2024学年黑龙江省重点中学高三寒假物理提升试题

这是一份2024学年黑龙江省重点中学高三寒假物理提升试题，共18页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号，，N点位于磁场分界线处等内容，欢迎下载使用。

1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
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、光电效应实验中，一组同学用同一光电管在不同实验条件下得到了四条光电流与电压之间的关系曲线(甲、乙、丙、丁)，如图所示。以下判断正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光B．丙光的频率等于丁光
C．甲光的强度等于丙光D．乙光的强度等于丁光
2、我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”目前建设顺利，预计2020年投入运行，开展相关科学实验。该装置以氢、氘气体为“燃料”，通过将其注入装置并击穿、“打碎”产生近堆芯级别的等离子体，来模拟核聚变反应。若已知H的质量为m1H的质量为m2，He的质量为m3，n质量为m4，关于下列核反应方程，下列说法中正确的是（ ）
A．He+n是热核反应，其中x=2
B．HeO+H是热核反应，其中x=1
C．B+He是人工转变，其中x=1
D．SrXe+n是裂变反应，其中x=8
3、如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则
A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动
B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒
C．铁球在A点的速度必须大于
D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨
4、小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰撞前的。以刚开始下落时为计时起点，小球的v－t图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．图像中选取竖直向下为正方向
B．每个阶段的图线并不相互平行
C．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半
D．每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半
5、如图，质量为m、带电荷量为＋2q的金属块a，在绝缘光滑水平台面上以水平初速度v0向右匀速运动，正碰完全相同的不带电的静止金属块b，碰后金属块b从高台上水平飞出，金属块a恰好无初速度下落(金属块a，b均可视为质点)。已知在足够高的光滑高台边缘右边空间中存在水平向左的匀强电场(电场区域足够大)。场强大小E＝，碰撞前后两金属块之间的库仑力不计，空气阻力不计。则（ ）
A．在水平台面上碰后金属块b带电荷量为＋2q
B．在水平台面上碰撞后金属块b的速度为
C．第一次碰撞后两金属块不可能发生第二次碰撞
D．碰撞后运动过程中金属块b距高台边缘的最大水平距离
6、如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆上的两点，点比点低，晾衣绳粗糙，悬挂衣服的衣架钩在晾衣绳中点和在杆中间位置时都不滑动。衣架静止，下列说法正确的是（ ）
A．衣架钩在晾衣绳中点时，左右两边绳子拉力大小相等
B．衣架钩在晾衣绳中点时，右边绳子拉力小于左边绳子拉力
C．衣架钩在杆中间位置时，左右两边绳子拉力大小相等
D．衣架钩在杆中间位置时，右边绳子拉力大于左边绳子拉力
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、2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上，主席乘“红旗”牌国产轿车依次检阅15个徒步方队和32个装备方队（如图甲所示）。检阅车在水平路面上的启动过程如图乙所示，其中Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率P行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，若检阅车的质量为m，行驶过程中所受阻力恒为f，则下列说法正确的是（ ）
A．检阅车在t1时刻的牵引力和功率都是最大值，t2～t3时间内其牵引力等于f
B．0～t1时间内检阅车做变加速运动
C．0～t2时间内的平均速度等于
D．t1～t2时间内检阅车克服阻力所做功为P（t2﹣t1）+
8、如图为磁流体发电机的原理示意图，间距为的平行金属板M、N间有磁感应强度大小为B且方向垂直纸面向里的匀强磁场，将一束含有大量带正电和带负电的等离子体以速度水平喷入磁场，两金属板间就产生电压.定值电阻、滑动变阻器（最大值为）及开关S串联后接在M、N两端，已知磁流体发电机的电阻为r（），则在电路闭合、滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中（ ）
A．金属板M为电源正极，N为电源负极
B．电阻消耗功率的最大值为
C．滑动变阻器消耗功率的最大值为
D．发电机的输出功率先增大后减小
9、一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质元的振动图线如图1所示，在处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为12s
B．处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰
C．在内处和处的质元通过的路程均为6cm
D．该波的波长不可能为8m
10、某列简谐横波在t1＝0时刻的波形如图甲中实线所示，t2＝3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图象，则正确的是________
A．这列波的周期为4s
B．波速为0.5m/s
C．图乙是质点b的振动图象
D．从t1＝0到t2＝3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m
E.t3＝9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
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）某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有：
A．电源（电动势约3V，内阻约10Ω）
B．电压表V（量程0~50mV，内阻为50Ω）
C．电流表A（量程0~100mA，内阻约为2.5Ω）
D．电阻箱R（0~999.9Ω，最小改变值为0.1Ω）
E．定值电阻R1（阻值为2 950Ω）
F．定值电阻R2（阻值为9 950Ω）
G．开关S及若干导线
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
(1)定值电阻应选用____________；（填写器材前面的字母序号）
(2)用笔画线代替导线，按图甲电路将图乙实物完整连接起来______________；
(3)实验步骤如下：
