2024届河北省重点中学高三上期末物理模拟试题

这是一份2024届河北省重点中学高三上期末物理模拟试题，共18页。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
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、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成，其中24颗是地球中圆轨道卫星，其轨道形状为圆形，轨道半径在1000公里与3万公里之间。地球中圆轨道卫星（ ）
A．比地球同步卫星的周期小
B．比地球同步卫星的线速度小
C．比地球同步卫星的角速度小
D．线速度大于第一宇宙速度
2、新型冠状病毒防疫期间，医用一次性口罩是必备的呼吸防护用品，口罩的核心材料是中间一层熔喷无纺布。为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理，就是在熔喷无纺布上加入静电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒，称为静电吸引沉积，静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。根据这些信息，下列说法正确的是（ ）
A．医用一次性口罩可以进行高温蒸汽消毒再使用效果会更好
B．医用一次性口罩可以防护天然放射现象中放射出的α、β和γ射线
C．在防控期间口罩出现严重紧缺，为了节约资源刚用完的医用一次性口罩可以及时清洗晒干后使用
D．防疫期间不法分子为了谋取暴利，制造销售假冒医用一次性驻极口罩，除了从专业技术上鉴定外，还可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假
3、如图所示，质量相等的物块放在粗糙的水平面上，两物块用水平轻绳连接且刚好拉直，物块a、b与地面间动摩擦因数相同，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现给物块a施加一水平向右的拉力F，缓慢增大F到物块a要滑动的过程中，下列说法正确的是
A．地面对物块a的摩擦力一直增大
B．地面对物块a的摩擦力与轻绳对物块a的拉力同步增大
C．物块a刚好要滑动时，物块b也刚好要滑动
D．物块b刚好要滑动时，轻绳拉力等于此时外力F的一半
4、如图所示，是一个质点在时间内的v-t图象，在这段时间内，质点沿正方向运动的平均速度大小为v1沿负方向运动的平均速度大小为v2则下列判断正确的是( )
A．v1>v2B．v1C．v1=v2D．以上三种情况均有可能
5、2017年11月5日，又有两颗北斗导航系统组网卫星通过“一箭双星”发射升空，并成功进入预定轨道，两颗卫星绕地球运动均看作匀速圆周运动。如果两颗卫星的质量均为M，其中的1号卫星轨道距离地面高度为h，2号卫星轨道距离地面高度为h'，且h'>h，把地球看做质量分布均匀的球体，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G下列说法正确的是（ ）
A．l号卫星绕地球运动的线速度
B．1号卫星绕地球运动的周期
C．1号卫星和2号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为
D．稳定在轨运行时1号卫星的机械能大于2号卫星的机械能
6、如图，质量为m、带电荷量为＋2q的金属块a，在绝缘光滑水平台面上以水平初速度v0向右匀速运动，正碰完全相同的不带电的静止金属块b，碰后金属块b从高台上水平飞出，金属块a恰好无初速度下落(金属块a，b均可视为质点)。已知在足够高的光滑高台边缘右边空间中存在水平向左的匀强电场(电场区域足够大)。场强大小E＝，碰撞前后两金属块之间的库仑力不计，空气阻力不计。则（ ）
A．在水平台面上碰后金属块b带电荷量为＋2q
B．在水平台面上碰撞后金属块b的速度为
C．第一次碰撞后两金属块不可能发生第二次碰撞
D．碰撞后运动过程中金属块b距高台边缘的最大水平距离
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、以下说法中正确的是________。
A．全息照相利用了光的衍射现象
B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样
C．声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了
D．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的
E.摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量
8、如图，匀强磁场中位于P处的粒子源可以沿垂直于磁场向纸面内的各个方向发射质量为m、电荷量为q、速率为v的带正电粒子，P到荧光屏MN的距离为d。设荧光屏足够大，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列判断正确的是（ ）
A．若磁感应强度，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为
B．若磁感应强度，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为
C．若磁感应强度，则荧光屏上形成的亮线长度为
D．若磁感应强度，则荧光屏上形成的亮线长度为
9、如图所示，abcd为边长为L的正方形线框，线框在纸面内，电阻为R．图中虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．现用外力作用于线框，使线框从图示位置开始沿x轴正方向做初速度为零的匀加速运动，线框运动过程中，ad边始终水平，线框平面始终与磁场垂直，磁场宽度大于L，x轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线及线框ab边的电压U随时间t的变化图象正确的是
A．B．
C．D．
10、2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心“一箭三星”发射成功。 现假设三颗星a、b、c均在在赤道平面上绕地球匀速圆周运动，其中a、b转动方向与地球自转方向相同，c转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗星的周期分别为Ta =6h、Tb =24h、Tc=12h，下列说法正确的是（ ）
A．a、b每经过6h相遇一次
B．a、b每经过8h相遇一次
C．b、c每经过8h相遇一次
D．b、c每经过6h相遇一次
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）一个小灯泡的额定电压为额定电流约为，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。
A．电源：电动势为，内阻不计；
B．电压表V1：量程为，内阻约为；
C．电压表V2：量程为，内阻约为；
D．电流表A1：量程为，内阻约为；
E.电流表A2：量程为，内阻约为；
F.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；
G.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；
H.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；
开关，导线若干。
实验得到如下数据（和分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：
(1)实验中电压表应选用__________；电流表应选用__________；滑动变阻器应选用__________。（请填写器材前对应的字母）
(2)请你不要改动已连接导线，补全图甲所示实物电路图_________。闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片处在最__________（选填“左”或“右”）端。
