2024届河北省高三上学期物理模拟试题

这是一份2024届河北省高三上学期物理模拟试题，共17页。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点的位置不变，则A点向上移动时（ ）
A．绳OA的拉力逐渐增大
B．绳OA的拉力逐渐减小
C．绳OA的拉力先增大后减小
D．绳OA的拉力先减小后增大
2、2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示．已知液滴振动的频率表达式为，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为N/m），α、β、γ是相应的待定常数．对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是（ ）
A．，，B．，，
C．，，D． ，，
3、中国核学会发布消息称，截至201 9年6月底，中国大陆在运核电机组47台，装机容量4873万千瓦，位居全球第三。铀核（）是获得核能的主要原料之一，其中一种核反应方程为并释放核能，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应是重核裂变，产物的结合能之和大于铀核（）的结合能
B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变
C．X原子核中的核子数为140个，中子数为84个
D．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数减少
4、如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接入理想交流电压表、，和理想交流电流表、，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．示数不变，示数不变，变亮
B．示数变大，示数变大，变暗
C．示数变大，变压器输出功率变大，与示数的比值不变
D．示数变大，变压器输出功率变大，与示数的比值不变
5、如图所示，实线表示某电场的电场线，虚线表示一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设A和B点的电势分别为和粒子在A、B两点加速度大小分别为和，速度大小为和，电势能分别为和，下列判断正确的是（ ）
A．B．C．D．
6、有一匀强电场，场强方向如图所示，在电场中有三个点A、B、C，这三点的连线恰好够成一个直角三角形，且AC边与电场线平行。已知A、B两点的电势分别为，，AB的距离为4cm，BC的距离为3cm。若把一个电子（e=1.6×10-19C）从A点移动到C点，那么电子的电势能的变化量为（ ）
A．B．C．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、如图，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个正点电荷Q，P点与细管在同一竖直平面内。一带电量为－q的小球位于管的顶端A点，PA连线水平，q≪Q．将小球由静止开始释放，小球沿管到达底端C点。已知B是AC中点，PB⊥AC，小球在A处时的加速度为a．不考虑小球电荷量对电场的影响，则（ ）
A．A点的电势低于B点的电势B．B点的电场强度大小是A点的4倍
C．小球从A到C的过程中电势能先增大后减小D．小球运动到C处的加速度为g－a
8、平行金属板PQ、MN与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为E，内电阻为零；靠近金属板P的S处有一粒子源能够连续不断地产生质量为m，电荷量+q，初速度为零的粒子，粒子在加速电场PQ的作用下穿过Q板的小孔F，紧贴N板水平进入偏转电场MN；改变滑片p的位置可改变加速电场的电压Ul和偏转电场的电压U2，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（ ）
A．粒子的竖直偏转距离与U2成正比
B．滑片p向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小
C．飞出偏转电场的粒子的最大速率
D．飞出偏转电场的粒子的最大速率
9、如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧的速度为6m/s，接着A球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径，，下列说法正确的是
A．弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量
B．A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s
C．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s
D．若半圆轨道半径改为0.9m，则A球不能到达Q点
10、在倾角为的光谱固定绝缘斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块和，它们的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，为一固定挡板，开始未加电场系统处于静止状态，不带电，带电量为，现加一沿斜面方问向上的匀强电场，物块沿斜面向上运动，当刚离开时，的速度为，之后两个物体运动中当的加速度为时，的加速度大小均为，方向沿斜面向上，则下列说法正确的是（ ）
A．从加电场后到刚离开的过程中，发生的位移大小为
B．从加电场后到刚离开的过程中，挡板对小物块的冲量为
C．刚离开时，电场力对做功的瞬时功率为
D．从加电场后到刚离开的过程中，物块的机械能和电势能之和先增大后减小
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）用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有____________；
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系；
a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定轴时_______（选填“需要”或者“不需要”）轴与重锤线平行；
b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则_______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为_______（已知当地重力加速度为，结果用上述字母表示）。
(3)为了得到平拋物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_______；
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_______。
