河北省衡水2024屆高三下學期第二次診斷性測試物理試題

河北省衡水2024屆高三下學期第二次診斷性測試物理試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、一半徑為R的球形行星自轉(zhuǎn)周期為T，其同步衛(wèi)星距離行星表面的高度為3R，則在該行星表面繞其做勻速圓周運動的衛(wèi)星線速度大小為（）A． B． C． D．2、在物理學發(fā)展的歷程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，以下對幾位物理學家所做科學貢獻的敘述正確的是（）A．牛頓運用理想實驗法得出“力不是維持物體運動的原因”B．安培總結(jié)出了真空中兩個靜止點電荷之間的作用規(guī)律C．愛因斯坦創(chuàng)立相對論，提出了一種嶄新的時空觀D．法拉第在對理論和實驗資料進行嚴格分析后，總結(jié)出了法拉第電磁感應定律3、為了做好疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測。紅外測溫儀的原理是：被測物體輻射的光線只有紅外線可被捕捉，并轉(zhuǎn)變成電信號。圖為氫原子能級示意圖，已知紅外線單個光子能量的最大值為1.62eV，要使氫原子輻射出的光子可被紅外測溫儀捕捉，最少應給處于激發(fā)態(tài)的氫原子提供的能量為（）A．10.20eV B．2.89eV C．2.55eV D．1.89eV4、長均為L的兩根輕繩，一端共同系住質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A、B兩點間的距離也為L，重力加速度大小為g。今使小球在豎直平面內(nèi)以A、B連線為軸做圓周運動，若小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，則小球在最高點速率為2v時，每根繩的拉力大小均為（）A．3mgB．23mgC．5、百余年前，愛因斯坦的廣義相對論率先對黑洞作出預言。2019年4月10日21點整，天文學家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片。若認為黑洞為一個密度極大的球形天體，質(zhì)量為，半徑為，吸引光繞黑洞做勻速圓周運動。已知光速為，以黑洞中心為起點，到黑洞外圈視界邊緣的長度為臨界半徑，稱為史瓦西半徑。下面說法正確的是（）A．史瓦西半徑為 B．史瓦西半徑為C．黑洞密度為 D．黑洞密度為6、一定質(zhì)量的乙醚液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w，在這一過程中（）A．分子引力減小，分子斥力減小 B．分子勢能減小C．乙醚的內(nèi)能不變 D．分子間作用力增大二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、下列說法中正確的有（

