河北省沧州市沧县中学2023-2024学年高三下学期3月模拟预测物理试题

这是一份河北省沧州市沧县中学2023-2024学年高三下学期3月模拟预测物理试题，共14页。试卷主要包含了如图所示，一滑块等内容，欢迎下载使用。
物理模拟试题
本试卷共100分考试时间75分钟
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号等填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
一、单项选择题：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．氢原子光谱有巴耳末系、赖曼系、帕邢系等，其中巴耳末系的公式为，其中。则巴耳末系中最长波长与最短波长的比值为（ ）
A．1.8B．2.0C．2.2D．2.4
2．纳米材料在生活中被广泛应用。某款手机支架如图所示，其与手机接触的斜面采用了纳米材料，将手机放置于支架斜面上，支架斜面就会吸附手机，手机所在斜面与竖直方向的夹角时，手机恰好能够静止于斜面上。已知手机重力大小为G，手机与支架斜面之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则支架斜面对手机的吸附力大小为（ ）
A．B．GC．D．2G
3．如图所示，A、B是围绕地球运转的两颗卫星，其中A卫星的轨道半径为，B卫星的轨道半径为，经过相同的时间，A卫星与地心O的连线扫过的面积为，B卫星与地心O的连线扫过的面积为，则的值为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，一滑块（可视为质点）沿光滑斜面下滑，滑块依次经过斜面上的A、B、C、D四点，已知滑块通过AB、BC、CD的时间分别为T、2T、3T，其中AB的长度为，CD的长度为L，则BC的长度为（ ）
A．B．C．D．
5．肺活量是衡量人体呼吸功能的一个重要指标，是指人能够呼出的气体在标准大气压下的最大体积。一同学设计了如图所示的装置测量自己的肺活量，竖直放置的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞由于卡槽作用在汽缸中静止不动，插销K处于打开状态，汽缸中活塞下方空间的体积为，该同学用尽全力向细吹嘴吹气后，关闭插销K，最终活塞下方空间的体积变为，已知外界大气压强为，活塞的面积为S，活塞及上方重物的总重力，汽缸的导热性能良好，则该同学的肺活量为（ ）
A．B．C．D．
6．某理想变压器电路如图，是五个完全相同的灯泡，闭合开关S，五个灯泡的亮度完全相同，已知a、b端接入的交变电压的有效值恒为U，下列说法正确的是（ ）
A．三个线圈的匝数之比
B．每个灯泡两端的电压均为
C．S断开后，灯泡两端的电压变大
D．S断开后，灯泡变亮，灯泡和变暗
7．如图所示，半径的光滑半圆柱面固定于水平地面上，一可看成质点的小物块放置于半圆柱面的最高点，给小物块一个沿纸面水平向右的初速度，小物块恰好从A点脱离半圆柱面，已知半径OA与水平方向的夹角为53°，重力加速度，则初速度的大小为（ ）
A．1.2m/sB．1.6m/sC．2m/sD．2.4m/s
二、多项选择题：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．中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距0.6m的两个质点，P点振动领先Q点，时刻Q质点正处于最大位移处（图中未画出），图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．P质点的振动方程为B．时刻，P质点所受合力沿y轴正方向
C．该简谐横波的波长可能为0.48mD．该简谐横波的传播速度可能为1m/s
9．如图所示，AB和CD是用绝缘材料制成的两段正对的半径为R的圆弧，AD和BC是圆弧的两条直径，AD和BC相交于O点。AB圆弧带负电荷，CD圆弧带等量正电荷，且电荷在两段圆弧上均匀分布，过O点建立直角坐标系，其中y轴恰好在的角平分线上，G和H、E和F都关于O点对称，下列说法正确的是（ ）
A．O点的电场强度方向沿y轴正方向
B．G点的电势高于H点的电势
C．E点与F点的电场强度大小相同，方向不同
D．G点与H点的电场强度的大小和方向都相同
10．如图所示，平面直角坐标系第一、第二象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，第三、第四象限内存在与x轴正方向成角的匀强电场。一质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标系内的点以大小为、方向与x轴正方向成角的速度射入匀强磁场，然后第一次经过x轴进入电场，粒子第三次经过x轴的位置为，第四次经过x轴的位置为，粒子重力不计，下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度大小为
B．匀强电场的电场强度大小为
C．粒子从射入磁场到第四次经过x轴所用的时间为
