备战2024年高考模拟物理试卷3（河北卷专用）（解析版）

PAGEPAGE1备战2024年高考物理模拟卷（河北卷专用）黄金卷03（考试时间：75分钟试卷满分：100分）第I卷（选择题）单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．小明利用手机传感器，测得电梯从静止开始运行的加速度－时间图像，如图所示。手机传感器中加速度向上时为正值，下列说法正确的是（）

A．0.6s~0.8s电梯处于匀加速下降阶段B．0.9s~1.2s电梯处于匀速上升阶段C．0.9s~1.2s电梯处于匀加速上升阶段D．1.7s~2.3s电梯处于静止阶段【答案】C【解析】A．0.6s~0.8s电梯加速度不断变化，不做匀加速运动，故A错误；BC．0.9s~1.2s电梯加速度恒定且为正值，处于匀加速上升阶段，故B错误，C正确；D．1.7s~2.3s电梯加速度为0，处于匀速运动阶段，故D错误。故选C。2.如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波，其中一条线表示波峰，另一条虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法不正确的是（）A．这两列波的波长相同，在两波相遇的区域中会产生干涉B．从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零C．a、c、d三点的振动始终加强，b点的振动始终减弱D．a、c、d三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和【答案】D【解析】A．在同一介质中波速相同，因为两列波的频率相同，所以波长一定相同，在两波相遇的区域会发生干涉，故A错误；B．从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零，此时刻四点处于平衡位置，故B错误；CD．此刻a、c、d三点位移最大，等于两列波的振幅之和，在这些点两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大，但位移是时刻在变化，在b点是两列波波峰和波谷相遇点，两列波引起的振动总是相互减弱的，质点的振幅最小，振动始终减弱，故C错误，D正确。故选D。3.2021年11月8日，神舟十三号载人航天飞船上的三名航天员经过6.5个小时的努力，顺利完成所有舱外航天任务。王亚平就此成为中国历史上首位执行出舱任务的女宇航员，创造了太空探索新纪录。已知空间站在离地高度约为400km的圆形轨道飞行，引力常量为G，下列说法正确的是（）A．与同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大B．与同步卫星相比，空间站做圆周运动的周期更长C．只要查到空间站的运行周期即可计算出地球的平均密度D．王亚平在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，工具将会落向地面【答案】A【解析】A．根据由于空间站轨道半径比同步卫星的小，因此加速度更大，A正确；B．根据开普勒第三定律，由于空间站轨道半径比同步卫星的小，因此做圆周运动的周期更短，B错误；C．根据解得只要知道空间站的运行周期，但若不知道地球半径，也无法算出地球的平均密度，C错误；D．王亚平在空间站外面检修时若手中的工具不小心掉落，则工具就像空间站一样绕地球做匀速度圆周运动，不会落向地面，D错误。故选A。4.如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是（）

A．若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹B．若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹C．若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为，在月球表面观察到的水平直条纹的间距为，则D．若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大【答案】C【解析】A．单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，当肥皂液膜竖直放置时，单色光垂直照射肥皂液膜，在前、后两面反射形成干涉条纹，若将该装置放在地球上观察，由于重力作用，在高度相等的位置的光程差相同，故可看到水平直条纹，故A错误；B．若将该装置放在空间站观察，由于处于完全失重状态，肥皂液膜厚度均匀，所以观察不到干涉条纹，故B错误；C．因为地球表面的重力加速度大于月球表面的重力加速度，该装置在地球表面薄膜上下厚度相差更大，该装置在地球表面观察到的水平条纹间距为，在月球表面观察到的水平直条纹间距为，则，故C正确；D．若将光源换为蓝色光源，因为波长变短，所以在地球表面观察，可看到水平直条纹的间距将减小，故D错误。故选C。5．老师采用图1所示的实验器材演示交变电流的产生，并联的两个发光二极管连接方式如图2所示，二极管两端正向电压大于0.7V时才能发光，反向电压超过20V将损坏。匀速转动手柄，1min内二极管闪烁100次。已知发电机中正方形线框的边长为10cm，匝数为1000，假设线圈所在处的磁场可视为匀强磁场，下列判断正确的是（）A．线框的转速为100r/sB．线框的电动势有效值可能是20VC．磁感应强度B不会超过0.4TD．若转速减半，1min内闪烁次数将变为50次【答案】C【解析】A．正弦式交变电流一个周期内电流方向改变2次，所以1min内有50个周期，线框的转速为50r/min，故A错误；B．若线框的电动势有效值是20V，则最大值为，二极管将被击穿，故B错误；C．由最大值Em=nBSω=nBS×2πf=1000×B×0.12×2×3.14×V＜20V解得B＜0.4T，故C正确；D．若转速减半，交流电的最大值减半，如果这时的最大值小于0．7V，二极管将不会闪烁，1min内闪烁次数将变为0次，故D错误。故选C。6.美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次试验，比准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为的恒定电源两极相连，板的间距为、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行板间。现有一质量为的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷，重力加速度，则（）A．油滴带正电B．油滴中电子的数目为C．油滴从小孔运动到金属板B过程中，电势能减少D．若将金属板A向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降【答案】D【解析】A．带电油滴在极板间匀速下落，可知带电油滴受到电场力方向竖直向上，与电场方向相反，故油滴带负电，A错误；B．带电油滴在极板间匀速下落，根据受力平衡可得，解得油滴的电荷量为可知等于油滴的电荷量，并不等于油滴中电子的数目，B错误；C．油滴从小孔运动到金属板B过程中，电场力做功为可知电场力做负功，电势能增加，C错误；D．根据，若将金属板A向上缓慢移动一小段距离，极板间的距离增大，极板间的电压不变，则极板间的电场强度减小，油滴受到的电场力减小，故油滴受到的合力竖直向下，油滴将加速下降，D正确。故选D。7.随着工作压力的增大以及生活水平的提高，越来越多的人选择在假期出行旅游放松身上放置一与地板成θ角的木板，木板上静置一木块。某段时间内，木块随车厢一起斜向上做加速度为a的匀加速运动。已知缆绳与水平方向夹角也为θ。若木板与车厢底板夹角缓慢增大稍许，木块、木板与车厢始终保持相对静止，则关于木块对木板的压力和木块对木板的摩擦，下列说法正确的是（）

