河北省2023届高三下学期高考模拟（一模）物理试题（原卷+解析）

河北省2023届高三下学期高考模拟（一模）物理试题

一、单选题

1．（2023·河北·统考一模）如图所示为一物体沿直线运动的位移-时间图像，下列关于该物体的速度—时间图像可能正确的是（        ）

A． B．

C． D．

2．（2023·河北·统考一模）如图所示，小车位于水平面上，其上顶板装有压力传感器。车内弹簧处于竖直，弹簧上端把一个物块压在压力传感器上。小车以加速度a向右做匀加速运动，小物块恰好不相对压力传感器滑动，此时压力传感器的示数为。一段时间后，小车沿水平方向从水平面上飞出，落地前压力传感器的示数为，该过程弹簧一直处于竖直。忽略空气阻力，重力加速度为g，则小物块与压力传感器间的动摩擦因数为（　　）

A． B． C． D．

3．（2023·河北·统考一模）如图所示，光滑水平板开有小孔，顶角的光滑圆锥的顶点紧靠着小孔，圆锥的高位于竖直面。质量相同的小球用穿过小孔的轻绳连接，两球分别位于水平板和圆锥侧面上。为了保证小球Q的高度不变且刚好不脱离圆锥面，让两小球分别做匀速圆周运动。重力加速度为g，则小球P、Q做匀速圆周运动的向心加速度的差值为（        ）

A． B． C．0 D．

4．（2023·河北·统考一模）如图所示，光滑四分之一圆弧轨道ABC固定放置，B为轨道最低点，O为圆弧对应的圆心，连线OB沿竖直方向，、。质量为m的小球在外力F的作用下沿轨道缓慢地由A点移动至C点，外力F的方向始终与AC连线平行。重力加速度为g，在小球的移动过程中下列说法正确的是（        ）

A．外力F的最大值为 B．轨道对小球支持力的最小值为

C．轨道对小球的支持力先增大后减小 D．在A、C两点外力F大小相等，方向相反

5．（2023·河北·统考一模）已知地球的质量，地球的半径，地球的自转周期，引力常量，由此可知重约10t的直升机与地面相对静止时，其与空气的作用力约为（        ）

A． B． C． D．

6．（2023·河北·统考一模）如图所示，两根相同的弹簧一端固定在水平地面上，另一端分别与小物块A、B连接。弹簧的劲度系数，小物块A、B的质量分别为、。用一根轻绳通过两定滑轮连接两小物块，与两小物块连接部分轻绳处于竖直，两弹簧恰好为原长。静止释放两小物块A、B，两弹簧一直处于弹性限度内，重力加速度，则两小物块运动过程中的最大速度为（        ）

A．3.60m/s B．2.20m/s C．0.90m/s D．1.2m/s

7．（2023·河北·统考一模）如图所示，A、B、C三点把等量异种点电荷P、Q的连线平均分成了四份，过C点作两点电荷连线的垂线CD，有。把另一个带正电的点电荷M沿连线由A点移动至C点，再沿垂线由C点移动至D点，移动过程中点电荷M的速率不变。不考虑点电荷M对空间电场的影响，下列说法正确的是（        ）

A．B、D两点的电场强度大小为

B．移动过程中点电荷M所受电场力先减小后增大

C．移动过程中电场力对点电荷M先做正功后做负功再做正功

D．移动过程中点电荷M的电势能先减小后增大

二、多选题

8．（2023·河北·统考一模）如图所示为三根相同的导线A、B、C的截面图，其中A置于光滑绝缘水平面上，B、C处于空中。当三根导线中通过大小相等，方向如图的电流时，三根导线恰好处于静止状态。已知直导线中通入电流为I时，在距其距离为d的位置产生的磁场的磁感应强度大小为，k为正常数。下列说法正确的是（　　）

