河北省沧州市沧县中学2023-2024学年高三下学期模拟预测物理试题

试卷更新日期：2024-05-27 类型：高考模拟

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一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）

1. 已知 ${}_{94}^{239}P u$ 的质量 $m_{Pu}$ 为239.0521u，中子的质量 $m_{n}$ 为1.0087u，质子的质量 $m_{p}$ 为1.0078u，1u相当于931MeV的能量，Pu核的比结合能约为（）

A、1MeV B、3MeV C、8MeV D、12MeV

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2. 一物体做匀加速直线运动，运动图像如图所示，纵截距为m，斜率为k。在图像所示的运动过程中，下列说法正确的是（）

A、若该图像为 $\frac{x}{t} - t$ 图像，则初速度为2m B、若该图像为 $\frac{x}{t} - t$ 图像，则加速度为k C、若该图像为 $\frac{x}{t^{2}} - \frac{1}{t}$ 图像，则初速度为m D、若该图像为 $\frac{x}{t^{2}} - \frac{1}{t}$ 图像，则加速度为2m

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3. 中国古代将火星称之为“荧惑”。已知火星距太阳约1.5天文单位，为地球到太阳距离的1.5倍。火星质量为 $6.42 \times 10^{20} kg$ ，约为地球质量的10%。太阳质量 $M = 2 \times 10^{30} kg$ 。火星自转周期为24小时37分，与地球自转相似。地球公转周期约为365天。则火星公转周期是（）

A、 $6 \times 10^{6}$ s B、 $6 \times 10^{10}$ s C、671d D、970d

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4. 曲辕犁，是唐代中国劳动人民发明的耕犁。曲辕犁和以前的耕犁相比，将直辕、长辕改为曲辕、短辕，节省人力和畜力。牛通过耕索分别拉质量相同的两种犁，牛的拉力均为F。曲辕犁的拉力与竖直方向的夹角为α，曲辕犁向前做匀加速直线运动；直辕犁与竖直方向的夹角为β（ $α < β$ ），如图所示，直辕犁向前做匀速直线运动。下列说法正确的是（）

A、曲辕犁对牛的拉力比直辕犁的大 B、曲辕犁所受竖直方向的支持力比直辕犁的小 C、曲辕犁与直辕犁所受摩擦力相等 D、曲辕犁与直辕犁所受合外力相等

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5. 如图所示，人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。初速度为 $v_{0}$ 的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点刚好运动到细胞膜内B点。将膜内的电场看作匀强电场，已知A点电势为 $φ_{a}$ ，正一价钠离子质量为m，电子电荷量为e，细胞膜的厚度为d。下列说法正确的是（　　）

A、钠离子匀减速直线运动的加速度大小 $a = \frac{v_{0}^{2}}{d}$ B、膜内匀强电场的场强 $E = \frac{m v_{0}}{2 e d}$ C、B点电势 $φ_{b} = φ_{a} + \frac{m v_{0}^{2}}{2 e}$ D、钠离子在B点的电势能为 $E_{b} = \frac{1}{2} m v_{0}^{2}$

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6. 一定质量理想气体从状态a开始，经历状态b、c、d又回到状态a，该过程气体的V-T图像如图所示，其中ab的延长线过原点，cb垂直于da且与T轴平行，ba与cd平行，则（）

A、a→b过程，气体向外放出热量 B、b→c过程，气体从外界吸收热量 C、c→d过程，气体压强减小 D、d→a过程，气体分子数密度减小

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7. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，小灯泡 $L_{1} 、 L_{2}$ 上印有“12V 6W”字样，a、b两端所接正弦交流电的电压随时间变化的关系如图乙所示，小灯泡灯丝电阻恒定。初始时开关S断开，灯泡均正常发光，则（）

A、定值电阻R的阻值为120Ω B、定值电阻R的阻值为510Ω C、开关S闭合后，电阻R的电功率变小 D、开关S闭合后，原线圈输入功率变小

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。

8. 如图所示，沿水平方向做简谐运动的质点，经A点后向右运动，从质点经过A点时开始计时， $t_{1} = 1$ s时质点经过B点， $t_{2} = 3$ s时质点也经过B点，已知A、B两点相距0.2m且关于质点的平衡位置对称，则下列说法正确的是（　　）

