2024届河北省高三下学期大数据应用调研联合测评（Ⅵ）物理试题（含答案解析）

河北省2024届高三年级大数据应用调研联合测评（Ⅵ）物理班级______姓名______注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。1.一般小型汽车的固有频率在1.25Hz左右。当车辆经过减速带时，减速带产生的振动与车身发生共振时驾驶员会感觉到颠簸厉害，汽车可能出现风险。如果某路段汽车正常行驶速度为36km/h，下列减速带间距最容易产生共振的是（）A.8m B.12m C.16m D.20m【答案】A【解析】【详解】减速带产生的振动频率与汽车固有频率相同时会产生共振，则产生共振时有故选A。2.根据参考资料，头孢克肟在人体内代谢过程类似于衰变存在半衰期。成人空腹口服头孢克肟，血清浓度在4小时达到峰值，自此开始浓度逐渐衰减，半衰期为2小时。则自服药至10小时第二次服药时，血清浓度约为峰值的（）A.50% B.25% C.12.5% D.6.25%【答案】C【解析】【详解】自服药至10小时第二次服药时，即从血清浓度峰值再经过了6小时，即经过了3个半衰期，血清浓度减小为峰值的，即约为峰值的12.5%。故选C。3.如图为某次卫星发射过程卫星速率随时间变化的图像，图中三条曲线分别表示合速度、水平方向速度和竖直方向速度大小随时间的变化情况。图中标出了助推火箭关闭、一级火箭关闭和二级火箭关闭时刻，关于图像下列说法正确的是（）A.助推火箭关闭前卫星沿竖直方向运动B.一级火箭分离后至二级火箭关闭前卫星竖直方向加速度逐渐增大C.一级火箭分离后至二级火箭关闭前卫星水平方向加速度逐渐增大D.当水平速度和竖直速度相等时，卫星竖直方向加速度大于水平方向加速度【答案】C【解析】【详解】A．如图可知，在助推火箭关闭前，水平、竖直速度均不为零，则卫星不沿竖直方向运动，故A错误；BC．v-t图像斜率表示加速度，则由图像可得，一级火箭分离后至二级火箭关闭前卫星竖直方向加速度逐渐减小，水平方向加速度逐渐增大，故B错误，C正确；D．观察图中水平速度与竖直速度图像交点，水平速度图像斜率更大，则卫星竖直方向加速度小于水平方向加速度，故D错误。故选C。4.以一定初速度把乒乓球竖直抛向空中，乒乓球到达最高点又竖直下落，假设乒乓球在运动过程中空气阻力是重力的倍。取竖直向上为正方向。下列可能表示乒乓球速度v或加速度a随时间t变化的图像是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】初速度向上，空气阻力和重力均向下，则先做匀减速直线运动，当速度减为零后，向下做匀加速直线运动，空气阻力反向，则此时加速度大小小于向上运动时加速度大小，则a随时间t变化的图像可能如下由于有空气阻力，则当回到抛出点时，速度大小小于抛出时速度大小，则v随时间t变化的图像可能如下故选D。5.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历三个过程，先后到达状态B、C和D，分别用表示四个状态的温度，下列说法正确的是（）A.B.C.A状态到B状态外界对气体做的功为D.B状态到C状态气体吸收的热量等于从C状态到D状态气体放出的热量【答案】B【解析】【详解】AB．由图可知，A状态到B状态由盖—吕萨克定律代入数据可得B状态到C状态由查理定律代入数据可得C状态到D状态由盖—吕萨克定律解得联立可得故A错误，B正确；C．A状态到B状态，气体体积增大，气体对外界做功为故C错误；D．B状态到D状态过程中，气体温度保持不变，内能不变，B状态到D状态过程中因体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律因此该过程中放出的热量应大于吸收的热量，B状态到C状态气体吸收的热量小于从C状态到D状态气体放出的热量，故D错误。