北省2024年高考物理模拟试卷及答案13

河北省2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。得分1．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（）A．处于基态的氢原子可以吸收能量为1.51eV的光子跃迁到n=3能级B．处于基态的氢原子可以吸收能量为13.7eV的光子后被电离C．氢原子由n=3级跃迁到n=2能级时，原子的电势能增加D．一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时，可发出6种不同频率的光子2．如图所示，竖直固定一闭合金属线圈，线圈平面与纸面垂直。现将一强磁铁从线圈左侧某一高度由静止释放，磁铁下落过程中（不翻转）线圈中产生的感应电流随时间变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．3．如图，在水池底中部放一线状光源，光源平行于水面，则水面观察到的发光区域形状为（）A． B．C． D．4．如图所示，电源电动势E=1.5V，内阻不计，滑动变阻器R1的最大阻值为2Ω，两定值电阻R2、R3的阻值均为1ΩA．当R1的滑片向下移动时，RB．移动R1的滑片过程中，R1C．开关从a掷向b，流过R3D．开关从a掷向b，流过R3的电荷量为5．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为r，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，若不考虑A、B之间的万有引力，则卫星A、B绕地球运行的周期分别为（）A．7T0,56T0 B．96．如图所示，理想变压器的原线圈与电阻R1串联后接入正弦式交流电。变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=2:1。电路中定值电阻A．1:1 B．28:27 C．7．如图所示，竖直平面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，一长为R的轻杆一端固定于球上，另一端通过光滑的铰链连接于圆环最低点，重力加速度为g。当圆环以角速度ω=6gA．2mg，沿杆向上 B．2mg，沿杆向下C．(23−1)mg阅卷人二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。得分8．如图所示，棱长为L的正四面体的四个顶点A、B、C、D处分别固定电荷量为+q、−q、+q、−q的四个点电荷，a、b、c分别为三条棱的中点，静电力常量为k。下列说法正确的是（）A．A、D处的点电荷在a点产生的合场强为0B．A、B、C处的点电荷在b点产生的合场强大小为4kqC．a、c两点的电势相同D．a、c两点的电场强度相同9．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端固定在倾角为30°的光滑固定斜面底端，轻弹簧上端拴接质量为m的物体A，质量为2m的物体B紧靠A放在斜面上，沿斜面向下的力F=4.5mg作用在B上，系统处于静止状态。现减小F使A、B以g2的加速度一起沿斜面向上做匀加速直线运动直到F=0A．F=4.5mg时，弹簧的压缩量为6mgB．F=0时，物体A、B间恰好无作用力C．物体A、B开始运动后，F随时间均匀减小D．A、B从静止到F=0，合外力对A、B系统做功为910．如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流，用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在OO'点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为θ，磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动（由M到N观察），同时改变磁场的磁感应强度大小，保持细线与竖直方向的夹角θ不变，该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度α的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取A．导体棒的质量为1kg B．θ=30°C．导体棒所受安培力可能为12N D．α可能为90°阅卷人三、非选择题：共54分。得分11．某同学利用如图所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。步骤如下：①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。③打开阀门，用手握住烧瓶，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。（1）该同学错误的操作步骤为。（2）正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图所示，其中的纵坐标为（选填“V”或“1V”），烧瓶的容积V0为（3）另一同学重复实验，计算了多组p与(V0−V)乘积，发现p(12．为了精确测量电流表G1A．待测电流表G1（0~200μAB．电流表G2（0~1mAC．定值电阻R1（阻值为500ΩD．定值电阻R2（阻值为50ΩE．滑动变阻器R3（0F．干电池E（电动势为1.G．开关S及导线若干（1）实验要求多测几组数据，并方便操作，定值电阻应选（填写器材前面的序号）（2）选择恰当的器材后，用笔画线将图中的实物电路补画完整。（3）调节滑动变阻器R3滑片至合适位置，电流表G1、G2的示数分别为I1、I2（4）测得电流表G1内阻为1800Ω。该同学利用电流表G1、光敏电阻R和电源E'（电动势4.5V，内阻不计）、定值电阻R0（阻值为20kΩ）等器材为教室设计了一个简易照度计，其电路如图乙所示，光敏电阻R的阻值随照度的变化关系如图乙所示，图丙中照度“适中”对应图甲中电流表G13．位于水面上O点的波源上下振动，形成在xOy水面上传播的简谐波，波面为圆。波源从平衡位置向上起振，t1（1）该波在水面上传播速度的大小；（2）t214．如图所示，水平地面上方存在电场强度E=2.5×103V/m、方向水平向右的匀强电场。质量M=0.2kg的不带电小物块B静置于绝缘水平地面上的O点，在O点左侧相距l1=0求：（1）A、B第一次碰后瞬间，A、B各自的速度大小；（2）A、B第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间的时间间隔；（3）B通过Q点时的速度大小。15．如图甲所示，半径为R的圆形区域内存在辐向电场，电场方向由圆心沿半径向外，电场强度大小E随距圆心O的距离x的变化如图乙所示，图中E0为已知量。圆形区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m，电荷量为+q的带电粒子，从圆心O点由静止释放，粒子沿半径OP运动至虚线边界上的P点进入磁场偏转再返回电场，粒子每次到达O点后沿进入电场的路径返回磁场，最后刚好沿PO方向回到O点，这个过程中粒子在磁场中运动的总时间记为t0（未知）。已知磁场的磁感应强度（1）带电粒子经过P点时的速度大小；（2）t0（3）若改变带电粒子的释放位置，将带电粒子在OP之间的某点Q（图中未标出）释放，粒子经过一段时间后沿PQ方向第一次回到释放点Q，该过程粒子在磁场区域运动的总时间为3t

