2023-2024学年河北省唐山市高三（第一次）模拟考试物理试卷（含详细答案解析）

2023-2024学年河北省唐山市高三（第一次）模拟考试物理试卷

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.在光电效应实验中，用甲、乙、丙三种单色光照射同一光电管，得到三条光电流与电压之间的关系曲

线，如图所示。下列说法正确的是（）

A.甲光频率大于乙光频率B.甲光光强大于丙光光强

C.丙光波长大于甲光波长D.在真空中甲光速度大于乙光速度

2.如图所示，用一根轻质细绳将重为10N的画框对称悬挂在竖直墙上，画框上两个挂钉间的距离为0.56。

若绳能承受的最大拉力为10M要使绳不会被拉断，绳子的最短长度为（）

挂钉挂钉

A.TmB-°-5mCTmD.l.O/n

3.如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力尸的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气

体。调整尸的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（）

A.气体的体积变大B.外力F变小

C.管中水面与管外水面高度差不变D.气体的压强变大

4.在两平行板存在匀强电场和匀强磁场间，电场强度E和磁感应强度3相互垂直，带正电的粒子沿中轴线

方向从平行板左侧射入，如图所示。当粒子速度等于。时，恰好沿着图示虚线①作直线运动。若粒子速度

大于《时，不计粒子重力，下列关于粒子运动的说法正确的是（）

D

A.粒子可能沿虚线②运动，动能增大B.粒子可能沿虚线②运动，动能减小

C.粒子可能沿虚线③运动，动能增大D.粒子可能沿虚线③运动，动能减小

5.用一条均匀直导线绕成如图所示的闭合回路，平行纸面放置，小圆环半径为R,大圆环半径为4R,整个

回路处于垂直纸面向外的磁场中，磁场强度大小随时间的变化规律为B=kt（k>0）,则闭合回路产生的感

应电动势大小为（）

A.ER?B.7knR2C.13/CTT/?2D.19/CTT/?2

6.科幻电影《流浪地球2》中，人类利用地球赤道上的“行星发动机”将地球送至距离太阳系很远的比邻

星附近，成为比邻星的行星。若太阳质量为机1，流浪前地球绕太阳运行轨道半径为q,周期为7\,流浪后

地球绕比邻星运行的轨道半径为r2,周期为72,则比邻星的质量为（）

甲2污T1rjT2r洱

7.一同学在练习乒乓球削球技术时，使乒乓球竖直下落，在球与球拍接触的瞬间，保持球拍板面水平向

上，并沿水平方向挥动球拍，如图所示。已知乒乓球与球拍接触时间极短，接触前后乒乓球在竖直方向的

速度大小分别为5m/s和4m/s,乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻

力，g取10m/s2,则乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小为（）

QI

A.1.2m/sB.1.5m/sC.2.0m/sD.2.7m/s

二、多选题：本大题共3小题，共12分。

8.如图所示为某物体做直线运动的x-t图像，关于物体的运动，下列说法正确的是（）

A.t=6s时物体离出发点最远B.t=6s时物体位于坐标原点

C.0~6s时间内物体速度方向不变D.0〜6s时间内物体的位移为-3机

9.某研究小组将两相干波源Si、S2置于矩形区域两个顶点上，。为边中点，如图所示。两波源开始振

动一段时间后，发现4。、2为三个连续分布的振幅最大的点。则下列说法中正确的是（）

At------O------B，

।।

।•

।•

I•

।•

।।

I।

SiL_—-Is?

A.当波源Si位于波峰时，波源52也位于波峰

B.A、B两点间有两个振幅最小的点

C.将两波源的频率都加倍，A点振幅仍为最大

D.将两波源的频率都减半，A点振幅仍为最大

10.如图所示，三棱锥P—MNR中，PM=PN,S为MN棱的中点，MS=PS=RS=NS,且PS与RS垂

直。在顶点/、N分别固定电荷量为-Q的点电荷，在顶点R固定电荷量为+Q的点电荷，规定无穷远电势

为0,则（）

MN

R

A.P点电场强度的方向与PR垂直B.P、S两点的电场强度大小相等

C.S点的电势大于0D.S点的电势比P点的电势低

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

11.某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。轻绳两端分别系着质量为m的物块力（含挡光片）

和质量为M的物块B，将挡光片的中心位置固定在物块A的中间位置。实验时，由静止释放物块8,8向

下运动。为了减小实验误差进行多次实验，改变物块A的初始位置，使物块8从不同的高度由静止释放，

记录每次释放前挡光片的中心位置到光电门的高度差〃以及挡光片穿过光电门的时间上。

（1）用游标卡尺测量挡光片宽度力如图所示，挡光片宽度1为cm;

