2024届河北省邢台市五岳联盟高三下学期模拟预测物理试题及答案

这是一份2024届河北省邢台市五岳联盟高三下学期模拟预测物理试题及答案，共20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
1．2024年1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心成功将爱因斯坦探针卫星发射升空。爱因斯坦探针卫星将在距离地面高度约为600km、倾角约为的轨道上做匀速圆周运动。同步卫星距地面的高度约为，则爱因斯坦探针卫星运行时（ ）
A．周期比地球同步卫星的大
B．速率比地球同步卫星的速率大
C．角速度比地球同步卫星的角速度小
D．加速度比地球同步卫星的加速度小
2．在2024年春晚杂技《跃龙门》中的一段表演是演员从蹦床上弹起后在空中旋转。已知演员离开蹦床时的速度大小为v，在上升过程中就已经完成了旋转动作，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．演员在上升的过程中处于超重状态
B．演员在下落过程中处于超重状态
C．演员在空中旋转的时间不超过
D．演员上升的最大高度为
3．贫铀弹是以含有铀238的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹，它利用贫铀合金的高硬度、高比重和高熔点依靠动能来穿透目标，其多用来毁伤坦克等装甲目标。科学研究发现，铀238具有极大的危害性，它的半衰期为45亿年，其衰变方程为，该衰变过程中产生的光子照射到逸出功为的金属上，溢出光电子的最大初动能为。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的光子具有很强的电离能力
B．原子核中含有90个中子
C．光子的波长为
D．100个经过90亿年后一定剩余25个
4．“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在某一时刻的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻（设为）起质点Q在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该列简谐横波沿x轴负方向传播，波速大小为1m/s
B．该列简谐横波与频率为2Hz的简谐横波可发生稳定干涉
C．在时，质点P的加速度为零
D．从到，质点Q通过的路程为2.4m
5．某光学器材为透明球体，其横截面如图所示，该横截面的半径为R，AB是直径。现有一束单色激光由C点沿平行AB的方向射向球体，激光经折射后恰好经过B点，已知B点到足够大的光屏的距离，光学器材的折射率，激光在真空中的传播速度大小为c，则激光从入射点传播到光屏所用的时间为（ ）
A．B．C．D．
6．能源问题是全球面临的重大问题，远距离输电在兼顾经济效益的同时，应尽可能减少输电过程中的能量损失。现通过一个理想变压器进行远距离输电，原线圈接在有效值恒定的正弦交流电源上，不计电源内阻。原线圈接有合适的灯泡，副线圈接有合适的灯泡（设两灯泡的电阻都不随温度变化）、定值保护电阻及滑动变阻器R，电流表和电压表均为理想交流电表，如图所示，此时两灯泡都发光且亮度合适。现将滑动变阻器R的滑片向下滑动少许，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数减小
B．灯泡变亮
C．定值保护电阻的电功率增大
D．灯泡变亮
7．如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定、足够长的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的距离均为2l，P点到O点的距离为l，OP与杆垂直。小球以某一初速度从N点开始向上运动，到达M点时速度恰好为0。整个运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．从N点到P点的运动过程中，小球受到的合力一定先做正功后做负功
B．小球在N点时的动能为
C．弹簧的劲度系数为
D．小球从N点向下运动到最低点的过程中增加的弹性势能为
8．某同学沿直线运动，其位移x与时间t的关系如图所示，关于该同学的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．在时间内，该同学的速度越来越小
B．在时间内，该同学的加速度一定越来越小
C．在时间内，该同学可能做匀变速直线运动
D．在时间内，该同学的加速度一定越来越小
二、多选题
9．小宋同学根据静电除尘原理设计了如图所示的高压电场中药干燥器。在大导体板MN上铺一层薄中药，针状电极O和平板电极MN接在高压直流电源上，其间产生了如图所示的电场E。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量的负电。水分子在电场力的作用下从中药材中被加速分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A．水分子在C处时，水分子受到的合力为零