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A、处于基态的氢原子跃迁到n=3能级需要

E=−1.51eV−−13.6eV=12.09eV

故A错误；

B、根据电离的特点可知，处于基态的氢原子吸收大于13.6eV的能量即可实现电离，故B正确；

C、氢原子由n=3级跃迁到n=2能级时，半径变小，可知动能增加，电势能减小，故C错误；

D、一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时，可发出n-1=3种不同频率的光子，故D错误；

故答案为：B。2．【答案】D【解析】【解答】强磁铁从线圈旁边下落时，在磁铁与线圈平齐之前，穿过线圈的磁通量向左先增加后减小，在此过程中，感应电流方向要发生变化，且电流大小不是均匀的；在磁铁与线圈平齐之后，穿过线圈的磁通量向又先增加后减小，在此过程中，感应电流方向也要发生变化，且电流大小不是均匀的。故图像D可能正确。

故答案为：D。

【分析】明确磁铁下落过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况，再根据楞次定律及法拉第电磁感应定律判断感应电流的变化情况。3．【答案】B【解析】【解答】取线状光源左右两侧上一点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形。设此圆的半径为R，点光源发出的光恰好发生全反射的光路图如图1所示

设全反射的临界角为C，根据几何关系可得

R=ℎtanC

线状光源发出的光在水面上有光射出的水面形状如图2所示。

故答案为：B。

4．【答案】D【解析】【解答】A、开关S掷于a端，R1与R2串联，R2两端的电压

U2=ER1+R2·R2

当R1的滑片向下滑动时，R1接入电路中的电阻值变小，R2两端电压变大，故A错误；

B、R1消耗的功率

P=EI−I2R2

电流

I=ER1+R2

解得当R15．【答案】A【解析】【解答】由题意，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，则卫星B的轨道半径大于卫星A的轨道半径，A、B间最近距离

