河北省名校联盟2024届高三下学期物理4月联考试卷（二）

试卷更新日期：2024-06-11 类型：高考模拟

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一、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. 根据研究团队的预测，到2027年全球人工智能行业的能源消耗将达到惊人的1.2万亿千瓦时，可控核聚变可以提供大量的清洁能源，下列关于核聚变的说法正确的是（　　）

A、核聚变过程中释放能量，因此质量数不守恒 B、核聚变反应中生成的新核比结合能大于反应前原子核的比结合能 C、只有氘和氚能发生核聚变，其他原子核不能 D、要使核聚变持续发生，需要外界持续不断提供能量

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2. 如图甲所示，从 $M$ 点到地面上的 $N$ 点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道，轨道Ⅰ为直线，轨道Ⅱ为 $M$ 、 $N$ 两点间的最速降线，小物块从 $M$ 点由静止分别沿轨道Ⅰ、II滑到 $N$ 点的速率 $v$ 与时间 $t$ 的关系图像如图乙所示。由图可知（　　）

A、小物块沿轨道Ⅰ做匀加速直线运动 B、小物块沿轨道Ⅱ做匀加速曲线运动 C、图乙中两图线与横轴围成的面积相等 D、小物块沿两条轨道下滑的过程中，重力的平均功率相等

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3. 2023年12月18日11时，第二十五届哈尔滨冰雪大世界正式开园，以“龙腾冰雪逐梦亚冬”为主题，为世界各地游客打造一座集冰雪艺术、冰雪文化、冰雪演艺、冰雪建筑、冰雪活动、冰雪体育于一体的冰雪乐园。冰雪大世界园区内有一块边长为L的立方体的某种冰块，冰块内上下底面中心连线为 $O O^{'}$ ，在 $O^{'}$ 处安装了一盏可视为点光源的彩灯。已知该种冰块的折射率为 $\sqrt{2}$ ，光在真空中传播速率为c ，下列说法正确的是（）

A、光在冰块中的传播速度为 $\frac{\sqrt{2}}{2} c$ B、由彩灯直接发出的光照到冰块上表面时，不能都从上表面射出 C、由彩灯直接发出的光照到冰块四个侧面时，都能从侧面射出 D、光从四个侧面射出的过程中，所经历的最长时间为 $\frac{2 L}{c}$

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4. 某电动汽车在充电过程中，可视为理想变压器的原线圈输入电压为220V，输入功率为6.6kw，副线圈的电流为15A，副线圈通过相关设备连接汽车电池，电池容量为33kW·h。忽略充电过程中的能量损耗，则变压器的原副线圈匝数比和电池完全充满所需要的时间分别是（　　）

A、1：2，2.2h B、2：1，5h C、2：1，2.2h D、1：2，5h

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5. 我们常用支架与底板垂直的两轮手推车搬运货物。如图甲所示，将质量为m的货物平放在手推车底板上，此时底板水平；缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为60°。不计货物与支架及底板间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A、当底板与水平面间的夹角为30°时，底板对货物的支持力为 $\frac{\sqrt{3} m g}{2}$ B、当底板与水平面间的夹角为30°时，支架对货物的支持力为 $\frac{\sqrt{3} m g}{2}$ C、压下把手的过程中，底板对货物的支持力一直增大 D、压下把手的过程中，支架对货物的支持力一直减小

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6. 如图，一竖直轻弹簧静止放在水平面上，将质量分别为 $2 m$ 和 $m$ 的 $a 、 b$ 两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态．现用一恒力 $F$ 竖直向上拉 $a$ ，将 $a 、 b$ 视为质点，重力加速度为 $g$ ，弹簧劲度系数为 $k$ 且弹簧始终未超过弹性限度，不计空气阻力，则下列说法中错误的是（）

