2023届河北省高三下学期第二次高考模拟演练物理试题

2023届河北省高三下学期第二次高考模拟演练物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．2022年的俄乌战争再次引发了核武器的话题，目前钴弹只是构想中的核武器，在中子弹外面裹一层钴59，中子弹爆炸发出的中子打在钴59上，变成具有放射性的钴，而钴衰变成镍，同时放射出一定量的射线，这样就增加了核弹的辐射威力，钴Co半衰期约为5.27年。则下列说法正确的是（　　）

A．射线是能量很高的电磁波，由于它不带电，在磁场中不会偏转

B．经过10.54年有0.5g发生了衰变

C．钴Co衰变成镍的核反应方程为，属于衰变

D．如果增加压强或者升高温度，都会改变钴60的半衰期

2．2022年北京冬奥会已经圆满举办，其中高台跳雪是冬奥会最具有观赏的比赛项目之一。如图为某运动员比赛时的示意图，跳雪运动员从水平雪道末端以一定的初速度沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，则运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．运动员飞行的时间与初速度平方成正比

B．运动员飞行的位移与初速度平方成正比

C．重力的冲量与初速度的平方成正比

D．重力做功的平均功率与初速度的平方成正比

3．基于方便快捷的特点高铁是目前大多数人出行的首选，通过分析可知提高列车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数（设阻力与物体运动速率的二次方成正比，与车正面截面积成正比，即，k是阻力因数，S为车正面截面积）。当发动机的额定功率为时，列车运动的最大速率为，要使列车运动的最大速率增大到，可采用的方法为（　　）

A．车高不变，阻力因数减小为原来的，发动机额定功率增大到原来的2倍

B．车高减为原来的，发动机额定功率加倍，阻力因数减小到原来的

C．车高减为原来的，阻力因数减为原来的，发动机额定功率增大到原来的2.25倍

D．车高减为原来的，发动机额定功率加倍，阻力因数减小到原来的

4．一列横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法错误的是（　　）

A．2.5s末A、B两质点的位移相同

B．2s末A点的速度大于B点的速度

C．该波的波长可能为

D．该波的波速可能为

5．在某次救援行动中甲、乙两名队员保持如图所示位置不动通过定滑轮相互配合将一箱子缓慢拉至所在的平台上，乙队员手中的细绳始终保持水平状态且高度不变，甲队员根据现场情况收放手中的绳子，忽略绳的重力及滑轮的摩擦，不计空气阻力，当箱子向左移动过程中下列说法正确的是（　　）

A．甲队员手中绳子上的拉力先增大后减小

B．乙队员手中绳子上的拉力不断减小

C．地面对甲队员的支持力始终不变

D．地面对甲队员的摩擦力小于对乙队员的摩擦力

6．如图所示，a、b端接有效值为220V的正弦式交流电源，理想变压器原、副线圈匝数比为。当理想交流电流表的示数为1A时，内阻为的电动机正常工作，已知和的电阻均为，则下列说法正确的是（　　）

A．的电功率为1W

B．的电功率为36W

C．电动机两端的电压为45.6V

D．电动机的输出功率为122W

7．2022年4月16日神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功，太空出差半年的航天员翟志刚、王亚平、叶光富返回地面，载人飞船与空间站舱段进行分离后，需绕地球轨道飞行几圈，某时段飞行轨迹如图所示，载人飞船在该椭圆轨道上运行，已知近地点A到地心距离为，远地点B到地球心距离为，地球质量为M，地球的平均密度为，引力常量为G，近地点到地球表面的高度未知，则下列物理量结论正确的是（　　）

A．地球的第一宇宙速度为

B．载人飞船在该椭圆轨道上运行周期为

C．地球的自转周期

D．地球表面的重力加速度为

二、多选题

8．如图所示，足够长光滑水平面上，一轻质弹簧左端与质量为2m的B滑块相连，右端与质量为m的滑块A接触而不固连，弹簧处于原长，现给A施加一瞬间冲量使其获得一个水平向左的初速度，经一段时间后滑块A与弹簧分离，其间弹簧的最大弹性势能为，则下列说法正确的是（　　）

A．A与弹簧分离前任一时刻，A与B的动量之比为

B．若事先将B固定，弹簧的最大弹性势能为

C．两者分离后A、B的动能之比为

D．若事先在距B左侧很远处固定一刚性挡板，则最终B不可能追上A

9．如图所示，虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且相邻间距为2cm的等势面，一电子经过O时的动能为10eV，从O到C的过程中克服电场力所做的功为6eV，已知等势面D的电势为OV，下列说法正确的是（　　）

