2024届河北省保定市保定部分高中高三下学期一模物理试题（含解析）

这是一份2024届河北省保定市保定部分高中高三下学期一模物理试题（含解析），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．宇宙中一些年轻炽热的恒星通过热核反应，源源不断地向外辐射能量，其中一种热核反应为，已知X、、的比结合能分别为、、，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．该反应是吸热反应B．核反应中的X为
C．X的中子数为7D．核反应中的质量亏损为
2．甲、乙两个单摆在同一地理位置做简谐振动的图像分别如图曲线甲、乙所示，根据图像所提供的信息来判断，下列说法正确的是（ ）
A．甲的周期为4.8sB．乙的周期为1.8s
C．甲、乙的摆长之比为D．0~7.2s内乙的路程为1.5m
3．一物体做匀加速直线运动，从计时开始的函数关系图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．物体的初速度为1m/sB．物体的加速度为
C．前3s内物体的位移为10.5mD．第3s内物体的平均速度为5m/s
4．如图所示，质量为m的均匀直木杆静置在水平面与倾角为的光滑斜面之间，已知斜面对木杆的支持力大小为F，重力加速度为g，、，下列说法正确的是（ ）
A．木杆处于四力平衡状态
B．水平面可能是光滑的
C．水平面对木杆的支持力大小为
D．水平面对木杆的摩擦力大小为
5．在地球表面，被轻质细线悬挂而处于静止状态的质量为m的小球，所受地球的万有引力作用效果分解示意图如图所示，已知小球所处的纬度为（），重力为，万有引力为F，地球的半径为R，自转周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．细线的拉力与F是一对平衡力B．小球所需的向心力为
C．地球赤道处的重力加速度为D．地球的第一宇宙速度为
6．如图所示的电路，电源的内阻为r，定值电阻甲的阻值为r，乙的阻值与灯泡的阻值相等，电容器的电容为C，当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，电容器的带电量为Q，忽略灯泡阻值的变化，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的阻值为
B．电源的电动势为
C．当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为
D．当、均闭合，甲中的电流为
7．如图所示，磁感应强度为B的有界匀强磁场垂直纸面向里（水平向里），磁场的上、下边界间距为d（d为未知量），质量为m的正方形线框边长为0.5d，当线框的下边距磁场上边界的距离为0.5d时，让线框从静止开始下落，经过一段时间t，线框刚好进入磁场并开始做匀速运动。已知重力加速度为g，忽略空气的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．磁场上、下边界的间距
B．当线框的下边刚到达磁场的下边界时，速度为
C．线框的电阻为
D．线框在离开磁场的过程中流过某一横截面的电荷量为
二、多选题
8．一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与体积V的关系图像如图所示，与横轴平行，等腰的面积为，的反向延长线经过坐标原点O，已知气体在状态C的温度为，再根据图像所提供的其它已知信息，下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态A的体积为B．气体在状态B的压强为
C．气体在状态A的温度为D．从状态B到状态C，外界对气体做的功为
9．如图所示的理想变压器，原线圈的匝数为6，两个副线圈的匝数分别为3、2，三个电阻甲、乙、丙的阻值均为R，电源是正弦交流电，已知甲两端的电压为U，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端的电压为B．通过电阻乙的电流为
C．电源电压的有效值为D．三个电阻的总功率为
10．如图所示，粗糙的水平面上放置一轻质弹簧，弹簧的右端固定，左端与质量为m的滑块甲（视为质点）连接，小球乙（视为质点）静止在C点，让甲在A点获得一个水平向左的初速度，且甲在A点时弹簧处于压缩状态，此时弹簧所蕴含的弹性势能为，当甲运动到B点时弹簧正好恢复到原长，甲继续运动到C点时与乙发生弹性碰撞。已知甲与水平面之间的动摩擦因数为，A、B两点间距与B、C两点间距均为L，下列说法正确的是（ ）
A．甲刚到达B点时的速度大小为
B．甲刚到达C点时，弹簧的弹性势能为
C．甲刚到达C点时（与乙发生碰撞前）的动能为
D．若甲、乙碰撞刚结束时，乙的速度为，则乙的质量为
三、实验题
11．某同学设计了如图所示的实验装置，既可以验证牛顿第二定律，也可以测量小车的质量与当地的重力加速度，实验器材有带加速度传感器的小车（传感器的质量忽略不计），质量已知的钩码、水平玻璃桌面（右端带定滑轮）、动滑轮（轻质）、轻质细线。