）A．滿足F=﹣kx的振動是簡諧運動B．波可以發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象C．由波速公式v=λf可知，空氣中聲波的波速由f、λ共同決定D．發(fā)生多普勒效應時波的頻率發(fā)生了變化E.周期性的振蕩電場和振蕩磁場彼此交互激發(fā)并向遠處傳播形成電磁波8、一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，在處的質(zhì)元的振動圖線如圖1所示，在處的質(zhì)元的振動圖線如圖2所示。下列說法正確的是（）A．該波的周期為15sB．處的質(zhì)元在平衡位置向上振動時，處的質(zhì)元在波峰C．在內(nèi)處和處的質(zhì)元通過的路程均為6cmD．該波的波長可能為8m9、如圖所示，豎直平面內(nèi)存在著兩個方向豎直向上的相同帶狀勻強電場區(qū)，電場區(qū)的高度和間隔均為d，水平方向足夠長．一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0在距離電場上方d處水平拋出，不計空氣阻力，則()A．小球在水平方向一直做勻速直線運動 B．小球在電場區(qū)可能做直線運動C．若場強大小為，小球經(jīng)過兩電場區(qū)的時間相等 D．若場強大小為，小球經(jīng)過兩電場區(qū)的時間相等10、關(guān)于波的干涉和衍射，下列說法正確的是_______。A．對于同一列機械波，障礙物越小，越容易繞過去B．如果波在傳播過程中遇到尺寸比波長大得多的障礙物，該波就不能發(fā)生衍射C．猛擊音叉，圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈的過程中，會聽到聲音忽強忽弱，這是干涉現(xiàn)象D．一束白光通過三棱鏡后，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，這是光的一種干涉現(xiàn)象E.機械波、電磁波、光波均能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在“用DIS描繪電場的等勢線”的實驗中，電源通過正負電極在導電物質(zhì)上產(chǎn)生的穩(wěn)定電流分布模擬了由二個等量導種點電荷產(chǎn)生的靜電場。（1）給出下列器材，電源應選用__（選填“6V的交流電源”或“6V的直流電源”），探測等勢點的儀器應選用__（選填“電壓傳感器”或“電流傳感器”）；（2）如圖在尋找基準點1的等勢點時，應該移動探針__（選填“a”或“b”），若圖示位置傳感器的讀數(shù)為正，為了盡快探測到基準點1的等勢點，則逐漸將該探針向__（選填“右”或“左”）移動。12．（12分）在“測定金屬的電阻率”實驗中：（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，測量結(jié)果如圖甲所示，其示數(shù)為____cm；用刻度尺測得金屬絲的長度如圖乙所示，其示數(shù)為_____cm；用歐姆表粗略測量該金屬絲的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖丙所示，其示數(shù)為_____Ω。（2）用伏安法進一步精確測金屬絲的電阻R，實驗所用器材如下：a.電流表A(量程為0.2A，內(nèi)阻為1Ω)b.電壓表V(量程為9V，內(nèi)阻約3kΩ)c.定值電阻R0(阻值為2Ω)d.滑動變阻器R(最大阻值為10Ω，額定電流為2A)e.電池組(電動勢為9V，內(nèi)阻不計)f.開關(guān)、導線若干①某小組同學利用以上器材設(shè)計電路，部分電路圖如圖丁所示，請把電路圖補充完整_____。(要保證滑動變阻器的滑片任意移動時，電表均不被燒壞)②某次實驗中，電壓表的示數(shù)為4.5V，電流表的示數(shù)為0.1A，則金屬絲電阻的值為________Ω；根據(jù)該測量值求得金屬絲的電阻率為________Ω·m。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，坐標系第一象限和第二象限均存在垂直紙面向里的勻強磁場，軸為磁場理想邊界，兩側(cè)磁感應強度大小不同，已知第二象限磁感強度大小為B。坐標原點粒子源以不同的速率沿與軸正方向成30°的方向向第二象限發(fā)射比荷相同帶負電的粒子。當粒子速率為時，粒子穿過軸第一次進入第一象限，軌跡與軸交點為，進入第一象限經(jīng)過Q點，已知OQ與軸正方向夾角為30°，OQ長為，不計粒子的重力和粒子間的相互作用力(1)求第一象限磁感強度大??；(2)過點粒子的速度滿足條件。14．（16分）如圖所示，在直角坐標系xoy的第一象限中有兩個全等的直角三角形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，充滿了方向均垂直紙面向里的勻強磁場，區(qū)域Ⅰ的磁感應強度大小為B0，區(qū)域Ⅱ的磁感應強度大小可調(diào)，C點坐標為（4L，3L），M點為OC的中點．質(zhì)量為m帶電量為-q的粒子從C點以平行于y軸方向射入磁場Ⅱ中，速度大小為，不計粒子所受重力，粒子運動軌跡與磁場區(qū)域相切時認為粒子能再次進入磁場．（1）若粒子無法進入?yún)^(qū)域Ⅰ中，求區(qū)域Ⅱ磁感應強度大小范圍；（2）若粒子恰好不能從AC邊射出，求區(qū)域Ⅱ磁感應強度大??；（3）若粒子能到達M點，求區(qū)域Ⅱ磁場的磁感應強度大小的所有可能值．15．（12分）如圖所示，一個圓筒形導熱汽缸開口向上豎直放置，內(nèi)有活塞，其橫截面積為S=1×10－4m2，質(zhì)量為m=1kg，活塞上放有一個質(zhì)量M=2kg的物塊，活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣，其內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱高度h=0.2m。已知大氣壓強p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。(1)如果拿掉活塞上的物塊，氣柱高度將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?2)如果緩慢降低環(huán)境溫度，使活塞恢復到原高度，此過程中氣體放出熱量5J，求氣體內(nèi)能的增量ΔU。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】