A、若 $F = m g$ ，则 $a 、 b$ 始终不会分离 B、若 $F = m g$ ，则 $b$ 的最大速度为 $g \sqrt{\frac{m}{3 k}}$ C、若 $F = 2 m g$ ，则 $a 、 b$ 分离时弹簧恰好恢复原长 D、若 $F \geq 6 m g$ ，则 $a 、 b$ 在初始位置分离

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7. 两列沿 $x$ 轴传播的简谐横波 $a$ 、 $b$ ，实线波 $a$ 的波源在 $x = 0.6 m$ 的 $P$ 点，虚线波 $b$ 的波源在 $x = - 0.6 m$ 的 $Q$ 点，从 $t = 0$ 时刻两波源从平衡位置开始振动，产生的机械波沿 $x$ 轴传播，在 $t = 0.05 s$ 时两波源间的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）

A、波源的起振方向相同均沿 $y$ 轴向下 B、两波的波速大小均为10m/s C、在 $t = 0.05 s$ 时 $x = 0$ 处质点的振动速度大于 $x = 0.4 m$ 处质点的振动速度 D、 $x = 0.2 m$ 处的质点在前0.05s内运动的路程为50cm

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二、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，有多项符合题目要求。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，一理想变压器的原线圈由双线圈ab和cd构成，双线圈匝数各为 $n_{1}$ ，副线圈的匝数为 $n_{2}$ 。用 $I_{1}$ 和 $U_{1}$ 表示变压器的输入电流和电压， $I_{2}$ 和 $U_{2}$ 表示变压器输出电流和电压。下列说法正确的是（　　）

A、若A接a，B接b，cd空置，电键闭合前后， $U_{2}$ 发生变化 B、若A接a，B接b，cd空置，负载变化时，电源输出功率恒定 C、若A接a，B接c，b接d，原副线圈的电压比为 $\frac{U_{1}}{U_{2}} = \frac{2 n_{1}}{n_{2}}$ D、若A接a，B接d，b接c，负载变化时， $I_{1}$ 和 $I_{2}$ 相应变化且成正比

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9. 如图，透明材料的圆柱体底部中心P点处有一束光以入射角 $θ$ 射入，已知圆柱体的底面半径为l，高度为 $2 \sqrt{3} l$ ，材料折射率 $n = \sqrt{3}$ ，光在真空中的速度为c，则（　　）

A、 $θ = 60 °$ ，光线从圆柱体底部传播到顶部的时间 $t = \frac{4 \sqrt{3} l}{c}$ B、 $θ = 60 °$ ，光线从圆柱体底部传播到顶部的时间 $t = \frac{4 l}{c}$ C、任意改变入射角 $θ$ ，圆柱体侧面可以有光线射出 D、任意改变入射角 $θ$ ，圆柱体侧面始终没有光线射出

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10. 如图所示，足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 $B$ 。质量为 $m$ 、带电量为 $- q$ （ $q > 0$ ）的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度g。现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放，当小物块沿绝缘墙壁下滑h时获得最大速度开始匀速下滑，墙壁足够长，下列说法正确的是（　　）

A、小物块运动过程中的最大加速度为 $g$ B、小物块获得最大速度 $v = \frac{m g}{μ q B}$ C、小物块沿绝缘墙壁下滑h过程克服摩擦力做的功 $W = m g h - \frac{m^{2} g^{2}}{2 μ^{2} q^{2} B^{2}}$ D、小物块沿绝缘墙壁下滑h过程经历的时间 $t = \frac{m}{μ q B} + \frac{μ q B h}{m g}$

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三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某学习小组通过实验测定一截面为半圆形的玻璃砖的折射率n，方法如下：

(1)、玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点，置于水平桌面的白纸上。

(2)、用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆玻璃砖的圆心O，如图所示，在屏幕MN上可以观察到两个光斑C、D，用大头针分别在白纸上标记圆心O点、C点、D点的位置，移走玻璃砖和光屏。

