2024届河北省雄安新区部分高中高三下学期三模物理试题

这是一份2024届河北省雄安新区部分高中高三下学期三模物理试题，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

第I卷（选择题共46分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸呼出的CO2是否具有放射性即可诊断。已知发生β衰变的半衰期为5730年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. X为
B. β射线比γ射线的穿透能力弱
C.衰变产生的是核外电子被电离产生的
D.一般服下药物15分钟后再检测，是为了避免由于的衰变而明显降低检测准确性
2.超级电容器储存的大量电能是电磁炮瞬间大电流发射的重要基础，如图所示。若超级电容器的电容为C，充电电压为U，发射一枚电磁炮的炮弹所需电量为超级电容所存储电荷的5%，炮弹质量为m，导轨宽为l，导体推杆垂直导轨并良好接触，垂直导轨平面的磁场的磁感应强度为B，不计空气阻力和摩擦，则炮弹出膛的速度为（ ）
A. B. C. D.
3.用不同波长的光照射光电管阴极来探究光电效应的规律时，根据光电管的遏止电压Uc与对应入射光的波长入作出的图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A.该光电管阴极材料的极限频率大小为
B.由图像可得普朗克常量
C.当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能为2be
D.当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能为be
4.中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。下图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的接触面与水平方向成45°角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（ ）
A. B. C. D.
5.如图甲所示，一艘正在进行顺时针急转弯训练的航母，运动轨迹可视作半径为R的水平圆周。航母在圆周运动中，船身发生了向外侧倾斜，且甲板的垂线与竖直方向的夹角为θ，船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上，与甲板始终保持相对静止，两者之间的动摩擦因数为μ（μ>tanθ）。假设航母的运动半径R、夹角θ不随航速改变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A.航母对小物块的支持力为mgcsθ
B.小物块可能只受重力、支持力两个力的作用
C.航母的航速越大，则小物块受到的摩擦力越大
D.航母的最大航速为
6.如图所示，两通电长直导线沿正方体的A'D'边和BB'边放置，分别通过大小相等、方向如图中所示的恒定电流。一闭合圆形金属小线圈，初始位置圆心在A点，可沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中小线圈平面始终与AA'B'B平面平行。沿AD方向观察，不考虑地磁场影响，下列说法正确的是（ ）
A.C和D两点的磁感应强度相同
B.C点的磁感应强度方向由D点指向C点
C.小线圈由A点向A'点移动时能产生顺时针方向的感应电流
D.小线圈由A点向D点移动时能产生逆时针方向的感应电流
7.自耦变压器是一种初、次级间无须绝缘的特种变压器，其输出和输入共用同一组线圈。如图甲所示的自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个匝数n0=200的线圈，通过滑动触头P可以改变负载端线圈的匝数。已知输入端a与线圈触点M间的线圈匝数为50匝，定值电阻R0=16Ω，R1=27Ω，滑动变阻器R2的总阻值足够大，交流电压表为理想电表，线圈电阻不计、忽略漏磁。当在a、b端输入如图乙所示的交变电流时，下列说法正确的是（ ）
A.当P滑至M、K旋至c时，定值电阻R0消耗的功率为169W
B.通过定值电阻R0的电流方向每秒改变50次
C.当P滑至M、K旋至c时，电压表的示数约为208V
D.若P滑至M、K旋至d，当滑动变阻器R2消耗的功率最大时，R2接入的阻值为8Ω
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8.电磁波从光疏介质射向光密介质，在两介质的分界面上发生反射时，其相位会发生180°的变化。一艘船在25m高的桅杆顶部有一根天线，向位于海边150m高的悬崖顶处的接收站发射无线电波，当船行驶至离悬崖2000m时，因为海平面反射无线电波而失去无线电联系，已知，.则该船所用无线电波波长可能为（ ）
