2024届河北省邯郸市普通高中学业水平选择性考试（一模）物理试卷(含答案)

这是一份2024届河北省邯郸市普通高中学业水平选择性考试（一模）物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．硼中子俘获治疗技术（BNCT）的治疗原理是向患者体内注入含硼药剂，这种药剂对肿瘤细胞有很强的亲和力，当足够浓度的硼元素进入肿瘤细胞后，再用中子束照射肿瘤部位，中子被肿瘤细胞内的硼（）俘获后，释放出射线Ⅰ和新的原子核，这种射线能使肿瘤细胞DNA双股螺旋断裂，从而消灭肿瘤细胞，并且射线的穿透距离均小于细胞半径，不会对相邻的正常细胞产生过多影响。因此，BNCT疗法被认为是治疗肿瘤的新希望。已知新核是，则射线Ⅰ应该是( )
A.α射线B.β射线C.γ射线D.X射线
2．2023年11月，我国航母“福建舰”开始弹射实验。飞机航母弹射系统能够使飞机获得一个初速度，从而达到缩短滑行距离的目的。设飞机靠自身引擎获得的加速度为a，没有弹射的情况下，飞机滑行的距离达到起飞速度；开启弹射系统，使飞机获得一个初速度，飞机滑行的距离达到起飞速度，设，加速度a和起飞速度均为定值，下列关于说法正确的是( )
A.与成正比B.与成正比
C.与成正比D.与成正比
3．如图所示为“神舟十七号”即将变轨去实现和“天和核心舱”对接时的情景，变轨前“神舟十七号”和“天和核心舱”均做圆周运动，下列说法正确的是( )
A.图中A为“天和核心舱”，B为“神舟十七号”
B.变轨前，A沿顺时针方向运行，B沿逆时针方向运行
C.变轨时，“神舟十七号”发动机向前喷气
D.变轨过程中关闭发动机的一段时间内，“神舟十七号”的加速度减小、速度减小、机械能不变
4．如图所示，不带电的圆弧状金属板的圆心为O，P、Q为金属板内到O点距离相等的两点。初始时开关S断开，在O点固定一个带正电的点电荷，稳定后，P点的电势为，感应电荷在P点产生的场强大小为；再将S闭合，稳定后，Q点的电势为，感应电荷在Q点产生的场强大小为，则下列判断正确的是( )
A.B.C.D.
5．2023年11月我国首颗高精度地磁场探测卫星投入使用，该卫星将大幅提高我国地球磁场探测技术水平。地磁场的磁感线从地理南极出发，回到地理北极，磁感线分布如图1所示。在地面上不太大范围内，地磁场都可以看成是匀强磁场。设在北京某处有一个半径为r、总电阻为R的单匝闭合线圈，初始状态线圈水平放置，线圈所在位置地磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈面成。若以东西方向的直径为轴，从东向西看，把线圈逆时针转过，如图2所示，则此过程通过回路截面的电荷量为( )
A.B.
C.D.
6．如图所示，一棱镜的截面为直角三角形，一束单色光从AC边的P点进入棱镜，棱镜对该单色光的折射率为。当入射角等于i时，折射到AB边上的光线刚好发生全反射，则入射角i的正弦值为( )
A.B.C.D.
7．一辆汽车质量为，发动机的额定功率为。若汽车以的恒定加速度启动，所受阻力为车重的0.15倍，重力加速度g取，下列说法正确的是( )
A.匀加速阶段结束时刻汽车的速度最大
B.匀加速运动阶段的平均速度大小为
C.启动后经过6s发动机的功率为
D.汽车的最大动能为
二、多选题
8．一列简谐横波沿x轴传播，A、B分别是平衡位置坐标为1m、4m处的两个质点，时刻开始计时，时这列波的波形如图1所示。图2为B点的振动图像，下列说法正确的是( )
A.这列波的传播速度为
B.这列波沿x轴负方向传播
C.在时，质点A的加速度方向为y轴负方向
D.从到，质点B运动的路程为
9．如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，小物块B放置在水平轨道上，小物块A从圆弧轨道释放，A、B在水平轨道上发生碰撞。第一次碰撞之后A滑上圆弧轨道，然后返回与B发生第二次碰撞，已知B的质量是A质量的4倍，则小物块A第一次碰撞前后的速度大小之比可能为( )
A.4B.2C.D.