A．等势面B的电势为4V

B．该匀强电场的场强大小为1000V/m

C．该电子经过等势面C时，其电势能为-2eV

D．该电子经过等势面A时的动能是经过等势面C时动能的2倍

10．如图所示，间距为l的足够长光滑平行导轨倾角为，导轨上端接阻值为R的定值电阻。导轨之间虚线下方有区域无限大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直导轨平面向上。一质量为m、电阻为r的金属杆EF以沿导轨斜向下的速度进入磁场，进入磁场后立即做减速运动，金属杆与导轨始终垂直且接触良好，不计导轨电阻。以虚线所在位置为坐标原点，斜向下为x轴的正方向，金属杆在磁场中运动速度v、杆中的感应电流i、受到的安培力F、回路产生的焦耳热Q随x或运动时间t之间的关系图像中，错误的是（　　）

A． B．

C． D．

三、实验题

11．某同学用落体法来验证机械能守恒定律，装置如图甲所示，图乙是实验过程中得到的一条比较清晰的纸带，其中A、B、C是纸带上连续三个点，分别测出这三点与起始点O的距离如图中数据所示（取当地的重力加速度为，电火花打点计时器工作频率为）。

（1）为尽可能地减小实验误差，以下四项举措合理的是______；

A．重锤尽量选用密度大的材料

B．安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上

C．重复操作时尽量让重锤从同一位置开始下落

D．计算打到B点时的瞬时速度，可以根据进行计算

（2）若重锤的质量为，则可知自打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为______，动能的增加量为______，则可知在实验误差允许的范围内，重锤的机械能守恒。（以上两空均保留二位有效数字）

12．学校实验室有一量程为5mA的电流计，某同学想测量其内阻大小，采用如下方法：

（1）先用多用电表的欧姆挡“”挡直接测量此电流计的内阻，多用电表的示数如图甲所示，则该电流计的内阻为______。

（2）由于欧姆表的测量值误差较大，为进一步精确测量电流计的内阻，该同学设计测量的电路图如图乙所示，图中R为电阻箱，为滑动变阻器，另外实验室还有下列器材可供选择：电源E（电动势为1.5V，内阻不计）、电流表（量程未知）、滑动变阻器A（阻值为）、滑动变阻器B（阻值为）、电阻箱C（最大阻值为，额定电流为1A）、电阻箱D（最大阻值为，额定电流为0.1A）、开关S和导线若干。则滑动变阻器应该选______，电阻箱应该选______（分别填“A”或“B”和“C”或“D”）；

（3）连接好电路后分别调节电阻箱和滑动变阻器的阻值，使得电流计的指针满偏，记下此时电流表指针位置，记下此时电阻箱R的阻值为，然后再重新调节电阻箱和滑动变阻器的阻值，使得电流计的指针指在满偏的三分之二处，且电流表指针位置恰好没有改变，记下此时电阻箱R的阻值为，则电流表的内阻______（计算结果保留整数）。

四、解答题

13．一连通器与贮有水银的容器M用软管相连如图所示，连通器的两直管A和B竖直放置，两管上端封闭，管内各有一段被水银柱封闭的理想气体，气体温度始终与环境温度相同。当环境温度时，A、B两管内水银柱的高度差，A管中空气柱长度，压强。现使环境温度缓慢升高，同时调节M的高度，使B管中水银柱的高度不变，某时刻A、B两管内水银柱的高度差增加了3cm，求此时环境温度T（结果保留小数点后两位）。

14．如图所示，xOy坐标系处在竖直平面内。在的区域内有竖直向上的匀强电场，场强大小为，在第二象限的某个矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。一带电小球以初速度沿与x轴负方向成角的方向从M点进入第一象限，在第一象限内做直线运动，而后从y轴上的P点进入第二象限。经历一段时间后，小球经x轴上的Q点离开电场区域，速度方向与x轴负方向成角，重力加速度取，，。求：

（1）带电小球的带电性质及比荷；

（2）矩形区域的最小面积。

15．如图所示，有一足够长的传送带以的速率逆时针匀速转动，倾角，传送带在M点与光滑水平地面平滑连接，有一半径竖直光滑半圆轨道在N点与地面平滑连接，其中MN间距足够大，一压缩的轻质弹簧被细线锁住，可视为质点的A、B两滑块分别紧靠左右两侧并处静止状态，某一时刻烧断细线，与轻质弹簧分离后A滑上传送带，B恰好能通过半圆轨道最高点P，A、B的质量分别为、，A与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取，。求：