9.为监控非法入侵南海岛屿的船只，北斗系统中有颗近似在圆轨道上绕地球运动的卫星，卫星控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图如图所示，它记录了该卫星在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四周，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时的经度为180°），受稀薄大气的影响，每隔一段时间须启动卫星上的发动机来修正轨道。下列说法正确的是（ ）
A.该卫星的周期约为100min
B.大气阻力会使该卫星的轨道变低
C.该卫星的轨道平面可能与赤道共面
D.发动机工作时对卫星做正功，轨道修正后卫星的动能将变小
10.如图所示，五人制足球比赛的球门高2m，宽3m。在某次比赛中，一同学在球门前2.5m处的O点将足球射向球门，足球在运动的最高点恰好击中球门横梁中点P。足球经过横梁反弹后，垂直CD的速度分量大小变为原来的0.6倍，平行CD的速度分量不变，落在Q点。已知BO垂直AB，足球质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A.足球的初速度大小为 B.落地时的速度大小为
C.落地点Q与O的距离为 D.横梁对足球的冲量大小为
第II卷（非选择题共54分）
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11.（4分）如图所示，将一轻质弹簧左端固定。然后从弹簧原长位置开始向左依次标记“0”“1”“2”“3”“4”五个位置。弹簧原长左侧桌面光滑、右侧桌面粗糙程度均匀。再用两个由同种材料制作的物块m、M放在弹簧右端，将弹簧右端分别压至“1”“2”“3”“4”位置由静正释放，测量出物块每次停止运动时的位置到释放点的距离x1、x2、x3、x4，得到数据如下表：
（1）从同一位置由静止释放，质量大的物块向前滑行的最大距离较 （填“大”或“小”）；
（2）根据表中数据可知，物块M的质量为 kg（结果保留1位有效数字）；
（3）若将“0”“1”“2”“3”“4”五个相邻位置间的距离设为、、、，已知弹簧在弹性限度内，弹性势能的大小与弹簧形变量的二次方成正比，则根据上表数据可知、、、大小关系为 （填“近似相等”“依次增大”或“依次减小”）。
12.（10分）某物理兴趣小组发现实验室里的多用电表欧姆挡配备了两块电池，在弄懂原理后受此启发尝试设计了一款如图所示的具有“×1”和“×10”两种倍率的简易欧姆表。所用器材有：两节干电池，电动势E1=E2=1.5V，内阻均不计；灵敏电流计G，满偏电流Ig=500μA，Rg=195Ω；电阻箱R1、R2，滑动变阻器R3；定值电阻R4、R5；S为单刀双掷开关；红黑表笔各一支；导线若干。
（1）a表笔应为 （填“红”或“黑”）表笔。当开关S接 （填“1”或“2”）时，欧姆表的倍率为“×1”挡。
（2）该兴趣小组发现大多数的欧姆表刻度盘在正中央的刻度数为“15”，为与常用欧姆表保持一致，现将该表的正中央数值也设为“15”。经同学们的理论探究，得出R1= Ω，R2= Ω，并按此调整R1、R2为相应的阻值。
（3）小组成员按照一定的规律绘制欧姆表刻度替掉灵敏电流计的表盘，刻度盘正中央的数值标为15，最右边满偏电流Ig处的数值标为0，处的数值标为 。
（4）该小组用制作好的欧姆表测量未知电阻Rx。选择“×10”挡，红黑表笔短接，调节R3使灵敏电流计满偏，再将R2接到红黑表笔间，此时指针指在了处，则R2= Ω。
13.（10分）如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一导热良好的钢制罐体，罐体的容积为，两端分别焊接了支撑轴和摇柄。在p0=1atm（标准大气压）的气压、27℃的干燥环境下打开阀门向罐体内放入的谷物，关闭阀门。将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，谷物内部分水分汽化成高压水蒸气与罐内空气形成混合气体。当罐内混合气体温度为627℃、压强为6atm时，打开阀门。因为外部压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。忽略谷物间隙气体的体积和在罐体内加热过程中谷物体积的变化。已知绝对零度为℃。
（1）从开始加热到压强变为6atm时，求罐体内水蒸气的分压强；