A、该振动的振幅和周期可能是0.1m，1s B、该振动的振幅和周期可能是0.1m，0.4s C、若 $t_{1} 、 t_{2}$ 时刻均向左经过B点，则振幅和周期可能为0.2m，0.4s D、若 $t_{1} 、 t_{2}$ 时刻分别向右、向左经过B点，则振幅和周期可能为0.2m， $\frac{6}{7}$ s

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9. 如图，充电后与电源断开的平行板电容器水平放置，极板长度为l，间距为d，一电子从B点射入电容器，从下极板右侧边缘射出，图中相邻竖直线的间距均为 $\frac{l}{7}$ ， A与B、B与C、C与D之间的距离分别为 $\frac{1}{3} d$ ， $\frac{5}{21} d$ ， $\frac{1}{7} d$ ，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力，已知电子沿极板方向的速度为 $v_{x}$ ，则（　　）

A、电场强度的大小 $E = \frac{14 m d v_{x}^{2}}{3 e l^{2}}$ B、电子做匀变速曲线运动，电势能一直减小 C、仅将电容器的上极板竖直向上移动 $\frac{d}{2}$ ，电子的出射点将上移 D、仅将电容器的上极板竖直向上移动 $\frac{d}{2}$ ，电子的出射点不变

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10. 如图甲所示，斜面体固定在水平地面上，在斜面底端固定一挡板与斜面垂直，质量为m的小物块从斜面的顶端滑下，在下滑的过程中，其机械能与重力势能随位移的变化图像如图乙所示，已知斜面长为l，物块与挡板碰撞为弹性碰撞，已知物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）

A、在整个运动过程中，物块克服摩擦产生的热量为 $4 E_{0}$ 。 B、物块下滑的时间为 $l \sqrt{\frac{m}{2 E_{0}}}$ C、滑块运动的总路程为 $\frac{4}{3} l$ D、斜面的动摩擦因数为 $\frac{3 E_{0}}{\sqrt{m^{2} g^{2} l^{2} - 9 E_{0}^{2}}}$

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三、非选择题：共5题，共54分。

11. 某学习小组用图示装置测量物块与木板间的动摩擦因数，将长度为L的木板倾斜固定在水平桌面上，木板上端悬挂重垂线，安装定滑轮，测得木板底端与重垂线间的水平距离为x，将光电门A、B固定在木板上，用跨过定滑轮的细绳连接物块（质量为m）与砂桶。当地重力加速度为g。
请回答下列问题。

(1)、初始时物块在木板上位于B的上方，向砂桶里增添砂子后，沿木板向下用力推一下物块，使物块沿木板向下运动，发现物块通过光电门B的挡光时间小于通过光电门A的挡光时间，______（填正确操作前的序号），再重新实验，直至物块通过两光电门的挡光时间相等，测出对应砂和砂桶总质量M。

A、向砂桶内增加少量砂子 B、从砂桶内取出少量砂子

(2)、物块与木板间的动摩擦因数μ＝

(3)、某同学在实验后总结时认为：该实验不用挡光条，直接用物块通过光电门的时间来进行判断能提高测量的准确度。试分析该同学的说法是否正确并说明理由

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12. 王老师准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。她设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如下图所示。实验室可供器材如下：
电压表V（0~3V，内阻约3kΩ：0~15V，内阻约15kΩ）；
电流表A（0~0.6A，内阻约0.125Ω：0~3A，内阻约0.025Ω）；
微安表G（量程200μA；内阻约1000Ω）；
滑动变阻器（额定电流2A，最大阻值100Ω）
电阻箱（最大阻值99999Ω）；开关、导线若干。
（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V，内阻约为几kΩ，经过分析后发现方案A不合适，你认为方案A不合适的原因是。
A.滑动变阻器起不到调节的作用
B.电流表分压导致测量误差偏大
C.电压表示数达不到量程的三分之一
（2）实验小组根据方案B进行实验，根据数据作出 $\frac{1}{I} - R$ 图像，已知图像的斜率为k，纵轴截距为b，微安表内阻为r_g ，可求得被测电池的电动势E= ，内电阻r=。
（3）改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如图所示。
序号
电极插入深度h/cm
电极间距d/cm
电动势E/V
内阻r/Ω
1
4
2
1.016
5981
2
4
4
1.056
9508
3
2
2
1.083
11073
（3）分析以上数据可知电极插入越深入，水果电池内阻越小，电极间距越大，水果电池内阻越。

