2024学年河北省衡水市冀州名校高三下学期开学摸底考试物理试题试卷

2024学年河北省衡水市冀州名校高三下学期开学摸底考试物理试题试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（）
A．根据公式=SR L
ρ可知，金属电阻率与导体的电阻成正比
B．根据公式W UIt
=可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C．根据公式q It
=可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D．根据公式
Q
C
U
=可知，电容与电容器所带电荷成正比，与两极板间的电压成反比
2、如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度口随时间t变化关系如图乙所示（取磁场垂直纸面向里的方向为正方向），固定的闭合导线框一部分在磁场内。

从t=0时刻开始，下列关于线框中感应电流i、线框ab边受到的安培力F随时间t变化图象中，可能正确的是（取线框中逆时针方向的电流为正，安培力向右为正方向）（）
A．B．C．D．
3、如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为O，三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上，小环c上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环a、b，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环恰好处于平衡位置，平衡时a、b的距离等于绳子长度的一半.已知小环的质量为m，重力加速度为g，轻绳与c的摩擦不计.则
A．a3B．绳子的拉力大小为
3
2
mg
C．c受到绳子的拉力大小为3mg D．c与大环间的弹力大小为3mg
4、利用如图甲所示的实验装置研究光电效应，测得某种金属的遏止电压U 。

与入射光频率v 之间的关系图线如图乙所示，则（ ）
A ．图线在横轴上的截距的物理意义是该金属的截止频率
B ．由图线可知普朗克常量11ev h U
C ．入射光频率增大，逸出功也增大
D ．要测得金属的遏止电压，电源的右端应为负极
5、如图所示，质量为50kg 的同学在做仰卧起坐运动．若该同学上半身的质量约为全身质量的35
，她在1min 内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m ，则她克服重力做的功W 和相应的功率P 约为
A ．W=4500J P=75W
B ．W=450J P=7.5W
C ．W=3600J P=60W
D ．W=360J P=6W
6、如图所示，从匀速运动的水平传送带边缘，垂直弹入一底面涂有墨汁的棋子，棋子在传送带表面滑行一段时间后随传送带一起运动。

以传送带的运动方向为x 轴，棋子初速度方向为y 轴，以出发点为坐标原点，棋子在传送带上留下的墨迹为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、下列说法符合物理史实的有（ ）
A ．奥斯特发现了电流的磁效应
B ．库仑应用扭秤实验精确测定了元电荷e 的值
C ．安培首先提出了电场的观点
D ．法拉第发现了电磁感应的规律
8、如图所示，电路中12R R 、均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置。

闭合开关S ，电
路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅满足下列各选项中的条件，油滴仍可能静止不动的是（ ）
A ．增大1R 的阻值，增大2R 的阻值
B ．增大1R 的阻值，减小2R 的阻值
C ．减小1R 的阻值，增大2R 的阻值
D ．减小1R 的阻值，减小2R 的阻值
9、下列说法正确的是____________.
A ．液体表面张力是液体表面层分子间距离小，分子力表现为斥力所致
B ．水黾可以停在水面上是因为存在表面张力
C ．不管是单晶体还是多晶体，它们都有固定的熔点
D ．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
E. 热量能够从低温物体传到高温物体
10、2019年8月19日20时03分04秒，我国在西昌卫星发射中心利用长征三号乙增强型火箭发射中星18号同步通信卫星，下列说法正确的是（ ）
A ．中星18号同步通信卫星可定位在北京上空
C ．中星18号同步通信卫星环绕地球的速度为第一宇宙速度
D ．中星18号同步通信卫星比近地卫星运行角速度小
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并用图钉固定在木板上。

固定两个光滑的滑轮 A 和 B ，将绳子打一个结点 O ，每个钩码的质量相等。

调整钩码个数使系统达到平衡。

(1)实验过程中必须要记录下列哪些数据（____）
A ．O 点位置
B ．每组钩码的个数
C ．每个钩码的质量
D ．OA 、OB 和 OC 绳的长度
E ．OA 、OB 和 OC 绳的方向
(2)下列实验操作正确的是（____）
A ．将 OC 绳换成橡皮筋，仍可完成实验
B ．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可减小实验误差
C ．尽量保持∠AOB 为 90°、60°、120°等特殊角方便计算
D ．若改变悬挂钩码的个数 N 3，重新进行实验，必须保持 O 点位置不动，重新调整钩码的个数N 1、N 2
12．（12分）某实验小组测量重力加速度的实验装置，如图所示，图中D 为铁架台，E 为固定在铁架台上的定滑轮（质量和摩擦可忽略）, F 为光电门，C 为固定在重物上的宽度为d =0.48cm 的遮光条（质量不计）。