B．水分子沿轨迹ABCD运动，从A点运动到离O最近之前，电场力对水分子中的负电荷始终做正功
C．水分子沿轨迹ABCD运动的过程中，电势能一直减小
D．若只把高压直流电源的正、负极反接，则水分子的运动轨迹不变
10．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场B（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框1和2，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为h，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上。两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．若线框1、2刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则
B．若线框1、2落地时的速度大小分别为、，则
C．若线框1、2在运动过程中产生的热量分别为、，则
D．若线框1、2在运动过程中通过线框横截面的电荷量分别为、，则
三、实验题
11．某学习小组设计了如下的实验研究平抛运动。如图所示，弯曲轨道AB固定在水平桌面上，在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd，该平面与钢珠平抛的初速度方向垂直，平面中心的竖直线上有刻度，原点（0刻度）与边缘B等高，以竖直向下建立y轴，以边缘B正下方的（0刻度）点为原点建立水平x轴。实验时，将竖直平面移动到x处，从固定立柱A处由静止释放体积很小的钢珠，钢珠从B点离开后击中中心竖直线上某点，记录刻度值y；改变x，多次重复实验。
(1)研究平抛运动规律时，下列说法正确的是（ ）
A．弯曲轨道必须光滑
B．弯曲轨道末端的切线水平
C．平面abcd是否在竖直平面内，对实验结果没有影响
D．选用相同体积的木球代替钢珠，实验效果更好
(2)下列图像中，能正确反映y与x关系的是（ ）
A．B．
C．D．
(3)若某次让钢珠从固定立柱A处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为；将竖直平面向远离B处平移10.0cm，再次让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为；将竖直平面再向远离B处平移10.0cm，让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为。钢珠的初速度大小 m/s。（取重力加速度大小，结果保留两位有效数字）
(4)某同学将此装备中的竖直平面abcd固定，然后尽量减少钢珠与弯曲轨道之间的摩擦直至可忽略，让钢珠从离桌面高h处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度，记为y。改变钢珠由静止释放时离桌面的高度h，重复实验，由实验数据可以推得h与 （填“y”“”或“”）成反比。
12．多用电表是一种多功能仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。
(1)指针式多用电表使用前应该调整 （填“欧姆调零旋钮”“指针定位螺丝”或“选择开关”），使指针指到零刻度。
(2)现用该多用电表测某定值电阻的阻值，把选择开关旋转到“”位置，指针指到“m”处，由于误差较大，应选择合适倍率重新测量，选择合适倍率后， （填“要”或“不要”）重新进行欧姆调零。正确操作后，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为 。
(3)图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的正极应接 （填“红”或“黑”）表笔。图中为表头，量程为，内阻，滑动变阻器的最大阻值，两表笔短接，通过调节a、b间的触点，使满偏。已知，电池电动势为1.50V（电池内阻可忽略），触点在a端时满偏，则 。
四、解答题
13．医生在给病人输液时，若需要输送两瓶相同的药液，可采用如图所示的装置。细管a与大气相通，细管b是连通管（可通气也可通药液），细管c是输液管（下端的针头与人体相连，图中未画出）；开关K可控制输液的快慢，也可停止输液。A、B是两个完全相同的药瓶，吊置的高度相同。开始时，两药瓶内液面与通气管口的高度差均为，液面与瓶底的高度差均为d。已知药液的密度为，大气压强为，重力加速度大小为g，不考虑温度的变化。
（1）打开K，药液缓慢输入病人体内，简要回答在A瓶内的药液打完前，A瓶上方气体的压强和B瓶上方气体的压强的变化情况；
（2）当A瓶内液面与管口的高度差时，求通过细管a进入A瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值。
