河北省2023届高三学业水平选择性模拟考试物理试卷(含答案)

这是一份河北省2023届高三学业水平选择性模拟考试物理试卷(含答案)，共13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
1．2021年12月30日晚，中科院有着“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现1056秒运行，这是目前该装置运行的最长时间。“人造太阳”的一种核反应方程式为，已知元电荷的电荷量，光速。则一次该核反应的质量亏损约为( )
A.
B.
C.
D.
2．甲、乙两车沿同一直线运动，一段时间内的位移一时间图像如图所示，已知甲为过坐标原点的抛物线，乙为直线，则下列说法正确的是( )
A.时刻甲的速度为
B.甲的加速度为
C.乙车做匀速运动的速度为
D.时甲、乙两车速度相等
3．中国空间站的问天实验舱中配置了变重力科学实验柜，它为科学实验提供了范围内的高精度模拟重力环境。变重力实验柜的主要装置是两套离心机(如图甲所示)，离心机示意图如图乙所示，离心机旋转的过程中，实验载荷会对容器壁产生压力，这个压力的大小可以体现“模拟重力”的大小。根据上面资料结合所学知识，判断下列说法正确的是( )
A.实验样品的质量越大，“模拟重力加速度”越大
B.离心机的转速变为原来的2倍，同一位置的“模拟重力加速度”也变为原来的2倍
C.实验样品所受“模拟重力”的方向指向离心机转轴中心
D.为防止两台离心机转速增加时对空间站的影响，两台离心机应按相反方向转动
4．如图所示，小滑块Q的质量为m，P的质量为通过轻质定滑轮O(体积可忽略)用细线连接，Q套在光滑水平杆上。用力拉动Q，使间的细线与水平方向的夹角，此时长度为处于静止状态。不计一切摩擦，P不会与杆碰撞，重力加速度大小为g，则释放Q后Q运动的最大速度为( )
A.B.C.D.
5．如图所示为某同学模拟降压变压器工作中电路的动态变化电路图，已知变压器为理想变压器，电表均为理想电表，为输电导线电阻，为滑动变阻器，电路接在恒压正弦交流电源两端。当滑动变阻器的触头P向上移动时，下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变
B.电压表示数增大
C.电流表示数增大
D.电流表示数减小
6．我国首次自主火星探测任务“天问一号”探测器于2020年7月23日升空，2021年5月15日着陆火星乌托邦平原南部。下表是有关地球和火星的比较，根据表中信息可计算火星的公转周期约为( )
A.365天B.548天C.670天D.821天
7．如图所示，两半径相等的半球球壳I和II彼此靠的很近(间距可忽略)，两球壳均匀带有电荷，电荷量均为为球心，A为球壳外一点，。已知球壳I在A点形成的电场强度为，规定距O点无限远处的电势为零，下列说法正确的是( )
A.O点电场强度为零，电势为零
B.球壳I在O点形成的电场强度水平向右
C.球壳II在A点形成的电场强度大小
D.球壳I和球壳II在A点形成的电势相等
二、多选题
8．光刻机是生产芯片的核心设备。浸没式光刻技术是在传统的光刻技术中(其镜头与光刻胶之间的介质是空气)将空气介质换成液体，利用光通过液体介质波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体后，该曝光光波( )
A.在液体中的传播频率变为原来的1.44倍
B.在液体中的传播速度变为原来的1.44倍
C.在液体中的曝光波长约为
D.件播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.44倍
9．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一介质中沿x轴正方向传播，波速均为.在时，两列波的波峰正好在处重合，偏离平衡位置，关于这两列波下列说法正确的是( )
A.时刻乙波上处的质点振动方向沿y轴正方向
B.乙波的波长为，甲波的波长为
C.处为两列波的波峰重合的位置
D.经过的时间，处的质点沿x轴正方向移动了