(3)、用刻度尺测量OC和OD的长度分别为 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 。

(4)、利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 $n =$ 。

(5)、实验中，不断增大入射角，（填“能”或“不能”）观察到全反射现象。

(6)、为减小实验误差，实验中应适当（填“增大”或“减小”）激光在O点的入射角。

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12. 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 $R_{0}$ 的阻值的实验原理图，其中电阻 $R_{1} = 10.0 Ω$ ， $R_{2} = 4.0 Ω$ 。该同学闭合开关，将光敏电阻 $R_{0}$ 放置于某一照度的光下，调节电阻箱 $R_{P}$ 接入电路的阻值，当灵敏电流表 $G$ 的示数为零时，读出电阻箱的示数。将光敏电阻 $R_{0}$ 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 $R_{P}$ 的示数如图乙所示，则电阻箱 $R_{P}$ 的阻值为 $Ω$ ，光敏电阻 $R_{0}$ 的阻值为 $Ω$ 。

(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 $R_{P}$ 的示数如图乙所示时，对应的光照度为 $l x$ 。

(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。

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13. 如图所示，两块相距为 $R$ 的平行金属板 $A 、 B$ 正对且水平放置，两板间加有可调节的电压， $O_{1} 、 O_{2}$ 分别为 $A 、 B$ 板中心处的两个小孔，点 $O$ 与 $O_{1} 、 O_{2}$ 共线， $O$ 与 $O_{2}$ 的距离为 $R$ 。在以 $O$ 为圆心、 $R$ 为半径的圆形区域内存在一磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直纸面向外的匀强磁场。 $C D$ 为记录粒子位置的竖直放置胶片，胶片两端点 $C 、 D$ 和 $O$ 正好为边长为 $2 R$ 的等边三角形的三个顶点， $D$ 与 $B$ 板等高。粒子从 $O_{1}$ 处无初速度地进入到 $A 、 B$ 间的电场后，通过 $O_{2}$ 进入磁场，粒子所受重力不计。

(1)、当 $A 、 B$ 两板间电压为 $U_{0}$ 时，粒子恰好打在 $C D$ 的中点，求该粒子的比荷；

(2)、一质量为 $m_{1}$ 的粒子从磁场射出后，恰好打在 $C D$ 上的 $C$ 端点；在相同加速电压下，另一电荷量相同的粒子则恰好打在 $C D$ 上的 $D$ 端点，求这个粒子的质量 $m_{2}$ ；

(3)、当 $A 、 B$ 间所加电压为某一值时，一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的粒子，恰好打在线段 $C D$ 上的 $C$ 端点，求粒子从 $O_{1}$ 直至打在线段 $C D$ 上 $C$ 端点所经历的时间。

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14. 如图所示，空间存在范围足够大、沿 $x$ 轴负方向的匀强电场（图中未画出），一质量为 $m$ 、带电荷量为 $- q$ 的带电粒子从坐标原点 $O$ 沿 $y$ 轴正方向以速度 $v_{0}$ 射出，带电粒子恰好经过点 $A (h, \sqrt{3} h)$ ，不计粒子受到的重力及空气阻力。

(1)、求匀强电场的电场强度大小 $E$ ；

(2)、若将匀强电场换为垂直 $x O y$ 平面向里的匀强磁场，带电粒子仍恰好经过 $A$ 点，求匀强磁场的磁感应强度大小 $B$ 。

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15. 如图所示，可看成质点的物体 $A$ 静置在木板 $C$ 右端，物体 $B$ 以 $v_{0} = 1.8 m / s$ 的速度沿水平地面向右运动，与木板 $C$ 发生弹性正碰（碰撞时间极短），最终物体 $A$ 恰好能到达木板 $C$ 的左端。已知物体 $A$ 、 $B$ 的质量都等于木板 $C$ 质量的2倍，物体 $A$ 与木板 $C$ 之间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，水平地面足够大且光滑，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、碰撞后物体 $B$ 的速度大小 $v_{B}$ ；

(2)、物体 $A$ 在木板 $C$ 上的加速时间 $t$ ；

(3)、物体 $A$ 、 $B$ 在运动方向上的最小距离 $d$ 。

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