河北省衡水市武邑名校2024年高考物理三模

试卷更新日期：2024-03-06 类型：高考模拟

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一、选择题（共10小题。第1-7题为单项选择题，每题4分，共28分；第8-10为多选题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选不全得3分，错选得0分。）

1. 如图所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R₁和R₂ ，圆心分别为O₁和O₂ ，所对应的圆心角均小于5°，在最低点O平滑连接。M点和N点分别位于O点左右两侧，距离MO小于NO。现分别将位于M点和N点的两个小球A和B（均可视为质点）同时由静止释放。关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是（）

A、一定在O点的右侧 B、恰好在O点 C、一定在O点的左侧 D、条件不足，无法确定

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2. 北京时间2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空，在太空飞行数小时后与空间站组合体径向交会对接，与神舟十五号乘组进行在轨轮换，再现6名航天员“太空会师”名场面。中国空间站的运动可视为绕地心的匀速圆周运动，运动周期为T ，地球半径为R ，地球表面的重力加速为g，则下列说法正确的是（　　）

A、空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们相对于地心处于平衡状态 B、空间站运动的速率为 $\frac{2 π R}{T}$ C、空间站运动的轨道半径为 $\sqrt[3]{\frac{g R^{2} T^{2}}{4 π^{2}}}$ D、空间站运动的加速度大小为 $2 π \sqrt[3]{\frac{2 π g R^{2}}{T}}$

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3. 如图（a），在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位干同一直线上，AC=BC=4m，DC=3m，DC垂直AB。t=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m。下列说法正确的是（　　）

A、这三列波的波速均为2m/s B、t=2s时，D处的质点开始振动 C、t=4.5s时，D处的质点向y轴正方向运动 D、t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是2cm

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4. 如图所示，长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球（可视为质点），轻绳的另一端固定在天花板上的O点，天花板上还固定着一个锋利刀片。在最低点A时，现给小球一个水平向左的初速度，当小球摆到B点时，轻绳被刀片割断，此时OB与竖直方向OA的夹角为45°，轻绳被割断后小球向左运动的最高点为C ，此时小球的速度大小为v。重力加速度大小为g ，不计空气阻力。则小球在A点开始运动时受到轻绳的拉力大小为（　　）

A、 $m g + \frac{m v^{2}}{L}$ B、 $m g + \frac{\sqrt{2} m v^{2}}{L}$ C、 $(3 - \sqrt{2}) m g + \frac{2 m v^{2}}{L}$ D、 $(3 + \sqrt{2}) m g + \frac{m v^{2}}{L}$

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5. 如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B ，其连线中点为O ，其中A带正电。在A、B所形成电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直于AB ，以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直于圆面且与AB共面，两平面边线交点分别为e、f ， g为圆面边缘上一点。下列说法正确的是（）

A、e、f、g三点电势相等 B、a、b、c、d四点电场强度相同 C、将一负试探电荷沿ab边从a移动到b过程中，试探电荷的电势能先增大后减小 D、将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中，试探电荷受到电场力先减小后增大

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6. 如图所示，质量相等的两个静止小球A和B，中间用轻质弹簧连接，A的上端用轻绳系在足够高的天花板上。现将轻绳剪断开始计时，直至A球速度为 $v_{1}$ ， B球速度为 $v_{2}$ ，且方向均向下，则该过程所用时间为（　　）

A、 $\frac{v_{1} + v_{2}}{g}$ B、 $\frac{v_{1} + v_{2}}{2 g}$ C、 $\frac{v_{1} - v_{2}}{g}$ D、 $\frac{v_{1} - v_{2}}{2 g}$

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7. 如图所示，平行板电容器水平放置，开关S断开，电源通过二极管给电容器充电，一带电粒子从上、下极板左侧正中央的O点以一定速度平行于极板射入，恰好从下极板右侧边缘飞出，不计粒子自身重力和空气阻力，极板间电场可视为匀强电场，若粒子打到极板上即被吸收。以下情形，保持入射点O的位置不变，其中说法正确的是（　　）

A、将开关保持闭合，若将上极板稍向下移动，要求粒子仍能从下极板右侧边缘飞出，则需要增大入射速度 B、将开关保持闭合，若将下极板稍向上移动，粒子在极板间运动时电势能减少量不变 C、开关保持断开，若将上极板稍向下移动，粒子仍能从极板右端射出 D、开关保持断开，若将上极板稍向上移动，粒子不能从极板右端射出

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8. 如图所示，质量为m的小物体静止于长L的木板边缘，开始板水平放置，现使板绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过 $α$ 角，转动过程中，小物体始终相对木板静止，则这一过程中下列说法正确的是（）

A、板对物体的支持力不做功 B、板对物体的摩擦力做功为0 C、板对物体的支持力对物体做的功mgLsinα D、重力对物体做功为mgLsinα

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9. 交警部门所用酒驾检测仪中的“电子鼻子”是氧化锡半导体，它是一种气敏电阻 $R_{Q}$ ，吸附酒精气体后表面能态会发生改变，从而引起电阻率发生变化。 $R_{Q}$ 的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图甲，图乙是含有气敏电阻 $R_{Q}$ 的电路。图中电源内阻很小，可忽略不计。当 $R_{Q}$ 吸附酒精气体浓度升高时（　　）

