2024届河北省部分高中高三下学期三模物理试题（原卷版+解析版）

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本试卷共100分 考试时间75分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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. ITER是指国际热核聚变实验堆，也被誉为“人造太阳”。其运行原理是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘和氚，通过高温和高压使其产生等离子体，然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，反应过程中会产生，并且会产生巨大的能量。关于聚变反应，下列说法正确的是（ ）
A. 所有的同位素都可以用于核聚变反应
B. 聚变反应放出的能量主要来源于质量亏损
C. 与核在聚变反应过程中不会产生中子
D. 聚变反应中带正电的氘和氚需通过几千摄氏度的高温克服核子间的强相互作用
2. 晓丽同学利用手机上一款APP在河北某市测量地磁场的磁感应强度。在手机上建立空间直角坐标系，手机显示屏所在平面为面，如图所示。若某次测量中，测得沿x，y，z轴方向的磁感应强度分别为，、，则该处的磁感应强度大小约为（ ）
A. B. C. D.
3. 在河北省滦平县表演的我国传统民俗文化表演“抡花”如图甲所示，“抢花”是为了祈福来年风调雨顺、免于火灾，已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示，快速转动竖直转轴上的手柄AB，带动可视为质点的“花筒”M、N在水平面内转动，筒内烧红的铁花沿轨迹切线飞出，落到地面，形成绚丽的图案。已知水平杆的长度，M、N离地高为3.2m，若手摇AB转动的角速度大小为，不计空气阻力，重力加速度g取，则铁花落地点到的距离约为（ ）
A. 5.6mB. 5.7mC. 6.6mD. 8.4m
4. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈通过理想交流电流表接入正弦式交变电流，副线圈两端接两个阻值均为的电阻和，已知电流表的示数为0.1A，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻中电流的最大值为2A
B. 原线圈接入的正弦式交变电流的电压的有效值为200V
C. 电阻消耗的电功率为40W
D. 当电源的输入功率增大使通过电流表的电流增大时，通过电阻的电流减小
5. 小芳同学上体育课时，从距离地面H高度处将篮球从静止开始释放，篮球与地面撞击后弹起，篮球在此过程中的图像如图所示。不计篮球与地面撞击过程的时间间隔，篮球在下落阶段与上升阶段所受的空气阻力大小相等，已知重力加速度。则篮球（ ）
A. 下落的高度
B. 在下落阶段和上升阶段运动的时间差为0.2s
C. 在下落阶段和上升阶段所受空气阻力与重力的大小之比为
D. 撞击地面过程中损失的机械能为0.8J
6. 2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。如图所示，神舟十七号载人飞船运行在半径为的圆轨道Ⅰ上，“天宫”空间站组合体运行在半径为的圆轨道Ⅲ上。神舟十七号载人飞船通过变轨操作，变轨到椭圆轨道Ⅱ上运行数圈后从近地点A沿轨道运动到远地点B，并在B点与空间站组合体对接成功。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则（ ）
A. 神舟十七号载人飞船在圆轨道Ⅰ上A点的加速度小于其在椭圆轨道Ⅱ上A点的加速度
B. “天宫”空间站组合体在轨道Ⅲ上运动的周期为
C. 神舟十七号载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上由A点运动至B点所需的时间为
D. 神舟十七号载人飞船在椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点的线速度大小之比为
7. 如图甲所示，真空中两正点电荷M、N固定在x轴上，其中M位于坐标原点，和两点将M、N之间的线段三等分。一质量为m、电荷量为q（q远小于M、N的电荷量）的带正电微粒P仅在电场力作用下，以大小为的初速度从处沿x轴正方向运动。取无穷远处的电势为零，P在M、N间由于受到M、N的电场力作用而具有的电势能随位置x变化的关系图像如图乙所示，图乙中，均已知，且在处图线的切线水平。下列说法正确的是（ ）
A. 与两点间的电势差
B. P运动到处时加速度可能不为零
C. M、N电荷量的大小关系为
D. P在M，N间运动过程中的最大速度
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. 在x轴上和处分别有两个波源P，Q，波源P做简谐运动的周期，振幅，产生的横波沿x轴正方向传播；波源Q做简谐运动产生的横波的波长为6m，振幅，产生的横波沿x轴负方向传播。波源P、Q在时均从平衡位置沿y轴正方向振动，振动产生的简谐横波的波速均为。下列说法正确的是（ ）
A. 在两列波叠加区域不会发生稳定的干涉现象
B. 波源Q做简谐运动的频率为
C. 时，平衡位置为处的质点的位移为0.4m，速度为零
D. 时，平衡位置为处的质点的位移为零，加速度为零