D．若仅将第一、第二象限的磁场反向，然后在粒子第二次经过x轴时又将磁场方向变为垂直纸面向里（不考虑磁场变化产生的电场对粒子的影响），则粒子第四次经过x轴的位置为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）一小钢球自由下落过程中的频闪照片如图所示，物体的实际尺寸是照片尺寸的k倍，相机的闪光频率为f，探究小组选取了照片上的A、B、C、D、E五个位置，测得B、C、D、E到A点的距离分别为。
（1）小钢球下落过程的加速度大小______*。（用表示）
（2）小钢球释放点到B点的距离为______。（用表示）
（3）该小组采用BD段验证机械能守恒定律，已知当地的重力加速度为，则验证机械能守恒定律的表达式为______。（用题中所给物理量的字母表示）
12．（9分）一同学设计的测电源电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，其中与电流表并联的定值电阻的阻值为，电流表的内阻，毫安表的内阻为，与毫安表串联的定值电阻的阻值，图乙是实物图。
（1）请根据实验原理图甲连接图乙实物电路。
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和对应的毫安表的示数．，在计算流经电源的电流时，若不考虑，作出对应的图像如图丙所示，已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为m，据此可知电源的电动势为______，内阻为______。（用符号、k、m表示）
（3）在测电源电动势和内阻的实验完毕后，该同学在进行数据处理时，分别考虑和不考虑毫安表分流带来的误差，在图丙的基础上分别画出了电源的图像如图丁、戊所示，与本实验原理相符的是______（选填“丁”或“戊”）图像；其中______（选填“a”“b”“c”或“d”）图线是不考虑毫安表分流带来的误差时绘得的。
13．（10分）如图所示，某种发光二极管的重要构件是由透明材料制成的半径为R的半球体，其直径AB竖直，O为半球体的球心，半球体右侧放置一个光屏MN，轴线OE与光屏MN垂直。将一特定点光源S放置于EO的延长线上，点光源S发出的一条光线经过半球体AB平面上的D点（图中未标出），经半球体折射后，光线垂直照射到光屏上且在半球面上的折射角为60°，已知光源S与球心O的距离为，球心O与D点的距离为，光源与光屏的距离为，光在真空中传播的速度为c。求：
（1）半球体对光线的折射率。
（2）该条光线从光源S传播到光屏经历的时间。
14．（13分）如图所示，木板左端有一大小可忽略的锁定装置，可将木板锁定在地面，锁定装置与水平轻质弹簧相连（弹簧自然长度小于木板长度），当弹簧中弹力达到某一值时，锁定装置会瞬间解除锁定。木板右端上表面与固定在水平地面上、带有竖直平面内半径为R的半圆形轨道ABC相切于C点，木板右端与半圆形轨道不粘连，不计所有接触面的摩擦，弹簧始终在弹性限度内。若将物块（可视为质点）从轨道上的P点由静止释放，物块撞击弹簧后刚好能解除锁定装置。已知木板质量为m，物块质量也为m，轻质弹簧劲度系数为k，，当地的重力加速度为g。（已知形变量为x时，弹簧弹性势能）
（1）求物块滑至半圆形轨道最低点C时对轨道的压力。
（2）求刚好解除锁定时弹簧的形变量。
（3）若只改变物块质量为，仍将物块从轨道上的P点由静止释放，要使物块在木板上运动过程中速度方向不变，求系数的取值范围。
15．（16分）如图所示，放置于水平面的平行光滑导轨1和足够长的平行光滑导轨2，图中标出的区间中导轨材料为绝缘体，区间左侧和右侧的导轨材料均为电阻不计的导体，其中导轨1的宽度为L，导轨2的宽度为。将金属棒a垂直导轨1放置于区间左侧的某一位置，将金属棒b垂直放置于导轨2的某一位置，两金属棒材料相同，电阻率均为，横截面积均为S，金属棒的长度与对应的导轨宽度恰好相等，导轨左侧接有电源、电容为C的电容器和开关S，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将开关S闭合到1，电容器充电完毕后，将开关S闭合到2，金属棒a到达区间前早已达到最大速度，电容器放出的电荷量为电容器充电完毕后的一半，之后金属棒a进入区间右侧，在即将到达导轨1和导轨2的连接处时加速度恰好减为0，已知区间右端到两导轨连接处的距离为d。求：
（1）金属棒a的质量。
（2）金属棒a到达导轨1和导轨2的连接处时金属棒a和b的速度大小。
（3）在金属棒a从进入区间右侧的磁场至到达两导轨连接处的过程中，金属棒b运动的距离。
河北省2024年普通高中学业水平选择性考试
物理模拟试题（五）参考答案
1．A 【命题意图】本题考查巴耳末系。
【解题分析】由可知，当时，波长最长，当时，波长最短，则最长波长与最短波长的比值，A项正确。
2．B 【命题意图】本题考查受力分析。
【解题分析】设支架斜面对手机的吸附力大小为，对手机支架斜面上的手机受力分析，建立直角坐标系如图所示，根据受力平衡可得，把代入可得，B项正确。
3．D 【命题意图】本题考查万有引力。
【解题分析】设地球的质量为，围绕地球运转的卫星的质量为，经过时间卫星与地心的连线扫过的面积为，由万有引力提供向心力可得，，可得，同理可得，则，D项正确。
4．B 【命题意图】本题考查匀变速直线运动的规律。
