2024年高考河北卷物理真題（解析版）

第1頁/共1頁2024年普通高中學業(yè)水平選擇性考試（河北卷）物理試題本試卷共100分，考試時間75分鐘．一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關鍵材料．研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應，其中一種核反應方程為，式中的X為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】詳解】根據(jù)核反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得，故式中的X為，故選D。2.我國古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象，并將其用于生產(chǎn)生活，如許多古塔的頂端采用“傘狀”金屬飾物在雷雨天時保護古塔。雷雨中某時刻，一古塔頂端附近等勢線分布如圖所示，相鄰等勢線電勢差相等，則a、b、c、d四點中電場強度最大的是（）A.a點 B.b點 C.c點 D.d點【答案】C【解析】【詳解】在靜電場中，等差等勢線的疏密程度反映電場強度的大小。圖中c點的等差等勢線相對最密集，故該點的電場強度最大。故選C。3.籃球比賽前，常通過觀察籃球從一定高度由靜止下落后的反彈情況判斷籃球的彈性。某同學拍攝了該過程，并得出了籃球運動的圖像，如圖所示。圖像中a、b、c、d四點中對應籃球位置最高的是（）A.a點 B.b點 C.c點 D.d點【答案】A【解析】【詳解】由圖像可知，圖像第四象限表示向下運動，速度為負值。當向下運動到速度最大時籃球與地面接觸，運動發(fā)生突變，速度方向變?yōu)橄蛏喜⒆鰟驕p速運動。故第一次反彈后上升至a點，此時速度第一次向上減為零，到達離地面最遠的位置。故四個點中籃球位置最高的是a點。故選A。4.為兩個完全相同的定值電阻，兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的倍），兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)有效值的定義可知圖1的有效值的計算為解得圖二的有效值為接在阻值大小相等的電阻上，因此故選B。5.如圖，彈簧測力計下端掛有一質(zhì)量為光滑均勻球體，球體靜止于帶有固定擋板的斜面上，斜面傾角為，擋板與斜面夾角為．若彈簧測力計位于豎直方向，讀數(shù)為取,擋板對球體支持力的大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】對小球受力分析如圖所示由幾何關系易得力與力與豎直方向的夾角均為，因此由正交分解方程可得，解得故選A。6.如圖，一電動機帶動輕桿在豎直框架平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，輕桿一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端懸掛一紫外光筆，轉(zhuǎn)動時紫外光始終豎直投射至水平鋪開的感光紙上，沿垂直于框架的方向勻速拖動感光紙，感光紙上就畫出了描述光點振動的圖像．已知輕桿在豎直面內(nèi)長,電動機轉(zhuǎn)速為．該振動的圓頻率和光點在內(nèi)通過的路程分別為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】紫外光在紙上的投影做的是簡諧振動，電動機的轉(zhuǎn)速為因此角頻率周期為簡諧振動的振幅即為輕桿的長度，12.5s通過的路程為故選C。7.如圖，真空中有兩個電荷量均為的點電荷，分別固定在正三角形的頂點B、C．M為三角形的中心，沿的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細桿，電荷量為．已知正三角形的邊長為a,M點的電場強度為0，靜電力常量的k．頂點A處的電場強度大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】B點C點的電荷在M的場強的合場強為因M點的合場強為零，因此帶電細桿在M點的場強，由對稱性可知帶電細桿在A點的場強為，方向豎直向上，因此A點合場強為故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求．全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．8.2024年3月20日，鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空，為嫦娥六號在月球背面的探月任務提供地月間中繼通訊。鵲橋二號采用周期為24h的環(huán)月橢圓凍結(jié)軌道（如圖），近月點A距月心約為2.0×103km，遠月點B距月心約為1.8×104km，CD為橢圓軌道的短軸，下列說法正確的是（）A.鵲橋二號從C經(jīng)B到D的運動時間為12hB.鵲橋二號在A、B兩點的加速度大小之比約為81：1C.鵲橋二號在C、D兩點的速度方向垂直于其與月心的連線D.鵲橋二號在地球表面附近的發(fā)射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s【答案】BD【解析】【詳解】A．鵲橋二號圍繞月球做橢圓運動，根據(jù)開普勒第二定律可知，從A→C→B做減速運動，從B→D→A做加速運動，則從C→B→D的運動時間大于半個周期，即大于12h，故A錯誤；B．鵲橋二號在A點根據(jù)牛頓第二定律有同理在B點有帶入題中數(shù)據(jù)聯(lián)立解得aA：aB=81：1故B正確；C．由于鵲橋二號做曲線運動，則可知鵲橋二號速度方向應為軌跡的切線方向，則可知鵲橋二號在C、D兩點的速度方向不可能垂直于其與月心的連線，故C錯誤；D．