衛(wèi)星的軌道半徑r=R+3R=4R，根據(jù)線速度的計算公式可得：根據(jù)萬有引力提供向心力可得所以解得。A．，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．，與結(jié)論相符，選項D正確；故選D。2、C【解題分析】A、伽利略運用理想實驗法得出“力不是維持物體運動的原因”,故A錯誤;

B、庫侖總結(jié)出了真空中兩個靜止點電荷之間的作用規(guī)律,故B錯誤;

C、愛因斯坦創(chuàng)立相對論,提出了一種嶄新的時空觀,所以C選項是正確的;

D、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系;是韋德與庫柏在對理論和實驗資料進行嚴格分析后,總結(jié)出了法拉第電磁感應定律,故D錯誤;

綜上所述本題答案是：C3、C【解題分析】

AB．處于n=2能級的原子不能吸收10.20eV、2.89eV的能量，則選項AB錯誤；C．處于n=2能級的原子能吸收2.55eV的能量而躍遷到n=4的能級，然后向低能級躍遷時輻射光子，其中從n=4到n=3的躍遷輻射出的光子的能量小于1.62eV可被紅外測溫儀捕捉，選項C正確；D．處于n=2能級的原子能吸收1.89eV的能量而躍遷到n=3的能級，從n=3到低能級躍遷時輻射光子的能量均大于1.62eV，不能被紅外測溫儀捕捉，選項D錯誤。故選C。4、A【解題分析】

小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，有：mg=mv2r，當小球在最高點的速率為2v時，根據(jù)牛頓第二定律有：mg+2Tcos30°＝m（2v）5、B【解題分析】

AB．逃逸速度此為脫離中心天體吸引的臨界速度，代入光速可知臨界半徑為A錯誤，B正確；CD．若光繞黑洞表面做勻速圓周運動，軌道半徑等于黑洞半徑，由可知密度為CD錯誤。故選B。6、A【解題分析】

A.乙醚液體蒸發(fā)過程，分子間的距離變大，分子間的引力和斥力都會減小，故A正確；B.蒸發(fā)過程中乙醚分子要克服分子間的引力做功，分子勢能增加，故B錯誤；C.一定質(zhì)量的乙醚液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w過程中，要從外界吸收熱量，由于溫度不變，故分子平均動能不變，而蒸發(fā)過程中乙醚分子要克服分子間的引力做功，分子勢能增加，故內(nèi)能增加，故C錯誤；D.由于乙醚液體蒸發(fā)過程，分子間的距離變大，分子之間的作用力從0開始，先增大后減小，故D錯誤。故選：A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ABE【解題分析】

A、在簡諧運動的回復力表達式F=-kx中，對于彈簧振子，F(xiàn)為振動物體在振動方向受到的合外力，k為彈簧的勁度系數(shù)；對于單擺回復力為重力沿圓周的切向分力，故A正確．B、一切波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，是波特有現(xiàn)象，故B正確．C、聲波是機械波，機械波的波速由介質(zhì)決定，故C錯誤．D、多普勒效應說明觀察者與波源有相對運動時，接收到的波頻率會發(fā)生變化，但波源的頻率不變，故D錯誤．E、變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，交替產(chǎn)生電場和磁場形成由近向遠傳播的電磁波，故E正確．故選ABE．【題目點撥】衍射、干涉是波所特有的現(xiàn)象，機械波的波速由介質(zhì)決定；根據(jù)多普勒效應可知，當波源和觀察者間距變小，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率高．當波源和觀察者距變大，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率低；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，交替產(chǎn)生，由近向遠傳播，形成電磁波．8、BD【解題分析】