实验步骤如下：
A．调节定滑轮使细线水平，动滑轮跨在细线上，钩码挂在动滑轮上，调节桌面与悬点间的距离，使动滑轮两侧细线竖直，小车与钩码由静止开始做匀加速直线运动，记录加速度传感器的示数以及相应的钩码质量；
B．改变悬挂钩码的个数，重复步骤A，得到多组加速度a与相应悬挂的钩码总质量M；
C．画出的函数关系图像。
回答下列问题：
(1)设当地的重力加速度为g，小车的质量为m，写出的函数关系图像的表达式 （用g、m、M来表示）。
(2)若图像纵轴的截距为b，斜率为k，可得 （用b来表示）， （用b、k来表示）。
12．某同学要测量某太阳能电池的电动势和内阻，在一定光照下，该太阳能电池有一定的电动势，但其内阻不是确定的值，内阻大小随输出电流的变化而变化。该同学设计了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端。闭合开关后，调节滑动变阻器，实验测得多组电流表示数I和电压表示数U，某次电流表的示数如图乙所示，则这时电路中的电流为 A．
(2)根据测得的多组数据作图像如图丙所示，根据图像可以判断，在实验给定的光照条件下，该太阳能电池的电动势为 V（保留2位有效数字），从图上看出，当电流I满足时，U与I成线性关系，此时该电池的内阻 （保留2位有效数字）。在不满足U与I成线性关系的条件下，电池内阻随输出电流的增大而 （填“增大”“不变”或“减小”）。
(3)由于电压表分流，使测得的电动势比真实值 （填“大”或“小”）。
四、解答题
13．如图所示，截面是扇形的玻璃砖放在水平面上，扇形的半径为R，，面涂有反射层，一束单色光竖直向下照射在面上的C点，折射光线照射在面的D点，反射光线照射在弧面的中点E，与平行，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖对该单色光的折射率；
（2）该单色光从C点传播到E点所用的时间。
14．如图所示的竖直面内，平行板、与水平方向成角固定放置，构成的区域是边长为的正方形，在此区域中制造一个恒定的风场。现让小球（视为质点）从与A点的等高点P以水平向左的速度抛出，当小球从的中点M进入风场后，会受到恒定的风力，并沿直线运动到的中点N。已知风力的大小为F、方向与垂直，重力加速度为g，，，忽略空气的阻力，求：
（1）小球的质量以及小球在P点的速度大小；
（2）小球在N点时重力的瞬时功率。
15．如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场中，有一沿纸面与水平方向成夹角的光滑绝缘细杆，细杆的右下端点b的右侧、竖直虚线的左侧存在竖直向上的匀强电场，竖直虚线的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上、电场强度为E的匀强电场，虚线右侧、b点左侧两个磁场的磁感应强度相同。一质量为m的带正电小球（视为质点）套在细杆上，从a点由静止开始下滑，到达b点时与细杆之间刚好无弹力，接着小球从b点进入电场，到达虚线上的c点时速度刚好水平向右，然后小球在虚线的右侧正好做匀速圆周运动，经过一段时间正好到达虚线上的d点。已知a、b两点之间的距离为，小球在虚线左侧的电场中运动的加速度大小等于重力加速度g，、，求：
（1）小球的带电量以及小球在b点的速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小以及b、c两点间的电势差；
（3）小球从a点到d点，动量变化率的大小。
参考答案：
1．D
【详解】
A．该热核反应释放大量的热，故A错误；
BC．根据电荷数和质量数守恒可知X为，中子数为8，故BC错误；
D．对该热核反应，由能量守恒可得
解得
故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．由图像可知，甲的周期关系为
求得
A正确；
B．由图像可知，乙的周期为
B错误；
C．根据可求得
C错误；
D．0~7.2s内乙的路程
D错误。
故选A。
3．C
【详解】
AB．根据
得
结合图像可知
，
物体的初速度和加速度分别为
，
AB错误；
C．前3s内物体的位移为
C正确；
D．前2s内物体的位移为
则第3s内物体的平均速度为
D错误。
故选C。
4．A
【详解】
AB．根据题意，对木杆受力分析，受重力、斜面的支持力和水平面的支持力，由于斜面光滑，木杆和斜面间没有摩擦力，由平衡条件可知，水平面一定给木杆水平向右的摩擦力，如图所示
可知，木杆处于四力平衡状态，且水平面不可能是光滑的，故A正确，B错误；
CD．由平衡条件有
解得
故CD错误。
故选A。
5．D
【详解】A．细线的拉力与F的合力提供了小球做圆周运动的向心力，A错误；
B．小球做圆周运动的半径为，所以小球所需的向心力为
B错误；
C．小球所处的纬度重力为大于赤道处的重力，所以地球赤道处的重力加速度小于，C错误；
