2024届河北省部分高中高三下学期二模物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河北省2024年普通高中学业水平选择性考试物理本试卷共100分考试时间75分钟注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、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，只有一项是符合题目要求的。1．2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过某种方法产生等离子体，等离子体满足一定条件就会发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。关于氢的同位素氘或氚的核聚变，其核反应方程为，光速，则下列说法正确的是（）A．的比结合能大于的比结合能B．粒子具有较强的电离能力C．一个氘核和一个氚核发生核聚变，亏损的质量约为D．提升等离子体的密度，在常温常压下也能发生聚变反应2．某冰壶比赛赛道的简化图如图所示。、、、是水平冰面直线赛道上的四个点，其中是掷出点，是营垒中心，。运动员将冰壶从点以初速度掷出，冰並沿直线做减速运动，经过点时速度恰好为，另一运动员用冰刷摩擦、之间的冰面以减小动摩擦因数，冰壶恰好到达营垒中心。若未用冰刷摩擦冰面时，冰壶与冰面之间的动摩擦因数为，假设摩擦后的冰面光滑程度处处相同，则摩擦后冰並与冰面之间的动摩擦因数为（）A． B． C． D．3．时刻，两列分别沿轴正方向和负方向传播的简谐横波的波形图如图所示，质点做简谐运动的周期均为，此时刻平衡位置在和处的、两质点刚开始振动，下列说法正确的是（）A．两波源的起振方向相反B．两列波在介质中传播的速度大小不同C．两列波相遇之前，平衡位置在处的质点的振动方程为D．内，质点运动的路程4．半径为的半球形透光材料的截面如图，截面上的点是半球形透光材料的球心，是直径，是截面内过点且垂直直径的直线，是直线与球表面的交点。细光束从点射入透光材料，入射角为60°，细光束从距离点处的点射入透光材料，入射角为53°。已知，透光材料对细光束的折射率为，细光束恰好从点射出透光材料，，不考虑细光束，在透光材料中的反射。从透光材料射出后，细光束和交于一点，则该点到的距离为（）A． B． C． D．5．发电站把电能输送到用电器的远距离输电示意图如图所示。升压变压器和降压变压器均为理想变压器，已知发电机的输出功率为，输出电压是，升压变压器的原、副线圈的匝数比，每条输电线的电阻均为，下列说法正确的是（）A．输电线中的电流为B．输电线上损失的电压为C．降压变压器的输出功率为D．改变用电器的数目，若输电线上损失的功率变为原来的2倍，则降压变压器的输出功率变为原来的倍6．如图所示，由六根粗细均匀、长度相等的相同直导线制成的正三棱锥固定在竖直方向的匀强磁场中，其中三棱锥的底面水平，将点和点接入电路。已知直导线所受的安培力大小为，则三棱锥所受安培力的合力大小为（）A．0 B． C． D．7．如图所示，间距为的平行导轨固定在水平绝缘桌面上，导轨右端接有定值电阻，阻值为，垂直导轨的虚线和之间存在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场，其中导轨的和段光滑。在虚线左侧、到的距离为的位置垂直导轨放置质量为的导体棒，现给处于静止状态的导体棒一个水平向右的恒力作用，经过时撤去恒力，此时导体棒的速度大小，经过时导体棒的速度大小。已知恒力大小为，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒接入电路的电阻为，重力加速度为，导轨电阻不计，下列说法正确的是（）A．导体棒与左侧导轨之间的动摩擦因数为0.66B．导体棒经过磁场的过程中，通过导体棒的电荷量为C．导体棒经过磁场的过程中，导体棒上产生的热量为D．