河北省石家庄2024届高三教学质量检测(二)理科综合物理试题

河北省石家庄2024届高三教学质量检测（二）理科综合物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大,内能减小
B．吸收热量,内能增大
C．压强减小,分子平均动能增大
D．对外做功,分子平均动能减小
第(2)题
如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（）
A．用户端的电压为
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1U
第(3)题
如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为
A．2
B．
C．1
D．
第(4)题
下列说法不正确的是（ ）
A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝䈃有张角，证明光具有粒子性
B．图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，当入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
C．图丙中，用从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为的金属铂，不能发生光电效应
D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数的关系可知，若和能结合成，结合过程一定会释放能量
第(5)题
如图所示，光滑斜面上小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，斜面置于粗糙水平地面上，整个装置处于静止状态。

已知细绳与竖直方向夹角为θ，斜面倾角为α=45°（θ<α），现用力向右缓慢推斜面（推力在图中未画出），当细绳与竖直方向的夹角θ=α时，
撤去推力。

则下列说法正确的是（）
A．缓慢推动斜面时，斜面对小球的支持力保持不变
B．缓慢推动斜面时，细绳对小球的拉力大小保持不变
C．θ=α时，地面对斜面体的摩擦力水平向左
D．θ=α时，细绳对小球的拉力大小等于斜面对小球的支持力大小
第(6)题
如图，两对等量异种点电荷、，分布在正方形四个顶点H、I、J、K处，O为正方形两对角线的交点。

仅移去K处
的点电荷，则O点的（ ）
A．电场强度增大、方向指向K，电势降低
B．电场强度减小、方向指向J，电势降低
C．电场强度增大、方向指向I，电势升高
D．电场强度减小、方向指向H，电势升高
第(7)题
如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B在一条直线上（图示位置），且细绳方向缠绕在两钉子上。

现使小球以初速度v在水平面上运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是（ ）
A．小球的线速度变小B．小球的角速度变大
C．小球的加速度变小D．细绳对小球的拉力变大
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
如图所示，两根相互绝缘的长直导线分别沿轴和轴放置，当轴上的导线中通以沿轴正方向的电流时，其在点产生的磁感应强度的大小为。

当轴上的导线也通电流后，点的磁感应强度的大小变为。

已知通电长直导线在其周围激
发磁场的磁感应强度大小为，其中为常量，为导线中电流的大小，为场中某点到导线的垂直距离，则沿轴放置的导线中所通电流的大小可能是（ ）
A
．B．C．D．
第(2)题
如图所示，固定光滑曲面左侧与光滑水平面平滑连接，水平面依次放有2024个质量均为2m的弹性物块（所有物块在同一竖直平面内），质量为m的0号物块从曲面上高h处静止释放后沿曲面滑到水平面，以速度与1号物块发生弹性正碰，0号物块反弹
后滑上曲面再原路返回，如此反复，2024个弹性物块两两间碰撞时交换速度，则下列说法正确的是（所有物块均可视为质点，重力加速度为g）（ ）
A
．2024号物块最终速度B．2021号物块最终速度
C
．0号物块最终动量大小为D．最终所有物块的总动量为
第(3)题
如图所示，农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选。

其过程是：在大小相同的风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，这样它们就会自然分开。

不考虑空气阻力且谷种和瘪谷只在洞中受到风力，对这一物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．谷种质量大，惯性大，飞得远些
B．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些
C．N处是瘪谷，M处为谷种
D．谷种和瘪谷在竖直方向都匀速下落
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
2023年秋某高校军训，如图所示，轻绳一端固定，质量为的同学（可视为质点）抓住绳的另一端，使绳水平拉直后由静止摆下过障碍物。

已知绳长为，在轻绳到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。

绳子的固定端到地面的距离为。

不计轻绳质量和空气阻力，重力加速度g取值，求：
（1）该同学做圆周运动的过程中合力冲量的大小；
（2）该同学摆到最低点（未飞出时）对绳的拉力大小；
（3）该同学的落地点离绳的固定端的水平距离和落地时重力的功率大小。

第(2)题
二、测速
现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。

我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图所示，两臂上有A、B两
孔，A孔内的发光管发射红外线，B孔内的光电管接收红外线。