14．如图所示，在xOy平面的第一象限内有半径为R的圆形区域，该区域内有一匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。已知圆形区域的圆心为，其边界与x轴、y轴分别相切于P、Q点。位于P处的质子源均匀地向纸面内以大小为v的相同速率发射质量为m、电荷量为e的质子，且质子初速度的方向被限定在两侧与的夹角均为的范围内。第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴（）的某区间范围内放置质子接收装置MN。已知沿方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，不计质子受到的重力和质子间的相互作用力。
（1）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）求y轴正方向上有质子射出的区域范围；
（3）若要求质子源发出的所有质子均被接收装置MN接收，求接收装置MN的最短长度x。
15．如图所示，在光滑水平台面上，一质量的物块1（视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块1与弹簧分离后与静止在平台右侧质量的物块2（视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后物块2恰好从B点沿切线方向入光滑竖直的圆弧轨道BC，圆弧轨道BC所对应的圆心角，圆弧轨道BC的半径。已知A、B两点的高度差，圆弧轨道BC与水平光滑地面相切于C点，物块2在水平地面上运动一段距离后从D点滑上顺时针转动的倾斜传送带DE，假设滑上D点前后瞬间速率不变。传送带两端DE的长度，传送带的倾角为，其速度大小。已知物块2与传送带间的动摩擦因数，不计空气阻力，不考虑碰撞后物块1的运动，取重力加速度大小，，，求：
（1）弹簧被锁定时的弹性势能；
（2）物块2在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量。
参考答案：
1．B
【详解】根据
可得
爱因斯坦探针卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，可知爱因斯坦探针卫星运行时周期比地球同步卫星的小，速率比地球同步卫星的速率大，角速度比地球同步卫星的角速度大，加速度比地球同步卫星的加速度大。
故选B。
2．C
【详解】AB．演员在上升和下降的过程中，都只受重力作用，处于完全失重状态，选项AB错误；
C．演员上升过程中用时间为
则在空中旋转的时间不超过，选项C正确；
D．演员上升的最大高度为
选项D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．衰变产生的光子具有很强的穿透能力，A错误；
B．原子核中含有中子数
个
B错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程有
则
解得光子的波长
C正确；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计结果，少数原子核的衰变时间无法预测，D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．时刻，质点Q振动方向向上，根据同侧法可判断出该波沿x轴负方向传播，从图像可读出
，
可得波速为
A正确；
B．该波的频率为
频率相同的两列波才能发生的稳定的干涉，B错误；
C．已知
所以质点P在时位于负向最大位移处，加速度为正向最大，C错误；
D．已知
质点Q通过的路程为
D错误。
故选A。
5．D
【详解】设细光的入射角为i，如图所示：
由几何关系可得
由折射定律可得
解得
，
光在介质中的传播速度为
光在介质中传播的时间为
光从B点进入空气中的折射角也为
光从B到MN的时间为
所以光从入射点传播到光屏所用时间为
故选D。
6．D
【详解】A．设输入电压为U，根据
解得
，
滑动变阻器R的滑片向下滑动少许， 电阻R阻值增大，副线圈总电阻增大，减小， 灯泡变暗；电压增大，电压表的示数增大， 选项A B错误；
D．因
，
电压增大， 故电压U2增大， 增大，灯泡变亮， D正确 。
C．因
，
减小， 故减小， 增大， 减小， 定值保护电阻的电功率减小，选项C错误；
故选D。
7．B
【详解】A．从N点到P点的运动过程中，受到重力、弹簧弹力、杆的支持力，合力方向无法确定，所以无法确定合力的做功情况，故A错误；
B．从N点到M点的运动过程中，弹簧做的总功为零，根据动能定理有
解得
故B正确；
C．从N点到P点的运动过程中弹簧弹力在竖直方向的分量与重力相等的点无法确定，则弹簧的劲度系数无法确定，故C错误；
D．小球从N点向下运动到最低点的过程中，根据能量守恒有
解得
故D错误。
故选B。
8．A
【详解】AB．位移x与时间t的图像的斜率表示速度，在时间内，图像的斜率逐渐减小，说明该同学的速度越来越小，但速度的变化率即加速度可能变大也可能变小也可能不变，所以该同学的加速度大小无法确定，A正确，B错误；
CD．在时间内图像斜率变大，该同学的速度逐渐变大，但速度的变化率即加速度无法确定，可能变大也可能变小也可能不变，CD错误。
故选A。
9．BD
【详解】A．水分子做曲线运动，在C处时，受到的合力不为零，故A错误；