让质量为3.0kg 的重物A 拉着质量为1.0kg 的物块B 从静止开始下落。

某次实验，测得A 静止时遮光条到光电门的距离h =60.0cm ，测出遮光条C 经过光电门的时间32.010s t -=⨯，根据以上数据，可得该次实验重物A 经过光电门的速度为_______m/s, 重力加速度为________m/s 2（计算结果均保留两位有效数字）。

本次实验重力加速度的测量值比实际值________（填“偏小”、“偏大”或“不变”）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长L=85cm的气体,气体的热力学温度T1=300K，现在活塞上缓慢加入细沙，直到活塞下降20cm为止，外界大气压强P0=75cmHg，g=10m/s2。

（i）求活塞下降20cm时，封闭气体的压强；
（ii）保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，求活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。

14．（16分）如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T.在匀强磁场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距L＝1m，电阻可忽略不计．质量均为m＝lkg，电阻均为R＝2.5Ω的金属导体棒MN和PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好．先将PQ暂时锁定，金属棒MN在垂直于棒的拉力F作用下，由静止开始以加速度a＝0.4m/s2向右做匀加速直线运动，5s后保持拉力F的功率不变，直到棒以最大速度v m做匀速直线运动.
(1)求棒MN的最大速度v m；
(2)当棒MN达到最大速度v m时，解除PQ锁定，同时撤去拉力F，两棒最终均匀速运动.求解除PQ棒锁定后，到两棒最终匀速运动的过程中，电路中产生的总焦耳热.
用根式表示）
15．（12分）如图所示，边长为4a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，一个质量为m 、电荷量为q(q>0)的带电粒子（重力不计）从AB 边的中心O 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°。

（1）若粒子的速度为v ，加一匀强电场后可使粒子进入磁场后做直线运动，求电场场强的大小和方向；
（2）若粒子能从BC 边的中点P 离开磁场，求粒子的入射速度大小以及在磁场中运动的时间。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、C
【解题分析】
A ．电阻率是由导体本身的性质决定的，其大小与电阻无关，选项A 错误；
B ．公式W UIt =适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流所做功，选项B 错误；
C ．根据公式q It =可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，选项C 正确；
D ．电容的公式Q C U =
采用的是比值定义法，电容大小与电量和电压无关，选项D 错误。

故选C 。

2、B
【解题分析】
AB ．由图可知，在0~2T 内线圈中磁感应强度的变化率相同，故0~2
T 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；在
~2T T 内内线圈中磁感应强度的变化率相同，故~2T T 内电流的方向相同，由
2B S E t ∆=⋅∆ 则感应电流为
2E B S i R t R
∆==⋅∆ 由图可知两段时间内的磁感应强度大小相等，故两段时间内的感应电流大小相等，故A 错误，B 正确；
CD ．由上分析可知，一个周期内电路的电流大小恒定不变，根据
F BIL =
可知F 与B 成正比，则在0~4
T 内磁场垂直纸面向外减小，电流方向由b 到a ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向右，为正方向，大小随B 均匀减小；在~42
T T 内磁场垂直纸面向里增大，电流方向由b 到a ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向左，为负方向，大小随B 均匀增大；在
3~22T T 内磁场垂直纸面向里减小，电流方向由a 到b ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向右，为正方向，大小随B 均匀减小；在3~2
T T 内磁场垂直纸面向外增大，电流方向由a 到b ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向左，为负方向，大小随B 均匀增大，故CD 错误。