10．如图所示，直角坐标系xOy的x轴上方存在匀强磁场和匀强电场，y轴是磁场和电场的分界线，磁场方向垂直xOy平面向外，电场方向与y轴平行，指向y轴负方向，M、P两点的坐标为、。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度从P点射入电场，经电场偏转后从M点垂直于y轴进入磁场，然后从x轴上的N点离开磁场。已知粒子到达N点时与x轴负方向的夹角为60°，粒子的重力不计。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的场强大小为
B.匀强电场的场强大小为
C.匀强磁场的磁感应强度大小为
D.匀强磁场的磁感应强度大小为
三、实验题
11．图1所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律，在O点通过细线悬挂一个小金属球，在O点的正下方点固定一个光电门（光电门与数字毫秒计相连），把金属球拉至A点，测得A到的竖直高度为h，把金属球由静止释放，记录下金属球通过光电门的时间为t，已知当地的重力加速度为g。
(1)要验证机械能守恒定律，需要测出金属球的直径D，用游标卡尺测量的结果如图2所示，则金属球直径_____cm。
(2)如果关系式______成立，则表明机械能守恒定律得到验证。
(3)如果实验中，保持光电门的位置不变，多次改变金属球释放的高度，得到多组h、t数据，然后用图像法处理数据，以h为纵轴，以（填“t”“”或“”）为横轴，才能使图像为一条直线。若得到的图像是一条过原点的直线且斜率______，就表明机械能守恒定律得到验证。
12．实验室有一只电流表，满偏电流为200μA，内电阻约200Ω。某同学欲用半偏法测量该电流表的内电阻，然后把这只电流表改装成量程为6V的电压表。
实验室还能提供实验器材规格如下：
A.滑动变阻器（）
B.滑动变阻器（）
C.电阻箱（）
D.电源（电动势为6V，内阻不计）
E.开关两个、导线若干
(1)滑动变阻器应选用______（填选项序号）。
(2)将测电流表内电阻的实物连线图补充完整。
(3)实验时进行的主要步骤有：
①把滑动变阻器阻值调到最大，在开关断开的前提下，闭合开关；
②调节滑动变阻器的触头，使电流表指针偏转到满刻度；
③闭合开关，在滑动变阻器阻值保持不变的前提下，调节电阻箱使得电流表指针指向表盘中央刻度；
④记下电流表指针指向表盘中央刻度时电阻箱的读数；
根据以上实验得到的数据，电流表内阻的测量值______，的测量值与真实值相比_______（填“偏大”或“偏小”）。
(4)把这只电流表改装成量程为6V的电压表需要______（填“串联”或“并联”）一只阻值为______Ω的定值电阻。
四、计算题
13．如图所示，竖直导热汽缸内有一质量不计的活塞，活塞下密封一定质量的氧气，活塞上面放有一些沙子，环境温度为，大气压强为。初状态氧气的体积为V、温度为、压强为。由于汽缸缓慢散热，为了维持活塞不下降，需要逐渐取走沙子，沙子全部取走后，随着汽缸继续散热，活塞开始下移，直到氧气与环境温度完全一致。忽略汽缸与活塞之间的摩擦力。求：
(1)沙子全部取走时氧气的温度下降了多少；
(2)氧气与环境温度完全一致时的体积是多少；
(3)降温过程中氧气内能减少了，这一过程氧气放出的热量是多少。
14．如图所示，电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面，一根轻弹簧左端固定在平面上，右端拴接一个带正电的绝缘物块甲，平衡时物块甲静止在a点。某时刻在b点由静止释放带有正电的绝缘物块乙，乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连，当甲、乙一起返回到c点时，弹簧恰好恢复原长，甲、乙速度刚好为零。若在d点由静止释放乙，乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动，返回到c点时甲、乙分离，分离后，乙刚好能够返回到e点（未画出）。已知物块甲、乙可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，a、b间距离为L，a、c间距离以及b、d间距离均为，忽略甲、乙间的库仑力。求：