①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100mA，此时电阻箱的阻值为14.3Ω，电压表的示数为U0；
②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0Ω，则电流表的内阻为___________Ω；
③调节电阻箱阻值，记下电阻箱的阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。做出电压表示数的倒数随电阻箱的阻值的倒数的图线如图丙所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分别为_________V、_____________Ω（结果保留三位有效数字）。
12．（12分）某同学用如图甲所示的电路测量一未知电阻Rx的阻值。电源电动势为12.0V，供选用的滑动变阻器有：
A．最大阻值10，额定电流2.0A；
B．最大阻值50，额定电流0.2A。
回答以下问题：
(1)滑动变阻器应选用___________（选填“A”或“B”）。
(2)正确连接电路，闭合开关，电压表的示数为8.0V，电流表的示数为0.16A，则测得电阻阻值Rx测甲=___________。
(3)相同器材，用如图乙电路测量，操作和读数正确，测得电阻阻值Rx测乙___________Rx测甲（选填“=”或“>”或“<”）。
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）2019年12月27日晚，“实践二十号”卫星被成功送入预定轨道。运载这一卫星的长征五号运载火箭在海南文昌航天发射场进行多次调试，在某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3000m/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为多少千克？
14．（16分）一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图实线所示，在t1=0.2s时刻的波形如图虚线所示。
(1)若波向x轴正方向传播，求该波的波速；
(2)若波向x轴负方向传播，且t115．（12分）如图所示，轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点（－L，y）以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发，先后经O点（0，0）、M点（L，0）到达N点（L，－L），N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了，不计粒子的重力，回答下面问题。
(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；
(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，则粒子运动的时间为多少？
(3)粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？
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、A
【解析】
AB．根据爱因斯坦光电效应方程
Ek=h-W0
反向裁止电压
Ek=eUc
同一光电管的逸出功W0相同，由于Uc1Uc2，所以可以判定：甲光的频率大于乙光的频率；丙光的频率（等于甲光）大于丁光的频率（等于乙光），故A正确，B错误；
CD．根据饱和光电流与照射光强度的关系可知，甲光的强度大于丙光，乙光的强度大于丁光，故CD错误。
故选A。
2、C
【解析】
A．He+n是热核反应，根据核电荷数守恒和质量守恒可知，其中x=1，A错误；
B．HeO+H是人工转变，其中x=1，B错误；
C．B+He是人工转变，其中x=1，C正确；
D．SrXe+n是裂变反应，根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒知x=10，故D错误。
故选C。
3、B
【解析】
AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；
C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；
D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．
4、D
【解析】
A．由于小球从某一高度处自由下落，根据速度时间图线知选取竖直向上为正方向，故A错误；
B．不计空气阻力，下落过程和上升过程中只受重力，根据牛顿第二定律可得下落过程和上升过程中的加速度为重力加速度，速度时间图线的斜率表示加速度，所以每个阶段的图线相互平行，故B错误；
C．与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落过程，根据动能定理可得
与地面相碰后上升过程中，根据动能定理可得
根据题意有
解得
故C错误；
D．根据运动学公式可得与地面相碰后上升的时间
与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的
解得
故D正确；
故选D。
5、D
【解析】
A．由于金属块与金属块完全相同，根据接触后先中和再平分可知金属块与金属块的电荷量相等，即在水平台面上碰后金属块带电荷量为，故A错误；
B．金属块与金属块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得在水平台面上碰撞后金属块的速度为：
故B错误；
C．碰后金属块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到电场力和高台边缘对金属块的支持力，处于静止状态；碰后金属块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到向左电场力，做匀减速直线运动，所以第一次碰撞后两金属块会发生第二次碰撞，故C错误；
D．碰撞后运动过程中金属块在水平方向有：
距高台边缘的最大水平距离：
故D正确。
故选D。
6、D
【解析】
令a到节点的高度为h1，b到节点的高度为h2，节点到M的水平距离为x1，节点到N的水平距离为x2，a端绳子和水平方向的夹角为α，b端绳子和水平方向的夹角为β，对绳子节点进行受力分析，如图所示：
AB．当衣架钩在晾衣绳中点时，设a、b到节点绳子长度为L，根据几何关系有：，，因为h1＜h2，可得：
α＜β，
根据平衡条件：Facsα=Fbcsβ，可得：
，
则：
Fa＜Fb，
故AB错误；
CD．衣架钩在杆M、N中间位置时，根据几何关系：，，x1=x2，因为h1＜h2，可得：
α＜β，
根据平衡条件：Facsα=Fbcsβ，可得：
，
则：
Fa＜Fb，
故C错误，D正确。
故选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、AD
【解析】
A．由图象可知，检阅车的运动过程为：Oa为匀加速直线运动，ab是恒定功率运动，且加速度在逐渐减小，所以t1时刻牵引力和功率最大，bc是匀速直线运动，t2～t3时间内其牵引力等于f，故A正确。
B．在0～t1时间段，由v﹣t图象知检阅车做匀加速直线运动，故B错误。
C．在0～t2时间段，由v﹣t图象可知，检阅车先做匀加速运动再做变加速运动，故此段时间内平均速度大于，故C错误；
D．设时间t1～t2内检阅车克服阻力所做功为Wf，由动能定理
克服阻力所做功为，故D正确。
故选AD.