10．如图甲是游乐园常见的跳楼机，跳楼机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀强磁场，每块磁场区域的宽度均为、高度均相同，磁感应强度的大小均为，中间座椅后方固定着100匝矩形线圈，线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与磁场高度相同，总电阻为。若某次跳楼机失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，乘客与设备的总质量为，重力加速度g取，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.线圈中电流方向始终为逆时针
B.跳楼机的最大速度为
C.当跳楼机的速度为时，线圈中感应电流为
D.跳楼机速度最大时，克服安培力做功的功率为
三、实验题
11．利用如图甲所示的装置测量重力加速度。已知电磁打点计时器所接电源的频率为。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，把纸带上的某点作为第一个点，记作O，在纸带上距O点一定距离另取3个连续的点，测量得到各点到O点的距离分别为。根据以上数据，可求得打B点时重物的速度_____(保留三位有效数字)，测得当地的重力加速度_____(保留两位有效数字)，请写出一条减小实验误差的方法：____________。
12．某同学使用如图甲所示电路测量电压表的内阻，已知电源电动势约为，内阻小于。
(1)实验中调整电阻箱，当电阻箱的阻值为时，电压表的示数为；当电阻箱的阻值为时，电压表的示数为，若忽略电源的内阻，根据上述数据可以计算出电压表的内阻_____Ω。若不忽略电源内阻，该实验_____(填“可以”或“不可以”)测量电源的电动势，_____(填“可以”或“不可以”)测量电源的内阻。
(2)他将电路改装成如图乙所示的电路，多次改变电阻箱R的阻值(远小于电压表的内阻)，并记录对应的电压表示数U，在坐标系中描点作图，作出的图像是一条倾斜的直线，若测得图像的斜率为k，纵截距为a，忽略电压表分流的影响，则电源的电动势_____，内阻_____。(用给出的物理量符号表示)
四、计算题
13．如图所示，一上端开口的容器由横截面积分别为和S的两个汽缸连通而成，汽缸内壁光滑且导热良好，用质量分别为和m的活塞将汽缸内的理想气体分为I、II两部分，两个活塞到上、下汽缸连接处及活塞B到汽缸底部的距离均为d。已知大气压强为，环境温度保持不变，不考虑活塞漏气及活塞的厚度，重力加速度为g。现用力向上缓慢拉动活塞A(不脱离汽缸)，使活塞B恰好到达两汽缸的连接处，求：
(1)此时II部分处气体的压强；
(2)两活塞之间的距离。
14．如图所示，在平面直角坐标系中，的区域内存在垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，且的区域I内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为的区域II内只存在磁场。质量为m、电荷量为的粒子以一定的初速度自坐标位置沿x轴正方向射入区域I，并恰能匀速通过区域I进入区域II。已知，不计粒子的重力。求：
(1)粒子进入区域I的速度v；
(2)粒子第一次通过x轴时距O点的距离及粒子自进入区域II至第一次通过x轴所用时间。
15．如图甲所示，总质量为的人和雪㘪在倾角的斜面上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比。测得雪橇运动的图像如图乙所示，初始时刻人和雪堆的加速度为时人和雪橇加速到并保持匀速运动，此时距人处的上方斜面有一冰块松动并由静止开始下滑，冰块运动过程中不碎裂且忽略一切阻力。已知，g取。求：
(1)雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ；
(2)人和雪橇加速过程中与斜面因摩擦产生的热量；
(3)由初状态到冰块与人相遇的整个过程中，人和雪橇克服空气阻力所做的功。
参考答案
1．答案：A
解析：根据爱因斯坦质能方程，其中，综上解得，A正确。
2．答案：B
解析：设甲时刻的速度为，加速度为a，则有，解得，A错误，B正确；乙车的速度，解得，CD错误。
3．答案：D
解析：根据题意可得，则模拟重力加速度，模拟重力加速度与样品的质量无关，离心机的转速变为原来的2倍，同一位置的“模拟重力加速度”变为原来的4倍，AB错误；实验载荷因为有向外飞出的趋势，对容器壁产生的压力向外，所以模拟重力的方向背离离心机转轴中心，C错误；根据牛顿第三定律可知，一台离心机转速增加时，会给空间站施加相反方向的力，使空间站发生转动，所以为防止两台离心机转动时对空间站的影响，两台离心机应按相反方向转动，D正确。
4．答案：D