（2）打开阀门后的混合气体迅速膨胀对外做功使得谷物全部喷出，当混合气体温度为127℃时，求罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比。
14.（14分）如图所示，两个完全相同的光滑直角三角形斜面体固定在水平地面上，倾角均为θ=30°，斜面体顶端均固定相同的轻质滑轮。两根等长的轻细线均绕过滑轮，一端与放在斜面上的质量均为m的物块A、B相连，另一端与质量为2m的物块C连接。一开始用外力托住物块A、B、C，细线处于拉直状态，此时物块C距离地面的高度为h0，同时撤去外力后，物块C开始向下运动。已知物块C触地后速度立即变为零；物块C被提起时，细线瞬间绷直，绷直瞬间细线上的拉力非常大，从细线绷直到物块C再次落地前，细线均保持拉直状态，在整个运动过程中，细线始终不会脱离滑轮，物块A、B不会与滑轮相碰。不计一切摩擦，重力加速度为g，求：
（1）物块C第一次触地过程中损失的机械能；
（2）物块C第一次触地后上升的最大高度h1；
（3）物块C从开始下落到最终停止运动所经历的时间t。
15.（16分）如图所示，直角坐标系中，有一平行于y轴长度为0.5L的线状离子源MN，M端在x轴上，坐标，离子源发射的正离子初速度大小均为v，方向平行于x轴正方向，且发射的正离子沿MN均匀分布，每个离子质量为m，电荷量为q；在x≥L、y≤0区间内加一垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的圆形边界匀强磁场（未画出），能使离子源发射的全部正离子经过原点O，不计离子重力及离子间的相互作用。
（1）求磁感应强度B1的取值范围。
（2）若磁感应强度B1取最小值，在第一象限加垂直纸面向里、磁感应强度大小为B2的匀强磁场，在第二象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为B3的匀强磁场，已知B1=B2=B3，离子发射前，在y轴上放置长度为0.8L的探测板PQ，只有打到探测板左侧表面的离子才能被探测到。
= 1 \* GB3 ①求全部正离子经过原点O时与y轴正方向夹角的范围；
②若探测板下端Q的纵坐标yQ=2.4L，求离子探测率η（即探测板探测到的离子数占总离子数的比例）；
③若探测板位置在y轴上可变，Q端纵坐标满足0参考答案及解析
一、单项选择题
1.B2.A3.C4.D5.C6.D7.A
二、多项选择题
8.AC9.BD10.AC
三、非选择题
11.（l）小（1分）
（2）0.05（2分）
（3）近似相等（1分）
12.（1）红（1分）1（1分）
（2）1（2分）4（2分）
（3）5（2分）
（4）300（2分）
13.（1）3atm
（2）50%
【解析】（1）对原有空气，根据查理定律有
其中，
联立可得
从开始加热到压强变为6atm时，罐体内水蒸气的分压强为
（2）设罐体的体积为V0，对混合气体分析，由理想气体状态方程可得
其中
可得
则有罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比为
14.（1）
（2）
（3）
【解析】（1）根据牛顿第二定律，对A有
对C有
解得
从C开始下落到C落地前，有
C落地过程中的机械能损失为
解得
（2）C触地后，A、B先沿着斜面上滑再下滑，下滑至细线再次绷紧时的速度仍为v1。细线紧绷瞬间，设一根绳上作用力的冲量大小为I，重力冲量因作用时间极短忽略不计。对A、C列动量定理，有
解得
C之后做加速度为的匀减速运动，最终上升高度记为h1，故
解得
（3）将C到达最高点到下一次回到最高点的过程看作第一过程，此过程中，C由最高点下落的时间，
A、B此后上滑后下滑至再次绷直的时间
C上升至最高点所用时间
总用时
第二个过程与第一个过程的区别在于初始下落高度由h0变为，由第（2）问的方程可知第三次初始下落高度为
故可得第二过程总用时
第三过程总用时
第四过程总用时
物块C从开始运动到最终停止所经历的总时间为
15.（1）
（2）①
②40%
③见解析
【解析】（1）离子在圆形磁场中汇聚到O，离子运动圆周半径r等于圆形磁场的半径R，即r=R，如图1所示
所加圆形边界磁场的半径R满足
由
得
（2）若时，离子圆周运动的半径
①，解得，即与y轴正方向的夹角范围
②若，离子经过B2、B3两个磁场后在y轴方向上离O的距离
临界1（如图2中轨迹①）有，解得
临界2（如图2中轨迹②）有，解得
③，分成4个区间
i）当时，
ii）当时，，解得
解得
iii）当时，
解得
iv）当时，离子穿过O点后经过一个运动周期打到探测板左侧，，解得
离子穿过O点后经过两个运动周期打到探测板左侧，
，解得
解得x1
x2
x3
x4
m=0.1kg
0.20m
0.79m
1.81m
3.19m
M
0.39m
1.58m
3.63m
6.40m