2024届河北省重点中学高三下学期物理模拟试题

这是一份2024届河北省重点中学高三下学期物理模拟试题，共16页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
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、1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上，中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速，最后从出口处飞出。D形盒的半径为R，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关
B．粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关
C．粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关
D．粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关
2、高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离．某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆．已知司机的反应时间为0.7s，刹车的加速度大小为5m/s2，则该ETC通道的长度约为（ ）
A．4.2mB．6.0mC．7.8mD．9.6m
3、如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为30°，质量分别为，m甲、m乙的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为60°，连接甲球的细线呈竖直状态。则m甲：m乙为（ ）
A．1：B．1：2
C．：1D．：2
4、一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（ ）
A．气体的内能一定增加
B．外界一定对气体做功
C．气体一定从外界吸收热量
D．气体分子的平均动能可能不变
5、一个小物体从斜面底端冲上足够长的斜面，然后又滑回斜面底端，已知小物体的初动能为E，返回斜面底端时的速度为v，克服摩擦力做功为若小物体冲上斜面的初动能为2E，则下列选项中正确的一组是（ ）
①物体返回斜面底端时的动能为E
②物体返回斜面底端时的动能为
③物体返回斜面底端时的速度大小为2
④物体返回斜面底端时的速度大小为
A．①③B．②④C．①④D．②
6、在光滑水平地面上放有一个表面光滑的静止的圆弧形小车，另有一质量与小车相等可视为质点的铁块，以速度从小车的右端向左滑上小车，如图所示，铁块上滑至圆弧面的某一高度后返回，不计空气阻力，则铁块返回到小车的右端以后，相对于地面，将做的运动是（ ）
A．又以速度沿小车向左滑动B．以与大小相等的速度从小车右端平抛出去
C．以比小的速度从车右端平抛出去D．自由落体运动
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、如图为竖直放置的上粗下细的玻璃管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同，使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为 ，压强变化量为，对液面压力的变化量为，则（ ）
A．水银柱向下移动了一段距离
B．
C．
D．
8、下列关于热现象的描述正确的是________。
A．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象
B．同种物质在不同的条件下能够生成不同的晶体
C．气体温度每降低1℃所放出的热量与气体经历的过程有关
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越不利于水的蒸发，人感觉越潮湿
E.小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大的趋势
9、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R0、热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是（ ）
A．变压器线圈输出交流电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为11V
C．Rt处温度减小到一定值时，报警器P将发出警报声
D．报警器报警时，变压器的输入功率比报警前大
10、一列简谐横波沿轴正方向传播，在处的质元的振动图线如图1所示，在处的质元的振动图线如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为15s
B．处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰
C．在内处和处的质元通过的路程均为6cm
D．该波的波长可能为8m
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）某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切，桌面与地面的高度差为。让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的点，记下平抛的水平位移。平移滑槽的位置后固定，多次改变距离，每次让滑块从滑槽上同一高度释放，得到不同的水平位移。作出图像，即可根据图像信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数（重力加速度为g）
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v，随着L增大v将会_____（选填增大、不变或减小）
(3)若已知图像的斜率绝对值为，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数____（用本题中提供的物理量符号表示）
12．（12分）某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：
（1）在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据并作出图象如图甲所示.由图象，你得出的结论为____________
（2）物体受到的合力大约为______（结果保留三位有效数字）
（3）保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出a-F关系的点迹如图乙所示.经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是______
A．轨道与水平方向夹角太大
B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力
C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势
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）某同学设计了一个轨道，竖直放置，让小球在轨道中运动接力，如图所示。倾斜直轨道AB与圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一圆弧轨道DQ的圆心为O，其右侧虚边界与AC相切，F是圆的最低点。已知AB长为l，与水平方向的夹角=37°，OD与竖直方向的夹角也是，圆轨道DQF的半径也为l，质量为m的小球a从A点由静止开始在外力作用下沿轨道加速运动，一段时间后撤去外力，小球运动到C点后水平抛出，从D点无碰撞进人圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的小球b发生弹性碰撞，小球b从F点水平拋出并刚好落在A点。不计空气阻力和轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cs=0.8.求：
（1）小球a在C点时的速率；
（2）外力对小球a做的功；
（3）小球b的质量。
14．（16分）如图所示，ABC是一个三棱镜的截面图，一束单色光以i＝60°的入射角从侧面的中点N射入。已知三棱镜对该单色光的折射率，AB长为L，光在真空中的传播速度为c，求：
①此束单色光第一次从三棱镜射出的方向（不考虑AB面的反射）；
②此束单色光从射入三棱镜到BC面所用的时间。
15．（12分）图(甲)中的圆是某圆柱形透明介质的横截面，半径为R=10cm．一束单色光沿DC平行于直径AB射到圆周上的C点，DC与AB的距离H=5cm．光线进入介质后，第一次到达圆周上的E点（图中未画出），CE= cm．
（i）求介质的折射率；
（ii）如图（乙）所示，将该光线沿MN平行于直径AB射到圆周上的N点，光线进入介质后，第二次到达介质的界面时，从球内折射出的光线与MN平行（图中未画出），求光线从N点进入介质球时的入射角的大小．
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、D
【解析】
AB．根据回旋加速器的加速原理，粒子不断加速，做圆周运动的半径不断变大，最大半径即为D形盒的半径R，由
得
最大动能为
故AB错误；
CD．粒子每加速一次动能增加
ΔEkm=qU
粒子加速的次数为
粒子在D形盒中运动的总时间
，
联立得
故C错误，D正确。
故选D。
2、D
【解析】
汽车的速度21.6km/h＝6m/s，汽车在前0.3s+0.7s内做匀速直线运动，位移为：x1＝v0（t1+t2）＝6×（0.3+0.7）＝6m，随后汽车做减速运动，位移为：3.6m，所以该ETC通道的长度为：L＝x1+x2＝6+3.6＝9.6m，故ABC错误，D正确
【点睛】
本题的关键是明确汽车的两段运动的特点，然后合理选择公式．
3、A
【解析】
分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以
T=m甲g
以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力T与乙球受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30°，所以T与N大小相等，得
综上可得
故A项正确，BCD三项错误。
4、A
【解析】
AD．理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误；
BC．温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。
故选A.
5、C
【解析】
以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中，由动能定理得：
…①
设以初动能为E冲上斜面的初速度为v0，则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为v0，而加速度相同。
对于上滑过程，根据-2ax=v2-v02可知，，所以第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，上升和返回的整个过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为E。
以初动能为2E冲上斜面并返回的整个过程中，运用动能定理得：
…②
所以返回斜面底端时的动能为E；由①②得：
v′=v。
故①④正确，②③错误；
A．①③，与结论不相符，选项A错误；
B．②④，与结论不相符，选项B错误；
C．①④，与结论相符，选项C正确；
D．②，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
6、D
【解析】
小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向的动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
根据机械能守恒定律可得
因为M=m，所以解得。所以铁块离开车时将做自由落体运动。故ABC错误，D正确。
故选D。
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】
AC．首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：
得
①
对气体B：
得
②
又设初始状态时两液面的高度差为h（水银柱的长度为h），初始状态满足
③
联立①②③得
水银柱向上移动了一段距离，故A错误C正确；
B．由于气体的总体积不变，因此，故B错误；
D．因为，且液面上升，上表面面积变大，所以