由于鵲橋二號環(huán)繞月球運動，而月球為地球的“衛(wèi)星”，則鵲橋二號未脫離地球的束縛，故鵲橋二號的發(fā)射速度應大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故D正確。故選BD。9.如圖，水平放置的密閉絕熱汽缸被導熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計?；钊跏紩r靜止在汽缸正中間，后因活塞密封不嚴發(fā)生緩慢移動，活塞重新靜止后（）A.彈簧恢復至自然長度B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等C.與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加D.與初始時相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少【答案】ACD【解析】【詳解】A．初始狀態(tài)活塞受到左側(cè)氣體向右的壓力和彈簧向左的彈力處于平衡狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)。因活塞密封不產(chǎn)，可知左側(cè)氣體向右側(cè)真空漏出。左側(cè)氣體壓強變小，右側(cè)出現(xiàn)氣體，對活塞有向左的壓力，最終左、右兩側(cè)氣體壓強相等，且彈簧恢復原長，故A正確；B．由題知活塞初始時靜止在汽缸正中間，但由于活塞向左移動，左側(cè)氣體體積小于右側(cè)氣體體積，則左側(cè)氣體質(zhì)量小于右側(cè)氣體質(zhì)量，故B錯誤；C．密閉的氣缸絕熱，與外界沒有能量交換，但彈簧彈性勢能減少了，可知氣體內(nèi)能增加，故C正確；D．初始時氣體在左側(cè)，最終氣體充滿整個氣缸，則初始左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)應該是最終左側(cè)的兩倍，故D正確。故選ACD。10.如圖，真空區(qū)域有同心正方形ABCD和abcd，其各對應邊平行，ABCD的邊長一定，abcd的邊長可調(diào)，兩正方形之間充滿恒定勻強磁場，方向垂直于正方形所在平面．A處有一個粒子源，可逐個發(fā)射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿AD方向進入磁場。調(diào)整abcd的邊長，可使速度大小合適的粒子經(jīng)ad邊穿過無磁場區(qū)后由BC邊射出。對滿足前述條件的粒子，下列說法正確的是（）A.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必垂直BC射出B.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為60°，則粒子必垂直BC射出C.若粒子經(jīng)cd邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊的速度方向與ad邊夾角必為45°D.若粒子經(jīng)bc邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角必為60°【答案】ACD【解析】【詳解】AC．根據(jù)幾何關系可知，若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必經(jīng)過cd邊，作出粒子運動軌跡圖，如圖甲所示粒子從C點垂直于BC射出，故AC正確；BD．若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為60°時，若粒子從cd邊再次進入磁場，作出粒子運動軌跡如圖乙所示則粒子不可能垂直BC射出；若粒子從bc邊再次進入磁場，作出粒子運動軌跡如圖丙所示則粒子一定垂直BC射出，故B錯誤、D正確故選ACD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分．11.某同學通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖1所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標尺、分劃板、手輪、目鏡等。該同學調(diào)整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應的游標尺讀數(shù)，如表所示：單色光類別單色光1106018.64單色光28.4418.08根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為____________（填“紅光”或“綠光”）?！敬鸢浮烤G光【解析】【詳解】根據(jù)，可得由圖表帶入數(shù)據(jù)可知故則已知綠光的波長小于紅光波長，則單色光1是綠光。12.圖1為探究平拋運動特點的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復寫紙，在坐標紙上留下印跡．某同學利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標紙的y軸對應豎直方向，坐標原點對應平拋起點．①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度____________（填“相同”或“不同”）。②在坐標紙中描繪出鋼球做平拋運動的軌跡。____________③根據(jù)軌跡，求得鋼球做平拋運動的初速度大小為____________（當?shù)刂亓铀俣萭為,保留2位有效數(shù)字）。【答案】①.相同②.