虚线和之间的距离为二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．如图所示，人造地球卫星在圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，为躲避太空垃圾的碰撞，卫星由圆轨道Ⅰ上的点经轨道Ⅱ变轨到圆轨道Ⅲ上的点，太空垃圾通过后，卫星再由圆轨道Ⅲ上的点变轨到圆轨道Ⅰ上的点。已知卫星的质量为，地球的半径为，圆轨道Ⅰ的半径为，圆轨道Ⅲ的半径为，地球表面处的重力加速度为，卫星的引力势能（其中是引力常量，是地球质量，是卫星质量，是卫星到地心的距离）。下列说法正确的是（）A．卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动的线速度大小为B．卫星在轨道Ⅲ上运动的周期为C．卫星由点运动到，克服引力做功为D．卫星要想脱离地球引力的束缚，在点所需的最小速度为9．如图所示，电荷量大小相等的正、负两点电荷分别放置在真空中的、两点，虚线是以点为圆心的圆，、、、是圆上的4个点，且点是连线的中点，点在连线的延长线上。下列说法正确的是（）A．在、两点的连线上，点电场强度最大B．圆上给出的各点中，点电势最高C．点和点的电场强度大小之比为9:4D．将一负试探电荷从点沿虚线移到点，其电势能先减小后增大10．如图所示，物块、通过轻弹簧连接，物块、用不可伸长的轻质细线绕过轻质定滑轮连接，将物块放置于斜面上，调节斜面位置，使连接物块的细线与斜面平行后，将斜面固定。移动物块位置，当物块、之间的细线伸直且恰无作用力时，将物块由静止释放。已知物块始终在斜面上运动，物块放置在水平面上，、间的弹簧及与定滑轮间的细线均处于竖直方向，物块、、的质量分别为、和，斜面倾角为30°，若弹簧的劲度系数（为已知量，为重力加速度），不计空气阻力及一切摩擦，下列说法正确的是（）A．物块、和弹簧组成的系统机械能守恒B．释放物块瞬间，物块的加速度大小为C．物块的最大速度为D．从释放物块到物块的速度第一次减为零，弹簧弹性势能的增加量为三、非选择题：本大题共5小题，共54分。11．（8分）物理探究小组要验证一轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒。探究小组事先测出了当地的重力加速度为，查到了弹簧弹性势能的表达式为（为劲度系数，为弹簧的形变量），具体实验操作如下：a．探究小组先测出弹簧的原长为；b．如图甲所示，弹簧竖直悬挂，下端悬挂质量为的钩码，稳定后测出弹簧的长度为；c．取下弹簧，将弹簧的一端固定于地面，另一端系上细绳，细绳绕过光滑的定滑轮，拴接带有遮光条的物块，测得物块和遮光条的总质量为，遮光条的宽度为；d．在遮光条正下方安装可移动的光电门；e．调节物块的位置，让细绳伸直且弹簧恰好处于原长状态，静止释放物块，记录遮光条通过光电门的时间以及释放物块时遮光条到光电门的距离。（1）此弹簧的劲度系数为__________。（用题中所给物理量的符号表示）（2）验证机械能守恒的表达式为____________________。（用题中所给物理量的符号表示）（3）探究小组反复调节光电门的位置，发现释放物块时，遮光条到光电门的距离分别为和，遮光条通过光电门的时间相等，根据机械能守恒定律可得，__________。（从、、、、、中选用合适的字母表示）12．（8分）图甲为一同学在不同照度（光照强度的简称）的光下测光敏电阻的阻值的实验原理图，其中电阻，。该同学闭合开关，将光敏电阻放置于某一照度的光下，调节电阻箱接入电路的阻值，当灵敏电流表的示数为零时，读出电阻箱的示数。将光敏电阻置于不同照度的光下，重复上述操作。（1）在某次调节中，电阻箱的示数如图乙所示，则电阻箱的阻值为__________，光敏电阻的阻值为__________。（2）此同学根据实验数据作出了光敏电阻的阻值随光的照度变化的关系图像如图丙所示，当电阻箱的示数如图乙所示时，对应的光照度为__________。