A．由振動圖像可知，該波的周期為12s，故A錯誤：B．由兩個質(zhì)點的振動圖像可知，t=3s時，當處的質(zhì)元在平衡位置向上振動時，處的質(zhì)元在波峰，故B正確；C．由圖可知，該波的振幅為4cm，頻率由圖1可知，在t=0時刻x=12m處的質(zhì)點在-4cm處，則其振動方程為4s時刻質(zhì)元的位置所以x=12m處的質(zhì)元通過的路程據(jù)圖2知t=0s時，在x=18m處的質(zhì)元的位移為0cm，正通過平衡位置向上運動，其振動方程為：在t=4s時刻，在x=18m處的質(zhì)元的位移所以在0～4s內(nèi)x=18m處的質(zhì)元通過的路程故C錯誤；D．由兩圖比較可知，x=12m處比x=18m處的質(zhì)元可能早振動，所以兩點之間的距離為(n=0、1、2……)所以(n=0、1、2……)n=0時，波長最大，為故D正確。故選BD。9、ABD【解題分析】

A．將小球的運動沿著水平方向和豎直方向進行分解，水平方向不受外力，故小球在水平方向一直以速度v0做勻速直線運動，故A正確；B．小球在電場區(qū)時，受到豎直向下的重力和豎直向下的電場力，若電場力與重力大小相等，二力平衡，小球能做勻速直線運動，故B正確；C．若場強大小為，則電場力等于mg，在電場區(qū)小球所受的合力為零，在無電場區(qū)小球勻加速運動，故經(jīng)過每個電場區(qū)時小球勻速運動的速度均不等，因而小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均不等，故C錯誤；D．當場強大小為，電場力等于2mg，在電場區(qū)小球所受的合力大小等于mg，方向豎直向上，加速度大小等于g，方向豎直向上，根據(jù)運動學公式，有經(jīng)過第一個無電場區(qū)d=v1=gt1經(jīng)過第一個電場區(qū)d=v1t-gt22v2=v1-gt2由①②③④聯(lián)立解得t1=t2v2=0接下來小球的運動重復前面的過程，即每次通過無電場區(qū)都是自由落體運動，每次通過電場區(qū)都是末速度為零勻減速直線運動，因此，小球經(jīng)過兩電場區(qū)的時間相等，故D正確。故選ABD。10、ACE【解題分析】

A．障礙物越小，機械波越容易繞過去，越容易發(fā)生衍射，A正確；B．只有當障礙物的尺寸與波的波長差不多或比波長短時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，當障礙物的尺寸比波的波長大得多時，也能發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是不明顯，B錯誤；C．圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音，是聲波疊加產(chǎn)生加強與減弱的干涉的結(jié)果，C正確；D．白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的折射現(xiàn)象，D錯誤；E．衍射是波的特性，一切波都能發(fā)生衍射，E正確。故選ACE.三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、6V的直流電源電壓傳感器b右【解題分析】

（1）本實驗是用恒定電流場來模擬靜電場，圓柱形電極A接電源正極，圓環(huán)電極B接電源負極，可以在A、B之間形成電流，產(chǎn)生恒定的電流場，可以用此電流場模擬靜電場，所以要使用低壓直流電源，即選擇6V的直流電源；本實驗的目的是描繪電場等勢線，等勢面上各點之間的電勢差為0，根據(jù)兩點電勢相等時，它們間的電勢差即電壓為零，來尋找等勢點，故使用的傳感器是電壓傳感器；（2）為了尋找與該基準點等勢的另一點，移動探針b的位置，使傳感器的顯示讀數(shù)為零；由于該實驗模擬的是靜電場的情況，所以其等勢面的分布特點與等量異種點電荷的電場的等勢面是相似的，點1離A點比較近，所以探針b的等勢點的位置距離A要近一些，近似在點1的正上方偏左一點點，由于圖中b的位置在點1的左上方，所以為了盡快探測到基準點1的等勢點，則逐漸將該探針向右移動一點點。12、0.221030.5030.029.3【解題分析】

(1)[1]螺旋測微器的示數(shù)為[2]刻度尺示數(shù)為[3]歐姆表選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)為(2)[4]當電壓表滿偏時，通過的電流約為0.3A，可利用與電流表并聯(lián)分流，因電流表內(nèi)阻已知，故電流表采用內(nèi)接法。[5]通過的電流為兩端的電壓故[6]由知金屬絲的電阻率四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的