A．水平面对导线A的支持力等于三根导线的重力之和

B．水平面对导线A的支持力为零

C．图中B、C连线和A、C连线的夹角为45°

D．图中B、C连线和A、C连线的夹角为30°

9．（2023·河北·统考一模）如图所示，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，纸面内有一矩形金属线圈abcd（边）。线圈从1位置以ab边为轴转至2位置，然后又从2位置以ad边为轴转至3位置，线圈依次转至4、5……位置，转动过程中线圈的角速度大小不变。以a→b的方向为感应电流的正方向。下列关于感应电流随时间变化图像和ab边所受安培力的大小随时间变化图像可能正确的是（  ）

A． B． C． D．

10．（2023·河北·统考一模）如图所示是氧气分子在0℃和100℃的速率分布规律图。纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，横坐标表示速率。对于一定质量的氧气来说，下列说法正确的是（        ）

A．温度越高，速率为零的氧气分子个数越少

B．温度越高，低速率分子占比越小，氧气分子总动能越大

C．温度越高，高速率分子占比越大，氧气的压强越大

D．温度越低，占比最大值所对应的速率越小，氧气体积可能不变

三、实验题

11．（2023·河北·统考一模）（1）如图所示，小球套在光滑细杆上，两条相同弹性橡皮绳一端分别系在挡板A、B上的拉力传感器上，另一端系在小球的两侧。L表示两传感器间的距离，F表示两传感器的示数，实验数据如下表：（小球的尺寸远小于L）。由表中数据可知：橡皮绳的原长为____________cm，橡皮绳的劲度系数为____________N/m。

（2）某同学利用该装置进一步探究橡皮绳的弹性势能与形变量的关系。该同学主要步骤如下：a、使两拉力传感器相距，固定A、B挡板。b、移动小球使某传感器示数为零，由静止释放小球。c、读出小球经过速度传感器时的速度值。d、分别把两拉力传感器间距改为、，重复上述过程。则：

Ⅰ．为了便于数据分析，该同学把速度传感器应安装在________________________的位置。

Ⅱ．速度传感器三次示数分别为3.58m/s、1.79m/s、0.89m/s可知弹性橡皮绳的弹性势能与形变量的关系为____________（填“” “”“” ”或“其他”）。

12．（2023·河北·统考一模）利用如图所示电路测未知电阻的阻值和干电池的电动势、内电阻。

提供的实验器材如下：

A．待测电阻，阻值约6Ω；

B．两节干电池（串联使用）；

C．电压表：量程0~3.0V，内阻约1.5kΩ；

D．电压表：量程0~15.0V，内阻约7.5kΩ；

E.电流表：量程0~0.6A，内阻约1.0Ω；

F.电流表：量程0~1.0mA，内阻100Ω；

G.电阻箱：0~9999.9Ω；

H.滑动变阻器：0~20Ω；

I.开关、导线若干。回答下列问题：

（1）用笔画线代替导线连接实物图。(      )

（2）电路图中电流表A2与电阻箱R0串联后改装成量程为“0~3.0V”的电压表，则电路图中的电压表V选______，电流表、分别选______、______（填器材前面的字母）。

（3）电压表的示数用表示，改装电压表的示数用表示，某次实验中，则待测电阻的测量值______（填“小于”“等于”或“大于”）真实值。

（4）满足（3）条件，电流表示数用表示，电流表示数用表示。作图像如图所示，图中a、b为已知量，则干电池的电动势E=______，内电阻r=______。

四、解答题

13．（2023·河北·统考一模）如图所示，等腰梯形ABCD为某透明棱镜的截面，其中，边。一束单色光从AD边上的P点沿垂直AB边方向射入棱镜，该光束从BC边上的Q点沿垂直AB边方向射出棱镜，并发现在棱镜内部的光束相互垂直。已知真空或空气中的光速为c，求：

（1）该透明棱镜的折射率；

（2）该光束在棱镜中的传播时间。（结果可用根号表示）

14．（2023·河北·统考一模）如图所示，两平行导电轨道MNP、由在N、处平滑连接的圆弧轨道MN、和平直轨道NP、组成，两轨道的间距。平直轨道NP、足够长，位于同一水平面内，并且仅该区域存在竖直方向、磁感应强度的匀强磁场。平直轨道右端分别接有开关、电阻和电容器，电阻，电容器的电容。质量的金属棒长度与轨道间距相同，从距水平轨道高处由静止释放（金属棒始终与两轨道接触良好）。同时闭合开关，断开开关。足够长时间后闭合开关。金属棒和轨道的电阻不计，重力加速度，求：