A．在水平方向上做匀速直线运动
B．在竖直方向上做自由落体运动
C．在下落过程中机械能守恒
12．（12分）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图甲所示。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。数据记录如下表所示：（弹力始终未超过弹性限度，取）
（1）在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线_______。
（2）由图线求得该弹簧的劲度系数 __________。（保留两位有效数字）
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）如图甲，两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置，O1、O2分别为两盒的圆心，盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙，正反向电压的大小均为U，周期为T，两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻，将一个质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子由O2处静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界M、N时运动不受影响，不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响，不计粒子重力。
(1)求两D形盒边界M、N之间的距离；
(2)若D1盒内磁场的磁感应强度，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后能到达 O1，求D2盒内磁场的磁感应强度；
(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t= 2T时刻到达Ol，求磁场的磁感应强度。
14．（16分）如图所示，质量为1kg的长木板A放在光滑的水平面上，质量为0.5kg的物块B放在长木板上表面的右端，现对长木板施加大小为6 N的水平恒力F，使长木板A和物块B一起由静止开始向左做加速运动，物块B相对于长木板A恰好不滑动，重力加速度为g=10 m/s2，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)物块B与长木板A间的动摩擦因数；
(2)若F作用2s时，立即将F水平反向，大小增大为原来的2倍，结果当物块B的速度为零时，刚好从木板的左端滑离，求长木板的长度。
15．（12分）如图所示，竖直放置的U形玻璃管与容积为V0＝15 cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝15 cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0＝9 cm.现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好 (已知大气压p0＝75 cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S＝1 cm2)．求：
(1)此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？
(2)需要加入的水银体积．
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、D
【解析】
以O点为研究对象，根据受力平衡，有：
由图可知，绳子OB上的拉力逐渐减小，OA上的拉力先减小后增大。
A．绳OA的拉力逐渐增大，与分析不符，故A项错误；
B．绳OA的拉力逐渐减小，与分析不符，故B项错误；
C．绳OA的拉力先增大后减小，与分析不符，故C项错误；
D．绳OA的拉力先减小后增大，与分析相符，故D项正确。
2、B
【解析】
从物理单位的量纲来考虑，则A中单位，故A错误；在B选项中，，故B正确；对C选项，，故C错误；在D选项中，，故D错误。
故选B。
3、A
【解析】
A．结合质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的产物为氙核和锶核，并会释放能量，则裂变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故A正确；
B．该核反应为重核裂变，不是人工转变，故B错误；
C．X原子核中的核子数为（235+1）-（94+2）=140个，中子数为140-（92-38）=86个，故C错误；
D．裂变时释放能量，出现质量亏损，但是总质量数不变，故D错误。
故选A。
4、C
【解析】
AB．闭合开关后，根据理想变压器的电压规律可知变压器两端电压不变，所以两电压表示数不变，灯泡两端电压不变，亮度不变；副线圈并联负载增加，根据并联分流规律可知副线圈干路电流增大，所以示数增大，根据可知原线圈电流增大，所以示数增大，AB错误；
CD．根据可知变压器输出电压不变，电流增大，所以变压器输出功率变大，结合上述分析可知与示数的比值不变，与示数的比值不变，C正确，D错误。
故选C。
5、C
【解析】
AD．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，若粒子从A到B过程，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故带电粒子通过A点时的速度比通过B点时的速度大，即，，选项AD错误；
B．根据电场线疏密可知，，根据F=Eq和牛顿第二定律可知，，选项B错误；
C．根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，故，选项C正确。
故选C。
6、C
【解析】
设AB与AC之间的夹角为θ，则
AB沿场强方向的距离为
cm
则电场强度为
电子从A点到达C点时电势能的变化量为
A． 与分析不符，故A错误；
B． 与分析不符，故B错误；
C． 与分析相符，故C正确；
D． 与分析不符，故D错误。
故选C。
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、ABD
【解析】
A. 正点电荷的电场线呈发散型，沿着电场线方向，电势降低，因此A点的电势低于B点的电势，故A正确；
B. 结合几何关系：PA=2PB，由点电荷电场强度公式可知，B点的电场强度大小是A点的4倍，故B正确；
C.小球带负电，正点电荷Q对小球的电场力为吸引力，从A到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，则小球电势能先减小后增大，故C错误；
D. 小球在AC两处受到的电场力大小相等，在A处时小球的加速度为a，对A点处小球受力分析，小球受电场力、重力与支持力，则：
Fcs30°+mgsin30°=ma
在C处时，小球受到重力、电场力与支持力，则：
mgsin30°−Fcs30°=ma′