故选B 。

3、C
【解题分析】AB 、三个小圆环能静止在光滑的圆环上，由几何知识知：abc 恰好能组成一个等边三角形，对a 受力分析如图所示：
在水平方向上： sin30=sin60T N
在竖直方向上： cos30cos60T mg N =+
解得： N mg = ； 3T mg = 故AB 错；
c 受到绳子拉力的大小为： 2cos303T T mg '==，故C 正确
以c 为对象受力分析得：
在竖直方向上： 12cos30N mg T =
+
解得： 13234N mg mg mg =+= 故D 错误； 综上所述本题答案是;C
4、A
【解题分析】
A ．由图乙可知，当人射光的频率小于1ν时，无需加遏止电压就没有光电流，说明1ν为该金属的截止频率，故A 正确；
B ．根据爱因斯坦光电效应方程k 0E h
W =-ν及动能定理k 0c eU E -=-得 0c W h U e e
ν=- 则
11
U h e ν= 得
1
1eU h ν=
故B 错误；
C ．金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身决定，故C 错误；
D ．要测得金属的遏止电压，电源的左端应为负极，故D 错误。

故选A 。

5、A
【解题分析】
每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她每一次克服重力做的功：W=3
5
mgh=
3
5
×50×10×0.3=90 J；1分钟内克服重
力所做的功：W总=50W=50×90=4500 J；相应的功率约为：
4500
75
60
W
P W
t
总＝＝，故A正确，BCD错误，故选
A.
6、A
【解题分析】
分析可知，在传送带这个参考系中，合速度的方向和摩擦力的方向在一条直线上，所以运动轨迹应该是一条直线，又因为棋子相对于传送带往后运动，故A正确，BCD错误。

故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AD
【解题分析】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确，符合题意；
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，故B错误，不符合题意；
C．法拉第首先提出用电场线描述电场，故C错误，不符合题意；
D．1831年，法拉第发现了电磁感应现象，并总结出电磁感应的规律：法拉第电磁感应定律，故D正确，符合题意。

故选AD。

8、AD
【解题分析】
A．电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R2的电压，当增大R1、R2阻值时，可导致总电流减小，根据欧姆定律，电阻R2两端电压可能不变，则极板间电压不变，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，则油滴静止不动，故A符合题意；
B．电路稳定时，当增大R1的阻值，减小R2的阻值，则根据闭合电路欧姆定律可知，电阻R2两端的电压减小，极板间电场强度减小，油滴受到的电场力减小，则油滴向下运动，故B不符合题意；
C．电路稳定时，当减小R1的阻值，增大R2的阻值，则根据闭合电路欧姆定律可知，电阻R2两端的电压增大，极板间电场强度增大，油滴受到的电场力增大，则油滴向上运动，故C不符合题意；
D．电路稳定后，当减小R1的阻值，减小R2的阻值，可能导致总电流增大，根据欧姆定律，电阻R2两端电压可能不变，则极板间电压不变，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，则油滴静止不动，故D符合题意。

故选AD。

【解题分析】
A．液体表面层内的分子比较稀疏，分子间作用力表现为引力，故A错误；
B．水黾可以停在水面是因为存在表面张力，故B正确；
C．只要是晶体就有固定熔点，故C正确；
D．气体能充满整个容器，是气体分子不停做无规则运动的结果，故D错误；
E．热量可以从低温物体传到高温物体，但是要引起其他变化，这不违背热力学第二定律，故E正确。

10、BD
【解题分析】
A．中星18号同步通信卫星轨道面与赤道面是共面，不能定位在北京上空，故A错误；
B．其运动周期为24h，故B正确；
C．根据
2
2
Mm v
G m
r r
=可得：
v=
中星18号同步通信卫星环绕地球的速度小于第一宇宙速度即近地卫星的环绕速度，故C错误；
D．中星18号同步通信卫星轨道高于近地卫星轨道，运行角速度比近地卫星运行角速度小，故D正确。

故选：BD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、ABE AB
【解题分析】
(1)[1]A．为了验证平行四边形定则，必须作受力图，所以需要确定受力点，即需要标记结点O的位置，A正确；BC．其次要作出力的方向和大小，每个钩码的质量相同，所以钩码的个数可以作为力的大小，不需要测量钩码质量，B正确，C错误；
DE．连接钩码绳子的方向可以表示力的方向，所以需要标记OA、OB和OC 绳的方向，D错误，E正确。