(1)初始状态弹簧储存的弹性势能；
(2)e点与a点的距离。
15．如图所示，水平面内固定有一“”形状的光滑金属框架导轨，顶角为，处于匀强磁场中，磁感应强度为大小为B，方向与导轨平面垂直。以导轨的顶点O为原点，建立坐标系，使得x轴与导轨的一条边重合。质量为m的金属杆与y轴平行、与两条导轨紧密接触。导轨与金属杆的材料相同，单位长度电阻均为，金属杆在与x轴平行的外力作用下，以速度沿x轴正方向匀速运动。金属杆经过原点O时开始计时，金属杆与框架足够长，求：
(1)外力随时间t变化的表达式；
(2)金属杆上产生的内能随时间t变化的表达式；
(3)若金属杆到O点距离为l时撤去外力，金属杆停下来的位置与原点O的距离。
参考答案
1．答案：A
解析：根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒，可得到核反应方程为
则射线Ⅰ应该是由氦核构成的α射线。
故选A。
2．答案：B
解析：没有弹射的情况下，飞机做初速度为0的匀加速直线运动，设起飞速度为v，由匀变速直线运动速度与位移关系式知
开启弹射系统，飞机做初速度为的匀加速直线运动，则
由题知，则
则可知，与成正比。
故选B。
3．答案：D
解析：A.A的轨道低于B的轨道，则为了完成对接，A应加速做离心运动，则图中B为“天和核心舱”，A为“神舟十七号”，故A错误；
B.变轨前，A、B不可能一个沿逆时针方向运行，一个沿顺时针方向运行，故B错误；
C.变轨时，“神舟十七号”发动机向后喷气以实现加速，故C错误；
D.变轨过程中关闭发动机的一段时间内，高度升高，“神舟十七号”的加速度
减小，只有万有引力做功，引力势能增大，动能减小，速度减小、机械能不变，故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：不管开关断开还是闭合，金属板都处于静电平衡，处于静电平衡的导体内部场强为0，所以感应电荷在P、Q点形成电场强度与点电荷在P、Q点产生的场强等大反向。由题知P、Q为金属板内到O点距离相等的两点。所以点电荷在P、Q点产生的场强大小相等，即感应电荷在P、Q点形成电场强度大小也相等。因为点电荷为正电荷，所以开关没闭合前P、Q点的电势大于0。开关闭合后由于接地，会导致靠近接地端电势为0，即P、Q两点电势为0。故闭合前的电势大于闭合后的电势。综上所述应有
故ABD错误，C正确。
故选C。
5．答案：A
解析：线圈从图示位置开始，以直径为轴转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为
根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
通过线圈的电荷量为
联立上式有
故选A。
6．答案：C
解析：作出光路图如图
根据折射率可得
由几何关系可得
又由
联立求得
C正确。
故选C。
7．答案：D
解析：AD.牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，最大速度
汽车的最大动能为
故A错误，D正确；
B.匀加速运动阶段
得牵引力
匀加速运动结束时，速度
则匀加速运动阶段的平均速度大小为
故B错误；
C.根据
达到额定功率的时间为
故C错误。
故选D。
8．答案：BD
解析：A.从两图中可以得到波长为8m，周期为4s，则波的传播速度为
故A错误；
B.时B点振动方向向下，根据图1，结合“同侧法”，可知这列波沿x轴负方向传播，故B正确；
C.在时，质点A的位移为负值，则回复力方向为y轴正方向，加速度方向为y轴正方向，故C错误；
D.B点振动方程为
从到，质点B运动的路程为
再经0.5s运动路程
所以从到，质点B运动的路程为
故D正确。