(3)在如图乙所示坐标系中画出小灯泡的曲线________。
12．（12分）温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势E=6V，内阻不计；
B．毫安表A1，量程为600mA，内阻约为0.5；
C．毫安表A2，量程为10mA，内阻RA=100；
D．定值电阻R0=400；
E．滑动变阻器R=5；
F．被测热敏电阻Rt，开关、导线若干。
(1)实验要求能够在0~5V范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值Rt进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路______。
(2)某次测量中，闭合开关S，记下毫安表A1的示数I1和毫安表A2的示数I2，则计算热敏电阻阻值的表达式为Rt=______（用题给的物理量符号表示）。
(3)该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的I2－I1图象如图乙所示，由图可知，该热敏电阻的阻值随毫安表A2的示数的增大而____（填“增大”“减小”或“不变”）。
(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为0.7A，定值电阻R1=30，则由以上信息可求出定值电阻R2的阻值为______，此时该金属热敏电阻的温度为______℃。
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）如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力：
（1）求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；
（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。
14．（16分）一质量为m=2000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶．行驶过程中，司机忽然发现前方100 m处有一警示牌．立即刹车．刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线．图（a）中，0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1=0.8 s；t1~t2时间段为刹车系统的启动时间，t2=1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m．
（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线；
（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功；司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？
15．（12分）一定质量的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，若B→C过程中气体做功数值约是C→A过程中气体做功数值的1.6倍，气体在状态B时压强为4.5×105Pa，求：
(i)气体在状态A和C的压强。
(ii)整个过程中气体与外界交换的热量。
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、A
【解析】
ABC．根据万有引力提供向心力可知
解得

地球中圆轨道卫星的轨道半径比同步卫星卫星的轨道半径小，故地球中圆轨道卫星的线速度大，角速度大，周期小，故A正确，BC错误；
D．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，是卫星最大的运行速度，故地球中圆轨道卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。
故选A。
2、D
【解析】
AC．高温蒸汽消毒和清洗都会导致熔喷无纺布上失去静电吸附能力，AC错误；
B．医用一次性口罩可能会防护天然放射现象中放射出的α射线，但对于穿透性较强的β射线和γ射线无防护作用，B错误；
D．熔喷无纺布上带有静电，可以对轻小纸屑产生吸附作用，可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假，D正确。
故选D。
3、D
【解析】
ABC.当摩擦力增大到最大静摩擦力之前，轻绳拉力为零，再增大F，摩擦力不再增大，此后a、b间的拉力从零开始增大，地面对b的摩擦力达到最大静摩擦力，此时物块b要开始滑动，故ABC错误；
D. 物块a、b的质量相同，与地面的动摩擦因数相同，因此b刚好要滑动时，对a由牛顿第二定律得：
对b由牛顿第二定律得：
联立解得：
故D正确。
4、B
【解析】
由图象可知，正向运动时，物体的位移小于物体做匀减速运动的位移，可知平均速度大小，同理反向运动时位移大于匀加速运动的位移，平均速度大小，因此有v1＜v2；
A. v1>v2，与结论不相符，选项A错误；
B. v1C. v1=v2，与结论不相符，选项C错误；
D. 以上三种情况均有可能，与结论不相符，选项D错误。
5、A
【解析】
A．设地球质量m，根据公式
和
解得
故A正确；
B．根据公式
和
解得：
故B错误；
C．根据
所以
故C错误；
D．由于，卫星从低轨道向高轨道要点火加速，化学能转化为机械能，所以稳定在轨运行时1号卫星的机械能小于2号卫星的机械能，故D错误。
故选A.
6、D
【解析】
A．由于金属块与金属块完全相同，根据接触后先中和再平分可知金属块与金属块的电荷量相等，即在水平台面上碰后金属块带电荷量为，故A错误；
B．金属块与金属块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得在水平台面上碰撞后金属块的速度为：
故B错误；
C．碰后金属块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到电场力和高台边缘对金属块的支持力，处于静止状态；碰后金属块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到向左电场力，做匀减速直线运动，所以第一次碰撞后两金属块会发生第二次碰撞，故C错误；
D．碰撞后运动过程中金属块在水平方向有：
距高台边缘的最大水平距离：
故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、BDE
【解析】
A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故A错误；
B．当频率相同与振幅完全相同时，则会形成稳定的干涉图样，故B正确；
C．若声源远离观察者，观察者会感到声音的频率变低，是接收频率变小，而发射频率不变，故C错误；
D．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，属于全反射，故D正确；
E．当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故E正确。
故选BDE。
8、BD
【解析】
AB．若磁感应强度，即粒子的运动半径为
r==d
如图所示：
到达荧光屏的粒子运动时间最长的是发射速度沿垂直且背离MN运动的粒子，其运动时间（周期T=）为
运动时间最短的是以d为弦长的粒子，运动时间为
所以最大时间差为
故A错误，B正确；
CD．若磁感应强度，即粒子的运动半径为R=2d，如图所示：
到达荧光屏最下端的粒子的轨迹是与MN相切的，设下半部分的亮线长度为x1，根据几何关系，有
解得；到达荧光屏最上端的粒子与屏的交点与P点连线为轨迹的直径，设上半部分亮线的长度为x2，根据几何关系，有
解得，所以亮线的总长度为，故C错误，D正确。
故选BD。
9、AD
【解析】
线圈做初速度为零的匀加速直线运动，速度v=at，进磁场和出磁场受到的安培力，则A正确，B错误；进磁场时，ab两端的电压；在磁场中运动时，；出磁场时，ab两端的电压，则选项C错误，D正确；故选AD.