（1）电阻R产生的焦耳热；

（2）开关断开时，推导出金属棒的速度v和电容器两板间的电压U间的关系式；

（3）闭合开关前，电容器存储的电能和电荷量。

15．（2023·河北·统考一模）如图所示，水平面上有甲、乙两个滑块，甲滑块带有半径为1.4m的圆弧轨道P、Q，Q点的切线沿竖直方向，乙滑块带有压缩的弹簧，弹簧上端放有小球。甲滑块、乙滑块和弹簧、小球的质量均为。从某时刻开始，给甲滑块向右的速度，同时施加给甲滑块向左的水平力。也从该时刻，给乙滑块施加向右的水平力作用，使其从静止开始运动。时释放弹簧，把小球相对乙滑块沿竖直方向以的速度弹出，小球弹出时与Q点等高。一段时间后，小球无碰撞地从Q点落入甲滑块的圆弧轨道，此时立即撤去施加给甲、乙两滑块的水平力、。不计一切摩擦、小球与甲滑块的作用时间和弹簧的形变量，重力加速度，求：

（1）弹簧压缩时的弹性势能；

（2）初始时甲、乙两滑块间的距离L；

（3）判断甲、乙两滑块最终是否相撞。若相撞，请说明理由；若不相撞，那么两滑块间的最小距离为多少？

参考答案：

1．A

【详解】BD．从位移—时间图像可知物体一直沿正方向运动，所以BD错误；

AC．又可知2s内物体的位移为8m，则速度—时间图线与时间轴所围的面积为8，故A正确、C错误。

故选A。

2．C

【详解】小车在水平面上时，设弹簧的弹力为F，由题意有

，

小车从水平面上飞出后到落地前处于完全失重状态，有

联立得

故选C。

3．D

【详解】由圆周运动可知，对小球P有

对小球Q有

，

联立解得

故选D。

4．B

【详解】小球受力如图所示

由A运动到B过程由正弦定理有

其中不变，减小，增大并且会大于90°，可得F减小，先减小后增大。由几何关系知，当、时F最大，得

当，时最小，得

由B运动到C过程由正弦定理有

其中不变，增大，减小，可得F、均增大。由几何关系知，当、时，F最大，得

故选B。

5．C

【详解】直升机受地球的引力和空气向上的作用力，有

解得约为

故选C。

6．D

【详解】两小物块速度最大时加速度为零，设弹簧弹力为F，绳拉力为，有

由胡克定律有

由机械能守恒有

根据平均力做功有弹性势能

解得

故选D。

7．D

【详解】A．两点电荷P、Q到B点的距离均小于到D点的距离，可知两点电荷P、Q在B点产生的电场强度均大于在D点产生的电场强度，且两点电荷P、Q在B点产生的电场强度方向相同，故有

故A错误；

B．由等量异种点电荷电场分布情况可知

所以点电荷M移动过程中所受电场力先减小后增大再减小，故B错误；

CD．点电荷M由A点移动到C点电场力做正功其电势能减小，由C点移动到D点电场力做负功其电势能增大，故C错误，D正确。

故选D。

8．AC

【详解】AB．由整体法可知，地面导线A的支持力等于三根导线重力之和，故A正确、B错误；

CD．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。由平衡条件知

得

由几何关系有

联立得

所以

故C正确，D错误。

故选AC。

9．AD

【详解】AB．由闭合线圈在匀强磁场中旋转产生交流电可知，线圈由1位置转至2位置过程中感应电流沿a→b→c→d方向，线圈由2位置转至3位置过程中感应电流沿a→d→c→b方向，两次电流的最大值相等，故A正确、B错误；

