河北省2024届高三下学期3月大数据应用调研联合测评(Ⅵ)物理试卷(含答案)

这是一份河北省2024届高三下学期3月大数据应用调研联合测评(Ⅵ)物理试卷(含答案)，共16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
1．一般小型汽车的固有频率在左右。当车辆经过减速带时，减速带产生的振动与车身发生共振时驾驶员会感觉到颠簸厉害，汽车可能出现风险。如果某路段汽车正常行驶速度为，下列减速带间距最容易产生共振的是( )
A.B.C.D.
2．根据参考资料，头孢在人体内代谢过程类似于衰变存在半衰期。成人空腹口服头孢，血清浓度在4小时达到峰值，自此开始浓度逐渐衰减，半衰期为2小时。则自服药至10小时第二次服药时，血清浓度约为峰值的( )
A.B.C.D.
3．如图为某次卫星发射过程卫星速率随时间变化的图像，图中三条曲线分别表示合速度、水平方向速度和竖直方向速度大小随时间的变化情况。图中标出了助推火箭关闭、一级火箭关闭和二级火箭关闭时刻，关于图像下列说法正确的是( )
A.助推火箭关闭前卫星沿竖直方向运动
B.一级火箭分离后至二级火箭关闭前卫星竖直方向加速度逐渐增大
C.一级火箭分离后至二级火箭关闭前卫星水平方向加速度逐渐增大
D.当水平速度和垂直速度相等时，卫星竖直方向加速度大于水平方向加速度
4．以一定初速度把乒乓球竖直拖向空中，乒乓球到达最高点又竖直下落，假设乒乓球在运动过程中空气阻力是重力的倍。取竖直向上为正方向。下列可能表示乒乓球速度v或加速度a随时间t变化的图像是( )
A.B.
C.D.
5．如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历三个过程，先后到达状态B、C和D，分别用表示四个状态的温度，下列说法正确的是( )
A.
B.
C.A状态到B状态外界对气体做的功为
D.B状态到C状态气体吸收的热量等于从C状态到D状态气体放出的热量
6．如图所示，半径为r，电阻忽略不计的单匝圆形金属线圈与理想变压器连接，变压器原、副线圈匝数分别为和，原副线圈分别接入理想电压表和，副线圈接入定值电阻R。圆形金属线圈区域存在垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度B随时间t的变化满足，已知在数学中，变化率可以通过求导数来表示。下列说法正确的是( )
A.圆形金属线圈的磁通量不变
B.电压表的示数为
C.电压表的示数为
D.定值电阻R的功率为
7．如图所示，光滑水平杆上套着两个轻质小球a和b，小球之间有原长为的轻质弹簧。小球用长度均为L的轻绳与短绳在O点拴接，短绳另一端悬挂轻质滑轮。质量分别为m和的砝码通过轻绳跨过滑轮，绳子处于拉直且竖直状态。砝码由静止释放，在砝码落地前，小球间距也恰好稳定为L并处于静止状态，重力加速度为g，则轻质弹簧的劲度系数为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．如图所示，棚装金属板的温度升高到一定程度时就会向外溢出电子，这种电子叫热电子。金属板与正对，间距为d。面a和b到距离分别为和，在两面附近沿电子移动方向分别取长度趋近于0，构成的体积内的电子数分别为和。给棚板加能溢出电子的电压和接在输出电压恒为U的高压电源，在两板之间形成匀强电场。已知棚板溢出的电子均被电场加速到达板，忽略电子溢出时的速度及两面的厚度，电源接通后，电流表的示数稳定为I，已知电子的质量为m、电荷量大小为e。则下列说法正确的是( )
A.电子从运动到的时间为
B.电子到达板时的动能为
C.电子到达b面时的速度为
D.和的比值为
9．如图所示，x轴上有均匀介质，O点时刻开始向上做简谐运动，简谐横波沿x轴传播。为x轴上的两个点，时波传播到P点，此时O点位于波峰，P与Q的距离为时刻波传播到Q点，此时P点位于波谷，则( )
A.长度为
B.周期可能是
C.波长可能是
D.波速可能是
10．在探究电磁阻尼实验中把两厚度为a的大金属板正对竖直放置，如图所示，质量为m的长方体形状小磁铁静止于两板之间，与金属板垂直。磁铁端面正对两金属板区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，其余磁场忽略不计。已知磁铁厚度为b、宽度为c、长度为L，金属板电阻率为ρ，重力加速度为g，为研究问题方便金属板只考虑与磁场正对部分的电阻，忽略空气阻力，小磁铁由静止释放，运动过程中始终保持水平，且穿出金属板前已经匀速。则下列说法正确的是( )
A.磁铁向下运动过程中，金属板与磁铁正对部分的电阻为
B.当小磁铁速率为v时，金属板与磁铁正对部分的电流为
C.小磁铁向下匀速运动时的速率为
D.仅更换电阻率更小的金属板，可以减小磁铁向下匀速运动的速率
三、实验题
11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，使用如图装置：
(1)在光具座上正确安装好仪器，调试结束后会在屏上看到干涉图样，并进行测量。在读取测量头刻度时，下列图中哪种是屏幕看到的情况______。(填字母序号)
A.B.
