河北省部分示范性高中高三下學期第三次模擬考試物理試卷

20232024學年河北省部分示范性高中高三（第三次）模擬考試物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.宇宙射線進入地球大氣層時，與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子撞擊大氣中的粒子X引發(fā)核反應產(chǎn)生粒子Y，核反應方程為；Y具有放射性，能夠自發(fā)地進行衰變而變成X，核反應方程為。則下列說法正確的是（）A.Z的質(zhì)量數(shù)為1 B.Z的質(zhì)量數(shù)為2C.Z的電荷數(shù)為2 D.Z的電荷數(shù)為3【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意，將題中所給的兩個核反應方程相加，可得整理得根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為1。故選A。2.如圖所示為某時刻振蕩電路所處狀態(tài)，則該時刻（）A.振蕩電流i在增大 B.電容器上的電荷量增多C.磁場能正在向電場能轉化 D.電流的變化率增大【答案】A【解析】【詳解】A．圖示時刻電流流向負極板，即負極板失電子，可知，極板所帶電荷量減小，即電容器在放電，振蕩電流增大，A正確；B．根據(jù)上述可知，電容器處于放電狀態(tài)，電容器上的電荷量減小，B錯誤；C．根據(jù)上述，電容器處于放電狀態(tài)，電場能正在向磁場能轉化，C錯誤；D．根據(jù)上述，電容器處于放電狀態(tài)，電流增大，但電流增大得越來越慢，即電流變化率減小，D錯誤。故選A。3.體育課中，小明用打氣筒給籃球打氣，整個打氣過程緩慢進行，每次打氣筒活塞都將壓強為一整筒空氣壓入籃球，無漏氣，氣體可視為理想氣體。設籃球的體積為且不變，打氣筒的體積為V，在打氣過程中，氣體的溫度不變，下列說法中不正確的是（）A.籃球內(nèi)氣體的分子數(shù)密度不斷增大B.籃球內(nèi)氣體的內(nèi)能不斷增大C.每打一次氣前后，籃球內(nèi)氣體壓強變化量為D.打氣過程中氣體從外界吸收熱【答案】D【解析】【詳解】A．籃球內(nèi)氣體分子數(shù)增加，總體積不變，分子數(shù)密度增大，故A正確；B．籃球內(nèi)分子數(shù)增加，內(nèi)能增大，故B正確；C．籃球的容積為，打氣筒的體積為，打氣前籃球內(nèi)氣體的壓強為，打氣后籃球內(nèi)氣體的壓強為，根據(jù)玻意耳定律有整理得故C正確；D．以籃球內(nèi)原有氣體和打入氣體整體為研究對象，打氣過程氣體溫度不變，內(nèi)能不變，打氣筒對氣體做正功，由熱力學第一定律可知，氣體向外界放出熱量，D錯誤，本題選錯誤的，故選D。4.如圖所示，一網(wǎng)球運動員用球拍先后將兩只球從O點水平擊出，第一只球落在本方場地A處彈起來剛好擦網(wǎng)而過，落在對方場地B處。第二只球直接擦網(wǎng)而過，也落在B處。球與地面的碰撞是彈性碰撞，且空氣阻力不計。若O點離地面的高度為h，則網(wǎng)的高度為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意，設網(wǎng)的高度為，到網(wǎng)的距離為，點與點間的水平距離為，由于球與地面的碰撞是彈性碰撞，則由對稱性可知由平拋運動規(guī)律有解得設第一次的初速度為，小球從有從點彈起后，由網(wǎng)頂?shù)阶罡唿c可得設第二次的初速度為，從可得從點到網(wǎng)頂有聯(lián)立解得，故選B。5.如圖所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿與豎直方向夾角為的虛線方向做勻速直線運動，若摩擦力大小與重力大小相等，重力加速度為g，則拉力的大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】將拉力分解為沿水平方向的分量和豎直方向的分量，擦窗工具做勻速直線運動，所受的合力為零。根據(jù)題意和力的平衡可得因此拉力F的大小為故選D。6.科幻作品是在尊重基礎科學結論的基礎上進行合理設想而創(chuàng)作出的文藝作品，在某科幻小說中，地球中間出現(xiàn)一道豎直裂縫，可簡化為如圖所示的模型。物體從處由靜止釋放后，穿過地心到達，用時，已知質(zhì)量分布均勻的球殼對于放于內(nèi)部的質(zhì)點的引力為零；質(zhì)量為，勁度系數(shù)為的彈簧振子的周期公式為，引力常量為，可將地球看作質(zhì)量均勻分布的球體，不計空氣阻力。則地球的平均密度為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意，設地球的密度為，當物體離地心的距離為時物體受到的合力為可得類比彈簧振子，則有可得解得故選C。7.