【点睛】
对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断．
10、BC
【解析】
AB．a、b转动方向相同，在相遇一次的过程中，a比b多转一圈， 设相遇一次的时为， 则有
解得，所以A错误，B正确。
CD．b、c转动方向相反，在相遇一次的过程中，b、c共转一圈，设相遇次的时间为，则
有
解得，故C正确，D错误。
故选BC。
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、B E G 左
【解析】
(1)[1][2][3]．灯泡的额定电压为2.0V，电压表应选B；灯泡的额定电流为0.5A，则电流表应选E；为方便实验操作，且允许通过的最大电流不能小于0.5A，则滑动变阻器应选G。
(2)[4][5]．灯泡正常发光时的电阻
故
则电流表应采用外接法，由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示；闭合开关前，滑片应置于滑动变阻器最左端。
(3)[6]．根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的曲线如图所示。
12、 增大 17.5 55
【解析】
(1)[1]．题目中没有电压表，可用已知内阻的电流表A2与定值电阻R0串联构成量程为的电压表；滑动变阻器用分压电路，电路如图：

(2)[2]．由电流可知
(3)[3]．根据可得
则该热敏电阻的阻值随毫安表A2的示数的增大，斜率 变大，可知Rt变大。
(4)[4][5]．通过R1的电流
则通过R2和Rt的电流为0.4A；由I2-I1图像可知，I2=4mA，此时Rt两端电压为2V，则R2两端电压为7V，则
根据Rt-t图像可知
解得
t=55℃
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）。
【解析】
（1）粒子在磁场中受洛伦兹力F=qvB，洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力，有
则粒子做匀速圆周运动的半径
粒子做匀速圆周运动周期
可得
（2）分析知粒子带正电，为使该粒子做匀速直线运动，需加一竖直向下的匀强电场，电场力与洛伦兹力等大反向，相互平衡，即
qE=qvB
电场强度E的大小
E=vB
答：（1）求粒子做匀速圆周运动的半径，周期；（2）电场强度E=vB。
14、（1）（2）， 28 m/s（3）30 m/s；；87.5 m
【解析】
解：（1）v-t图像如图所示．
（2）设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v1，则t1时刻的速度也为v1，t2时刻的速度也为v2，在t2时刻后汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，取Δt=1s，设汽车在t2+n-1Δt内的位移为sn，n=1,2,3,…．
若汽车在t2+3Δt~t2+4Δt时间内未停止，设它在t2+3Δt时刻的速度为v3，在t2+4Δt时刻的速度为v4，由运动学有
①
②
③
联立①②③式，代入已知数据解得
④
这说明在t2+4Δt时刻前，汽车已经停止．因此，①式不成立．
由于在t2+3Δt~t2+4Δt内汽车停止，由运动学公式
⑤
⑥
联立②⑤⑥，代入已知数据解得
，v2=28 m/s⑦
或者，v2=29.76 m/s⑧
第二种情形下v3小于零，不符合条件，故舍去
（3）设汽车的刹车系统稳定工作时，汽车所受阻力的大小为f1，由牛顿定律有：f1=ma⑨
在t1~t2时间内，阻力对汽车冲量的大小为：⑩
由动量定理有：⑪
由动能定理，在t1~t2时间内，汽车克服阻力做的功为：⑫
联立⑦⑨⑩⑪⑫式，代入已知数据解得
v1=30 m/s⑬
⑭
从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离s约为
⑮
联立⑦⑬⑮，代入已知数据解得
s=87.5 m⑯
15、（i）；（ii）吸收热量；180J
【解析】
(i)由图可知，气体从状态A到状态B为等容变化过程，由查理定律有，解得
由图可知，气体从状态B到状态C为等温变化过程，由玻意耳定律有，解得
(ii)由状态B经状态C回到状态A，设外界对气体做的总功为W，从状态C到状态A，为等压变化，外界对气体做功为
B→C过程中气体做功的大小约是C→A过程中气体做功的大小的1.6倍，则B→C过程中外界对气体做功为
从状态A到状态B，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以整个过程中外界对气体做功为
整个过程中气体内能增加量为△U=0，设气体从外界吸收的热量为Q，由热力学第一定律△U=Q+W，解得
Q=180J
即气体从外界吸收的热量是180J。
0.00
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00