(1)如图2所示，为了测量物体运动的速度，在物体上安装挡光片。

用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度，需要测量的物理量有______和______。

(2)光电门传感器是根据光电效应，利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。

如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压U与入射光频率v之间的关系。

从图中数据可知该金属的极限频率为_________Hz（计算结果保留2位有效数字）。

已知红外线的波长范围约在，用红外线照射该金属______（选填“能”或“不能”）产生光电效应。

（普朗克常量，电子电量）
(3)图（a）中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上，磁铁到前轮圆心的距离为r。

磁铁每次靠近霍尔传感器，传感器就输出一个电压信号到速度计上。

（1）测得连续N个电压信号的时间间隔为t，则在这段时间内自行车前进的平均速度______。

（2）自行车做匀变速直线运动，某段时间内测得电流信号强度I随时间t的变化如图（b）所示，则自行车的加速度
______（以车前进方向为正方向）。

（3）如图（c）所示，电流从上往下通过霍尔元件A（自由电荷为电子），当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时，会有图示方向的磁场穿过霍尔元件，在元件的左右两面间能检测到电势差。

则磁铁经过霍尔元件的过程中（由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计）______
A. 磁铁C的N极靠近元件且
B. 磁铁C的S极靠近元件且
C. 磁铁C的N极靠近元件且
D. 磁铁C的S极靠近元件且
(4)用微波传感器测量飞行网球的速度，利用发送信号与接收信号的频率差，通过公式计算出物体运动的速度。

当球远离传感器运动时，单位时间内测得的信号数和波长（）
A．变多，变长B．变多，变短C．变少，变短D．变少，变长
第(3)题
如图甲所示，现有一机械装置，装置O右端固定有一水平光滑绝缘杆，装置可以带动杆上下平行移动，杆上套有两个小
球a、b，质量，，a球带电量，b球不带电。

初始时a球在杆的最左端，且a、b球相距。

现让装置O带动杆以向下匀速运动，并且加上一垂直纸面向里的磁感应强度的匀强磁场，已知小球和杆始终在磁场
中，球发生的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞过程中电荷量不发生转移。

（取）
（1）求小球a、b第一次发生碰撞后沿杆方向的速度分别是多少？
（2）若已知在杆的最右端恰好发生第9次碰撞，则杆的长度是多少？
（3）如图乙所示，若将该装置固定不动，长方形内有交变匀强磁场，磁感应强度按图丙规律变化，取垂直纸面向里为
磁场的正方向，图中，，，在长方形区域再加一竖直向上的匀强电场，，给a一个向右
瞬时冲量，a、b发生弹性碰撞且电荷量平分，b在时从A点沿方向进入磁场，最终到达C点，则冲量多大？
第(4)题
如图所示，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内的理想气体分隔为甲、乙两部分，两部分气体的温度相等、物质的量相同，它们的体积之比。

（1）求甲、乙两部分气体的压强之比；
（2）若其他条件不变，使甲、乙两部分气体降低相同的温度，试通过计算判断水银柱将如何移动。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

他们将一小钢球用细线系住悬挂在铁架台上，并在小钢球静止位置A点的正下方固定一光电门。

小钢球的底部固定一宽度为d的遮光条，并使其与细线在一条直线上。

将小钢球拉至M点，测出此时细线与竖直方向之间的夹角为，将小钢球由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为t。

实验测得悬挂点到球心的距离
为L。

当地的重力加速度大小为g。

（1）用50分度的游标卡尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为________mm；某次测量中，计时器的示数为
0.0025s，则小钢球经过A点时的速度大小为________m/s。

（2）若所测的实验数据在误差允许范围内满足表达式________（用g、L、d、t、表示），即可知小钢球由M点运动至A点的过程中机械能守恒。

（3）多次实验发现，若以A点为重力势能零点，小钢球在M点的重力势能略小于它在A点的动能，造成这一结果的原因
是________。

第(2)题
如图所示，某实验小组采用带有刻度尺的气垫导轨做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）实验时除了测量遮光条宽度的游标卡尺及图中画出的实验器材以外，完成本实验还需要的器材是___________；
（2）实验小组的同学用游标卡尺测量遮光条的宽度为d；
（3）气垫导轨调整水平后开始试验，如果测得钩码的质量为m，滑块（包含遮光条）的质量为M，还需要测量并记录的数据（物理量及符号）是___________、___________；
（4）已知重力加速度为g，在误差允许的范围内若满足关系式___________，则机械能守恒定律得到验证。

（用题中或填空中出现的物理量符号表示）。