A、灯泡L两端电压增大 B、 $R_{1}$ 中的电流增大 C、电源E的总功率增大 D、 $R_{0}$ 消耗的功率减小

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10. 真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中A点以初速度 $v_{0}$ 竖直向上抛出，经过最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　）

A、小球所受的电场力为 $\frac{4}{3} m g$ B、小球在最高点B的动能为 $\frac{9}{32} m v_{0}^{2}$ C、小球在C点的机械能比在A点多 $\frac{9}{8} m v_{0}^{2}$ D、小球在C点的动能为 $\frac{13 m v_{0}^{2}}{8}$

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二、实验题（本题共2小题，共14分。请将答案填写在答题卷中的横线上。）

11. 某同学设计了一个利用已安装加速度传感器的手机测量木块与木板之间的动摩擦因数的实验，实验装置如图（a）所示。

实验步骤如下：
①将手机用胶带固定在木块上，把木块放置在木板上。调整小滑轮使细线与水平木板平行并与竖直细线在同一竖直平面内，以保证木块能够沿细线方向做直线运动。
②将砂和砂桶释放，细线带动木块由静止开始做匀加速直线运动。读出弹簧测力计的示数F ，并记录手机所显示的木块运动的加速度a。
③改变砂和砂桶的总质量，重复步骤②多次进行实验。
④根据实验数据作出木块运动的加速度a与其对应的弹簧测力计的示数F变化的图像，如图（b）所示。
根据上述信息，回答下列问题：

(1)、该同学从手机说明书上查到该手机的质量为150g，已知重力加速度大小为 $g = 10 m / s^{2}$ ，根据图像数据可得木块的质量m为kg，不计固定手机所用胶带的质量，木块与长木板之间的动摩擦因数 $μ$ 为。（计算结果均保留两位有效数字）

(2)、实验过程中如果没有调整木板水平，小滑轮一端较低，木板与水平方向有一定的夹角，这样会导致动摩擦因数 $μ$ 的测量结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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12. 某同学测量电阻约为30Ω的一段圆柱形合金材料的电阻率，步骤如下：

(1)、用螺旋测微器测量其直径示数如图所示，该示数为mm；

(2)、用伏安法测合金材料的电阻时，除待测合金材料外，实验室还备有如下器材，为了准确测量其电阻，电压表应选；电流表应选。（填写器材前对应的序号字母）
A.电压表 $V_{1}$ ，量程0~3V，内阻约3kΩ
B.电压表 $V_{2}$ ，量程0~15V，内阻约15kΩ
C.电流表 $A_{1}$ ，量程0.6A，内阻约10Ω
D.电流表 $A_{2}$ ，量程0~100mA，内阻约2Ω
E.滑动变阻器R（0~10Ω）
F.电动势为4.5V的电源，内阻不计
G.开关S，导线若干

(3)、为准确测量电阻，应使待测电阻两端电压变化较大，尽量多的测量数据，请选出正确的实验电路图。

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三、解答题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。请按题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。）

13. 如图所示，匀强电场方向沿与水平方向夹角 $θ = 30 °$ 斜向右上方，电场强度大小为 $E$ ，一质量为 $m$ 的带负电的小球以某初速度开始运动，初速度方向与电场方向一致。小球所带电荷量为 $\frac{m g}{E}$ （ $g$ 为重力加速度大小）。不计空气阻力，现添加一新的匀强电场满足小球做不同运动的需求。

(1)、要使小球做匀速直线运动，求新加电场的电场强度 $E^{'}$ 的大小和方向；

(2)、原电场的方向不变，大小可以改变，要使小球做直线运动，求新加电场的电场强度最小值 $E_{min}$ 及其方向。

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14. 算盘是我国古老的计算工具，现代生活中偶尔还会见到。它中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，设每颗算珠的质量均为m=10g，使用前算珠需要归零。如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未归零，甲靠中挡b ，甲、乙相隔 $l_{1} = 3.5 c m$ ，乙与边框a相隔 $l_{2} = 1.62 c m$ ，算珠与导杆间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ 。现用手指将甲以 $v_{0} = 0.4 m / s$ 的初速度拨出，甲、乙碰撞后瞬间甲的速度大小 $v_{1} = 0.12 m / s$ ，方向不变，碰撞时间极短。算珠均可视为质点，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a处；

(2)、求甲算珠从拨出到停下所需的时间。

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15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内分别存在匀强电场区域Ⅰ和Ⅱ，其中区域Ⅰ的电场方向沿x轴负方向，电场强度大小为E₀ ，区域Ⅱ的电场方向沿y轴负方向，其宽度为d ，虚线MN为其左边界。一个比荷为k的带正电粒子从区域Ⅰ中的P点由静止释放，刚好能从x轴上的N点离开电场区域Ⅱ，已知P点坐标为（ $\frac{d}{2}$ ， d），不计粒子重力。

(1)、求粒子从P点运动到N点所用的时间；

(2)、求粒子从N点离开区域Ⅱ时的速度大小；

(3)、若粒子从电场区域Ⅰ中某一点由静止释放后，均能经过N点离开电场区域Ⅱ，求粒子释放点的坐标应满足的关系。

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