河北省2023-2024学年高三上学期期末质量监测联考

试卷更新日期：2024-03-08 类型：期末考试

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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。

1. 如图所示为氢原子能级示意图，铝的逸出功为4.2eV。现用某单色光照射大量处于 $n = 2$ 能级的氢原子，这些氢原子释放出6种不同频率的光，用产生的光线照射铝板。下列说法中正确的是（）

A、氢原子被该单色光照射后跃迁到 $n = 3$ 的激发态 B、直接用该单色光照射铝板，能够发生光电效应 C、氢原子释放出来的6种光中有4种可以使铝板发生光电效应 D、从铝板逃逸出来的光电子的最大初动能为8.55eV

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2. 电梯是高层住宅用户必不可少的日常工具，但有些小朋友不懂事，总做出一些危险行为。某小朋友在电梯门口放了一障碍物，发现电梯门不停地开关，这是电梯门上安装了传感器的结果，他以此为乐，殊不知这种行为有一定的危险性。下列说法中正确的是（）

A、电梯门上安装了温度传感器 B、电梯门上安装了光传感器 C、电梯门上的传感器将温度信号转变为电信号 D、电梯门上的传感器将电信号转化为光信号

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3. 据央广网报道，我国自主研制的北斗系统正式加入国际民航组织（ICAO）标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。“北斗卫星导航系统”由多颗地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星（运行半径小于同步轨道卫星轨道半径）组成。下列说法正确的是（）

A、同步卫星运行的周期大于中圆地球轨道卫星的周期 B、同步卫星运行的角速度大于中圆地球轨道卫星的角速度 C、在同一轨道上同向运行的中圆轨道卫星加速时可以追上前面的卫星 D、为了保证北京的导航需求，一定有一颗同步卫星静止在北京上空

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4. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a ，其p-V图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T ，三个状态的坐标分别为 $a (V_{0} ， 5 p_{0})$ 、 $b (5 V_{0} ， p_{0})$ 、 $c (V_{0} ， p_{0})$ ，下列说法正确的是（）

A、在a→b过程中，封闭气体的温度一定不变 B、气体在a状态的温度可能与b状态的温度不相等 C、气体在c状态的温度为 $\frac{T}{5}$ D、气体从状态b到状态c的过程中气体向外界放出的热量为 $4 p_{0} V_{0}$

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5. 如图所示，轿厢运送质量为m的圆柱体货物，右侧斜面的倾角 $α = 37 °$ ，左侧斜面的倾角 $β = 53 °$ ，货物始终相对轿厢静止。已知重力加速度为g ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $s i n 53 ° = 0.8$ 。下列说法正确的是（）

A、轿厢沿与竖直方向成30°角向左上方匀速运动时，货物对左侧斜面的压力大小为0.8mg B、轿厢以0.5g的加速度水平向右匀加速运动时，货物对左侧斜面的压力大小为mg C、轿厢水平向右的最大加速度为0.75g D、轿厢以0.5g的加速度竖直向上匀加速运动时，货物对左侧斜面的压力大小为1.2mg

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6. 如图所示，两平行导轨与一电源及导体棒MN构成的闭合回路，两导轨间距为L ，导轨与水平面的夹角 $α = 30 °$ ，整个装置处于匀强磁场中，质量为m的导体棒MN与两导轨垂直，当导体棒的电流为I时，导体棒MN静止，匀强磁场的磁感应强度大小 $B = \frac{\sqrt{3} m g}{4 I L}$ ，方向与导轨平面成 $θ = 60 °$ 夹角向外。已知重力加速度为g ，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）

A、导体棒所受安培力大小为 $\frac{3}{8} m g$ B、导体棒所受摩擦力大小为 $\frac{1}{8} m g$ ，方向沿轨道平面向下 C、导体棒所受支持力大小为 $\frac{3 \sqrt{3}}{8} m g$ D、导体棒与导轨间动摩擦因数的最小值为 $\frac{\sqrt{3}}{3}$