故选BD。
9．答案：BC
解析：设A的质量为m，A碰前速度为，碰后为，B碰后为。若第一次A、B小物块发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒定律，有
得
则小物块A第一次碰撞前后的速度大小之比为。
因为A能第二次与B碰撞，应该由碰后A的速度比B速度大，即
联立解得
则小物块A第一次碰撞前后的速度大小之比应小于。所以则小物块A第一次碰撞前后的速度大小之比应介于上面两比值之间。故BC正确，AD错误。
故选BC。
10．答案：AD
解析：AB.设P点粒子入射时水平方向和竖直方向的速度分别为，，到M点时水平入射，则竖直速度为0，只剩下水平速度，设P到M的时间为t，电场提供的加速度为a，由运动学公式有
得
即入射角为45°，在M点速度为，代入上面式子得
由牛顿第二定律得
得
故A正确，B错误；
CD.根据几何关系知粒子在磁场中运动的半径
根据洛伦兹力提供向心力有
得
故C错误，D正确。
故选AD。
11．答案：(1)1.14
(2)
(3)；
解析：(1)游标卡尺读数
(2)若机械能守恒，则
解得
(3)由(2)可知，h与成正比。要使图像为直线，横轴为。
由(2)可得
当斜率为可验证机械能守恒定律。
12．答案：(1)A
(2)
(3)180；偏小
(4)串联；29820
解析：(1)在滑动变阻器阻值远大于电阻箱阻值的前提下，闭合，此时电阻箱阻值对电路中总电阻的影响很小，可认为干路中的电流没有发生变化，且滑动变阻器B阻值较小，采用限流式接法会烧坏电流表。
故选B。
(2)根据实验步骤，开关断开，闭合开关；电流表工作，则可知电流表串联在电路中，闭合开关，在滑动变阻器阻值保持不变的前提下，调节电阻箱使得电流表半偏；说明电阻箱和开关与电流表并联，其实物连线图如图所示。
(3)若接入电阻箱后干路中电流近似不变，调节电阻箱使得电流表半偏，则流经电阻箱的电流和流经电流表的电流相等，且电阻箱和电流表并联，因此。
故填。
在并入电阻箱后，电路总电阻减小，干路电流将会增大。流过电流表的电流为，所以流过电阻箱的电流要大于，所以，测量值小于真实值。
故填“偏小”。
(4)电流表改装成电压表串联一个大电阻。
故填“串联”。
由公式知
代入得
13．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)沙子全部取走时氧气压强
初始状态压强
温度
根据
得
氧气的温度下降了
(2)氧气与环境温度完全一致时
根据
得
(3)降温过程中对氧气做功
根据热力学第一定律，这一过程氧气放出的热量
14．答案：(1)(2)
解析：(1)乙从b到a由动能定理得
解得乙与甲碰撞前的速度大小
乙与甲碰撞由动量守恒定律得
解得碰撞后甲、乙的速度大小均为
甲、乙从一起压缩弹簧到甲、乙一起返回到c点，由功能关系得
解得初始状态弹簧储存的弹性势能
(2)在d点由静止释放乙，到乙与甲发生碰撞前，对乙由动能定理得
解得碰撞前乙的速度大小
甲、乙的碰撞过程由动量守恒定律得
解得碰撞后甲、乙的速度大小为
从甲、乙碰撞后到甲、乙一起返回到c点时，由功能关系得
解得甲、乙分离时的速度大小为
乙分离后到乙停止运动，由动能定理得
解得
则e点与a点的距离为
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)金属杆以速度沿x轴正方向匀速运动，根据平衡条件
金属杆运动时间时运动距离为，闭合线框中切割磁感线的长度为
倾斜导轨的长度为，根据欧姆定律知电流
故外力随时间t变化的表达式
(2)金属杆上产生的内能随时间t变化的表达式
(3)金属杆到O点距离为l时撤去外力，闭合回路的总电阻为，此过程通过金属杆的电荷量为
设金属杆停下来时与原点O的距离为x，则整个过程通过金属杆的电荷量为
故从撤去外力到停下通过金属杆的电荷量为
闭合回路中金属杆切割磁感线的长度随水平距离均匀增大，故回路中切割磁感线的平均长度为，又
故从撤去外力到停下，根据动量定理对金属杆
联立解得金属杆停下来的位置与原点O的距离