2023-2024学年河北省中学高三上学期物理模拟试题

这是一份2023-2024学年河北省中学高三上学期物理模拟试题，共16页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。

1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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，我国第五代战斗机“歼-20”是目前亚洲区域最先进的战机， 当它沿倾斜直线匀速飞行时，气体对它的作用力方向为（ ）
A．B．C．D．
2、如图所示，金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动，金星半径是火星半径的n倍，金星质量为火星质量的K倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是（ ）
A．金星表面的重力加速度是火星的倍
B．金星的第一宇宙速度是火星的倍
C．金星绕太阳运动的加速度比火星大
D．金星绕太阳运动的周期比火星大
3、下列关于衰变与核反应的说法正确的是（ ）
A．衰变为，经过3次衰变，2次β衰变
B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C．核聚变反应方程中，X表示质子
D．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
4、我国相继成功发射的“实践卫星二十号”和“通信技术试验卫星五号”都属于地球静止轨道卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动。则两颗卫星在轨运行的（ ）
A．线速度等于第－宇宙速度B．动能一定相等
C．向心力大小一定相等D．向心加速度大小一定相等
5、在港珠澳大桥建设中，将数根直径22米、高40.5米的空心钢筒打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录．一根钢筒的重力为G，由如图所示的起重机用8根对称分布的、长为22米的钢索将其吊起，处于静止状态，则( )
A．钢筒受到8个力作用
B．每根钢索受到的拉力大小为G
C．钢筒的重心可能在钢筒上
D．钢筒悬吊在空中可能处于失重状态
6、如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为1m，各质点均静止在各自的平衡位置，t=0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图像如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向左传播，则下列说法正确的是（ ）
A．此横波的波长为1m
B．质点e开始振动的方向沿y轴负方向
C．从t=0至t=3s内质点b运动的路程为10cm
D．从t=2s至t=2.5s内质点d的加速度沿y轴正向逐渐减小
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、如图所示为带电粒子在某电场中沿x轴正方向运动时，其电势能随位移的变化规律，其中两段均为直线。则下列叙述正确的是（ ）
A．该粒子带正电
B．2m~4m内电势逐渐升高
C．0m~2m和2m~6m的过程中粒子的加速度大小相等方向相反
D．2m~4m电场力做的功和4m~6m电场力对该粒子做的功相等
8、如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O的电势为零．当小球以2m／s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零．在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度.则下列判断正确的是
A．匀强电场的场强大小为
B．小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4J
C．小球做顺时针方向的匀速圆周运动
D．小球所受的洛伦兹力的大小为3N
9、如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，当滑片由a端向b端移动的过程中（ ）
A．电源效率增大B．电源输出功率增大
C．电压表V1和V的示数比值增大D．电压表V1和V示数变化量、的比值始终等于
10、在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（ ）
A．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为
B．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为
C．处的位置电场强度不为0
D．在与之间的连线上电场强度为0的点有2个
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）某同学用图甲所示装置测量木块与木板间动摩擦因数。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小木块相连，另一端可悬挂钩码。实验中可用的钩码共有N个，将(依次取=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳左端，其余个钩码放在木块的凹槽中，释放小木块，利用打点计时器打出的纸带测量木块的加速度。
(1)正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示。已知打点周期T=0.02s，则木块的加速度=____m／s2。
(2)改变悬挂钩码的个数n，测得相应的加速度a，将获得数据在坐标纸中描出(仅给出了其中一部分)如图丙所示。取重力加速度g=10m／s2，则木块与木板间动摩擦因数______(保留2位有效数字)
(3)实验中______(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。
