2024届河北省保定市高三下学期一模物理试题

试卷更新日期：2024-04-13 类型：高考模拟

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一、单项选择题：本题共7小题，每题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. 马蹄灯是上世纪在中国生产并在民间广泛使用的一种照明工具。它以煤油作灯油，再配上一根灯芯，外面罩上玻璃罩子，以防止风将灯吹灭。当熄灭马蹄灯后，灯罩内空气温度逐渐降低，下列关于灯罩内原有空气的说法中正确的是（）（设外界大气压恒定）

A、所有气体分子运动的速率都减小 B、压强减小 C、体积不变 D、内能减小

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2. 如图甲所示，一辆小轿车从服务区匝道驶入平直高速行车道时速率为20m/s，想要加速驶入内车道，由于行车道前方匀速运动的大货车速度较小，影响超车。小轿车加速8s后放弃超车，立即减速，再经过3s，与大货车同速跟随，再伺机超车。该过程小轿车的速度与时间的关系如图乙所示，下列说法中正确的是（）

A、该过程小轿车的平均加速度大小为1.25m/s² B、该过程小轿车的平均加速度大小为 $\frac{2}{11}$ m/s² C、该过程小轿车与大货车之间的距离先减小后增大 D、该过程小轿车与大货车之间的距离先增大后减小

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3. 如图，质量为0.2kg的小球A在水平力F作用下，与四分之一光滑圆弧形滑块B一起静止在地面上，小球球心跟圆弧圆心连线与竖直方向夹角θ=60°，g取10 m/s²。则以下说法正确的是（）

A、B对A的支持力大小为 $2 \sqrt{3} N$ B、水平地面对B的摩擦力方向水平向右 C、增大夹角θ，若AB依然保持静止，F减小 D、增大夹角θ，若AB依然保持静止，地面对B的支持力减小

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4. 如图所示电路，R₁是可变电阻，R₂是定值电阻，保持干路电流I不变的情况下，减小R₁ ，下列说法正确的是（　　）

A、AB间电阻增大 B、R₁两端的电压可能不变 C、两个电阻消耗的总功率可能不变 D、R₂消耗的功率减小

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5. 将一个带正电的点电荷置于足够大的水平接地金属板上方，形成的电场在金属板表面上处处垂直金属板。如图所示，金属板上表面（光滑）有A、O、B三点，形成三角形，其中∠O=90°，∠A=30°，O为点电荷在金属板上的垂直投影，C为AB中点。将一绝缘带电小球（可视为质点）从A点以某初速度释放，小球沿AB方向运动。下列说法正确的是（）

A、B点与C点电场强度相同 B、B点电势高于A点电势 C、带电小球经过AC的时间大于经过CB的时间 D、带电小球由A到B的运动过程中电势能不断增加

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6. 我国空间站在轨运行过程中，在通信传输方面有时需要借助于同步卫星，且两者之间距离越近信息传输保真度越高。假设空间站A和同步卫星B都在赤道平面内运动，空间站的轨道半径r₁=kR，R为地球半径。已知地球自转的周期为T₀ ，地表处重力加速度为g。则（）

A、同步卫星的轨道半径 $r_{2} = \sqrt[3]{\frac{g^{2} R T_{0}^{2}}{4 π^{2}}}$ B、同步卫星的轨道半径 $r_{2} = \sqrt[3]{\frac{g R^{2} T_{0}^{2}}{4 π^{2}}}$ C、两次保真度最高的信息传输的最短时间间隔 $Δ t = T_{0}$ D、两次保真度最高的信息传输的最短时间间隔 $Δ t = 2 π \sqrt{\frac{k^{3} R}{g}}$

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7. 自由式小轮车赛是一种对感官冲击强烈的极限运动，单人表演场地如图所示，两个相同等腰直角三角形斜坡间隔15m，表演者从右边斜坡顶点以 $10 \sqrt{2} m / s$ 的速度沿斜面方向滑出，最终落在左边斜坡的斜面上。忽略空气阻力，表演者连带装备可看作质点，g=10m/s²。下列说法中正确的是（）

A、表演者将落在左边斜坡的顶点上 B、表演者落在左边斜坡的斜面时，速度方向沿斜面向下 C、表演者距离左边斜坡的最远距离为 $\frac{5}{2} \sqrt{2} m$ D、表演者上升和下降的高度之比为 $1 : 3$

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二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

8. 全球能源有近 $20 %$ 消耗在汽车行驶之中，据统计，一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L，根据汽油热值计算，汽车消耗的功率约70kW，这70kW功率大致分配如下（分配饼图如图所示）：1kW因汽油蒸发“消失”，52kW以废热排出和散热器损耗掉，剩余17kW用于汽车动力系统做功。对汽车做功的功率中，有5kW用于发动机水箱循环和空调，3kW消耗在传动装置，只有9kW到达驱动轮用以驱动汽车前行，则（）

A、整辆汽车的总效率约13% B、汽车动力系统的效率约为47% C、汽车以80km/h的速度匀速行驶时，受到阻力约4×10²N D、汽车以80km/h的速度匀速行驶时，受到阻力约7.7×10²N

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9. 人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生钠24，可以通过测量钠24的数量来确定患者吸收的辐射剂量。钠24具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立钠24原子核静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，下列说法中正确的是（）