B．水分子沿轨迹ABCD运动过程中，从A点运动到离O最近之前，水分子中的负电荷受到的电场力方向与运动的方向夹角小于90°，故电场力做正功，故B正确；
C．水分子沿轨迹ABCD运动过程中，电场力先做正功，后做负功，故电势能先减小后增大，故C错误；
D．如果把高压直流电源的正负极反接，产生的电场方向发生反转，但水分子是一端带正电，另一端带等量负电，故水分子的正负端发生反转，水分子运动轨迹不变，故D正确。
故选BD。
10．CD
【详解】A．线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
（ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量为
m=ρ0S•4L
（ρ0为材料的密度）。当线圈刚进入磁场时其加速度为

联立得
与L无关，则
a1=a2
故A错误；
B．线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，线圈2做加速度为g的匀加速运动的位移较大，所以落地速度关系为 v1＜v2，故B错误；
C．由能量守恒可得
Q=mg（h+H）-mv2
（H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得
Q1＞Q2
故C正确；
D．根据
则知
故D正确。
故选CD。
11．(1)B
(2)D
(3)1.0
(4)y
【详解】（1）A．弯曲轨道不必光滑，只要每次小球从同一位置释放即可，故A错误；
B．弯曲轨道边缘保持水平，确保小球做平抛运动，故B正确；
C．保持竖直平面abcd与水平面垂直，可准确测量平抛的水平、竖直位移，故C错误；
D．使用相同体积但质量较大的小钢珠，可减小空气阻力的影响，故D错误。
故选B。
（2）由平抛运动的位移公式可得
联立可得
故y-x为开口向上的抛物线，y-x2为过原点的直线。
故选D。
（3）[1]由于水平方向移动的距离相同，故时间间隔相同，设为T，竖直方向由匀加速直线运动的推论
可得
水平方向满足
解得
（4）[1]在轨道上，由动能定理可得
联立小问2中
可得
故h与y成反比。
12．(1)指针定位螺丝
(2) 要 1200
(3) 黑 1250
【详解】（1）指针式多用电表使用前应该调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。
（2）[1]用指针式多用电表测电阻每次选择合适倍率后，都要重新进行欧姆调零。
[2]选择开关旋转到“”位置，指针指到“m”处，说明电阻较小，应先将开关旋转到“”位置，指针指到“n”处，则该电阻的阻值为
（3）[1]欧姆表的红表笔与其内置电源的负极相连接，黑表笔与欧姆表内置电源正极相连接。则电池的正极应接多用电表的黑表笔。
[2]触点在a端时G满偏，则RT与G串联，串联部分的电压为
根据串并联电路的特点可知R2两端的电压为
所以通过R2的电流为
则通过的电流为
根据部分电路欧姆定律得
13．（1）见解析；（2）
【详解】（1）细管与大气相通，管口处的压强为，药液逐渐流出时，大气通过管进入A瓶，由于管口上方的液柱逐渐变小，所以A瓶内气体的压强逐渐增大；药液逐渐流出时，只要A瓶管口上方还有药液，B瓶内药液的体积就不变，其上方气体的体积就不变，压强不变。
（2）通气管a与大气相通，管口处的压强为。开始时A瓶内气体的压强为
通入气体后，A瓶内气体的压强为
设药瓶的内横截面积为S，则开始时A内气体的体积
通入气体后，A内气体的体积
由于气体等温变化，设通入压强为的气体的体积为，则有
设通入A内的气体在等温条件下压强为时的体积为，则有
又
可知，通过通气管进入瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值为
联立解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）沿方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，则该质子运动半径为，有
解得
（2）如图所示，设在左右两侧角方向上射入磁场的质子，最终分别有磁场边界上的A、B两点射出，对应圆周运动的圆心分别为、，则四边形和均为 ，则粒子由A、B两点水平飞出，且与B点重合。
根据几何关系可知
B点到轴的距离为，所以y轴正方向上有质子射出的区域范围为
（3）若质子由处飞入电场时打在M点，由处飞入电场时打在N点，根据类平抛运动的规律，有
解得
MN的最短长度为
15．（1）J；（2）0.84J
【详解】（1）打开锁扣K，根据能量守恒定律有
两物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
此后物块2做平抛运动，则有
解得
J
（2）滑块2从A到D，根据动能定理有
解得
m/s
滑块2速度大于传送带速度，根据牛顿第二定律有
运动的时间为
位移为
解得
s，m
该过程产生的热量为
J
此后，滑块2受摩擦力向上，根据牛顿第二定律有
位移为
m
根据匀变速直线运动位移—时间公式有
解得
s
此过程产生的热量为
J
则因摩擦产生的热量为
J