解得：
a′=g−a
故D正确。
8、BC
【解析】
A．带电粒子在加速电场中加速

在偏转电场中

由于
则

则粒子的竖直偏转距离y与U2不是成正比关系，选项A错误；
B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角
滑片p向右滑动的过程中U1变大，U2减小，则从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小，选项B正确；
CD．当粒子在加速电场中一直被加速时，飞出偏转电场的速率最大，即当U1=E时粒子的速率最大，根据动能定理
解得
选项C正确，D错误。
故选BC。
9、BCD
【解析】
弹簧弹开两小球的过程，弹力相等，作用时间相同，根据冲量定义可知，弹力对A的冲量大小等于B的冲量大小，故A错误；由动量守恒定律，解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为，故B正确；设A球运动到Q点时速率为v，对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律可得，解得：v=4m/s，根据动量定理，即A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s，故C正确；若半圆轨道半径改为0.9m，小球到达Q点的临界速度，对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律，解得，小于小球到达Q点的临界速度，则A球不能达到Q点，故D正确。
故选BCD。
10、ACD
【解析】
A．开始未电场时，弹簧处于压缩状态，对A，根据平衡条件和胡克定律有
解得
物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据胡克定律，有
解得
故从加电场后到B刚离开C的过程中，A发生的位移大小为
选项A正确；
B．从加电场后到B刚离开C的过程中，挡板C对小物块B的作用力不为零，由I=Ft知挡板C对小物块B的冲量不为0，选项B错误；
C．设A所受的电场力大小为F，当A的加速度为0时，B的加速度大小均为a，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，
对A有
对B有
故有
B刚离开C时，电场力对A做功的瞬时功率为
选项C正确；
D．对A、B和弹簧组成的系统，从加电场后到B刚离开C的过程中，物块A的机械能、电势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，弹簧的弹性势能先减小后增大，则物块A的机械能和电势能之和先增大后减小，选项D正确。
故选ACD。
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、BD 球心 需要 大于 AB B
【解析】
(1)[1]因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度处无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，BD正确；挡板高度可以不等间距变化，故C错误。
故选BD。
(2)a．[2][3]因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应的白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定轴时需要轴与重锤线平行。
b．[4][5]由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上的位移之比为1:3:5：…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大，因此大于；由
，
联立解得
(3)[6]将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，AB可行。
(4)[7]从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，故选项B正确。
12、 28
【解析】
(1)[1]按照表中所给数据在坐标系中描点并用一条直线连接即可，要注意让尽可能多的点连在线上，不通过直线的点大致均匀地分布在直线两侧，偏差过大的点是测量错误，应该舍去。
(2)[2]根据表达式，得图线的斜率表示弹簧的劲度系数，故
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、 (1) (2) (3)
【解析】
(1)设两盒之间的距离为d，盒间电场强度为E，粒子在电场中的加速度为a，则有
U0=Ed
qE=ma
联立解得
(2)设粒子到达O1的速度为v1，在D1盒内运动的半径为R1，周期为T1，时间为t1，则有
可得
t1=T0
故粒子在时刻回到电场；
设粒子经电场再次加速后以速度v2进入D2盒，由动能定理
设粒子在D2盒内的运动半径为R2，则
粒子在D1D2盒内各运动一次后能到达O2应有
R2=R1
联立各式可得
(3)依题意可知粒子在D1D2盒内运动的半径相等；又
故粒子进入D2盒内的速度也为v1；可判断出粒子第二次从O2运动到O1的时间也为 粒子的运动轨迹如图；
粒子从P到Q先加速后减速，且加速过程的时间和位移均相等，设加速过程的时间为t2，则有
则粒子每次在磁场中运动的时间
又
联立各式解得
14、（1）0.4 （2）12m
【解析】
(1) 设在F作用下，A、B一起运动的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有
对物块B研究有：
解得：
μ=0.4
(2) A、B一起加速的加速度大小为a1=4m/s2 ，F作用2s时，AB一起运动的速度大小
v=a1t1=8m/s
将F水平反向，设A做减速运动的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：
设B做减速运动的加速度大小为a3
当B速度减为零时的运动时间：
2s内A运动的距离：
B运动的距离：
由此知木板的长度为12m。
15、 (1)此过程中被封气体内能不变，是放热 (2) 84cm3
【解析】
(1)气体温度不变，则内能不变；向左管中加入水银时，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，封闭气体要放热．
(2)初态：p1＝p0－ph＝(75－15) cmHg＝60 cmHg，
V1＝V0＋h0S＝(15＋9×1) cm3＝24 cm3，
末态：p2＝75 cmHg，
温度不变，根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2，
代入数据解得：V2＝19.2 cm3.
右侧水银柱上升的高度：
左侧水银柱上升的高度：
所以需要加入的水银体积为.
记录数据组
1
2
3
4
5
6
钩码总质量
0
30
60
90
120
150
弹簧总长
6.00
7.11
8.20
9.31
10.40
11.52