故选ABE。

(2)[2]A．如果将OC绳换成橡皮筋，在同一次实验过程中，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化，仍可完成实验，A正确；
B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可以使力的方向更准确，减小实验误差，B正确；
C．实验通过平行四边形定则进行力的合成确定力的大小和方向，不需要计算，C错误；
D．实验的目的是验证平行四边形定则，重新实验，不需要保持结点位置不动，D错误。

12、2.4 9.6 偏小
【解题分析】
[1] 根据以上数据，可得该次实验重物A 经过光电门的速度为
2.4m/s d v t
== [2]对A 、B 整体
A B A B ()m g m g m m a -=+
且
2
2=v a h
代入数据解得
29.6m/s g =
[3]由于存在阻力，导致加速度偏小，实验重力加速度的测量值比实际值偏小。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（i ）85cmHg ；（ii ）380K 。

【解题分析】
（i ）设活塞下降20cm 时，管内外水银面高度差为x ，高为x 的水银产生的压强为p x ，则有气体做等温变化: ()00(20cm )x p L p p L x =+-+
解得:
x =10cm
2085cmHg p p x =+=
（ii ）气体做等压变化，有
3223
V V T T = 其中
2(85cm 20cm 10cm)V S =-+
3(85cm 10cm)V S =+
21300K T T ==
解得:
T 3=380K 。

14、（1
）/s m v = （2）Q =5 J （3
）x =
【解题分析】
(1)棒MN 做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F -BIL =ma
棒MN 做切割磁感线运动，产生的感应电动势为：E =BLv
棒MN 做匀加速直线运动，5s 时的速度为：v =at 1=2m/s 在两棒组成的回路中，由闭合电路欧姆定律得：2E I R
= 联立上述式子，有：222B L at F ma R
=+ 代入数据解得：F =0.5N
5s 时拉力F 的功率为：P =Fv
代入数据解得：P =1W
棒MN 最终做匀速运动，设棒最大速度为v m ，棒受力平衡，则有：0m m
P BI L v -= 2m m BLv I R
= 代入数据解得
:m v =
(2)解除棒PQ 后，两棒运动过程中动量守恒，最终两棒以相同的速度做匀速运动，设速度大小为v ′，则有：2m mv mv '= 设从PQ 棒解除锁定，到两棒达到相同速度，这个过程中，两棒共产生的焦耳热为Q ，由能量守恒定律可得：2211222
m Q mv mv '=-⨯ 代入数据解得：Q =5J ；
(3)棒以MN 为研究对象，设某时刻棒中电流为i ，在极短时间△t 内，由动量定理得：-BiL △t =m △v
对式子两边求和有：()()m BiL t m v ∑-∆=∑∆
而△q =i △t
对式子两边求和，有:()q i t ∑∆=∑∆
联立各式解得：BLq =mv m ， 又对于电路有：2E q It t R
==
由法拉第电磁感应定律得：BLx E t = 又2BLx q R
= 代入数据解得：405m x =
15、（1）E vB =（2）
233qBa m
；23m qB π 【解题分析】
（1）电荷受到的洛伦兹力由A 指向P ，粒子做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，列出平衡方程求解场强E ；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹图，结合几何关系求解粒子的入射速度大小以及在磁场中运动的时间。

【题目详解】
（1）电荷受到的洛伦兹力由A 指向P ，粒子做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，故电荷受电场力方向由P 指向A ，因粒子带正电，所以场强方向由P 指向A 。

设电场强度为E ，有 qE qvB
E vB =
（2）如图，粒子从P 点出磁场，过O 点作线段OD ，OD 垂直初速度，O /为轨道圆心，由几何关系可知，
PD =a ，OD =3a ，设轨道半径为r ，则O /D =3a -r 。

在直角三角形O /PD 中，有
2223)a r a r -+=
得23a r =设粒子速度大小为v′
由'2
v qv B m r
=' 得qBr v m
'=
将r =v ='
O D '=-=O′P =3
r =，故∠PO /D =600 轨道对应的圆心角为1200，所以由O 到P 所用的时间t=
3T 2r T v π=
得23m t qB
π= 【题目点拨】
本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动，解决此类问题，关键是要作出粒子轨迹过程图，确定圆心，结合几何关系，根据半径公式等进行求解．。