（3）此同学利用光敏电阻设计了图丁所示的控制电路，要求当光照度大于某一值时，能够断开灯泡所在电路，小于某一值时，能够接通灯泡所在电路，请将图丁电路补充完整。13．（8分）如图所示，质量为的汽缸和质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体，汽缸放置于水平地面上，一劲度系数为的轻弹簧一端连接在活塞上，另一端与竖直墙壁连接，弹簧垂直墙壁且平行于地面。初始时封闭气体的压强恰为大气压强，温度为，封闭气体柱的长度为，现对封闭气体加热，当加热到某一未知温度时，汽缸刚好要开始滑动，此时封闭气体柱的长度为。已知当地的重力加速度为，活塞与汽缸间的摩擦不计，汽䍂与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界大气压保持不变，求：（1）汽缸与地面间的动摩擦因数。（2）未知温度。14．（14分）如图所示，竖直平面内的直角坐标系第三象限存在沿轴（轴水平）负方向的匀强电场Ⅰ，第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅲ和沿轴负方向的匀强电场Ⅱ，一带负电、比荷为的小球（可视为质点）以某一初速度从点沿轴正方向水平抛出，经过点从第一象限进入第四象限，在第四象限运动一段时间后，小球沿与轴正方向成角的方向第一次经过轴进入第三象限。已知匀强电场Ⅰ的电场强度大小，匀强电场Ⅱ的电场强度大小，重力加速度为，，，不计空气阻力。求：（1）小球在点的速度。（2）匀强磁场Ⅲ的磁感应强度大小。（3）小球从点抛出到第四次（从点抛出为第零次）经过轴的时间。15．（16分）如图所示，左、右两端加装了两个竖直轻质挡板的滑板的质量，将滑板放置在光滑的水平面上，时刻，在滑板的右端施加一方向水平向右、大小的恒力，时，在滑板正中央无初速度放置一质量的小滑块（可视为质点），时撤去恒力，此时小滑块恰好与滑板左侧挡板发生弹性碰撞。已知滑块与滑板之间的动摩擦因数，重力加速度，空气阻力不计。求：（1）在恒力作用下，放滑块前及放滑块后的瞬间，滑板的加速度大小。（2）与左侧挡板碰后瞬间，小滑块和滑板的速度大小。（3）滑板的长度及小滑块与滑板在整个过程中因摩擦产生的热量。——★参考答案★——1．C【命题意图】本题考查轻核的聚变。【解题分析】和聚变为会放出能量，的比结合能小于的比结合能，A项错误；根据电荷数和质量数守恒可知，此反应中的粒子是中子，中子的穿透能力强，电离能力弱，B项错误；一个氘核和一个氚核发生核聚变，亏损的质量，C项正确；目前轻核聚变只能在高温高压的环境下进行，D项错误。2．D【命题意图】本题考查匀变速直线运动。【解题分析】设、之间的距离为，冰壶由运动到，根据运动学公式可得3．D【命题意图】本题考查机械波。【解题分析】由波的传播方向和波形图可知，两波源的起振方向均沿轴正方向，A项错误；两列波的波长相同，质点的振动周期相同，因此两列波在介质中的传播速度大小相等，B项错误；平衡位置在处的质点的振动方程为，C项错误；波传播的速度，两列波传播到点均需要时间，则两列波在点的振动加强，点振动的振幅为两列波振幅之和，即，振动时间，质点运动的路程，D项正确。4．B【命题意图】本题考查光的传播、光的折射。【解题分析】作出光路图如图所示，，，根据折射定律以及几何关系，可以确定，，设从透光材料射出后，细光束和交于一点，过点作的垂线，则满足，代入数据，可得，B项正确。5．C【命题意图】本题考查远距离输电。【解题分析】由，可得升压变压器原线圈中的电流，由，可得升压变压器的输出电压，由，可得输电线中的电流，输电线上损失的电压，A、B项错误；降压变压器的输入电压，降压变压器的输出功率等于输入功率，C项正确；若输电线上损失的功率变为原来的2倍，可知输电线上的电流变为原来的倍，则降压变压器输出的电流也变为原来的倍，但降压变压器输出的电压比原来的小，故降压变压器的输出功率要小于原来的倍，D项错误。6．C【命题意图】本题考查安培力。