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13. 一透明玻璃砖的横截面由圆心为O的 $\frac{2}{3}$ 圆和顶点为O的等腰三角形OAB组成，如图所示，圆的半径和三角形的腰长均为R。一细光束从A点以 $θ = 60 °$ 的入射角射入玻璃砖，射出玻璃砖的光束与入射光束平行。已知光在真空中的传播速度为c。
（1）求玻璃砖对该光束的折射率；
（2）若细光束从A点垂直AB面射入，求光从A点射入到第一次射出所用的时间。

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14. 如图甲，电阻不计的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左侧和右侧区域分别存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小分别为B和 $B_{0}$ ，右侧磁场区域上方边界为正弦曲线，曲线方程为 $y = l \sin \frac{x}{l} 180 ° (0 \leq x \leq l)$ 。用同种材料制成的粗细均匀的正方形线框放置在导轨上面，线框前后两边始终与导轨接触良好，线框的质量为m，电阻为R，边长为l。导轨左侧接有电容为C的平行板电容器，导轨上的开关S处于断开状态。线框在水平外力F作用下以速度 $v_{0}$ 向左匀速通过右侧匀强磁场区域。
（1）理想电压表的示数是多少？
（2）当线框全部进入左侧磁场时，撤去F，同时闭合开关S，此时导体框的速度为 $v_{1}$ ，线框最终匀速运动的速度是多少？
（3）根据图乙可以推导出电容器储存的能量E与电容器的电压U的关系式。如果电容器的电容 $C = 2 \times 10^{4} μF$ ，线框刚好完全进入磁场时的动能 $E_{k 1} = 4 J$ ，最后匀速运动时的动能 $E_{k 2} = 1 J$ ，匀速运动时电容器的电压 $U = 10 V$ ，从线框刚好完全进入磁场到匀速运动，线框AB边产生的热量是多少？

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15. 如图所示，处于竖直平面内的轨道装置，由倾角 $α = 37 °$ 光滑直轨道AB、圆心为 $O_{1}$ 的半圆形光滑轨道BCD，圆心为 $O_{2}$ 的光滑圆弧外轨道EF组成。且 $∠ E O_{2} F = 2 α$ ， B为轨道间的相切点，B、 $O_{1}$ 、D、和 $O_{2}$ 处于同一直线上。已知滑块质量 $m = 0 ． 1 kg$ ，轨道BCD和EF的半径为 $R = 0 ． 1 m$ 。滑块开始时从轨道AB上某点由静止释放。（ $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 = 0 ． 6$ ， $\sin 21 ° = 0 ． 4$ ， $\sin 69 ° = 0 ． 9$ ， $\sqrt{0 ． 0924} \approx 0 ． 30$ ）
（1）若释放点距离B点的高度差为h，求滑块在最低点C时轨道对滑块支持力 $F_{N}$ 与高度h的函数关系；
（2）若释放点距离地面的高度差为 $\frac{3}{2} R$ ，滑块在轨道BCD上的P点刚好脱离轨道，求滑块能达到距离地面的最大高度；（结果保留3位有效数字）
（3）若释放点距离地面的高度差为5R，求滑块从F点抛出后水平位移和重力的冲量。（结果保留2位有效数字）

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序号	电极插入深度h/cm	电极间距d/cm	电动势E/V	内阻r/Ω
1	4	2	1.016	5981
2	4	4	1.056	9508
3	2	2	1.083	11073