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7. 如图甲所示，质量 $m = 2 k g$ 的物体受到水平拉力 $F$ 的作用，在水平面上做加速直线运动，其加速度 $a$ 随位移 $x$ 的变化规律如图乙所示，物体的初速度 $v_{0} = 2 m / s$ 。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，g取 $10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、拉力F随时间均匀增大 B、物体发生10m位移时，拉力F变为原来的二倍 C、物体发生10m位移的过程中，拉力F做功为60J D、物体发生10m位移时，拉力做功的功率为96W

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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。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示，轻弹簧一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连，小球套在固定的竖直光滑杆上，P点到O点的距离为L ， OP与杆垂直，杆上M、N两点与O点的距离均为2L。已知弹簧原长为 $\frac{5}{4} L$ ，重力加速度为g。现让小球从M处由静止释放，下列说法正确的是（）

A、小球从M运动到N的过程中，有三个位置小球的合力就是重力 B、小球从M运动到N的过程中，小球的机械能守恒 C、小球从M运动到N的过程中，弹簧弹性势能先减小后增大 D、小球通过N点时速率为 $2 \sqrt{\sqrt{3} g L}$

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9. 电容式传感器以其优越的性能在汽车中有着广泛的应用，某物理兴趣小组研究一电容传感器的性能，图甲为用传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E为电动势恒定的电源（内阻忽略不计），R为阻值可调的电阻，C为电容器，将单刀双挪开关S分别拨到a、b ，得到充、放电过程电路中的电流I与时间t的关系图像，如图乙所示。下列说法正确的是（）

A、开关接a时，电容器充电，上极板带正电，且电荷量逐渐增大 B、开关接a后的短暂过程中，有电子从下极板穿过虚线到达上极板 C、仅增大电阻R的阻值，电流图线与t轴在 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内所围图形的面积将变大 D、仅将电容器上下极板水平错开些，电流图线与t轴在 $t_{3} ~ t_{4}$ 时间内所围图形的面积将变小

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10. 如图甲所示，间距为L的两光滑平行导轨放置在水平面上，右端接阻值为R的电阻，虚线MN、PQ间存在匀强磁场，磁感应强度B与时间t的变化规律如图乙所示。 $t = 0$ 时刻，由绝缘轻杆连接的导体棒a、b在水平向右的拉力F（大小未知，在导体棒穿过磁场区域过程中可以发生变化）作用下从导轨左端由静止开始运动，此后导体棒a、b穿过磁场区域，此过程中电阻R消耗的功率P与时间t的关系如图丙所示。已知连接导体棒a、b的轻杆的长度和磁场边界MN、PQ间的距离均为d ，两导体棒的质量均为m ，电阻均为R ，导体棒与导轨接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（）

A、通过电阻R的电流的方向没有变化 B、电阻R消耗的功率为 $\frac{4 L^{2} d^{2} B_{0}^{2}}{9 R t_{0}^{2}}$ C、导体棒在MN左侧运动的过程中水平恒力大小为 $\frac{4 m d}{t_{0}^{2}}$ D、导体棒穿过磁场区域的运动过程中水平拉力大小为 $\frac{4 B_{0}^{2} L^{2} d}{3 R t_{0}}$

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某同学完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。

(1)、他在实验室找到下列器材：
A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B.开关、导线若干
C.低压交流电源
在本实验中，还需用到的实验器材有。

(2)、该同学做实验时，保持原、副线圈的匝数不变，改变原线圈的输入电压，并对原线圈电压和副线圈电压做了测量，得到下表。
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
$U_{1}$
2.30
4.60
6.69
8.81
10.8
13.10
15.21
17.31
$U_{2}$
1.13
2.28
3.34
4.38
5.4
6.51
7.59
8.64
上述操作过程中有一个操作存在安全隐患，是，有一组数据的记录不符合要求，是第组；

(3)、他将数据输入Excel图表，并利用插入散点图得到如下图像，查阅资料知道此时原、副线圈的匝数分别为 $n_{1} = 800$ 和 $n_{2} = 400$ ，由此可知变压器原、副线圈电压与匝数的关系为。（用物理量符号表示）