【解题分析】将点和点接入电路，导线、、三者并联，设的电阻为，通过的电流为，则、的等效电阻均为，可知通过、的电流均为，而、在磁场中的等效长度均为的长度，可知和所受安培力大小均为，方向与所受安培力方向相同，因此三棱锥所受安培力的合力大小为，C项正确。7．D【命题意图】本题考查电磁感应。【解题分析】对导体棒从开始运动至到达虚线的过程，应用动能定理，可得，代入数据，解得动摩擦因数，A项错误；对导体棒经过磁场区域的过程，应用动量定理，可得，通过导体棒横截面的电荷量，解得，B项错误；导体棒通过磁场过程，整个回路中产生的热量，代入数据可得，根据电阻的串、并联关系，导体棒上产生的热量，C项错误；设虚线和之间的距离为，可得，解得，D项正确。8．BC【命题意图】本题考查万有引力。【解题分析】对轨道Ⅰ上的卫星受力分析可得，对于地球表面的物体，有，可得卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动的线速度大小为，A项错误；卫星在轨道Ⅲ上做匀速圆周运动，有，可得卫星在轨道Ⅲ上运动的周期为，B项正确；卫星由点运动到点，克服引力做功，C项正确；卫星要想脱离地球引力的束缚，必须满足，解得最小速度为，D项错误。9．BC【命题意图】本题考查静电场。【解题分析】在等量异种点电荷的连线上，中点处的电场强度最小，A项错误；、、、四点都处在正点电荷的同一等势面上，由于点距负点电荷最远，所以点电势最高，B项正确；设、间距为，点电场强度大小，点电场强度大小，可得点和点的电场强度大小之比为9:4，C项正确；将一负试探电荷从点沿虚线移到点，其所受静电力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D项错误。10．ACD【命题意图】本题考查牛顿第二定律、机械能守恒定律。【解题分析】释放物块瞬间，对物块和物块分别受力分析，可得，，，解得物块的加速度大小，B项错误；释放后，当物块受力平衡时，物块具有最大速度，此时弹簧的弹性势能和初状态的相同，根据机械能守恒，可得，解得，C项正确；物块在斜面上做简谐运动，根据简谐运动的对称性，当物块沿斜面向下滑动至速度为0时，设此时细线上的拉力大小为，满足，可得细线上的拉力大小，对物块受力分析，设弹簧的弹力大小为，则，可得，物块恰好未离开地面，弹簧的伸长量，物块、和弹簧组成的系统不存在机械能与外界能量的转化，因此物块、和弹簧组成的系统机械能守恒，A项正确；由物块、和弹簧组成的系统机械能守恒可知，弹簧弹性势能的增加量，D项正确。11．（1）（2分）（2）（3分）（3）（3分）【命题意图】本题考查验证机械能守恒定律实验。【解题分析】（1）根据受力平衡可得，解得此弹簧的劲度系数。（2）物块减少的重力势能等于物块增加的动能和弹簧增加的弹性势能之和，可得。（3）遮光条到光电门的距离分别为和，遮光条通过光电门的时间相等，则说明物块和遮光条在这两个位置的速度大小相等，，化简可得。12．（1）1040（2分）2600（2分）（2）0.6（2分）（3）见〖解析〗（2分）【命题意图】本题考查在不同照度的光下测光敏电阻的阻值实验。【解题分析】（1）由电阻箱的读数规则可知，由，可得。（2）当电阻箱的电阻时，，对应的光照度为。（3）光照度变大，通过线圈的电流减小；光照度变小，通过线圈的电流变大，电路连接如图所示。13．【命题意图】本题考查受力分析、理想气体状态方程。【解题分析】（1）汽缸刚要开始滑动，对活塞和汽缸组成的系统受力分析，可得（2分）解得。（2分）（2）对封闭气体，由理想气体状态方程，可得（2分）解得。（2分）14．【命题意图】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动。【解题分析】（1）画出带电小球的运动轨迹，如图所示。设小球的初速度大小为，小球到达点时的速度大小为，小球由运动到经过的时间为，由平抛运动规律可得，（1分）由到，应用动能定理可得（1分）设带电小球在点时，其速度方向与轴正方向的夹角为，可得（1分）解得，速度方向斜向右下，与轴正方向的夹角。（1分）（2）由