河北省石家庄市2024届普通高中高三下学期物理教学质量检测（三)

试卷更新日期：2024-06-11 类型：高考模拟

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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 $1.51 e V$ 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 $13.7 e V$ 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

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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、

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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、

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4. 如图所示，电源电动势 $E = 1.5 V$ ，内阻不计，滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值为 $2 Ω$ ，两定值电阻 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 的阻值均为 $1 Ω$ ，电容器C的电容为 $3 μ F$ 。初始时 $R_{1}$ 的滑片置于最上端，开关S掷于a端。下列说法正确的是（）

A、当 $R_{1}$ 的滑片向下移动时， $R_{2}$ 两端的电压减小 B、移动 $R_{1}$ 的滑片过程中， $R_{1}$ 消耗的最大功率为 $1.125 W$ C、开关从a掷向b，流过 $R_{3}$ 的电流方向由d到c D、开关从a掷向b，流过 $R_{3}$ 的电荷量为 $4.5 \times 1 0^{- 6} C$

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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 $Δ r$ 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、 $7 T_{0}, 56 T_{0}$ B、 $9 T_{0}, 72 T_{0}$ C、 $8 T_{0}, 64 T_{0}$ D、 $14 T_{0}, 56 T_{0}$

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6. 如图所示，理想变压器的原线圈与电阻 $R_{1}$ 串联后接入正弦式交流电。变压器原、副线圈的匝数比 $n_{1} : n_{2} = 2 : 1$ 。电路中定值电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 、 $R_{4}$ 的阻值相同，交流电压表为理想电压表。开关S闭合前后，电压表示数之比为（　　）

A、 $1 : 1$ B、 $28 : 27$ C、 $17 : 8$ D、 $2 : 1$

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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 $ω = \sqrt{\frac{6 g}{R}}$ 绕竖直直径转动时，轻杆对小球的作用力大小和方向为（）

A、 $2 m g$ ，沿杆向上 B、 $2 m g$ ，沿杆向下 C、 $(2 \sqrt{3} - 1) m g$ ，沿杆向上 D、 $(2 \sqrt{3} - 1) m g$ ，沿杆向下

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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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0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0 B、A、B、C处的点电荷在b点产生的合场强大小为 $\frac{4 k q}{3 L^{2}}$ C、a、c两点的电势相同 D、a、c两点的电场强度相同

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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 $2 m$ 的物体B紧靠A放在斜面上，沿斜面向下的力 $F = 4.5 m g$ 作用在B上，系统处于静止状态。现减小F使A、B以 $\frac{g}{2}$ 的加速度一起沿斜面向上做匀加速直线运动直到 $F = 0$ 。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、 $F = 4.5 m g$ 时，弹簧的压缩量为 $\frac{6 m g}{k}$ B、 $F = 0$ 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 $\frac{9 m^{2} g^{2}}{2 k}$

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10. 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 $O O^{'}$ 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 $10 m / s^{2}$ ，磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说法正确的是（）

A、导体棒的质量为 $1 k g$ B、 $θ = 30 °$ C、导体棒所受安培力可能为 $12 N$ D、 $α$ 可能为 $90 °$

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三、非选择题：共54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“ $\frac{1}{V}$ ”），烧瓶的容积 $V_{0}$ 为。（用图中字母表示）

(3)、另一同学重复实验，计算了多组p与 $(V_{0} - V)$ 乘积，发现 $p (V_{0} - V)$ 随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为。（写出一个原因即可）

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12. 为了精确测量电流表 $G_{1}$ 的内阻，实验室提供器材如下：
A．待测电流表 $G_{1}$ （ $0 ~ 200 μ A$ ．内阻约 $2 k Ω$ ）
B．电流表 $G_{2}$ （ $0 ~ 1 m A$ ，内阻约 $1 k Ω$ ）
C．定值电阻 $R_{1}$ （阻值为 $500 Ω$ ）
D．定值电阻 $R_{2}$ （阻值为 $50 Ω$ ）
E．滑动变阻器 $R_{3}$ （ $0 ~ 20 Ω$ ）
F．干电池E（电动势为 $1.5 V$ ，内阻不计）
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 $R_{3}$ 滑片至合适位置，电流表 $G_{1}$ 、 $G_{2}$ 的示数分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ ，待测电流表 $G_{1}$ 内阻表达式为。（用题中已知物理量的符号表示）

(4)、测得电流表 $G_{1}$ 内阻为 $1800 Ω$ 。该同学利用电流表 $G_{1}$ 、光敏电阻R和电源 $E^{'}$ （电动势 $4.5 V$ ，内阻不计）、定值电阻 $R_{0}$ （阻值为 $20 k Ω$ ）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 $G_{1}$ 的示数范围为 $μ A$ 。（结果保留三位有效数字）

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13. 位于水面上O点的波源上下振动，形成在 $x O y$ 水面上传播的简谐波，波面为圆。波源从平衡位置向上起振， $t_{1} = 0$ 时刻，第一象限内第一次出现如图甲所示的波面分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向垂直水面向上。求：

(1)、该波在水面上传播速度的大小；

(2)、 $t_{2} = \frac{22}{3} s$ 时，B处质点相对于平衡位置的位移。

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14. 如图所示，水平地面上方存在电场强度 $E = 2.5 \times 1 0^{3} V / m$ 、方向水平向右的匀强电场。质量 $M = 0.2 k g$ 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 $l_{1} = 0.45 m$ 的P点，由静止释放质量 $m = 0.1 k g$ 、带电荷量 $q = + 4 \times 1 0^{- 4} C$ 的小物块A后，A与B发生多次弹性正碰（碰撞时间极短）后B通过Q点。已知O、Q两点间距 $l_{2} = 2.2 m$ ， B与地面之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ， A与地面之间的摩擦不计，A的电荷量始终不变，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。
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。

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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 $E_{0}$ 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 $t_{0}$ （未知）。已知磁场的磁感应强度 $B = \sqrt{\frac{m E_{0}}{3 q R}}$ ，不计带电粒子的重力。求：

(1)、带电粒子经过P点时的速度大小；

(2)、 $t_{0}$ 的大小；

(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 $3 t_{0}$ 。求粒子释放点Q到P点的可能距离。

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