12．（12分）LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，其优点是体积小、质量轻、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、绿色环保、安全可靠，我国已经在大力推行使用LED灯具了。某小组同学找到了几个图甲所示的LED灯泡，准备描绘LED灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下：
A．LED灯泡：额定功率0.1W；
B．电压表V：量程0~5V，内阻约为100kΩ
C．电流表A：量程0~300mA，内阻约为10Ω
D．锂离子电池：电动势3.8V、内阻很小；
E.滑动变阻器R：0—50Ω，2A；
F.开关、导线若干。
（1）考虑到描绘LED灯泡的伏安特性时，灯泡两端电压应从零开始，同时又要尽量减小实验误差。下列电路中最恰当的一个是_________。
A． B．
C． D．
（2）选择好正确的电路进行实验，根据实验所测得的电压和电流，描绘出该LED灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可知，LED灯泡两端电压在2.3V以下时几乎处于_________（选填“短路”或“断路”）状态，选LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）由该LED灯泡的伏安特性曲线可知，若将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联，则该LED灯泡的耗电功率为___________W（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）如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度，大气压强时，活塞与气缸底部之间的距离=30cm，已知活塞的面积为，不计活塞的质量和厚度，现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升当温度上升至时，求：
①封闭气体此时的压强
②该过程中气体对外做的功
14．（16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二、第三象限内有一垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域△ABC，A点坐标为（0，3a），C点坐标为（0，﹣3a），B点坐标为(，-3a）．在直角坐标系xOy的第一象限内，加上方向沿y轴正方向、场强大小为E=Bv0的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，其与x轴的交点为Q．粒子束以相同的速度v0由O、C间的各位置垂直y轴射入，已知从y轴上y=﹣2a的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过O点．忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力．
（1）求粒子的比荷；
（2）求粒子束射入电场的纵坐标范围；
（3）从什么位置射入磁场的粒子打到荧光屏上距Q点最远？求出最远距离．
15．（12分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个质量均为m的滑块A、B，带电量分别为+ q、+Q，滑块A以某一初速度v从远处沿AB连线向静止的B运动，A、B不会相碰。求：运动过程中，A、B组成的系统动能的最小值Ek。
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、C
【解析】
匀速飞行时受力平衡，即向下的重力与气体对飞机竖直向上的作用力平衡，故选C.
2、C
【解析】
A．由
有
故A错；
B．由
有
故B错误；
C．由公式
得
由图可知，金星轨道半径比火星轨道半径小，则金星绕太阳运动的加速度比火星大，故C正确；
D．由公式
得
由图可知，金星轨道半径比火星轨道半径小，则金星绕太阳运动的周期比火星小，故D错误。
故选C。
3、A
【解析】
A．设发生n次衰变，m次β衰变，根据电荷数和质量数守恒，则有
解得n=3，m=2，故A正确；
B．衰变所释放的电子是原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子，故B错误；
C．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，聚变反应方程中，X的质量数为
电荷数为
可知X表示中子，故C错误；
D．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，不是中子，核反应方程为
故D错误。
故选A。
4、D
【解析】
A．由于两颗卫星属于地球静止轨道卫星，其轨道半径一定大于地球半径，由公式
得
由于第一宇宙速度即为半径为地球半径的卫星的线速度，则这两颗卫星在轨运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；
B．由于不清楚两颗卫星的质量，则无法比较两颗卫星的动能，故B错误；
C．由于不清楚两颗卫星的质量，则无法比较两颗卫星的向心力，故C错误；
D．由于两颗卫星属于地球静止轨道卫星，则两颗卫星的轨道半径一定相等，由公式
得
则加速度大小一定相等，故D正确。
故选D。
5、B
【解析】
A．钢筒受到重力和8根钢索的拉力共9个力作用，选项A错误；
B．由题意知，每根钢索与竖直方向夹角为30°，设每根钢索的拉力大小为F，钢筒处于静止状态，则由平衡条件有
8Fcs 30°＝G
解得
F＝G
结合牛顿第三定律可知，选项B正确；
C．钢筒空心，它的重心一定不在钢筒上，选项C错误；
D．钢筒悬吊在空中处于静止状态，加速度为零，选项D错误。
故选B。
6、C
【解析】
A．由振动图像可知T=2s，则波长为
故A错误；
B．由图乙可知，波源起振方向为竖直向上，根据介质中所有质点开始振动方向都与波源起振方向相同，即质点e开始振动的方向沿y轴正方向，故B错误；
C．波从a传到b所用的时间为
从t=0至t=3s内质点b振动了
则运动的路程为
故C正确；
D．波传到d点需要1.5s，则从t=2s至t=2.5s内质点d的正在从最高点向最低点振动，加速度方向沿y轴负方向且逐渐减小，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、CD