解析：当Q运动到滑轮正下方时，Q速度最大，P速度为零，此过程P下降的高度，对整体，根据机械能守恒定律得，计算得，D正确。
5．答案：C
解析：滑动变阻器的触头P向上移动，电阻减小，电流表示数增大，根据理想变压器原理可知，电流表示数增大，C正确，D错误；电阻分压增大，电压表示数减小，根据理想变压器原理可知，电压表示数减小，AB错误。
6．答案：C
解析：根据开普勒第三定律，计算可得天，C正确。
7．答案：C
解析：球壳靠的很近，间距可忽略，根据对称性，O点电场强度为零，电势是标量，电势为负，A错误；根据对称性可以判断，球壳I在O点形成的电场强度水平向左，B错误；把两球壳当成整体，在A点形成的电场强度，沿自A指向O，两球壳在A点分别形成的电场强度方向均沿自A指向，解得，C正确；电势是标量，球壳I和球壳I电荷量相等，球壳II距离A点近，形成的电势低，D错误。
8．答案：CD
解析：频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，A错误；光在液体中的传播速度为，解得传播速度约为原来的0.7倍，B错误；加上液体时光刻胶的曝光波长为，不加液体时，有，联立代入数据可得在液体中的曝光波长约为，C正确；由以上分析可知，在液体中曝光光波的传播速度变为原来的0.7，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的1.44倍，D正确。
9．答案：BC
解析：根据质点的振动方向和波的传播方向的关系可以判断，时刻乙波上处的质点沿y轴负向振动，A错误；由题图可知，甲波的波长为，乙波的波长为，B正确；两列波波长的最小公倍数为，两列波的波峰重合处的位置为，C正确；
质点在平衡位置附近做简谐运动，不随波发生迁移，D错误。
10．答案：CD
解析：由右手定则可知，电流方向为逆时针与顺时针交替变化，A错误；跳楼机由静止下落后受安培力与重力，有，由法拉第电磁感应定律得，可得，随着v的增加，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，以后跳楼机做匀速运动，当跳楼机速度最大时，安培力与重力平衡有，解得，B错误；由法拉第电磁感应定律得，当时，由闭合电路欧姆定律得，C正确；当跳楼机速度最大时，，所以克服安培力做功的功率为，D正确。
11．答案：2.31；9.5；更换流线型重物、更换为电火花打点计时器、取更多数据进行计算等
解析：点之间的时间间隔为
12．答案：(1)4168；不可以；不可以(2)；
解析：(1)设电源的电动势为E，电池的内阻为r，根据闭合电路欧姆定律有，解得，若忽略电源的内阻，可求得电压表的内阻，若电源的内阻不能忽略，代入数据，无法得到电源电动势的值及内阻的大小。
(2)根据闭合电路欧姆定律得，整理得，对应题干中的斜率与纵轴的交点可得，解得
13．答案：(1)(2)
解析：(1)初始时，对活塞A受力分析有
对活塞B受力分析有
活塞B上升，II部分气体为等温变化
由玻意耳定律得
解得
(2)活塞B恰好到两汽缸连接处时，对活塞B受力分析有
I部分气体为等温变化，由玻意耳定律得
解得
14．答案：(1)(2)；
解析：(1)由题意可知粒子在区域I中做直线运动
所以
解得
(2)粒子垂直磁场进入区域II，在区域II内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
代入数据可得
粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系有
解得
第一次通过x轴时距坐标原点的距离
解得
由几何关系可知粒子在磁场中转过的圆心角
粒子做圆周运动的周期
粒子自进入区域II至第一次通过x轴所用的时间
解得
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)初始时刻对人和雪橇沿着斜面方向由牛顿第二定律得
垂直斜面方向受力平衡有
匀速时对人和雪橇沿着斜面方向受力平衡有
联立解得
(2)雪橇和人由初始时刻到恰好匀速所用时间
对人和雪橇在斜面上的加速过程由动量定理得
空气阻力的冲量
联立可得雪橇和人加速过程的位移
人与斜面因摩擦产生的热量
(3)对加速过程的人和雪橇由动能定理得
解得
设松动的冰块由静止开始追上人所用的时间为
则
解得
全过程中人和雪橇克服空气阻力所做的功
质量
密度
直径
半长轴(天文单位)
离心率
公转周期(天)
地球
5.5
1
0.0167
365
火星
3.9
1.5
0.0934