河北省2024届高三上期末物理模拟试题

试卷更新日期：2024-03-08 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 光电效应实验中，一组同学用同一光电管在不同实验条件下得到了四条光电流与电压之间的关系曲线(甲、乙、丙、丁)，如图所示。以下判断正确的是（　　）

A、甲光的频率大于乙光 B、丙光的频率等于丁光 C、甲光的强度等于丙光 D、乙光的强度等于丁光

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2. 如图所示，空间有两个等量异种点电荷Q₁和Q₂ ， Q₁带正电、Q₂带负电，两点电荷间的距离为L，O为连线的中点。在以Q₁、Q₂为圆心， $\frac{L}{2}$ 为半径的两个圆上有A、B、C、D、M、N六个点，A、B、C、D为竖直直径的端点，M、N为水平直径的端点，下列说法中正确的是（）

A、A，C两点电场强度相同 B、带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向相反 C、把带正电的试探电荷从C点沿圆弧移动到N点的过程中电势能不变 D、带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能

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3. 滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m ，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（）

A、滑轮a、b都只受三个力作用 B、滑轮b不受摩擦力的作用 C、甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动 D、乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力

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4. 如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（）

A、空气柱的压强变大 B、空气柱的长度不变 C、水银柱b左边液面要上升 D、水银柱b的两个水银面的高度差h不变

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5. 静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示．甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（）

A、两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些 B、两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些 C、两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些 D、两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等

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6. 如图所示，边长为l的单匝正方形线圈放在光滑水平面上，其有一半处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。第一次保持磁场不变，使线圈在水平向右的拉力作用下，以恒定速度v向右运动；第二次保持线圈不动，使磁感应强度大小发生变化。若线圈的总电阻为R，则有（）

A、若要使两次产生的感应电流方向相同，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐增大 B、若要使两次产生的感应电流大小相同，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率 $\frac{Δ B}{Δ t} = \frac{2 B v}{l}$ C、第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为 $\frac{B^{2} l^{2} v}{2 R}$ D、第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为 $\frac{B^{2} l^{2}}{R}$

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7. 2019年4月10日晚，数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜(EHT)”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量M和半径R的关系为 $\frac{M}{R} = \frac{c^{2}}{2 G}$ ，其中c为光速，G为引力常量．若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为v，轨道半径为r，则可知（）

A、该黑洞的质量M＝ $\frac{v^{2} r}{2 G}$ B、该黑洞的质量M＝ $\frac{v^{2} r}{G}$ C、该黑洞的半径R＝ $\frac{2 v^{2} r}{c^{2}}$ D、该黑洞的半径R＝ $\frac{v^{2} r}{c^{2}}$

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8. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB，则（）

A、恒星A的质量大于恒星B的质量 B、恒星A的动能大于恒星B的动能 C、恒星A的动量与恒星B的动量大小相等 D、恒星A的向心加速度大小小于恒星B的向心加速度大小

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9. 如图，从P点以水平速度v将小皮球抛向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小皮球在空中飞行的过程中（）

A、在相等的时间内，皮球动量的改变量相同 B、在相等的时间内，皮球动能的改变量相同 C、下落相同的高度，皮球动量的改变量相同 D、下落相同的高度，皮球动能的改变量相同

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10. 如图所示，用一轻绳将小球P系于光滑竖直墙壁上的O点，在墙壁和小球P之间夹有一正方体物块Q，P、Q均处于静止状态。现将一铅笔紧贴墙壁压在轻绳上并从O点开始缓慢下移，P、Q始终处于静止状态，则在铅笔缓慢下移的过程中（）

A、物块Q受到的静摩擦力将增大 B、小球P受到4个力的作用 C、物块Q受到4个力的作用 D、轻绳的拉力减小

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三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11. 在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为300μA的微安表头G改装为量程为0.3A的电流表，然后用改装的电流表测量未知电阻的阻值。可供选择的实验器材有：
微安表头G(量程300 $μ A$ ，内阻约为几百欧姆)
滑动变阻器R₁(0～10 $k Ω$ )
滑动变阻器R₂(0～50 $k Ω$ )
电阻箱R(0~9999 $Ω$ )
电源E₁(电动势约为1.5V)
电源E₂(电动势约为9V)
开关、导线若干