rB−rA=3r

A、B间最远距离

rB+rA=5r

由开普勒第三定律

TA2TB6．【答案】B【解析】【解答】设电源输出电压为U，定值电阻阻值为R，开关S闭合前，通过电阻R1的电流为I1，则根据理想变压器规律可得副线圈的电流为

I=n2n1I1=2I1

则根据能量守恒定律及串并联规律可得

UI1=I12R+2I12·2R

电压表示数为

U2=2I7．【答案】B【解析】【解答】设轻杆与竖直直径夹角为θ，由几何关系可得

cosθ=R2R

得

θ=60°

则小球圆周运动的半径为

r=Rsin60°=32R

做圆周运动所需向心力为

F向=mω2r=33mg

小球有向上运动的趋势，设杆对小球有沿杆向下的拉力F1，环对小球有指向圆心的支持力F28．【答案】B,C【解析】【解答】A、A、D处的点电荷在a点产生的合场强为

E1=kqL22+kqL22=8kqL2

故A错误；

B、A、C处的点电荷在b点产生的合场强为

E2=kqL22−kqL22=0

A、B、C处的点电荷在b点产生的合场强为

9．【答案】A,D【解析】【解答】A、F=4.5mg时，系统处于静止状态，有

F+m+2mgsin30°=kx

弹簧的压缩量为

x=6mgk

故A正确；

B、F=0时，对B有

FAB−2mgsin30°=2m·g2

解得A、B之间作用力

FAB=2mg≠0

故B错误；

C、A、B开始运动后

x1=12·g2t2

kx−x1−m+2m10．【答案】A,B,C【解析】【解答】AB、由图可知当tanα=0时，F=2.53N，根据共点力平衡条件可知

mgcosθ=2F

当tanα=3时，F1=53N，根据共点力平衡条件可知

mgcosθ+F安sinα=2F1'

mgsinθ=F安cosα

解得11．【答案】（1）③（2）V；n（3）烧瓶密封不严有漏气【解析】【解答】（1）探究理想气体温度不变时压强与体积关系，实验过程，用手握住烧瓶（步骤③）会导致容器的温度发生变化，会影响实验，所以是错误的操作。

（2）设烧瓶容积为V0，由波意耳定律有

pV0−V=C

得

V=V0−1pC

所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，有12．【答案】（1）C（2）（3）R（4）122~162【解析】【解答】（1）根据闭合电路欧姆，结合电流表的路程可得，回路中的最小电阻为

R=EIg2=1500Ω

且实验要求多测几组数据，并方便操作，则定值电阻应选R1，且与电流计G1并联；

（2）电路连线如图

（3）由电路可知

I1rg1=(I2−I1)R13．【答案】（1）由图可看出，该波的波长为λ2周期为T=4s则波速为v=λ（2）由题意可知，t1=0时刻，t1质点B振动的时间为t'质点B的振动方程为z=Asin将t'z=5cm【解析】【分析】（1）根据图像确定波的波长及振动周期，再根据波长、波及周期的关系确定波的传播速度；

（2）根据AB之间的距离结合波速确定波形传至B点所需的时间，再结合题意确定B质点振动的时长。所有质点的起振方向和波源的起振方向一致，根据图乙振幅的大小，结合振动方程的特点确定质点B的振动方程，再结合波的振动时间确定该时刻质点B相对于平衡位置的位移。14．【答案】（1）A向右运动，由牛顿第二定律得qE=ma由运动学公式得v设A、B碰后瞬间，A的速度为v1，B的速度为vm由机械能守恒得1联立解得v1=-1m/s，v（2）A，B碰后，B向右做匀减速运动，A向左减速，对B由牛顿第二定律a设B经时间t向右运动x停止，有0−v联立解得x=0.4m，t=0.4st时间内，设A位移为s，对A有s=此时，A的速度为v=联立解得x=0.4m，v=3m/s即B停止的瞬间，A刚好与B相碰，再次重复第一次的碰撞，则A、B第一次碰后瞬间到第二次碰前瞬间的时间间隔t=0.4s（3）A、B每经历一次碰撞，B向右移动0.4m，由l可知B向右移动5x，再对B由动能定理得−μMg解得v'【解析】【分析】（1）AB碰撞前，A在电场力的作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律及运动学规律确定碰前A的速度，AB发生弹性碰撞，再根据动量守恒定律及能量守恒定律确定碰后AB的速度；

（2）碰后A向左做减速运动，角速度到零后再反向加速度，B向右做减速运动直至速度为零。由于不确定AB发生第二次碰撞时，B是否已停止运动，故需根据假设法进行分析，假设B停止运动后，AB发生第二次碰撞，则碰后到发生二次碰撞时AB运动的位移相等，再根据运动学规律及牛顿第二定律进行解答；

（3）结合（1）和（2）分析可知，AB每次发生碰撞前A的速度均相等，则根据运动的规律及弹性碰撞的特点可知，每次碰后B向右运动的位移相等，根据BQ的距离与每次碰后B向右运动的距离关系确定AB之间发生碰撞的次数，再对BQ阶段AB最后一次碰后，对B运用动能定理进行解答。15．【答案】（1）根据乙图，图中图线所围成面积代表电势差，则U由动能定理可得q解得v=（2）设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r，根据题意作轨迹图，由向心力公式得qvB=m设∠Otan解得θ=所以∠MOP=2πθ粒子在磁场中运动总时间t粒子在磁场中运动周期为T=解得t（3）如图，设改变释放位置后，粒子在磁场中第一次从S点回到电场区域，令