（2）通过描点作图，为了得到一条过原点的直线，则该直线为__________图像（选填uh-

士”、“八—工”），则该直线的斜率上=（用字母相、g、M、d表示）；

（3）请你选出可减小本实验误差的方案。（多选）

A.选用质量大体积小的物块

A选用质量小体积大的物块

C.选用质量小的滑轮

。选用质量大的滑轮

12.某同学按图甲所示电路测定电池的电动势和内阻。图乙中已将实验器材进行了部分连接。

(1)请根据实验原理，将图中的实物电路补充完整。

(2)该同学获得数据后在U-/坐标系中描点如图所不。

(3)根据坐标系中数据可求得电池的电动势为V,内阻为。。

(4)若实验时发现电流表已损坏，其它器材完好。该同学移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重

新进行实验。请在方框中画出该同学重新进行实验的电路图。

四、计算题：本大题共3小题，共30分。

13.在一水池底部水平放置一条长为1m的细灯带，灯带能够发出红光，水对红光的折射率小细灯带到水

面的竖直高度为已知光在真空中的速度为C=3X108M/S,不考虑水面对光线的反射。

(1)求能够射出水面的光线在水中传播的最短时间；

(2)计算水面上产生光斑的面积。

14.如图所示，物块A、8与轻弹簧拴接，置于光滑水平面上，弹簧处于原长，物块C以水平速度火撞向物

块B,碰撞时间极短，碰后C与B粘在一起，已知8、C质量均为相，不计一切阻力。

V。

(1)求8、C碰撞过程中8对C的冲量大小；

(2)求弹簧弹性势能最大时A的速度与运动过程中A的最大速度之比。

15.如图所示，空间有一棱长为L的正方体区域，带电粒子从平行于“棱且与"P。/共面的线状粒子源

连续不断地逸出，逸出粒子的初速度为0,粒子质量为形，电荷量为+q,经垂直于MF棱的水平匀强电场

加速后，粒子以一定的水平初速度从MS段垂直进入正方体区域内，MS段长为斗，该区域内有垂直平面

MPRG向外的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦从M点射入的粒子恰好从R点射出。距离正方体底部工处

有一与AGRN平行且足够大平板，粒子到达平板立即被平板吸收。现以正方体底面AGRN中心。在平板的

垂直投影点。'为原点，在平板内建立平面直角坐标系，其中无轴与GR平行，忽略粒子间的相互作用，不

计粒子重力。

(1)求从M点进入正方体区域的粒子进入时速度的大小;

2

(2)若该区域内部只有垂直平面MPRG向外的匀强电场，电场强度大小为鬻，从M点射入的粒子从尸。

边上的某点射出，求该点距尸点的距离；

(3)若该区域内同时存在上述磁场与电场，求所有落到平板上的粒子的落点离。'的最小距离。(结果用L和

根式表示)O

答案和解析

1.【答案】B

【解析】【分析】

根据光电效应方程e4=Ekm=成%结合图中甲乙丙三种色光对应的遏止电压分析其频率关系，结合波速

公式判断其波长关系；根据饱和电流分析光强；真空中光速相等。

该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压与入射光的频率关系，以及理解光电效应方程

eUc=Ekm=hv—Woo

【解答】

AC、根据eUc=Ekm=成-%，入射光的频率越高，对应的遏止电压“越大，由图可知：甲光、丙光的

遏止电压相等且小于乙光的遏止电压，所以三种色光的频率关系为V/>v*=v丙，可知4尹=4两，故AC

错误；

氏因甲光、丙光的遏止电压相同，故两光的频率相同，由图像可知甲光的饱和光电流大于丙光的饱和光电

流，故甲光光强大于丙光光强，8正确；

。、在真空中甲光速度等于乙光速度，故。错误。

2.【答案】C

【解析】【分析】

以画框为研究对象，分析受力情况，作出受力分析图。两绳拉力的合力与画框的重力大小相等，细绳越

短，绳子受到的拉力越大，当细绳拉力达到最大拉力时，细绳最短。根据平衡条件求出此时两绳之间夹

角，再由几何知识求出细绳的长度。

熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本。

【解答】

画（含画框）受力分析图：（如图）

受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态，当F=Fmax=ION时，

对应于细绳不被拉断的最小长度x,d为两个挂钉间的距离

作细绳拉力的合力F令（见图），由平衡条件有「合=爪9=10/V

d

所以两绳子拉力之间的夹角是120。，有几何关系：|=cos30。

2

绳子的最小长度：x=^-m，故选C。

3.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查气体实验定律中的等温变化，需要学生结合平衡条件进行解题，较为简单。