如圖為磁流體發(fā)電機的示意圖，間距為d的平行金屬板A、B之間的磁場可看成勻強磁場，磁感應強度大小為B，板A、B和電阻R連接，將一束等離子體以速度v沿垂直于磁場的方向噴入磁場，已知金屬板A、B的正對面積為S，A、B及其板間的等離子體的等效電阻率為，下列說法正確的是（）A.金屬板A為正極 B.電阻R兩端的電壓為C.電阻R兩端的電壓為 D.流過電阻R的電流大小為【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可得，正離子向金屬板B，金屬板B為正極，金屬板A為負極。故A錯誤；D．根據(jù)穩(wěn)定時，等離子體滿足該發(fā)電機的電動勢為流過電阻的電流大小為故D錯誤；BC．電阻兩端電壓為故B正確；C錯誤。故選B。二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，有兩個周期為且沿豎直方向振動的波源，在兩波源之間有兩個點，二者平衡位置的間距為，已知點振動始終減弱，點振動始終加強。若之間沒有振動加強點和減弱點，則下列說法正確的是（）A.兩點在連線上移動的方向相反B.兩波源在介質(zhì)中產(chǎn)生的機械波的波長為C.兩波源在介質(zhì)中產(chǎn)生的機械波的波長為D.兩波源在介質(zhì)中產(chǎn)生的機械波的波速為【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，兩點不能在連線上移動，只能在本位置上下振動，故A錯誤；BC．由于點振動始終減弱，點振動始終加強，且之間沒有振動加強點和減弱點，若有則有又有則有解得故B錯誤，C正確；D．由公式可得，波速故D正確。故選CD。9.如圖所示，豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，將質(zhì)量的小球從輕彈簧正上方由靜止釋放，小球下落過程中受到恒定的空氣阻力作用。以小球開始下落的位置為原點，豎直向下為y軸正方向，取地面處為重力勢能零點，在小球下落到最低點的過程中，彈簧的彈性勢能、小球的重力勢能隨y變化的關系圖像分別如圖甲、乙所示，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，取重力加速度，已知彈簧的彈性勢能（k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量），下列說法正確的是（）A.圖乙中B.小球剛接觸彈簧時速度大小為C.小球剛接觸彈簧時速度大小為D.當彈簧的壓縮量為時，小球有最大速度【答案】ABD【解析】【詳解】A．由甲圖可知，小球到最低點時，高度下降，則重力勢能減少由乙圖可知解得a=4故A正確；BC．重力勢能轉化為摩擦熱和彈簧的彈性勢能，根據(jù)解得結合圖像，可知小球高度下降內(nèi)，重力和阻力做功，根據(jù)解得小球剛接觸彈簧時速度大小為故B正確；C錯誤；D．當小球高度下降時，彈簧的壓縮量為，此時解得當小球速度最大時，小球加速度為零，根據(jù)平衡條件又解得即當彈簧的壓縮量為時，小球有最大速度。故D正確。故選ABD。10.如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌豎直放置，軌道間距為L，電阻不計。兩根長為L的金屬棒P、Q垂直導軌放置在同一位置，兩金屬棒電阻均為R，質(zhì)量均為m。整個裝置處于垂直于導軌平面向里的勻強磁場中（圖中未畫出），磁感應強度大小為B，某時刻先由靜止釋放金屬棒P，當P在軌道上運動的位移為x時速度達到最大，此時立即釋放金屬棒Q，已知重力加速度為g，整個運動過程中導體棒與導軌垂直且接觸良好，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.金屬棒P運動位移x所用的時間為B.金屬棒P在運動位移x過程中產(chǎn)生的熱量為C.最終兩金屬棒之間的距離保持不變D.最終兩金屬棒之間的距離越來越大【答案】ABC【解析】【詳解】A．金屬棒達到最大速度時滿足解得由動量定理可得其中解得選項A正確；B．釋放金屬棒之前，回路產(chǎn)生的熱量為金屬棒上產(chǎn)生的熱量為選項B正確；CD．金屬棒達到最大速度時，釋放金屬棒，則的加速度Q的加速度則兩棒的速度差逐漸減小，隨著的減小，的加速度增加，的加速度減小，當速度差減為零時，兩者的加速度相等，均為，則最終兩棒的距離保持不變，選項C正確、D錯誤。故選ABC。三、實驗題：本大題共2小題，共14分。11.實驗小組采用如圖所示的裝置進行了彈性碰撞的實驗驗證。a.在木板表面先后釘上白紙和復印紙，并將木板緊貼槽口豎直放置，使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；b.將木板向右平移適當?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點C由靜止釋放，撞到木板上留下痕跡；c.