CD．线圈由1位置转至2位置过程中ab边中的电流按正弦规律变化，磁感应强度、长度均不变，所以安培力按正弦规律变化。线圈由2位置转至与磁场平行时（ab边中的电流按正弦规律变化），由于ab边电流与磁场平行，所以安培力为零。线圈再转至3位置时，感应电流为零，所以安培力为零，之后由3到4及5位置变化规律与上述一致，故C错误、D正确。

故选AD。

10．ABD

【详解】A．从图中可看出温度越高，速率为零的分子所占的百分比越小，对于一定质量的氧气来说，速度为零的分子个数越少，故A正确；

B．从图中可看出温度越高，低速率分子占比越小，但分子平均动能越大，总动能就越大，故B正确；

C．从图中可看出温度越高，高速率分子占比越大，但不知道气体的体积大小，所以不能判断气体的压强大小，故C错误；

D．从图中可看出温度越低，占比最大值所对应的速率越小，当气体的压强也较小时，体积可能相等，故D正确。

故选ABD。

11．     15.00     50.00     两拉力传感器的正中间    

【详解】（1）[1]设橡皮绳的原长为，有

解得

[2]由胡克定律有

则

（2）[3]由于是橡皮绳的弹性势能和小球的动能间的相互转化，而且两拉力传感器间的距离发生了改变，为了便于数据分析应把速度传感器安装在两拉力传感器的正中间位置，这样两橡皮绳的长度相同，弹性势能相同。

[4]第一次释放小球时橡皮绳的形变量

小球经过速度传感器时橡皮绳的形变量

由机械能守恒有

第二次释放小球时橡皮绳的形变量

小球经过速度传感器时橡皮绳的形变量

由机械能守恒有

第二次释放小球时橡皮绳的形变量

小球经过速度传感器时橡皮绳的形变量

由机械能守恒有

由上述分析知，形变量为原来的2倍时，弹性势能为原来的4倍，则。

12．          C     E     F     小于     a    

【详解】（1）[1]根据电路图，连接实物图，如图所示

（2）[2]两节干电池的电动势约为3.0V，为确保电压表读数的精度与安全，选择量程与3.0V相差不多的电压表，所以电压表应选C；

[3][4]由于电流表A2与电阻箱R0串联后改装成量程为“0~3.0V”的电压表，则电流表A2的内阻必需为一已知值，即电流表A2选择F，则电流表选择E。

（3）[5]改装电压表的内阻

实验中，待测电阻

由于改装电压表的内阻大于电压表C的内阻，所以通过改装电压表的电流小于通过电压表C的电流，则电流表的示数大于通过待量电阻的电流，故待测电阻的测量值小于真实值。

（4）[6][7]纵坐标为路端电压，为总电流，则有

根据图像有

，

13．（1）；（2）

【详解】（1）光在棱镜中的光路如图所示

由折射定律有

由反射定律有

并且

由几何关系可得

联立得

（2）由几何关系得

，

光在棱镜中的传播速率

光在棱镜中的传播时间

14．（1）1.0J；（2）金属棒减速运动时，金属棒匀速运动时；（3）0.75J，0.5C

【详解】（1）金属棒的重力势能转化为电阻的焦耳热

（2）金属棒沿圆弧轨道下滑，重力势能转化为动能

金属棒进入水平轨道时切割磁感线产生感应电动势

金属棒沿水平轨道运动时间，设回路平均电流为I，电容器所带电荷量

对金属棒，由动量定理有

所以

代入数值得关系式为

最终金属棒匀速运动有

代入数值得关系式为

（3）闭合开关时，金属棒已做匀速运动

联立得

电容器存储的电能等于金属棒减少的动能

电容器存储的电荷量

15．（1）50J；（2）36.0m；（3）不相撞，8.0m

【详解】（1）小球被弹出过程弹簧的弹性势能转化为小球的动能

（2）小球做竖直上抛运动，运动时间

小球落至Q点时，甲滑块的位移

小球的水平位移

满足，小球落至O点时，小球的水平速度等于甲滑块的速度

解得

，

（3）小球和甲滑块相互作用过程中水平方向动量守恒

机械能守恒

得

乙滑块的速度

由于，所以不相撞，甲、乙两滑块间的距离

得