【解答】

玻璃管缓慢向下移动一小段距离得过程中，气体体积减小，根据玻意耳定律可知气体压强增大，根据平衡

条件可知外力厂变大，管中水面与管外水面高度差变大，故选。。

4.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了带电粒子在电场和磁场的叠加场中的运动。根据速度分析洛伦兹力和电场力的大小比较，从而

分析偏转方向，洛伦兹力不做功，根据电场力做功分析动能变化。

【解答】

粒子受电场力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，若粒子速度大于。时，贝UBqu>Eq,所以粒子向上弯曲，且

电场力做负功，所以动能减小，故8正确，AC。错误。

5.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查法拉第电磁感应定律的应用。理解整个回路的感应电动势大小的计算，应该是大圆与小圆的感应

电动势之差。

【解答】

大圆的感应电动势为上兀・（4R）2=16TT/?2,小圆的感应电动势为-R2,大圆和小圆的感应电动势串联，

相互减弱，所以闭合回路产生的感应电动势大小为16/OTR2—3/OTR2=i3k7tR2,故。正确，ABD错误。

6.【答案】A

【解析】【分析】

1.掌握行星围绕中心天体运动时，万有引力提供向心力

2.熟练使用万有引力提供向心力公式的变形使用

【解答】当地球围绕太阳转动时，设地球的质量为相，根据万有引力提供向心力有G智=根心菅；当

地球围比邻星转动时，设比邻星的质量为爪2,根据万有引力提供向心力有

G=mr2联立上述两个式子解得爪2=孥^m1，故选A

r272T2rl

7.【答案】D

【解析】【分析】

本题分方向运用动量定理，来求解作用力，要抓住两个方向的同时性，同时要注意动量的方向性。

【解答】设碰撞时间为3设速度向上为正，则碰撞前的速度为-5m/s,碰后的速度为4m/s,则竖直方向

和水平方向分别根据动量定理得F避=m（y±—

ft=mvx,又f=fj.FN

解得：vx=2.7m/s,故ABC错误，。正确。

故选：Do

8.【答案】ABD

【解析】AB.由图可知，物体的出发点为x=3m,t=6s时回到坐标原点，离出发点的3根，最远，正

确；

CD.0〜6s内，4s时速度方向改变，物体的位移为一3爪，C错误，正确；

故选：ABD.

9.【答案】ABC

【解析】【分析】

本题考查了波的干涉。若两频率相同、初相位相同的波叠加时，波程差为半个波长的偶数倍的位置为振动

加强点，波程差为半个波长的奇数倍的位置为振动减弱点。

【解答】

A、。点是振动加强点，且。点到S］和S2的波程差为0,所以两波源步调相同，则当波源X位于波峰时，波

源S2也位于波峰，故A正确；

B、A、O、8为三个连续分布的振动加强点，两个加强点之间有一个减弱点，所以A、B两点间有两个振

幅最小的点，故8正确；

C、将两波源的频率都加倍，则两波的波长均减小为原来的：，原来A点到两波源的波程差为半个波长的2

倍，若两波的波长均减小为原来的则A点到两波源的波程差为半个波长的4倍，振幅仍为最大，故C

正确；

。、将两波源的频率都减半，则两波的波长均增大为原来的2倍，原来A点到两波源的波程差为半个波长

的2倍，若两波的波长均增大为原来的2倍，则A点到两波源的波程差为半个波长的奇数倍，是振动减弱

点，故。错误。

10.【答案】AD

【解析】【分析】

由点电荷场强叠加结合立体几何知识进行分析，注意场强是矢量合成。

【解答】

A、由题意可知，APMN是等腰直角三角形，设PS=d,MV两点电荷在尸点合场强沿PS方向，大小为

%=誉苕x2cos45。=等，APSR是等腰直角三角形，R在尸点场强为第=黑*=枭，方向沿RP

2d(/2d)2d

方向，将二者矢量合成即尸点场强，在HP方向上“=七2-邑8$45。=0,垂直R尸方向上岛=

石n也45。=当，Ep=Ey=隼,方向垂直PR,A正确；

B、MN在S点合场强为0,R在S点场强大小为殳=当，和P点不相等，B错误;

a

C、S点距离三点相等，电势和为代数和，故S点电势为负，C错误；

D、两电荷在S和尸点电势和均为0,尸在N点电荷形成的电势高于S点，故。正确。

2

11.【答案】(1)2.06；(2)”金；瑞器；⑶"

