- 620.39 KB
- 2024-05-21 发布
石家庄市高三教学质量检测模拟考试理科综合试卷（物理部
分）
（时间：150 分钟，分值 300 分）
二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18
题只有一项符合题目要求，第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，
选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
1.氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子
B. 处于 n＝2 能级的氢原子可以吸收能量为 2eV 的光子
C. 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
D. 处于 n＝1 能级的氢原子可以吸收能量为 14eV 的光子
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据异玻尔理论可知，氢原子从高能级向低能级跃迁时向外辐射光子，故 A 错误；
B． 2n 能级的氢原子吸收 2eV 的光子后的能量为
2 2eV 3.4eV 1.4eVE E E （ ）
结合氢原子的能级图可知，没有该能级，可知处于 2n 能级的氢原子不能吸收能量为 2eV 的
光子，故 B 错误；
C．一个处于 4n 能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能发出 3 种不同频率的光，即为
4 3 2 1n n n n
故 C 错误；
D．氢原子的能级中能量值最小为 13.6eV ，处于 1n 能级的氢原子可以吸收能量为 14eV
的电子的能量，从而发生电离现象，故 D 正确；
故选 D。
2.如图所示，平直滑梯静止放置在水平面上，一质量为 m 的小女孩以一定的初速度 v 沿滑梯斜
面（与地面夹角为θ）下滑，若小女孩与滑梯斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ，则下列说法中正确
的是（ ）
A. 若此刻加一竖直向下的恒力作用在小女孩身上，小女孩一定会加速下滑
B. 若此刻对小女孩施加一水平向左的推力，则小女孩将加速下滑
C. 若此刻对小女孩施加一水平向左的推力，则小女孩将匀速下滑
D. 若此刻平行滑梯斜面向下对小女孩施加恒定推力，则小女孩将加速下滑
【答案】D
【解析】
【详解】A．小女孩与斜面间的动摩擦因数 tanθ ，则小女孩原来受到的滑动摩擦力
cosθ sinθf N mg mg
可知，小女孩受到的滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等，所以小女孩匀速下滑；
若此刻加一竖直向下的恒力作用在小女孩身上，则有
( )sinθ ( )cosθmg F mg F
因此小女孩受力仍平衡，仍会匀速下滑，故 A 错误；
BC．对小女孩施加一水平向右的推力，则有
sinθ ( cosθ sinθ cosθmg mg F F )
小女孩将减速下滑，故 B、C 错误；
D．若此刻对小女孩施加一平行于斜面向下的恒定推力，小女孩对斜面的压力不变，所以小女
孩受到的滑动摩擦力不变，则有
sinθ cosθmg F mg
则小女孩所受的合力沿斜面向下，所以小女孩将加速下滑，故 D 正确；
故选 D。
3.如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为 R 的导体棒垂直于导
轨放置，且与导轨接触良好．导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直．t＝0
时，将开关 S 由 1 掷向 2，分别用 q、i、v 和 a 表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的
速度大小和加速度大小，则下列的图象中正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
试题分析：首先分析导体棒的运动情况：开关 S 由 1 掷到 2，电容器放电后会在电路中产生电
流．导体棒通有电流后会受到安培力的作用，会产生加速度而加速运动．导体棒切割磁感线，
速度增大，感应电动势增大，则电路中电流减小，安培力减小，加速度减小．因导轨光滑，
所以在有电流通过棒的过程中，棒是一直加速运动（变加速）加速度逐渐减小，速度逐渐增
大．当感应电动势等于电容器的电压时，电路中无电流，达到一种平衡时，导体棒做匀速运
动，加速度为零，速度达到最大值，所以 C 错误 D 正确．当棒匀速运动后，棒因切割磁感线
有电动势，所以电容器两端的电压能稳定在某个不为 0 的数值，即电容器的电量应稳定在某
个不为 0 的数值（不会减少到 0）．这时电容器的电压等于棒的电动势数值，棒中无电流，故
A，B 错误．
考点：导体切割磁感线时的感应电流
4.如图所示，在直角三角形 abc 区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强
度大小为 B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长 ac＝L，一个粒子源在 a 点将质量为 m、电荷量为 q
的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，不计重
力，速度的最大值是（ ）
A. 2
qBL
m B. 3
6
qBL
m
C. 3
4
qBL
m
D. 4
qBL
m
【答案】A
【解析】
【详解】粒子沿 ab 边界方向射入磁场从 ac 边射出磁场时转过的圆心角最大，粒子在磁场中的
运动时间最长，粒子速度最大时运动轨迹与bc 相切，粒子运动轨迹如图所示
由题意和几何关系可知
1
2ab L
四边形 abdO 是正方形，粒子轨道半径
1
2r L
粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
2
1
2
mmvqvB
L
粒子的最大速度，解得
2m
qBLv m
故 A 正确，B、C、D 错误；
故选 A。
5.如图所示，小球甲从 A 点水平抛出，同时小球乙从 B 点自由释放，两小球先后经过 C 点时
速度大小相等、方向间夹角为 45°。已知 B、C 高度差为 h，重力加速度为 g。不计阻力。由以
上条件可知（ ）
A. 甲小球做平抛运动的初速度大小为
2
gh
B. 甲、乙小球到达 C 点所用时间之比为 1：2
C. A、B 两点的高度差为 2
2
h
D. A、B 两点之间的距离为 5
2
h
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对乙球有
v gt 乙
对甲有
cos45v gt 甲
则有
vt g
乙
2
2t v
g
甲