故D正确。
故选CD。
8、ABC
【解析】
A．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象，选项A正确；
B．碳原子按不同的排列规则可以形成石墨和金刚石两种不同的晶体，选项B正确；
C．气体温度每降低所放出的热量与气体经历的过程有关，选项C正确；
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人感觉越干爽，选项D错误；
E．小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，选项E错误。
故选ABC。
9、BD
【解析】
A．由题图乙可知
f＝＝50 Hz
而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误。
B．由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U1＝220 V，则副线圈两端电压有效值
U2＝U1＝22 V
设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有
解得
U＝＝11V
B项正确。
C．由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C项错误。
D．因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D正确。
故选BD。
10、BD
【解析】
A．由振动图像可知，该波的周期为12s，故A错误：
B．由两个质点的振动图像可知，t=3s时，当处的质元在平衡位置向上振动时，处的质元在波峰，故B正确；
C．由图可知，该波的振幅为4cm，频率
由图1可知，在t=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程为
4s时刻质元的位置
所以x=12m处的质元通过的路程
据图2知t=0s时，在x=18m处的质元的位移为0cm，正通过平衡位置向上运动，其振动方程为：
在t=4s时刻，在x=18m处的质元的位移
所以在0～4s内x=18m处的质元通过的路程
故C错误；
D．由两图比较可知，x=12m处比x=18m处的质元可能早振动，所以两点之间的距离为
(n=0、1、2……)
所以
(n=0、1、2……)
n=0时，波长最大，为
故D正确。
故选BD。
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、保证滑块到达滑槽末端的速度相同 减小
【解析】
(1)[1]每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了保证到达斜面体底端的速度相同；
(2)[2]滑块离开滑槽后，受到摩擦力作用，做匀减速直线运动，设离开滑槽的速度为v0，根据运动学公式可知
随着L增大，v将会减小；
(3)[3]滑块从桌边做平抛运动，则有
且有
联立解得
若x2－L图像的斜率绝对值为k，则有
得
12、在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比 0.150N至0.160N之间均对 BC
【解析】
(1)[1] 由图象，得出在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。
(2)[2]由牛顿第二定律得，即图线的斜率等于小车所受的合外力，大小为
(3)[3]AB．拉力不为零时，加速度仍为零，可能有平衡摩擦力，故A错误B正确；
CD．造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，选项C正确D错误。
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、（1）；（2）；（3）。
【解析】
（1）从C到D，设小球a做平抛运动的时间为，在C点时速度为
在水平方向上
在D点的速度关系
解得
（2）设圆弧轨道BPC的半径为R
由几何关系得
小球a从A运动到C的过程
解得
（3）小球a从C到F的过程中
在点小球a与小球b发生弹性碰撞，设小球b的质量，碰后瞬间a的速度，b的速度
设碰后小球做平抛运动的时间为，
联立解得
14、①光将垂直于底面AC，沿PQ方向射出棱镜 ②
【解析】
①设此束光从AB面射人棱镜后的折射角为r，由折射定律有:
解得，显然光从AB射入棱镜后的折射光线NP平行于AC，光在BC面上的入射角为45°,设临界角为α，则由得:
可知，故光在BC面上发生全反射,根据几何知识和光的反射定律可知，光将垂直于底面AC，沿PQ方向射出棱镜
②光在棱镜中传播的速率:

所以此束光从射入三棱镜到BC面所用的时间：
解得：
15、（1）；（2）60°
【解析】
（2）如图甲所示，
CD光线进入介质球内，发生折射，有，
，所以
解得
（ii）光线第二次到达介质与空气的界面，入射角，由折射定律可得折射角，光线进入介质的光路如图乙所示．
折射角r=i/2，又，解得i=60°
点睛：本题考查了几何光学，关键是正确画出光路图，并利用几何知识求解折射率．