故选B。6.如图所示，半径为r、电阻忽略不计的单匝圆形金属线圈与理想变压器连接，变压器原、副线圈匝数分别为和，原、副线圈分别接入理想电压表和，副线圈接入定值电阻R。圆形金属线圈区域存在垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度B随时间t的变化满足，已知在数学中，变化率可以通过求导数来表示。下列说法正确的是（）A.圆形金属线圈的磁通量不变B.电压表的示数为C.电压表的示数为D.定值电阻R的功率为【答案】B【解析】【详解】A．圆形金属线圈的磁通量为所以圆形金属线圈的磁通量随时间变化。故A错误；B．根据题意可得圆形金属线圈产生的感应电动势对磁感应强度表达式进行求导，得所以感应电动势大小为线圈内阻忽略不计，则电压表的示数为故B正确；C．根据变压器工作原理可知电压表的示数为故C错误；D．定值电阻R的功率为故D错误。故选B。7.如图所示，光滑水平杆上套着两个轻质小球a和b，小球之间有原长为2L的轻质弹簧。小球a、b用长度均为L的轻绳与短绳在O点拴接，短绳另一端悬挂轻质滑轮。质量分别为m和2m的砝码通过轻绳跨过滑轮，绳子处于拉直且竖直状态。砝码由静止释放，在砝码落地前，小球a、b间距也恰好稳定为L并处于静止状态，重力加速度为g，则轻质弹簧的劲度系数为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】设aO和bO每根细绳上的拉力均为T1，悬挂物块的细绳拉力为T2，则根据牛顿第二定律对弹簧联立解得故选D。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，栅装金属板MN的温度升高到一定程度时就会向外溢出电子，这种电子叫热电子。PQ金属板与MN正对，间距为d。面a和b到MN距离分别为和，在两面附近沿电子移动方向分别取长度（趋近于0），构成的体积内的电子数分别为和。给栅板加能溢出电子的电压E，MN和PQ接在输出电压恒为U的高压电源，在两板之间形成匀强电场。已知栅板MN溢出的电子均被电场加速到达PQ板，忽略电子溢出时的速度及a、b两面的厚度，电源接通后，电流表的示数稳定为I，已知电子的质量为m、电荷量大小为e。则下列说法正确的是（）A.电子从MN运动到PQ的时间为B.电子到达PQ板时的动能为C.电子到达b面时的速度为D.和的比值为【答案】AD【解析】【详解】A．电子在匀强电场中做匀加速运动，由牛顿第二定律可得从MN到PQ由匀变速直线运动可得解得故A正确；B．电场力做功可得到达PQ板时有故B错误；CD．电场力做功可得到达b面时有解得同理可得到达a面时移动长度用时可表示为电流为I，则可得在面附近沿电子移动方向取长度（趋近于0），构成的体积内的电子数有则故C错误，D正确。故选AD。9.如图所示，x轴上有均匀介质，O点时刻开始向上做简谐运动，简谐横波沿x轴传播。P、Q为x轴上的两个点，时波传播到P点，此时O点位于波峰，P与Q的距离为时刻波传播到Q点，此时P点位于波谷，则（）A.OP长度为 B.周期可能是C.波长可能是100cm D.波速可能是40cm/s【答案】AB【解析】【详解】D．当时，波传播到P点，在时，波传播到Q点，则波速为故D错误；A．当时，波传播到P点，则OP的长度为故A正确；B．由题意可知，当、波传播到P点时，O点位于波峰，则O点的振动时间为（n=0，1，2，3…）解得（n=0，1，2，3…）在时，波传播到Q点，P点位于波谷，则P点的振动时间为解得（k=0，1，2，3…）综上所述，周期的表达式为（n=0，1，2，3…）当时，，故B正确；C．根据（n=0，1，2，3…）将代入，解得故C错误。