则甲乙小球到达C 点所用时间之比为1: 2 ；乙球到达C 点的速度
2v gh
则甲球到达C 点的速度
2v gh
根据平行四边形定则知，甲球平抛运动的初速度
0 sin 45v v gh
故 A、B 错误；
C． A 、C 两点的高度差
2cos45
2
(
2
)v hh g
则 A 、 B 的高度差
2 2
h hh h
故 C 错误；
D． A 、 B 两点之间的水平距离
0
2 22
2 2
ghvx v t gh gh hg g
甲
则 A 、 B 两点之间的距离为
2 2 5( ) 2
hs x h
故 D 正确；
故选 D。
6.法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质相差悬殊的天体（如太阳和
地球）所在同一平面有 5个特殊点，如图中的 1 2 3 4 5L L L L L、 、 、 、 所示，若飞行器位于这些
点上，会在太阳与地球引力共同作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆
周运动，人们称之为拉格朗日点.若发射一颗卫星定位于拉格朗日点 2L ，下列说法正确的是
（ ）
A. 该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等
B. 该卫星在 2L 点处于平衡状态
C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
D. 该卫星在 2L 处所受太阳和地球引力的合力比在 1L 处大
【答案】CD
【解析】
【详解】据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则公转周期相同，故 A 错误；卫星
所受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡
状态，故 B 错误；由于卫星与地球绕太阳做圆周运动的周期相同，卫星的轨道半径大，根据
公式
2
2
4a rT
可知，卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度，故 C
正确；卫星在 2L 或 1L 所处所受太阳和地球引力的合力提供做圆周运动的向心力，即
2
2
4F m rT合
，卫星在 2L 处的轨道半径比在 1L 处大，所以合力比在 1L 处大，所以合力比在 1L
处大，故 D 正确．
7.如图所示，甲为理想自耦变压器，A、P 分别是可以滑动的触头．变压器输入图乙所示的交
流电压，则
A. 通过滑动变阻器的交变电流的频率为 50Hz
B. 滑动变阻器两端的电压等于 220V
C. 触头 A 向下滑动时，滑动变阻器消耗功率变大
D. 触头 P 向下滑动时，滑动变阻器消耗功率变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．交流电的周期为 T=0.02s，则通过滑动变阻器的交变电流的频率为 50Hz，选项 A
正确；
B．变压器输入电压有效值为 220V，则因变压器次级匝数大于初级匝数，可知滑动变阻器两
端的电压大于 220V，选项 B 错误；
CD．触头 A 向下滑动时，初级匝数减小，则次级电压变大，滑动变阻器消耗功率变大，选项
C 正确，D 错误；
8.如图所示，绝缘轻弹簧的上端固定在天花板上的 O 点，下端系一质量为 m、电荷量为 q 的带
正电小球，小球套在 O 点正下方的水平光滑绝缘杆上，整个装置处于电场强度大小为 E，方
向沿杆向右的匀强电场中，现将小球从 A 点由静止释放，运动到 B 点时与其在 A 点时的弹簧
弹力大小相等，OA= 4
5 OB，在小球从 A 点运动到 B 点的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 小球到达 B 点时的速度为零
B. 小球的电势能一直减小
C. 小球的加速度大小为 qE
m
的位置有 2 个
D. 弹簧弹力对小球做功的瞬时功率为零的位置有 4 个
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球从 A 到 B 的过程中，弹簧弹力做功为零，只有电场力做功，根据动能定理可
得
21
2qE AB mv
所以小球到达 B 点时的速度不为零，故 A 错误；
B．小球从 A 到 B 的过程中电场力一直做正功，所以小球的电势能一直减小，故 B 正确；
C．如图所示，设O 点正下方为O 点，与 A 点关于O 点对称的点为 A 点，所以小球从 A 到 A
过程中弹簧一直被压缩，弹簧原长的位置一定是在 A 与 B 点之间；小球处于O 点正下方和小
球受到的弹力为零的位置时，小球合力都是 qE ，加速度都是 qE
m
，所以小球的加速度大小为
qE
m
的位置有 2 个，故 C 正确；
D．在 A 点速度为零，弹力瞬时功率为零；在O 点正下方弹力方向与速度方向垂直，弹力功
率为零；在弹簧处于原长的位置弹力为零，则弹力的功率为零，所以弹簧测力计对小球做功
的瞬间功率为零的位置有 3 个，故 D 错误；
故选 BC。
三、非选择题：共 174 分。第 22～32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第
33～38 题为选考题，考生根据要求作答。
9.某研究小组要测量电压表 V1 的内阻 r1，要求方法简洁，有尽可能高的测量精度，并能测得
多组数据，现提供如下器材：
A.电压表（V1）：量程 3V，内阻 r1 待测（约 2000Ω）
B.电压表（V2）：量程 6V，内阻 r2＝4000Ω
C.电流表（A1）：量程 0.6A，内阻 r4 约为 0.05Ω
D.滑动变阻器（R0）：总电阻约 50Ω
E.电源（E）：电动势 15V，内阻很小
F.电键（S）、导线若干
(1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在答题纸上相应位置画出电路图，标明所用
器材的符号______；
(2)根据所设计的电路图，写出待测电压表 V1 的内阻 r1 的表达式，即：r1＝______。
【答案】 (1). (2). 1
2
2
U rU
【解析】
【详解】(1)[1]题目中要求能够多测数据，因此滑动变阻器连入电路中采取分压式，保证电压
可以从零开始；待测电压表允许通过的最大电流为
31
1
3 A 1.5 10 A2000
UI r
电流表不适合，所以串联一个阻值已知的电压表 2V ，最终电路图如下图所示
(2)[2]由欧姆定律及串联电流特点可知
1 2
1 2
U U
r r
即可得待测电压表 V1 的内阻为
1
1 2
2
Ur rU
10.小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A 为装有挡光片的钩码，总质量为
M，挡光片的挡光宽度为 b，轻绳一端与 A 相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为 m（m