A．减小，减小 B．增大，增大C．减小，增大 D．增大，减小【答案】C【解析】木块受力如图甲，支持力与静摩擦合力斜向右上，与重力的合力沿缆绳斜向右上。因为木块质量和加速度均不变，故三个力的合力不变，又木块重力不变，则支持力与静摩擦合力不变。木板与底板夹角缓慢增大稍许，如图乙，减小，增大。故选C。选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。8.一定质量的理想气体，状态变化依次经历从Ⅰ→Ⅱ，再从Ⅱ→Ⅲ的过程，其压强p和温度T的关系如图所示，根据图像，下列说法正确的是（）A.状态Ⅰ的体积小于状态Ⅲ的体积 B.状态Ⅰ的内能大于状态Ⅲ的内能C.从Ⅰ→Ⅱ过程，气体从外界吸热D.从Ⅱ→Ⅲ过程，气体的分子数密度增大【答案】AC【解析】AD．由理想气体的状态方程，可得，即图线上的点与坐标原点连线的斜率与体积成反比，由题图可知，气体从状态Ⅰ到状态Ⅱ体积不变，做等容变化，Ⅰ到Ⅱ图线的斜率大于OⅢ连线的斜率，则有可知状态Ⅰ的体积小于状态Ⅲ的体积；可知从Ⅱ→Ⅲ过程，气体的分子数密度减小，A正确，D错误；B．由题图可知，可知状态Ⅰ的内能小于状态Ⅲ的内能，B错误；C．理想气体从Ⅰ→Ⅱ过程，温度升高，内能增大，即，从状态Ⅰ到状态Ⅱ气体做等容变化，则，由热力学第一定律，可知，气体从外界吸热，C正确。故选AC。9.钍基盐熔堆是第四代核反应堆之一，其中一种核反应为，用分别表示、核的质量，反应中释放的核能为，c为真空中的光速。该核反应中（）A．的中子数为91B．粒子的质量为C．的比结合能比的小D．静止在匀强磁场中，粒子速度若垂直于磁场，则和粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为1∶91【答案】BD【解析】A．的中子数为233-91=142,A错误；B．根据核反应规律和能量守恒知得粒子的质量为,B正确；C．根据比结合能曲线可知，的比结合能比的大，C错误；D．在磁场中匀速圆周运动得衰变过程满足动量守恒，即和粒子动量等大反向，则在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为与电量成反比，为1:91，D正确。故选BD。10.如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为。去掉水平外力F，物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，，。则下列说法正确的是（）