故选AB。10.在探究电磁阻尼实验中把两厚度为a的大金属板正对竖直放置，如图所示，质量为m的长方体形状小磁铁静止于两板之间，与金属板垂直。磁铁端面正对两金属板区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，其余磁场忽略不计。已知磁铁厚度为b、宽度为c、长度为L，金属板电阻率为，重力加速度为g，为研究问题方便金属板只考虑与磁场正对部分的电阻，忽略空气阻力，小磁铁由静止释放，运动过程中始终保持水平，且穿出金属板前已经匀速。则下列说法正确的是（）A.磁铁向下运动过程中，金属板与磁铁正对部分的电阻为B.当小磁铁速率为v时，金属板与磁铁正对部分电流为C.小磁铁向下匀速运动时的速率为D.仅更换电阻率更小的金属板，可以减小磁铁向下匀速运动的速率【答案】AD【解析】【详解】A．铁向下运动过程中，根据电阻定律可知，金属板与磁铁正对部分的电阻为故A正确；B．当小磁铁速率为v时，两金属板受安培力均为对小磁铁，根据受力平衡条件有解得故B错误；C．根据法拉第电磁感应定律，可知金属板的感应电动势为根据欧姆定律有解得则仅更换电阻率更小的金属板，可以减小磁铁向下匀速运动的速率，故C错误，D正确；故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，使用如图装置：（1）在光具座上正确安装好仪器，调试结束后会在屏上看到干涉图样，并进行测量。在读取测量头刻度时，下列图中哪种是屏幕看到的情况______。（填字母序号）A. B. C. D.（2）实验选用双缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。正确获得条纹后，某条纹对应分划板游标卡尺读数如图所示，则分划板在该位置时游标卡尺读数为_______mm。（3）本实验中如果增大双缝与屏的距离，则光屏上得到的条纹间距______（填“增大”“减小”或“不变”）。（4）由以上数据求得，红光条纹间距。则该单色光的波长_______（结果保留2位有效数字）。【答案】（1）A（2）2.76（3）增大（4）【解析】【小问1详解】双缝干涉图样为明暗相间的条纹，测量时应使分划板中心刻度对齐某条亮条纹中心。故选A【小问2详解】分划板在该位置时游标卡尺读数【小问3详解】根据双缝干涉条纹间距公式本实验中如果增大双缝与屏的距离，则光屏上得到的条纹间距增大。【小问4详解】根据双缝干涉条纹间距公式该单色光的波长12.某同学用热敏电阻制作鸡蛋自动控温孵化器。（1）该小组使用伏安法测量不同温度下热敏电阻的阻值，实验结果如图乙。实验中使用的器材有：被测电阻Z；电流表（量程为1.5mA，内阻约为100Ω）；电压表（量程为15V，内阻约为10.0kΩ）；滑动变阻器（0~100Ω）；直流电源（电动势为20V）；容器及测温装置。应选用图甲中所示的______电路进行实验。（填字母序号）（2）将热敏电阻R安装在孵化器内，为使孵化器温度稳定在，当孵化器温度高于38.5℃时加热器停止加热。如图丙，自动控制电路热敏电阻R与调节电阻串联，当流过热敏电阻的电流达到时，通过放大电路的电流放大继电器的衔铁将被吸合。该过程由热敏电阻、电磁继电器和放大电路等自动完成。①应该把孵化器的加热器接在______（填“A、C”或“B、D”）端：②该装置当衔铁被吸合时，加在热敏电阻两端的电压为______V（结果保留2位有效数字）。在实验阶段发现每次温度达到37℃时衔铁就被吸合，为完成设计目标，需要把可变电阻______（填“调水”或“调小”）。【答案】（1）B（2）①.A、C②.1.4③.调大【解析】【小问1详解】被测电阻阻值较大，则采用电流表内接方式，滑动变阻器最大阻值较小，采用分压式接法。故选B。