③.0.71【解析】【詳解】[1]為保證鋼球每次平拋運動的初速度相同，必須讓鋼球在斜槽上同一位置靜止釋放，故高度相同；[2]描點連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運動的軌跡如圖所示[3]因為拋出點在坐標原點，為方便計算，在圖線上找到較遠的點，在圖線上找到坐標為19.6cm的點為研究位置，該點坐標為，根據(jù)平拋運動規(guī)律，解得13.某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光照過強時提醒花農(nóng)。該實驗用到的主要器材如下：學生電源、多用電表、數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表、滑動變阻器R（最大阻值）、白熾燈、可調(diào)電阻、發(fā)光二極管、光敏電阻型三極管、開關和若干導線等。（1）判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置（見圖2）；對調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置（見圖（2），由此判斷M端為二極管的____________（填“正極”或“負極”）。（2）研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性①采用圖3中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始。導線和的另一端應分別連接滑動變阻器的____________、____________、____________接線柱（以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”）。②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性圖3曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而____________（填“增大”或“減小”）。（3）組裝光強報警器電路并測試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管（當b、e間電壓達到一定程度后，三極管被導通）等元件設計的電路。組裝好光強報警器后，在測試過程中發(fā)現(xiàn)，當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時，發(fā)光二極管并不發(fā)光，為使報警器正常工作，應____________（填“增大”或“減小”）可調(diào)電阻的阻值，直至發(fā)光二極管發(fā)光。【答案】（1）負極（2）①.A②.A③.D##C④.減?。?）增大【解析】【小問1詳解】根據(jù)歐姆表結(jié)構(gòu)，使用時歐姆表黑表筆接內(nèi)部電源正極，故當黑表筆接M端，電阻無窮大，說明二極管反向截止即連接電源負極?！拘?詳解】[1][2][3]題干要求電壓表、電流表讀數(shù)從零開始,所以滑動變阻器采用分壓式接法連接電路,故接滑動變阻器A接線柱,必須接在金屬桿兩端接線柱任意一個，即C或D。[4]由圖像可知，隨光照強度增加，I-U圖像斜率增大，所以電阻減小?！拘?詳解】三極管未導通時，與串聯(lián)。隨著光強增強，電阻減小，此時三極管仍未導通，說明分壓小，故需要增大。14.如圖，豎直向上的勻強電場中，用長為L的絕緣細線系住一帶電小球，在豎直平面內(nèi)繞O點做圓周運動。圖中A、B為圓周上的兩點，A點為最低點，B點與O點等高。當小球運動到A點時，細線對小球的拉力恰好為0，已知小球的電荷量為、質(zhì)量為m，A、B兩點間的電勢差為U，重力加速度大小為g，求：（1）電場強度E的大小。（2）小球在A、B兩點的速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】【詳解】（1）在勻強電場中，根據(jù)公式可得場強為（2）在A點細線對小球的拉力為0，根據(jù)牛頓第二定律得A到B過程根據(jù)動能定理得聯(lián)立解得15.如圖，邊長為的正方形金屬細框固定放置在絕緣水平面上，細框中心O處固定一豎直細導體軸。間距為L、與水平面成角的平行導軌通過導線分別與細框及導體軸相連。導軌和細框分別處在與各自所在平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度大小均為B。足夠長的細導體棒在水平面內(nèi)繞O點以角速度勻速轉(zhuǎn)動，水平放置在導軌上的導體棒始終靜止。棒在轉(zhuǎn)動過程中，棒在所受安培力達到最大和最小時均恰好能靜止。已知棒在導軌間的電阻值為R，電路中其余部分的電阻均不計，棒始終與導軌垂直，各部分始終接觸良好，不計空氣阻力，重力加速度大小為g。（1）求棒所受安培力的最大值和最小值。（2）鎖定棒，推動棒下滑，撤去推力瞬間，棒的加速度大小為a，所受安培力大小等于（1）問中安培力的最大值，求棒與導軌間的動摩擦因數(shù)。【答案】（1），；（2）【解析】【詳解】（1）當OA運動到正方形細框?qū)蔷€瞬間，切割有效長度最大，，此時感應電流最大，CD棒所受的安培力最大，根據(jù)法拉第電磁感應定律得根據(jù)閉合電路歐姆定律得故CD棒所受的安培力最大為當OA運動到與細框一邊平行時瞬間，切割的有效長度最短，感應電流最小，CD棒受到的安培力最小，得故CD棒所受的安培力最小為（2）當CD棒受到的安培力最小時根據(jù)平衡條件得當CD棒受到的安培力最大時根據(jù)平衡條件得聯(lián)立解得撤去推力瞬間，根據(jù)牛頓第二定律得解得16.如圖，三塊厚度相同、質(zhì)量相等的木板A、B、C（上表面均粗糙）并排靜止在光滑水平面上，尺寸不計的智能機器人靜止于A木板左端。已知三塊木板質(zhì)量均為A木板長度為，機器人質(zhì)量為，重力加速度g取，忽略空氣阻力。（1）機器人從A木板左端走到A木板右端時，求A、B木板間的水平距離。（2）機器人走到A木板右端相