C.D.
(2)实验选用双缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。正确获得条纹后，某条纹对应分划板游标卡尺读数如图所示，则分划板在该位置时游标卡尺读数为______。
(3)本实验中如果增大双缝与屏的距离，则光屏上得到的条纹间距_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)由以上数据求得，红光条纹间距。则该单色光的波长_____m(结果保留2位有效数字)。
12．某同学用热敏电阻制作鸡蛋自动控温的孵化器。
(1)该小组使用伏安法测量不同温度下热敏电阻的阻值，实验结果如图乙。实验中使用的器材有：被测电阻Z；电流表(量程为，内阻约为)；电压表(量程为，内阻约为)；滑动变阻器)；直流电源(电动势为)；容器及测温装置。应选用图甲中所示的______电路进行实验。(填字母序号)
A.B.
C.D.
(2)将热敏电阻R安装在孵化器内，为使孵化器温度稳定在，当孵化器温度高于时加热器停止加热。如图丙，自动控制电路热敏电阻R与调节电阻串联，当流过热敏电阻的电流达到时，通过放大电路的电流放大继电器的衔铁将被吸合。该过程由热敏电阻、电磁继电器和放大电路等自动完成。
①应该把䁣化器的加热器接在_____(填“A、C”或“B、D”)端；
②该装置当衔铁被吸合时，加在热敏电阻两端的电压为_____V(结果保留2位有效数字)。在实验阶段发现每次温度达到时衔铁就被吸合，为完成设计目标，需要把可变电阻_____(填“调大”或“调小”)。
四、计算题
13．2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船距离地面大约高度时，返回舱以大约的速度冲进大气层，返回舱距离地面约高度时，速度下降到大约。返回舱继续下降到距离地面高度时速度为，此时开启1200平方米的主伞，返回舱下降速度降低到时开始匀速下降。设主伞所受的空气阻力为，其中k为定值，v为速率，其余阻力不计。最后距离地面时，四个着陆反推发动机会同时点火，返回舱进一步减速，此过程忽略主伞阻力，最终以的速度安全着陆。假设自距离地面开始飞船运动方向始终在竖直方向上，该过程重力加速度保持不变为，飞船质量为且保持不变。求：(计算结果保留2位有效数字)
(1)返回舱自高度降低至过程中，返回舱所受空气阻力在位移上的平均值；
(2)在主伞打开后的瞬间，返回舱的加速度大小；
(3)设着陆过程返回舱为匀减速运动，返回舱在最后距离地面至返回舱安全着陆，求每只反推发动机的平均推力。
14．在坐标平面内，存在如图所示的垂直纸面方向的匀强磁场，x轴上方和下方的磁感应强度大小均为B(B未知)。有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，自x轴上A点，以初速度，沿与x轴负方向夹角垂直射入第二象限磁场。已知。粒子恰好不进入第三象限，忽略粒子重力。求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)自A点离开后粒子第二次到达x轴的位置坐标和自离开A至该点所用的时间；
(3)如果在x轴上点和之间放入苂光屏，当有粒子自上向下打到苂光屏上，菼光屏会发光。仅增大第四象限的磁感应强度，为使苂光屏发光，则第四象限磁感应强度应满足什么条件。
15．如图所示，水平传送带、平台和圆弧形轨道无缝隙衔接，传送带和平台等宽且边界对齐，宽度均为d。平台长为L，圆弧形轨道半径为R。传送带以速度稳定运行，上表面速度方向向右。质量为m的物块A以一定速率垂直传送带运行方向冲上传送带，物块离开传送带时已经和传送带共速。在平台上静置另一个质量为的物块B，物块B到平台上边界距离为，距离平台左边界距离为，右边界距离为。物块A离开传送带后与B发生弹性碰撞。已知物块A与传送带之间的动摩擦因数为μ，平台和圆弧形轨道光滑，B在圆弧形轨道上升的高度远小于轨道半径R，重力加速度为g，物块均可视为质点。求：
(1)物块B第一次与A发生碰撞后瞬间两物块的速度；
(2)为使物块A和B第二次碰撞位置和第一次相同，请写出应满足的关系；
(3)物块B第二次与A发生碰撞后，求碰后A的最大动能；
(4)物块A第一次冲上传送带时的速率。
参考答案
1．答案：A
解析：由可知，沉车的固有周期为，车速为，容易发生共振的减速带间距。A正确。
2．答案：C
解析：服药4小时血清浓度达到峰值，剩余6小时为三个半衰期，则剩余浓度为。C正确。
3．答案：C
解析：卫星有水平方向速度，因此发射过程中不沿着竖直方向运动，A错误；图像斜率表示加速度，结合图像可知，只有C正确。
4．答案：D