【解析】【分析】

本题考查验证机械能守恒定律。

(1)根据游标卡尺的精度可读得数据；

(2)根据实验原理及机械能守恒定律解答；

(3)从减小阻力、减小能量损失角度解答。

【街道大】

(1)游标卡尺的精度为O.lnwi,主尺读数为2cm,游标尺读数为6x0.1mm=0.6mm=0.06cm,贝Ud=

2cm+0.06cm=2.06cm；

(2)重物A过光电门瞬时速度大小"小

从释放重物3到A上到光电门过程，由机械能守恒定律得：Mgh=1(M+m)v2+mgh,

2

整理得：鬻吗.工

M、m、g、d是常数,。与工成正比，为得到过原点的直线，应绘制h-一、图象；

⑷)⑷)

2

图象的斜率k=符号；

(3)48.为了减小空气阻力，应该选用质量大体积小的物块，故A正确，B错误;

CD.为了较小滑轮上能量的损失，选用质量小的滑轮，故C正确，。错误。

12.【答案】⑴

(3)1.48(1.48〜1.52)；0.50(0.45〜0.55)；

【解析】【分析】(1)根据电路图连接实物图；

(3)根据在U-/图象中斜率绝对值表示电源内阻，纵轴截距等于电源电动势求解;

(4)根据要求画出电路图。

本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确数据处理的方法，能正确分析图象，利用图象求解电动

势和内电阻。

【解析】

(1)根据电路图连接实物图，

(3)将U-/图像用直线连接，由〃=5-k，可知截距为电动势，电动势为1.48V,斜率绝对值为内阻，内

阻为0.500；

13.【答案】(1)垂直水面射出的光线在水中传播时间最短，t=Ju=±

可得t=Ax10-8m/s~4.4x10-9m/so

9

(2)如图1所示,

R

h।

图1

由全反射规律可知

.13

sine=-=-

n4

R3

丁=tancnR=/itanc=-V7m,

h7

产生光斑如图2所示,

图2

矩形面积Si=Ix2R=,

两半圆面积和S2=71R?=5717n2,

cc1c6“+9"2

S=Si+S2=——-——°

【解析】本题考查光的传播及全反射，需要学生结合几何知识分析解题，难度不大。

14.【答案】解：(1)8、。碰撞过程动量守恒加%=2瓶%

以向右为正方向，B、。碰撞过程对C应用动量定理

I=m(一%)—m(—v0)=mv0—Tn%可得/=O.5mvo

(2)8、。撞后压缩弹簧三者共速时弹簧弹性势能最大，设此时A的速度为以，

当弹簧第一次恢复到原长时A的速度最大，设此时A的速度为％,3和C速度为以，

设A的质量为从撞后8、C共速至三者共速对系统应用动量守恒2小%=(2m+M)"2

从撞后B、C共速至弹簧第一次恢复到原长应用动量守恒=2mv4+MV3

1cl1

由机械能守恒知,2771说=227n龙+-Mvf

2mvi“_4mvi

综上可得必2m+Mf%-2m+M

所以葭4。

【解析】本题主要是考查了动量守恒定律、动量定理和能量守恒定律;对于动量守恒定律，，利用碰撞前系

统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。

(1)B、C碰撞过程中，根据动量守恒定律以及对C应用动量定理列方程求解；

(2)从撞后2、C共速至三者共速对系统应用动量守恒以及从撞后8、C共速至弹簧第一次恢复到原长，由

机械能守恒知弹簧弹性势能最大时A的速度与运动过程中A的最大速度之比。

15.【答案】解：(1)设粒子进入棱长为工的正方体区域时的速度大小为v,进入后做匀速圆周运动，根据洛

伦兹力提供向心力有quB=my,由从M点射入的粒子恰从R