(1)、实验小组先用如图(a)所示电路测量表头G的内阻R_g ，实验方法是：
A．按图(a)连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；
B．断开S₂ ，闭合S₁ ，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；
C．闭合S₂ ，并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的示数为200 $μ A$ ，记录此时电阻箱的阻值R₀ ，
①实验中电源应选用，滑动变阻器应选用(选填仪器字母代号)；
②测得表头G的内阻R_g= ，表头内阻的测量值较其真实值(选填“偏大”或“偏小”)；

(2)、实验测得G的内阻R_g=500 $Ω$ ，要将表头G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为 $Ω$ 的电阻与表头G并联；

(3)、实验小组利用改装后的电流表A，用图(b)所示电路测量未知电阻R_x的阻值。测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250 $Ω$ 处，则R_x= $Ω$ 。

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12. 小宇同学利用如图甲所示的装置验证动能定理，遮光条的宽度d为图乙中的游标卡尺（游标有十个分度）所示，其中托盘的质量为m=10g，每个砝码的质量均为m=10g，小车和遮光条以及传感器的总质量为M=100g，忽略绳子与滑轮之间的摩擦。小宇做了如下的操作：

①滑块上不连接细绳，将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力；

②取5个砝码放在小车上，让小车由静止释放，传感器的示数为F，记录遮光条经过光电门时的挡光时间为Δt；

③测出遮光条距离光电门的间距为s，如图丙所示；

④从小车上取一个砝码放在托盘上，并将小车由同一位置释放，重复②，直到将砝码全部放在托盘中；

由以上操作分析下列问题：

(1)、遮光条的宽度d为mm，遮光条到光电门的间距s为m；

(2)、用以上的字母表示遮光条经过光电门时的速度的表达式为；

(3)、在②过程中细绳的拉力所做的功为，所对应动能的变化量为；（用字母表示）

(4)、在上述过程中如果将托盘及盘中砝码的总重力计为F′，则F′所做的功为，所对应系统的动能的变化量为；（用字母表示）

(5)、如果以F′为纵轴，Δt的为横轴，该图线为直线，由题中的条件求出图线的斜率k，其大小为（结果保留两位有效数字）。

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四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13. 如图所示，让小球从图中的A位置静止摆下，摆到最低点B处摆线刚好被拉断，小球在B处恰好未与地面接触，小球进入粗糙的水平面后向右运动到C处进入一竖直放置的光滑圆弧轨道。已知摆线长 $L = 1 m$ ， $θ = 6 0^{°}$ ，小球质量 $m = 1 k g$ ， B点C点的水平距离 $s = 2 m$ ，小球与水平面间动摩擦因数 $μ = 0.2$ ， g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求摆线所能承受的最大拉力为多大；

(2)、要使小球不脱离圆弧轨道，求圆弧轨道半径R的取值范围。

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14. 如图甲所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E ，在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x轴相切于A点，A点的坐标为 $(\sqrt{3} R ， 0)$ ，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点正上方的P点由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O ，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，不计粒子的重力，求：

(1)、P点的坐标；

(2)、若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小也为B ，如图乙所示，粒子释放的位置改为A点正上方 $P^{'}$ 点处， $P^{'}$ 点的坐标为 $(\sqrt{3} R ， \frac{q B^{2} R^{2}}{2 m E})$ ，让粒子在 $P^{'}$ 点处由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，在磁场中偏转后第一次出磁场时，交x轴于C点，则AC间的距离为多少；粒子从 $P^{'}$ 点到C点运动的时间为多少.

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15. 空间存在一边界为MN、方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图甲所示，方向向里为正。用单位长度电阻值为R₀的硬质导线制作一个半径为r的圆环，将该圆环固定在纸面内，圆心O在MN上，如图乙所示。

(1)、判断圆环中感应电流的方向；

(2)、求出感应电动势的大小；

(3)、求出0~t₁的时间内电路中通过的电量。

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