【解题分析】设的长度为，由匀变速直线运动规律可得，滑块在通过的中间时刻的瞬时速度，滑块在通过的中间时刻的瞬时速度，由的中间时刻到的中间时刻对应的时间，解得，B项正确。
5．C 【命题意图】本题考查气体的等温变化。
【解题分析】设该同学呼出的气体在标准大气压下的体积为，把该同学呼出的气体和活塞下方汽缸中原有的气体作为研究对象，有，其中，解得，C项正确。
6．A 【命题意图】本题考查理想变压器。
【解题分析】设原线圈的输入电压为，下方副线圈的输出电压为，上方副线圈的输出电压为，由于每个灯泡的亮度完全相同，可知，三个线圈中的电流之比，由，可得三个线圈的匝数之比，A项正确；设灯泡两端的电压为，则有，解得，B项错误；由，断开S，增大，减小，原线圈的输入电压增大，两副线圈的输出电压增大，变暗，变亮，C、D项错误。
7．C 【命题意图】本题考查圆周运动、机械能守恒定律。
【解题分析】对点的小物块进行受力分析，可得，解得小物块在点的速度大小，对小物块从半圆柱面最高点运动到点的过程应用机械能守恒定律，可得，解得，C项正确。
8．CD 【命题意图】本题考查机械振动、机械波。
【解题分析】由图甲和图乙可知，质点的振幅为，角频率质点的振动方程为，A项错误；时刻，质点在平衡位置，所受合力为0，B项错误；若质点在波谷，则有，当时，可得，C项正确；若质点在波峰，则有，当时，解得，对应的波速，D项正确。
9．AD 【命题意图】本题考查静电场。
【解题分析】任何一条直径两端的电荷都是等量异种电荷，结合对称性可知，O点的电场强度方向沿y轴正方向，A项正确；根据对称性可知，x轴是所有等量异种电荷连线的中垂线，是等势线，所以G点的电势等于H点的电势，B项错误；根据电荷分布情况和对称性可知，E点和F点的电场强度等大同向，G点和H点的电场强度等大同向，C项错误、D项正确。
10．ACD 【命题意图】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动。
【解题分析】画出粒子运动的轨迹图，如图甲所示，由几何关系可得，结合，解得匀强磁场的磁感应强度大小，A项正确；设粒子从第三次经过轴到第四次经过轴所用时间为，由图甲可知，粒子从第三次经过轴到第四次经过轴的过程做类平抛运动，根据几何关系和平抛运动的规律可得，解得匀强电场的电场强度大小，B项错误；设粒子在匀强磁场中运动的时间为，则，把代入可得，设粒子从第一次经过轴到第二次经过轴所用时间为，由匀变速直线运动规律可得，解得，则粒子从射入磁场到第四次经过轴所用的时间，C项正确；若仅将第一、第二象限的磁场反向，然后在粒子第二次经过轴时又将磁场方向变为垂直纸面向里，作出粒子的运动轨迹，如图乙所示，可知粒子第四次经过轴的位置为，D项正确。
11．（1） （2） （3）
【命题意图】本题考查自由落体运动、验证机械能守恒定律。
【解题分析】（1）根据匀变速直线运动规律有，解得小钢球下落过程的加速度大小。
（2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这一段时间内的平均速度，有，由，代入可得。
（3）小钢球由运动到，减少的重力势能，增加的动能，由，有，化简得。
12．（1）见解析
（2）
（3）丁
【解题分析】（1）连接实物图如图甲所示。
（2）根据闭合电路的欧姆定律可得，变式可得，结合图像可得，代入数据可得电源电动势，电源内阻。
（3）此实验误差原理与图乙相同，用伏安法测电源内阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，电源的图像如图丙所示，可知与本实验原理相符的是丁图像，其中a图线是不考虑毫安表分流带来的误差时绘得的。
13．【命题意图】本题考查光的传播。
【解题分析】作出光路图如图所示，由几何关系可得
折射率
解得。
（2）由几何关系可得
由正弦定理可得
由几何关系可得
光线从光源传播到光屏所用的时间
解得。
14．【命题意图】本题考查涉及圆周运动的力学综合问题。
【解题分析】（1）设物块第一次滑至点时的速度为，半圆轨道对物块的支持力为
由到的过程有
物块在点有
解得
由牛顿第三定律得，滑至点时物块对轨道的压力大小，方向竖直向下。
（2）刚好解除锁定时，物块的速度为0，设此时弹簧的弹性势能
由能量守恒定律有
联立解得。
（3）由题意，时，不会解除锁定，木板保持静止，物块向左运动压缩弹簧后必将反向运动。时，物块向左运动将弹簧压缩后锁定解除，设此时物块速度大小为，由能量守恒定律得
此后在弹簧弹力作用下物块做减速运动。设弹簧恢复原长时物块速度恰好减为零，此时木板的速度为，以向左为正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得
所以为保证物块在木板上运动过程中速度方向不发生变化，应满足的条件为。
15．【解题分析】（1）金属棒到达区间前达到最大速度，设此时电容器带电荷量为，则有
由题可知，通过金属棒横截面的电荷量
由动量定理可得
其中
解得金属棒的质量。
（2）设金属棒到达导轨1和导轨2连接处时速度为，此时金属棒的速度为
对金属棒应用动量定理可得
对金属棒应用动量定理可得
其中
解得
（3）设金属棒运动的距离为，则有
同时
可得
解得金属棒运动的距离。