【小问2详解】①[1]恒温箱的加热器应接在AC端，这样温度高于预设最高温度时，电磁继电器的衔铁吸合，停止加热；而温度低于预设温度时，电磁继电器的衔铁断开，进行加热，这样才能实现温度控制；②[1]由图可知温度等于38.5℃时，热敏电阻阻值为28k，流过热敏电阻的电流达到50.0μA，则电压为V[2]温度达到37℃时电阻约为30kΩ，此时电流达到50.0μA，根据闭合电路欧姆定律有热敏电阻偏高，则需调大可变电阻R1。13.2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船距离地面大约100km高度时，返回舱以太约7000m/s的速度冲进大气层，返回舱距离地面约40km高度时，速度下降到大约200m/s。返回舱继续下降到距离地面10km高度时速度为100m/s，此时开启1200平方米的主伞，返回舱下降速度降低到6m/s时开始匀速下降，设主伞所受的空气阻力为，其中k为定值，v为速率，其余阻力不计。最后距离地面1m时，四个着陆反推发动机会同时点火，返回舱进一步减速，此过程忽略主伞阻力，最终以2m/s的速度安全着陆。假设自距离地面100km开始飞船运动方向始终在竖直方向上，该过程重力加速度保持不变为，飞船质量为8000kg且保持不变。求：（计算结果保留2位有效数字）（1）返回舱自高度100km降低至40km过程中，返回舱所受空气阻力在位移上的平均值；（2）在主伞打开后的瞬间，返回舱的加速度大小；（3）设着陆过程返回舱为匀减速运动，返回舱在最后距离地面1m至返回舱安全着陆，求每只反推发动机的平均推力。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）返回舱下降的过程根据动能定理得解得（2）在主伞打开后的瞬间，，根据牛顿第二定律得解得返回舱下降速度降低到时根据共点力平衡得得所以在主伞打开后的瞬间，返回舱的加速度大小。（3）着陆过程返回舱为匀减速运动，设一个反推发动机的推力为，根据动能定理解得14.在xOy坐标平面内，存在如图所示的垂直纸面方向的匀强磁场，x轴上方和下方的磁感应强度大小均为B（B未知）。有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，自x轴上A点，以初速度，沿与x轴负方向夹角垂直射入第二象限磁场。已知。粒子恰好不进入第三象限，忽略粒子重力。求：（1）磁感应强度B的大小；（2）自A点离开后粒子第二次到达x轴的位置坐标和自离开A至该点所用的时间；（3）如果在x轴上点和之间放入荧光屏，当有粒子自上向下打到荧光屏上，荧光屏会发光。仅增大第四象限的磁感应强度，为使荧光屏发光，则第四象限磁感应强度应满足什么条件。【答案】（1）；（2）；；（3）大于等于且小于等于【解析】【详解】（1）根据题意粒子恰好不进入第三象限，则在自A点离开后粒子第一次在第四象限的轨迹恰好与y轴相切，根据几何关系根据洛伦兹力提供向心力联立解得（2）由于x轴上下磁场方向相反，根据左手定则，粒子在x轴上顺时针转动，在x轴下逆时针转动，由于轨迹半径不变，根据几何关系粒子第二次到达x轴时沿x轴方向运动则粒子第二次到达x轴的位置坐标为在x轴上下磁场转过的圆心角相等，根据几何关系，均为300°，则运动时间为（3）粒子第一次在x轴上顺时针转动，到达x轴时沿x轴方向运动此时离原点的距离为，粒子在x轴上方每穿过一次x轴时x轴方向运动，设粒子在第四象限每穿过一次x轴时x轴方向运动，根据题意要求可知为两个临界点，此时粒子在第四象限轨迹半径分别为根据可得磁感应强度两个临界点分别为，则第四象限磁感应强度取值范围为大于等于且小于等于。15.如图所示，水平传送带、平台和圆弧形轨道无缝隙衔接，传送带和平台等宽且边界对齐，宽度均为。平台长为，