9. 如图，由a，b两种单色光组成的细光束，以与平行玻璃砖上表面AB成角射入玻璃砖，并从下表面CD射出；已知玻璃砖的厚度为d，光在真空中的传播速度为c，a光在玻璃砖中的传播速度，b光在玻璃砖中的传播速度，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃砖对单色光b的折射率为
B. 单色光a射入玻璃砖上表面AB后的折射角
C. 细光束从玻璃砖下表面CD射出时两出射点间的距离为
D. 单色光b的频率可能小于单色光a的频率
10. 以O点为坐标原点、方向为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向，建立平面直角坐标系，如图。在第Ⅰ象限内加一方向竖直向上匀强电场，在第Ⅱ象限有一加速电场，A、C两竖直极板之间的加速电压为U，在C板的中间有一小孔。在第Ⅳ象限的边长为l的等边三角形内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。现将一比荷为k的带负电的粒子从A板中间由静止释放，带电粒子从C板的小孔处飞出，接着从y轴上的M点垂直y轴进入电场，随后从的中点N进入磁场，且速度方向与边平行。在磁场中运动一段时间后，带电粒子恰好从P点离开磁场。下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子从M点进入第Ⅰ限时的速度大小
B. 第Ⅰ象限内匀强电场电场强度大小
C. 三角形区域内匀强磁场的磁感应强度大小
D. 带电粒子从M点运动到P点的时间
三、非选择题：本大题共5小题，共54分。
11. 物理学习小组从实验室取来8个相同的钩码、一端带定滑轮的长木板、一总质量的木块（带宽度为d的遮光条）、两个光电门、坐标纸、细线等。组装的实验装置如图甲，长木板水平固定，木块与定滑轮间的细线与长木板平行。
（1）若实验测得木块上遮光条通过光电门A、B时的遮光时间分别为和，已知光电门A，B之间的距离为L，则木块的加速度大小为___________。（用题中所给字母表示）
（2）已知木块上的钩码个数和悬挂的钩码个数之和为8个，若实验得出细线悬挂不同钩码个数n时所对应的木块（包括木块上钩码）的加速度为a，以a为纵坐标、n为横坐标，建立直角坐标系，根据实验数据作出图像，如图乙。已知重力加速度。由图乙可知，木块与木板间的动摩擦因数为___________（保留一位有效数字），单个钩码的质量为___________g（保留三位有效数字）。
12. 某同学利用如图甲所示的电路研究玩具小车上的太阳能电池的伏安特性。
（1）请在图乙的实物图中用笔画线代替导线把电路连接完整_______。
（2）连接电路后，闭合开关S，在光照条件和温度不变的情况下，改变电阻箱Rx的阻值，记录电压表示数U和电流表示数I，并多次重复该过程，将实验测得的数据描在U-I坐标系中，如图丙。用平滑曲线连接图丙中的数据点，作出U-I图像______。
（3）该太阳能电池的电动势为___________V。若电压表示数为15V，则对应的太阳能电池内阻为___________Ω。
（4）由U-I图像可知，当时，该太阳能电池的输出功率为___________W（结果保留三位有效数字）。
13. 气球是小朋友喜爱的玩具，张研同学吸气后，将一个大气压下且温度为27℃，体积为6.4L的气体吹入气球内并封住出气口（吹气前气球内部的空气可忽略不计）。假设吹气后的气球可看作半径的球体，气球中的气体温度与环境温度相同。取，大气压强，阿伏加德罗常数，空气的平均相对分子质量约为29，绝对零度为，气球中的气体可视为理想气体。
（1）求气球内气体的压强。
（2）已知在标准状态下（，）气体的体积，求吹入气球中的气体的质量和分子数（保留三位有效数字）。
14. 如图，质量，厚度的木板C静置于光滑水平地面上，半径的竖直光滑半圆弧轨道固定在木板C右边的水平地面上，木板与轨道均在同一竖直面内。轨道底端D点与木板C等高，并与圆心O在同一竖直线上，轨道上端最高为E点。质量的物块B置于木板C的左端，一质量的子弹A以的水平速度射中物块B并留在其中（时间极短），然后物块（B包括A）从木板左端水平向右滑行，B与C间的动摩擦因数。当物块（B包括A）到达木板右端时，木板恰好与轨道底端相碰并被锁定，同时物块（B包括A）沿圆弧切线方向滑上轨道。已知木板长度，重力加速度g取。
（1）求子弹A射中物块B并留在其中后物块（B包括A）的速度大小和该过程损失的机械能。
（2）求木板C与圆弧轨道底部碰撞前瞬间，物块（B包括A）和木板C的速度大小。
（3）判断物块（B包括A）是否会落到木板上？如果没有落在木板上，求该物块落点到木板左端的距离。
15. 以竖直向下为z轴正方向、水平向右为x轴正方向建立坐标系，如图甲。坐标系平面内存在垂直坐标系平面向里的磁场，该磁场沿x轴方向均匀分布（磁感应强度不变），沿z轴方向的磁感应强度按照图乙所示规律变化，图乙中图线斜率为k。在平面内将一质量为m的正方形导线框从坐标原点处以大小为（L为线框边长、R为线框电阻）的初速度沿x轴正方向水平抛出，导线框上、下两边始终水平，已知重力加速度为g，空气阻力不计。（其中m、g，为已知量）
（1）求导线框竖直方向的分速度增大到时，线框的加速度与重力加速度的比值。
（2）求导线框在磁场中运动过程中的最大电功率P的表达式。
（3）已知导线框从开始抛出到瞬时速度大小为时在竖直方向的位移大小为z，求该过程导线框沿x轴方向运动的位移x与z之间的关系式。