D．根据可得地球的第一宇宙速度为
D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．对电容器，由
可得
当闭合、断开，稳定后，灯泡的功率为P，故
联立解得
故A错误；
B．由串联电路电阻与电压成正比，得
解得电源的电动势为
故B错误；
D．当、均闭合，稳定后灯泡与乙并联的总电阻为
由闭合电路欧姆定律可得甲的电流为
综合计算可得甲中的电流为
故D错误；
C．当闭合，在断开与闭合两种稳定情况下，甲看作等效电源，外电路看作为可变电阻的情况，根据闭合电路欧姆定律可知
即
由此可知
故灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为，故C正确。
故选C。
7．B
【详解】
A．由题意，线框自由落体过程中
得
A错误；
B．线框下边进入磁场的速度为
线框匀速进入磁场后继续匀加速运动，根据
当线框的下边刚到达磁场的下边界时的速度为
B正确；
C．线框匀速进入磁场，根据
得线框的电阻为
C错误；
D．根据
，，
线框在离开磁场的过程中流过某一横截面的电荷量为
D错误。
故选B。
8．AC
【详解】A．根据题意已知等腰做的角平分线会垂直平分底边BC，得
故A正确；
B．设气体在状态A、B的体积分别为、，AB的反向延长线经过坐标原点O，由正比例函数关系可得
三角形ABC的面积为，则有
联立解得
故B错误；
C．由C到A由理想气体状态方程可得
已知，由图可知
联立解得
故C正确；
D．由功的定义可得气体对外界做的功等于p-V关系图像与横轴所围成的面积，则气体从状态B到状态C，外界对气体做的功为
解得
故D错误。
故选AC。
9．BD
【详解】
A．设原线圈电压为，匝数为3的副线圈电压为，匝数为2的副线圈电压为，由电压关系知
则可知
由功率关系知
则可知
则
代入得
A错误；
B．由于
代入得
通过电阻乙的电流为
B正确；
C．设电源电压的有效值为则
C错误；
D．三个电阻的总功率为
D正确；
故选BD。
10．BCD
【详解】
A．甲刚到达B点时，弹簧弹性势能为零，即弹簧对甲做功为，根据动能定理
得
A错误；
B．由题意，根据对称性可知，甲刚到达C点时，弹簧的弹性势能为，B正确；
C．根据动能定理
得
C正确；
D．根据动量守恒定律和机械能守恒
由题意，碰撞后乙的速度为
得
D正确。
故选BCD。
11．(1)
(2)
【详解】（1）小车放在水平玻璃桌面上，小车与桌面的摩擦力忽略不计。由题意可得，钩码的加速度为
对钩码，设细线对小车的拉力为T，根据牛顿第二定律
对小车
联立，解得
（2）[1][2]根据
则
解得
12．(1) 右 0.160
(2) 2.9 7.3 增大
(3)小
【详解】（1）[1] 闭合开关前，滑动变阻器应在最大阻值处，滑片移到最右端；
[2]由图可知电流表的分度值为0.01A，读数为0.160A；
（2）[1]根据图像的截距可知电源电动势为2.9V；
[2] 由闭合电路欧姆定律可知
图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小，则有
[3]当电流大于150mA时，随着电流增大，图线斜率变大，电池的电阻增大；
（3）由于电压表的分流作用，使测得的电动势比真实值小。
13．（1）；（2）
【详解】延长入射光线交OB于F点，如图
由于与平行，且CD和ED与竖直方向夹角相等，则
由几何关系，光的入射角为，则
故光的折射角为，则玻璃砖对该单色光的折射率为
（2）为正三角形，则OCED为菱形，则
得
即光在玻璃砖中的路程为
光在玻璃砖中的速度为
单色光从C点传播到E点所用的时间为
14．（1），；（2）
【详解】（1）小球从P到M过程做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，则有
小球从P到M过程做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有
解得
由于小球从的中点M进入风场后，会受到恒定的风力，并沿直线运动到的中点N，根据直线运动的条件，重力与风力的合力方向沿MN，则有
解得
（2）根据上述可知，小球所受外力的合力方向沿MN，小球做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
小球在M点的速度
小球从M到N过程有
小球在N点时重力的瞬时功率
解得
15．（1），；（2），；（3）
【详解】（1）根据题意可知，小球在虚线的右侧正好做匀速圆周运动，则有
解得
根据题意可知，由于绝缘细杆光滑，则小球沿绝缘细杆做匀加速直线运动，加速度为
设小球在b点的速度大小为，则有
，
解得
，
（2）小球到达b点时与细杆之间刚好无弹力，则有
解得
小球从到过程中，竖直方向上，有
竖直方向减速为零
，
解得
，
（3）小球在虚线的右侧正好做匀速圆周运动，小球到达点的速度大小等于点进入时速度的大小，则有
小球的运动时间为
小球从a点到d点，动量变化率的大小