（1）被压缩的轻质弹簧的弹性势能；

（2）滑块A在传送带上滑行最大距离；

（3）在保证能通过半圆轨道最高点情形下，半圆轨道的半径取不同值时B落在水平面上与N之间距离的最大值。

参考答案：

1．A

【详解】A．射线是能量很高的电磁波，由于它不带电，在磁场中不会偏转，故A正确；

B．由公式

知，应该有0.75g发生了衰变，故B错误；

C．钴Co衰变成镍的核反应方程为，但应该属于衰变，故C错误；

D．半衰期与外界环境无关，因而温度与压强均不会影响物质的半衰期，故D错误。

故选A。

2．B

【详解】A．由平抛运动的规律有

整理后有

A错误；

B．令运动员飞行的位移为s，有

整理后有

B正确；

C．重力的冲量

C错误；

D．重力做功的平均功率

D错误。

故选B。

3．C

【详解】由题意可知有

由题意可知列车宽度一般不能改变，因而改变高度后，截面积即变化。令列车车宽为L，由

有

现在要使列车运动的速率增大到，则应该有

若车高不变，阻力因数减小为原来的，发动机额定功率增大到原来的

若车高减为原来的，发动机额定功率加倍，阻力因数减小到原来的

若车高减为原来的，阻力因数减为原来的，发动机额定功率增大到原来的

若车高减为原来的，发动机额定功率加倍，阻力因数减小到原来的

故ABD错误，C正确。

故选C。

4．C

【详解】A．由图可得，周期为4s，A、B两质点的振动方程分别为

当时

则A正确，不符合题意；

B．由振动图像读出，2s末A质点的位移，处于平衡位置，速度最大；B质点的位移，处于波谷，速度是零，所以2s末A质点的速度大于B质点的速度，则B正确，不符合题意；

C．时刻，质点A正通过平衡位置向上运动，质点B在波峰，波从A向B传播，则AB间的距离

则

因而该波的波长不可能为，故C错误，符合题意；

D．根据

当时，波速为

则D正确，不符合题意。

故选C。

5．C

【详解】对甲、乙队员手中绳子的结点进行受力分析，结点受到两段绳子的拉力及箱子对其竖直向下的拉力（大小等于箱子重力大小），作出力的动态三角形如图所示

由图可知随着乙向左拉动物体，甲队员手中绳子上的拉力逐渐增大，乙手中绳子上的拉力也不断增大；甲队员受本身重力、手中绳子拉力及地面摩擦力、支持力四个力作用，令甲队员手中绳子张力为T，绳子左侧部分与竖直方向夹角为，右侧部分与竖直方向夹角为，由甲受力平衡可知，地面对甲队员的支持力应该为

保持不变；且很明显有

水平方向由平衡条件知：

则有

所以在移动的过程中，地面对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力。

故选C。

6．D

【详解】A．消耗的电功率为

故A错误；

B．a、b端接入有效值为220V的正弦式交流电源，通过的电流为1A，而的电阻为，则

因此可知原线圈电压

线圈匝数比为，则副线圈电压

副线圈中电流为

消耗的电功率为

故B错误；

C．电动机两端的电压为

故C错误；

D．电动机为非纯电阻用电器，功率满足关系

则电动机的输出功率为

故D正确。

故选D。

7．D

【详解】A．设地球的半径为R，近地卫星受到的地球引力为其提供向心力

联立则可求出地球的第一宇宙速度为

故A错误；

BC．根据开普勒定律，载人飞船在椭圆的轨道周期与半径为

的圆轨道周期相同，即有

整理后有

根据本题条件无法求出地球的自转周期，故BC错误；

D．在忽略地球自转的条件下应该有

则可求得地球表面的重力加速度为

故D正确。

故选D。

8．BC

【详解】A．A与弹簧分离之前任一时刻，A与B受到的弹力始终大小相等，方向相反，因而受到的冲量的大小相等，但A具有一定的初速度，因而两者的速度大小不一定相等，即动量大小之比不一定为，A错误；