A、小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向 B、钠24发生了β衰变 C、小圆和大圆的轨道半径之比为 $1 : 12$ D、两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前钠24的质量

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10. 如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB与处于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.5m，所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线平行AB，电场强度大小E=1×10⁴N/C。现有一电荷量q=+3×10^-4C、质量m=0.2kg的带电体甲（可视为质点）与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5，在P点由静止释放，之后与位于B点的另一质量m=0.2kg不带电的绝缘体乙（可视为质点）发生正碰并瞬间粘在一起，P点到B点的距离x_PB=5m，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（）

A、甲乙粘在一起后在半圆形轨道上运动过程中机械能守恒 B、甲、乙整体运动到半圆形轨道最高点C时速度大小为 $\sqrt{5} m / s$ C、甲、乙整体在半圆形轨道上运动过程的最大动能为5.5J D、甲、乙整体在半圆形轨道上运动过程的最大动能为5J

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三、非选择题：共54分。

11. 为保护消费者权益，今年3月某质检部门对市场上销售的铜质电线电缆进行抽样检查，发现部分产品不合格，经检验发现：一种是铜材使用了再生铜或含杂质较多的铜；另一种就是铜材直径比规格略小。通过查阅知道，常温下纯铜的电阻率约为 $1.72 \times 10^{- 8} Ω \cdot m$ 。某学校实验小组也选取一段铜质电线样品进行检测，分别测量其直径和电阻率。
第一步，小组同学用螺旋测微器对铜质电线不同位置进行多次测量，发现该铜质电线的直径符合规格，其中一次测量数据如图甲所示。
第二步，为比较准确测量铜质电线的电阻，小组同学设计如图乙所示电路，并从实验室找到相应器材：
A.干电池两节（电动势约为3V，内阻约 $1 Ω$ ）
B.待测铜质电线R_x（长度150m，电阻约几欧姆）
C.电流表A（量程0~0.6A，内阻约 $0.5 Ω$ ）
D.电压表V（量程0~3V，内阻约3000Ω）
E.滑动变阻器R₁（ $0 \sim 10 Ω$ ，额定电流1A）
F.开关、导线若干
第三步，按照电路图连接实物，通过改变滑动变阻器的电阻，测量出多组电压和电流，描点作图得到 $U - I$ 图像如图丙所示。

(1)、铜质电线直径的规格 $d =$ mm。

(2)、图乙中电压表另一接线头c应该接（填“d”或“e”）。

(3)、根据图丙，可求得铜质电线的电阻 $R_{x} =$ $Ω$ 。（结果保留一位小数）

(4)、样品铜质电线的电阻率ρ= $Ω \cdot m$ 。（结果保留一位小数）

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12. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值。

(1)、某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在0~t₀时间段内__________

A、手机20次通过最低点 B、手机10次通过最低点 C、手机做阻尼振动 D、手机振动的周期越来越小

(2)、为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度—时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以F（单位：N）为纵坐标、ω²（单位：s^-2）为横坐标进行描点，请在图中作出F-ω²的图像。

(3)、根据图像求得实验所用手机的质量为kg，手机重心做圆周运动的半径为。（结果均保留两位有效数字，重力加速度9.8m/s²）

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13. 如图所示，水池中装有某透明液体，深度为H，水池底部有足够大的平面镜MN，单色点光源S距离镜面 $\frac{H}{3}$ ，与竖直方向成30°角的光线入射到液面的O点，发现其反射光线和折射光线恰好相互垂直。求：
（1）液体的折射率；
（2）从液面上方看去，能被照亮的区域面积。

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14. 光滑平面右侧固定一光滑轻质定滑轮，通过轻质绝缘细线分别连接绝缘带电小滑块A和绝缘带电长滑块C（足够长），A和C的质量均为m，电荷量均为+q，A和C可在相互平行的方向上沿平面运动。开始时系统静止在水平向左、电场强度大小为E的匀强电场中。如图所示，某时刻起，长滑块C上表面有一质量为2m、带电荷量为+2q的绝缘小滑块B以初速度v₀水平向右运动。已知B、C之间的滑动摩擦力大小为qE且略小于最大静摩擦力，A与C在运动过程中没有与定滑轮发生碰撞，A、B、C之间的静电力可忽略。求：
（1）初始时B和C的加速度大小；
（2）B向右的最大位移以及达到最大位移过程中静电力对整个系统所做的功。

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15. 在水平面建立如图所示的平面坐标系xOy，磁感应强度为2T的匀强磁场垂直水平面向下。光滑闭合导轨OAB的OA部分与x轴重合，曲线部分OBA满足方程 $y = - 2 x^{2} + 4 x$ ，足够长的导体棒CD和导轨OA为同种材料制成，每米的电阻均为2Ω，导轨其余部分电阻不计。CD开始跟y轴重合，D与O重合，在垂直CD的水平外力的作用下沿x轴正方向以5m/s的速度匀速运动，CD与导轨接触良好。
（1）求CD运动到曲线顶点B时流过CD的电流I；
（2）设CD与曲线部分的交点为G，求其在导轨上运动过程中任意位置DG两点间电压跟x的关系；
（3）求水平外力的最大功率。

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