A．物块P在A点时弹簧的伸长量为B．物块P从A点运动到B点时，物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能C．物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为D．物块P运动到B点时，物块Q的速度为【答案】BD【解析】A．对物块P在A点时进行受力分析，其恰好与直杆没有相互作用，所以绳子拉力竖直向上的分力与其重力大小相等，有所以绳子拉力对物块Q进行受力分析，沿斜面方向上解得此时弹簧弹力为由胡克定律可得弹簧此时的伸长量为故A错误；B．物块P到B点时，由几何可得物块Q沿斜面向下滑了所以弹簧此时压缩量为，所以此时弹簧的弹性势能与物块P在A点时的相同，物块P从A点运动到B点的过程中，弹簧弹力做功为零，所以由能量守恒定律，物块Q重力势能减少量之和等于P、Q两物块增加的总动能，故B正确；D．物块P到B点时，P、Q速度满足物块P从A点运动到B点的过程中，由能量守恒定律联立解得；故D正确；C．对物块P由动能定理从A运动到B的过程中，绳子拉力做功故C错误。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题）实验题：本题共2小题，共15分。11.某同学在实验室探究影响单摆周期的因素。（1）该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示，这样做的目的是；（填字母代号）A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量得更加准确C．便于调节摆长D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）该同学组装好单摆后，在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得悬点到摆球的最低端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径为，单摆摆长为；

（3）如图所示的振动图像真实地描述了摆长约为的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中坐标原点表示计时开始，A、B、C图反映了30次全振动的图像．已知，，这四种操作过程符合实验要求且误差最小的是。（填字母代号）【答案】（1）AC/CA（2）10.000.9850（3）A【解析】（1）[1]在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这是为了防止运动过程中摆长发生变化；如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，这样做方便调节摆长，故AC正确。（2）[2][3]游标卡尺示数单摆摆长（3）[4]当摆角小于等于时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为当小球摆到最低点时开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做30~50次全振动，求其平均值，所以A图符合实验要求且误差最小。12.如图甲，是某型号的电子秤，工作原理简化为如图乙：电阻不计的轻质金属弹簧与绝缘轻质托盘相连、滑动变阻器的滑片与弹簧上端连接，理想电压表的示数表示物体的质量，当托盘没放物体时，滑片恰好置于变阻器的最上端，量程，变阻器总电阻、总长度，电源输出电压恒为，定值电阻，弹簧劲度系数，重力加速度取。不计摩擦和其它阻力，请回答下列问题：（所有计算结果保留一位小数）（1）滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，电压表的示数为__________V；（2）电压表的示数U与物体质量m之间的关系式_________（V），电压表改装的电子秤刻度是_________（选填“均匀”“不均匀”）的，该电子称的最大可测质量为_________。【答案】（1）2

（2）

均匀

10【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片恰好置于最下端时，由欧姆定律可[2]由牛顿第二定律得由欧姆定律可得代入数据整理得电压表的示数U与物体质量m之间的关系式为[3]电压表示数与物体的质量m成正比，电压表改装的电子秤刻度是均匀的；[4]当时，该电子秤测得最大质量带入数据解得该电子称的最大可测质量为四、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.（10分）某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为、折射率的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如图所示，设此截面内，一卫星探测器在半径为的轨道上绕行星做匀速圆周运动。忽略行星表面对光的反射。求：（1）从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角；（2）大气外表面发光区域在截面上形成的弧长；（3）卫星探测器运行时，只能在轨道某些部分观测到光，则这部分轨道弧长。【答案】(1)30°；(2)；(3)【解析】(1)从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角满足解得(2)当P点发出的光线在大气外表面恰好发生全反射时，光路如图所示由正弦定理可得解得故从P点射出的光线在大气外表面恰好发生全反射时光线PB与OP延长线的夹角为45°，在大气外表面发光区域对应的圆心角为故发光区域在截面上形成的弧长为(3)如图所示，临界光线从B点射向卫星轨道上的C点，在直角中，由几何关系可得解得即轨道上能观测到光的部分对应的圆心角为60°，对应的轨道弧长为14.（13分）如图所示，平面直角坐标系位于竖直平面内，倾斜光滑直轨道与y轴正方向夹角为，轨道与水平轨道及半径为R的竖直光滑圆管之间均平滑连接，圆管对应的圆心角为，其所在圆分别与x轴和y轴相切于B点和C点。已知第二象限内有方向竖直向下、大小为的匀强电场，第一象限内，的区域内有水平向右的匀强电场，其中区域内场强大小为区域内场强大小为。质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）从到O点距离为R的Q点由静止释放，经水平轨道进入圆管内。小球与水平轨道之间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，所有轨道均为绝缘轨道，轨道的直径远小于所在圆的直径，小球所带电荷量不损失，进入和飞出管道时无能量损失，重力加速度为g。求：（1）小球经过坐标原点O处时的速度大小；（2）求小球在管道中速度最大时的位置坐标，并求出小球的最大速度；（3）从开始运动到小球静止，小球在段走过的总路程s为多少？【答案】（1）；（2），；（3）【解析】（1）带电小球从Q点到O点，应用动能定理有解得（2）小球从O点到B点过程中，动能定理可知解得小球进入圆管之后，进入复合场中，将重力场和电场E2合成为等效重力场，用g′表示该等效场的加速度，如图所示：根据平行