把半徑相同的小球B（質(zhì)量小于小球A）靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點C由靜止釋放，與小球B相碰后，兩球撞在木板上留下痕跡；d.M、P、N三點為球撞到木板上留下的痕跡，用刻度尺測量紙上O點到M、P、N三點的距離分別為。已知放小球B之前，小球A落在圖中的P點，則小球A和B發(fā)生碰撞后，球A的落點是圖中的________點，球B的落點是圖中的__________點。若兩球發(fā)生的是彈性碰撞，應滿足的表達式為____________?！敬鸢浮竣?N②.M③.【解析】【詳解】[1][2]小球離開軌道后做平拋運動，設木板與拋出點之間的距離為，由平拋運動規(guī)律得水平方向有豎直方向有解得放小球B之前，小球落在圖中的點，設的水平初速度為，小球和B發(fā)生碰撞后，球的落點在圖中的點，設其水平初速度為，球B的落點是圖中的點，設其水平初速度為。[3]小球碰撞的過程中若動量守恒，則若兩球發(fā)生的是彈性碰撞，可得聯(lián)立，可得即則12.某同學設計了如圖所示的電路圖測量未知電阻的阻值，備選器材如下：電源E（電動勢，內(nèi)阻很小）電流表G（滿偏電流，內(nèi)阻）滑動變阻器（阻值范圍）滑動變阻器（阻值范圍）電阻箱（最大阻值）開關、導線若干具體操作過程如下：Ⅰ、保持電鍵斷開，閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使電流表滿偏；Ⅱ、保持滑動變阻器滑片位置不動，閉合，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表G示數(shù)為；Ⅲ、讀出此時電阻箱接入電路的阻值。（1）待測電阻的阻值___________。（2）本實驗中，滑動變阻器應選________（填“”或“”），的測量值_________（填“大于”“小于”或“等于”）真實值?！敬鸢浮竣?29.0②.③.小于【解析】【詳解】（1）[1]由題知根據(jù)串并聯(lián)的知識可得解得（2）[2]由于電路中的總電流近似不變，滑動變阻器的最大阻值應遠遠大于電阻箱的阻值，滑動變阻器應選。[3]當閉合開關后，電流表示數(shù)為，理想狀況下，通過電阻箱的電流根據(jù)并聯(lián)電路的電壓關系根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點，并聯(lián)部分的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知干路電流變大，通過電阻箱的真實電流根據(jù)并聯(lián)電路的電壓關系聯(lián)立可得即測量值小于真實值。四、計算題：本大題共3小題，共40分。13.一豎直放置的粗細均勻的U形玻璃管中，兩邊分別灌有等高的水銀，右管中封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，如圖所示。，，現(xiàn)從左管口緩慢倒入水銀，恰好使右管中水銀面上升，已知大氣壓強，環(huán)境溫度不變，左管足夠長。求：（1）此時右管封閉氣體的壓強；（2）左管中需要倒入水銀柱的長度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設玻璃管的橫截面積為，對右管中的氣體，初態(tài)滿足，末態(tài)體積為由玻意耳定律有聯(lián)立解得（2）設倒入水銀柱的長度為，則左側水銀柱比右側高，由平衡可得解得14.如圖所示，半徑為R的光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，一小球（可看成質(zhì)點）靜止在軌道的最低點，現(xiàn)使小球在最低點獲得的水平初速度，重力加速度為g，在此后的運動過程中，求：（1）小球剛要脫離圓軌道時，小球與軌道圓心的連線與豎直向上方向夾角的余弦值；（2）小球第一次運動到最高點時與軌道圓心的高度差。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）小球剛要脫離圓軌道時，小球與軌道圓心的連線與豎直方向夾角為，此時小球的速度大小為，此時對小球對小球由動能定理可得解得（2）小球到達最高點的速度大小為對小球由動能定理可得解得小球第一次運動到最高點時與軌道圓心的高度差為15.如圖甲所示，平面直角坐標系的第二、三象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，在第一、四象限內(nèi)虛線（平行于y軸）左側有垂直坐標平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度隨時間變化如圖乙所示，圖中所標物理量均為已知量，垂直坐標平面向里為磁場正方向，現(xiàn)在x軸上坐標為的P點，沿與x軸正方向成斜向右上射出一個帶電粒子，粒子射出的速度大小為，經(jīng)電場偏轉后在內(nèi)的某個時刻，垂直軸射入磁場，結果粒子在時間內(nèi)的運動軌跡與y軸相切，在時間內(nèi)的運動軌跡與相切。已知粒子在磁