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12. 某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，光滑斜面AB与半径为R的光滑圆弧面相切于斜面底端的B点，圆弧的最低点为C。他采用以下两种方案来验证小球从斜面上某点由静止释放运动到C点的过程中机械能是否守恒。（当地重力加速度为g）

(1)、方案一：
①他用20分度游标卡尺测量小球的直径d ，如图乙所示，则小球直径 $d =$ cm，在C点安装一个光电门；
②将小球从斜面上某点由静止释放，小球通过C点光电门时所用的时间为t ，则小球通过C点时的速度 $v =$ （用物理量符号表示）；
③改变小球的释放位置，测得释放位置到C点的高度为h ，重复②，得到多组释放高度h和对应时间t ，以 $\frac{1}{t^{2}}$ 为横坐标，以h为纵坐标，将所得的数据点描点、连线，得到一条直线，若直线的斜率 $k =$ ，则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。

(2)、方案二：
①在圆弧最低点C安装一个力传感器；
②将小球从斜面上某点由静止释放，测得释放位置到C点的高度为h ，并测得小球通过C点时传感器的示数F；
③改变小球的释放位置，重复②，得到多组释放高度h和对应传感器的示数F ，以h为横坐标，以为F纵坐标，将所得的数据点描点、连线，得到一条直线，该直线的斜率为k ，与纵轴的交点为b ，若小球在上述运动过程中机械能守恒，则 $k =$ ， $b =$ 。（用物理量符号表示）。

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13. 如图所示，一个桶的高为 $\frac{3}{2} d$ ，底面直径为2d ，当桶空时，从P点刚好能够看到桶底上的C点。当桶内盛有某种透明液体，其深度为d时，仍沿PC方向看去，刚好可以看到桶底中心O处点光源发出的光线。已知C点为OB的中点。

(1)、求透明液体对点光源发出光线的折射率；

(2)、若要液面全部被O处点光源照亮，求桶内透明液体的深度。

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14. 如图所示，一固定的质量为m、高为1.5h、倾角为30°的光滑斜面体与光滑水平面平滑连接，水平面与右侧的水平传送带平滑连接，传送带以 $v = 4 \sqrt{g h}$ 的速度顺时针匀速转动。将质量m的小球A（可视为质点）从高为4.5h处以某一初速度水平抛出，小球刚好无碰撞的从斜面体顶端滑上斜面体，小球从斜面体上离开的瞬间解除对斜面体的锁定。小球A在传送带左侧与静止的质量为2m的滑块B（可视为质点）在极短的时间内发生弹性碰撞，碰撞后滑块B滑上传送带，滑块B和传送带之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，传送带的长度 $L = 6 h$ 。重力加速度为g。求：

(1)、小球A抛出点与斜面体左端的水平距离；

(2)、碰撞后小球A返回，沿斜面体向上运动的最大高度；

(3)、滑块B在传送带上运动的时间和此过程中产生的热量。

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15. 利用电、磁场来控制带电粒子的运动、在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图所示，在 $x O y$ 坐标系的第一、三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第三、四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的粒子从第二象限中的P点以沿x轴正方向的初速度 $v_{0}$ 射出，经电场偏转后从坐标原点O进入匀强磁场区域。从x轴上的点M第二次经过x轴。已知P点的坐标为 $(- 2 L ， L)$ ， PM与x轴垂直，不计粒子重力。求：

(1)、电场强度E的大小；

(2)、磁感应强度B的大小；

(3)、若电磁场的范围足够大，分析粒子通过x轴的位置坐标和对应时间（从粒子射出开始计时）的可能值。

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组别	1	2	3	4	5	6	7	8
$U_{1}$	2.30	4.60	6.69	8.81	10.8	13.10	15.21	17.31
$U_{2}$	1.13	2.28	3.34	4.38	5.4	6.51	7.59	8.64