8、BD
【解析】
A．等离子体喷入磁场后，由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，即金属板M为电源负极，N为电源正极，故A错误；
B．等离子体稳定流动时，洛伦兹力与电场力平衡，即
可得电源电动势，当滑片P位于b端时，电路中电流最大，电阻消耗的功率最大，且为
故B正确；
C．滑动变阻器最大阻值为，小于定值电阻与电源内阻之和，故滑动变阻器阻值为时消耗的功率最大，且为
故C错误；
D．因，所以滑片P由a端向b端滑动的过程中，外电路电阻减小，必然在某位置有
由外电阻与内阻相等时电源输出功率最大可知，滑片P由a端向b端滑动的过程中，发电机的输出功率先增大后减小，故D正确。
故选：BD。
9、AB
【解析】
A．由图可知，该波的周期为12s。故A正确；
B．由图可知，t=3s时刻，x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B正确；
C．由图可知，该波的振幅为4cm，圆频率
由图1可知，在t=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程
4s时刻质元的位置
所以x=12m处的质元通过的路程
s12=4cm+2cm=6cm
据图2知t=0s时，在x=18m处的质元的位移为0cm，正通过平衡位置向上运动，其振动方程为
在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移
所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程
x18＝4cm+(4−2)cm≈4.54cm＜6cm
故C错误；
D．由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元可能早振动T，所以两点之间的距离为
x＝(n+)λ（n=0、1、2、3…）
所以
（n=0、1、2、3…）
n=0时，波长最大，为
故D错误；
故选AB。
10、ABE
【解析】
A．由图乙可知，波的振动周期为4s，故A正确；
B．由甲图可知，波长λ=2m，根据波速公式
故B正确；
C．在t1=0时刻，质点b正通过平衡位置，与乙图情况不符，所以乙图不可能是质点b的振动图线，故C错误；
D．从t1=0 s到t2=3.0 s这段时间内为，所以质点a通过的路程为s=×4A=15cm=0.15m，故D错误；
E．因为t3＝9.5s＝2T，2T后质点c回到最低点，由于，所以t3=9.5s时刻质点c在平衡位置以上沿y轴正向运动，故E正确。
故选ABE。
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、E 2.7 2.90 12.0
【解析】
(1) [1]实验中需要将电流表A与定值电阻R串联，改装成一个量程为的电压表，由部分电路欧姆定律知
代入数据解得
故选E。
(2) [2]根据电路原理图，实物连接如图所示
。
(3)[3]电压表的示数始终为，则说明
即为
[4]根据闭合电路的欧姆定律知
代入数据变形后
结合题中所给图像的纵截距
解得
[5]斜率
求得
12、A 50. 0
【解析】
(1)[1]．滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的A。
(2)[2]．根据欧姆定律可得电阻阻值Rx测量值为
(3)[3]．甲图中电流的测量值偏大，根据可知，电阻的测量偏小；乙图中电压的测量值偏大，根据可知，电阻的测量偏大；则电阻阻值
Rx测乙>Rx测甲
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、
【解析】
设它在1s时间内喷射的气体质量为m，由动量定理可得
解得
14、 (1)5+15n（m/s）（n=0，1，2…）；(2)0.025s
【解析】
(1)当波向x轴正方向传播时，由波形图可知该波的波长为
x=3m
从t=0到t1=0.2s过程，波向正方向传播的距离为
波传播的波速为
解得
(2)当波向x轴负方向传播时，由波形图可知
解得
波的速度大小为
P点距右侧实线第一个波谷的水平距离为
P点第一次出现波谷的时间为
联立解得
15、 (1)，方向竖直向下；(2)；(3)当粒子到达M处时，为奇数次通过磁场边界，路程为πL；当粒子到达M处时，为偶数次通过磁场边界，路程为
【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，粒子到达O点时速度方向偏转了，分解速度得
取竖直向下方向为正方向，根据动量定理，电场力的冲量
得
方向竖直向下。
(2)设粒子在电场中运动的时间为，水平方向上做匀速直线运动，则
粒子在磁场中运动速度为
粒子运动轨迹如图甲所示：
由几何关系知
两段轨迹半径相等，圆心角之和为2π，粒子运动的时间为一个周期
所以
(3)对图甲粒子做圆周运动的路程为圆周长
粒子运动轨迹还可以如图乙：
粒子做圆周运动的半径为
路程为
当粒子到达M处时是第三次通过磁场边界，粒子做圆周运动的半径为
路程为
当粒子到达M处时是第四次通过磁场边界，粒子做圆周运动的半径为
路程为
依次类推，当粒子到达M处时，为奇数次通过磁场边界，路程为πL；当粒子到达M处时，为偶数次通过磁场边界，路程为。