【解析】
AB．由于电场的方向未知，因此粒子的电性不能确定，2m~6m的电势的高低也不能判断， AB错误；
C．根据电势能与电势的关系
Ep=qφ
场强与电势的关系
得
由数学知识可知Ep﹣x图像切线的斜率等于，故斜率间接代表了场强大小，0m~2m和2m~6m的斜率大小相等方向相反，因此电场强度的方向大小相等方向相反，则粒子的加速度大小相等方向相反，C正确；
D．2m~4m两点间距与4m~6m两点间距相等，电场强度也相等，因此由U=Ed可知，2m~4m两点间的电势差等于4m~6m两点间的电势差，则2m~4m电场力做的功和4m~6m电场力做的功相等，D正确。
故选CD。
8、BD
【解析】
A、据题意和乙图可知，，故A错误；
B、据题意可知，小球所受的电场力等于重力，洛伦兹力提供向心力，所以小球重力势能增加最多，电势能减少最多，大小为：2qφ=2×6×10﹣7×2ⅹ106J=2.4J，故B正确；
C、以上分析可知，洛伦兹力提供向心力，据左手定则可知，小球做逆时针运动，故C错误；
D、以上可知：mg=Eq，，联立以上解得：f=3N，故D正确．
故选BD
【点睛】
本题感觉较难，但读懂题意，把小球的受力情况和特点挖掘出来，此题就会迎刃而解；还需注意利用乙图求场强，能量守恒求电势能的减小．
9、ACD
【解析】
A.滑片由a端向b端移动的过程中，R1逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端电压增大，电源的效率，电源的效率增大，故A正确；
B.当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于a端时，外电路电阻为R2=0.5rr，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最大，所以当滑片由a端向b端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故B错误；
C.串联电路电流相等，则，当滑片由a端向b端移动的过程中，R1增大，增大，故C正确；
D.根据闭合电路欧姆定律得：
U1=E﹣I（R2+r）
U=E﹣Ir
则有：
则
故D正确。
故选ACD。
10、AC
【解析】
AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有
则
根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；
C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；
D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。
故选AC。
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、 不需要
【解析】
（1）木块的加速度：.
（2）对N个砝码的整体，根据牛顿第二定律： ，解得；画出a-n图像如图；
由图可知μg=1.6，解得μ=0.16.
（3）实验中是对N个砝码的整体进行研究，则不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。
12、D 断路 减小 0.024（0.023—0.025均给分）
【解析】
（1）要求电流电压从零开始，所以电路应该用分压电路，且由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值，所以应该用电流表外接法，所以电路结构选D；
（2）在2.3V以下时电路中电流为零，可以认为电路断路，从图像上可以看出LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而减小。
（3）将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联，设灯泡两端的电压为U，流过灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律可知，整理得：，在I-U图像上画出此函数，如图所示：
图像的交点即为灯泡的工作电压和电流，此时的电压为3.05V，电流为8mA，所以LED灯泡的耗电功率为
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、①②30J
【解析】
试题分析：（1）对活塞进行受力分析：得：
设活塞上升到卡球处时气体温度为，初状态体积，温度为，末状态体积为，则：③
解得：
气体还将进行等容不得升温，初状态压强为，温度为T，末状态压强为，温度为，则：⑤
解得：
（2）该封闭气体仅在等压膨胀过程中对外做功，则：
考点：考查了理想气体状态方程
【名师点睛】先写出已知条件，对活塞进行受力分析，根据理想气体状态方程求压强；活塞克服重力和外面的大气压做功，利用功的计算公式即可求解，注意应用公式时，温度为热力学温度．
14、 (1)(2)0≤y≤2a (3)，
【解析】
(1)由题意可知， 粒子在磁场中的轨迹半径为r＝a
由牛顿第二定律得
Bqv0＝m
故粒子的比荷

(2)能进入电场中且离O点上方最远的粒子在磁场中的运动轨迹恰好与AB边相切，设粒子运动轨迹的圆心为O′点，如图所示．
由几何关系知
O′A＝r· ＝2a
则
OO′＝OA－O′A＝a
即粒子离开磁场进入电场时，离O点上方最远距离为
OD＝ym＝2a
所以粒子束从y轴射入电场的范围为0≤y≤2a
(3)假设粒子没有射出电场就打到荧光屏上，有
3a＝v0·t0
，
所以，粒子应射出电场后打到荧光屏上
粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中的运动时间为t，竖直方向位移为y，水平方向位移为x，则
水平方向有
x＝v0·t
竖直方向有

代入数据得
x＝
设粒子最终打在荧光屏上的点距Q点为H，粒子射出电场时与x轴的夹角为θ，则

有
H＝(3a－x)·tan θ＝
当时，即y＝a时，H有最大值
由于a<2a，所以H的最大值Hmax＝a，粒子射入磁场的位置为
y＝a－2a＝－a
15、
【解析】
两滑块相距最近时，速度相同，系统总动能最小， 由动量守恒定律有：
mv=2mv共
所以系统的最小动能为：
Ek=