解析：乒乓球向上运动时阻力向下，向下运动时阻力向上，所以向上运动过程加速度大小，方向向下；向下运动过程加速度大小，方向向下；数值上，D正确。
5．答案：B
解析：根据理想气体状态方程，可以确定，A错误，B正确；图像围成的面积表示做功，A到B气体体积膨胀，气体对外界做功，C错误；B状态和D状态内能相等，B到C体积不变压强增大，气体吸收热量，C到D外界对气体做功，同时放热，B到C过程气体吸收的热量与C到D过程外界对气体做的功之和，等于C到D过程气体放出的热量，D错误。
6．答案：B
解析：圆形金属线圈的磁通量，根据法拉第电磁感应定律，电压表的示数，根据理想变压器原理，电压表的示数，电阻R的功率，只有B正确。
7．答案：D
解析：质量为的砝码带动质量为m的砝码一起加速，设连接砝码的绳子拉力为，根据牛顿第二定律有，解得，因为滑轮合力为零、O点合力为零，所以连接之间的绳子拉力F满足，根据胡克定律有，综上解得，D正确。
8．答案：AD
解析：电子在电场中做匀加速直线运动，A正确；由动能定理有，B错误；电子到达b面时的速度为，C错误；电子距离为x时，速度为，根据电流定义，综上，D正确。
9．答案：AB
解析：设波速为v，简谐运动的周期为时波传播到P点，此时O点位于波峰，所以，下同。同理，下同，解得，波长，当时，周期，波长；当时，周期，波长；当时，周期，波长；随着n增大，周期变小，波长变小。由上述分析可知，AB正确。
10．答案：AD
解析：正对部分电阻长度为c，横截面积为ab，根据电阻定律有，匀速时金属板正对面均受到安培力，根据牛顿第三定律，对磁铁进行受力分析有，则，解得，故减小电阻率ρ可以减小向下匀速运动的速率，AD正确。
11．答案：(1)A(2)2.76(3)增大(4)
解析：(1)实验中为间距相等的明暗相间的条纹，当十字叉丝与亮条纹中心重合时，进行读数，A正确；
(2)对应的读数是
(3)条纹间距公式，将双琏到屏的距离增大，即L增大，则条纹间距变大；(4)波长
12．答案：(1)B(2) ①②1.4；调大
解析：(1)根据实验结果，热敏电阻在范围内变化过程中阻值在变化，根据器材，为减小实验误差，电路应采用分压内接，B正确。
(2)①根据图像热使电阻温度升高，电阻减小，当温度超过时停止加热，所以加热插管应接入
②根据图像当温度为时，电阻约为，根据欧姆定律有时电阻约为，此时电流达到，根据闭合电路欧姆定律有，故可变电阻需要调大阻值。
13．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)该过程根据动能定理有
解得
(2)对返回舱进行受力分析，返回舱以匀速下降时，
返回舱以下降时，
解得
(3)着陆器做匀减速直线运动，初速度，末速度为，位移为根据运动学公式有
根据牛顿第二定律有
解得
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)设粒子在磁场中运动的轨迹半径为R
根据洛伦兹力提供向心力可得
可以把x轴当成粒子运动的边界，粒子以垂直射入磁场，又因为粒子恰好不进入第三象限，所以轨迹与y轴相切，则有
解得
可得
(2)如图所示
自A点离开后粒子第二次到达x轴位置坐标
粒子在磁场中转过的圆心角
用时
综上
(3)粒子自上而下打到苂光屏上，临界的粒子轨迹图如图所示
解得
根据洛伦兹力提供向心力得
可知B与R成反比，则有
故
同理，若恰好打在板右端点，则有
故第四象限磁感应强度应满足
15．答案：(1)；(2)(3)(4)
解析：(1)物块A离开传送带时已经和传送带共速，所以A碰撞前速度为
碰撞过程为弹性碰撞
根据能量守恒
解得A速度，方向向左
B速度，方向向右
(2)A向左运动，然后在传送带上先减速后加速，因为A再次冲上传送带的速率小于传送带速率，因此A在传送带上加速和减速的加速度相等，位移也相等，A再次离开传送带时的速度为，方向向右。A在传送带上运动时的加速度大小
A在传送带上的运动时间
第一次碰撞到第二次碰撞，A在平台上的运动时间
同理物块B在平台上的运动时间
因为物块B在圆弧上升的高度远小于R，所以物块B在圆弧上的运动时间为单摆的半个周期
根据题目条件，几个物理量应满足关系式
(3)规定向左为正，第二次碰撞时A向右运动，B向左运动
解得B速度
A速度，方向向左磳后瞬间A的动能最大，最大动能为
(4)物块滑上传送带，相对传送带速度如图所示
摩擦力方向如图，则产生的沿传送带方向加速度大小
沿垂直传送带方向加速度大小
经过非常短时间，设合速度方向与传送带速度方向夹角α
则，其中，所以
所以，物块相对传送带做匀减速直线运动，初速度为
加速度大小为
划痕长度
该划痕在垂直传送带方向分量为，所以
综上解得