B．A、B运动过程中，二者相对静止时，弹性势能最大，由动量守恒定律有

即

B固定，则A速度减小为0时弹性势能最大，可得

B正确；

C．整个过程系统根据动量守恒及机械能守恒可得

解得

即有

即两者分离后A、B的动能之比为，选项C正确；

D．由前面分析可知B与档板发生弹性碰撞反向运动时，则B可追上A，选项D错误。

故选BC。

9．ACD

【详解】A．因等势面间距相等，由得相邻虚线之间电势差相等，电子由O到C有

即

则

各虚线电势如图所示

电子由O到C，因电场力做负功，故电场方向垂直虚线斜向右上方，沿电场线方向电势降低

故A正确；

B．由匀强电场的场强公式有

故B错误；

C．由上分析可知C点的电势为2V，则经过C时，电势能

故C正确；

D．由O到A过程有

所以

而由O到C的过程有

所以

则有

故D正确。

故选ACD。

10．ACD

【详解】A .金属杆在磁场中运动时安培力与速度方向相反，杆做减速运动，设某时刻金属杆的速度为v，选斜向下运动方向为正方向，根据动量定理有

即

所以

 A错误；

B．由

即有

则加速度与速度成线性关系，且随着速度减小，加速度越来越小，即金属棒运动的图像的切线斜率越来越小，又有

则有

但最终金属杆达到一个终极速度，则末态时金属杆中电流为一定值，B正确；

C．由于

F随t的增大而增大，图像的切线斜率也越来越小，最终为一定值，C错误；

D．回路中产生的焦耳热等于安培力做功大小，即

安培力不断减小，最终也为一定值，则图像斜率不断变小，终极状态为一倾斜直线，D错误。

本题选择错误的，故选ACD。

11．     AB/BA         

【详解】（1）[1]A．重锤的密度越大，同等质量下受到的空气阻力越小，可减小误差，A正确；

B．两个限位孔在同一竖直线上，可以减小纸带与限位孔之间的摩擦，可减小误差，B正确；

C．本实验重复实验操作时，不需要从同一位置开始下落，C错误；

D．如果通过来计算B点的瞬时速度就默认了机械能守恒定律，也就失去了验证的意义，D错误。

故选AB。

（2）[2][3]自打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为

B点的速度大小

动能的增加量为

12．     220     C     B     225

【详解】（1）[1]由欧姆表的读数原理可知电流表内阻测量值为

（2）[2]因电流计G量程为0~5mA，电动势为1.5V，故电路总电阻最小为

，

[3]从实验操作的方便性和安全性考虑，电阻箱应该选C，滑动变阻器应该选用B；

（3）[4]因两次操作电流表指针位置没有改变，说明前后两次电路中总电流不变，即第二次通过电阻箱的电流增加量为电流计满偏电流的三分之一，由电路结构可知有

，

且有

解得电流计的内阻应该为

13．492.86K

【详解】对A管内气体分析，环境温度升高后气柱长度变为，设此时其压强变为，根据理想气体状态方程有

再对B管内气体分析，环境温度升高前其压强为

环境温度升高后，气柱长度不变，其压强变为

根据查理定律得

联立以上方程解得

14．（1）正电荷；10C/kg；（2）

【详解】（1）由题意分析可知带电小球在第一象限应该做匀速直线运动，即带电小球所受重力与电场力平衡，说明应该带正电荷，且有

解得

（2）带电小球在第二象限磁场区域内由受力分析可知应该做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力

如图所示

由几何关系可知矩形磁场区域面积最小时，矩形两边长分别为

则可知有

15．（1）150J；（2）10m；（3）1.25m

【详解】（1）设与弹簧分离瞬间A、B的速度分别为、，对A、B与弹簧组成的系统水平方向总动量守恒，以水平向右为正方向，则有

B在半圆轨道最高点时有

对B从N到最高点P过程由动能定理

解得

负号表示方向水平向左

方向水平向右，由功能关系可知开始时被压缩的轻质弹簧的弹性势能

（2）对A进行受力分析，A沿传送带向上做匀减速直线运动，开始时由于，则由牛顿第二定律可知

减速到传送带运行速度后，同理可知有

直至减速为零，由此可知A第一次沿传送带向上滑行的最大距离为

（3）令半圆轨道的半径为r时B落在水平面上时与N之间距离最大，设通过P点的速度为，选MN面为零势能参考平面，则由机械能守恒有

解得

B离开半圆轨道后做平抛运动，水平位移为

运动时间

则水平位移为

当

时，水平位移最大，即