河北省部分重点高中2023-2024学年高三上学期12月期中物理试题（Word版附解析）

绝密★启用前2024年普通高中学业水平选择性考试物理模拟试题注意事项：1．本试卷满分100分、考试时间75分钟．2,答卷前，考生务必将自己的班级和姓名填写在答题纸上．3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题纸对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题纸上，写在本试卷上无效．4．考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回．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．下列有关波的说法正确的是（）A对于波的稳定干涉图样，减弱区的质点始终处于静止状态B．绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后不能保持叠加前的形状C．横波的波长等于相邻的波峰之间的距离，纵波的波长等于相邻的密部与疏部之间的距离D．向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，由此可以测出车速2．电磁轨道炮发射的基本原理图如图所示，两条平行的金属导轨充当传统火炮的炮管，弹丸放置在两导轨之间，并与导轨保持良好接触，当电磁炮中通过如图虚线所示的强电流时，轨道电流在弹丸处形成垂直于轨道平面的磁场，弹丸获得很大的加速度，最终高速发射出去，下列说法正确的是（）A电磁炮的本质是一种大功率的发电机B．若通入与图示方向相反的电流，弹丸不能发射出去C．其他条件不变的情况下，弹丸的质量越小，发射速度越大D．两导轨中的强电流（如图示）在导轨之间产生的磁场，方向竖直向下3． 2023年8月4日，在杭州亚运会倒计时50天之际，复兴号亚运动车组迎来首次试乘．复兴号亚运动车组由8节车厢组成，为四动四拖的分散性车组，其中第1、3、5、7节车厢带动力，其余4节车厢不带动力．若每节车厢的质量相同，在平直轨道上运行时，每节动力车厢的牵引力均相同，每节车厢受到的阻力均相同，则在平直轨道上运行时1、2节车厢之间的作用力与7、8节车厢之间的作用力之比为（）A．B．C．D．4．如图所示阴影部分为某玻璃砖的截面图，是正方形，是半圆弧的直径，O是其圆心，一束单色光从边的E点射入玻璃砖，入射角为i,折射光线正好照射到半圆弧的顶端P，并且在P点恰好发生全反射，反射光线正好经过边的F点．已知，光在真空中的传播速度为c,则该单色光在玻璃砖中的传播速度为（）A．B．C．D．5．1885年巴耳末提出了巴耳末系公式叫里德伯常量，在此基础上玻尔用能级全面打开了氢原子光谱的密码，其中一部分发光谱线的频率公式为,其中为氢原子基态能量，为氢原子激发态能量，且表示普朗克常量，c表示真空中的光速，下列说法正确的是（）A．若用频率来表示巴耳末公式，则巴耳末公式为B．可以用巴耳末公式计算氢原子从能级向能级跃迁时放出的光子频率C．用玻尔的频率公式计算氢原子从能级向能级跃迁时放出的光子频率最大 D．若氢原子从的能级向的能级跃迁时可得出之间满足的关系式为6．如图1所示，是我国的北斗卫星导航定位系统，其主要作用是导航、定位、授时等，应用到科技、生活、军事等多个领域．受稀薄大气的影响，每隔一段时间还需对卫星的轨道进行修正．如图2所示，该系统的甲、乙两颗卫星的轨道分别是同一平面内的椭圆和圆，甲的轨道近地点正好在地面附近，远地点与地面的距离为,甲轨道的远地点与乙轨道的最近距离为,其中R为地球半径．已知地球质量为M,乙的质量为,引力常量为G,卫星与地球间的引力势能表达式为（r是卫星到地心的距离），下列说法正确的是（）图1图2A．乙的引力势能为B．甲、乙的周期之比为C．北斗导航的所有卫星轨道平面不一定都经过地心D．如果不对卫星的轨道进行修正，这些卫星的高度会降低，动能会减小7．如图所示的理想变压器，“日”字形铁芯的左右、上下结构均对称，交流电源的输出电压为定值，原线圈的匝数为匝，左、右两个副线圈的匝数分别为匝、匝，左右两个副线圈所接电阻的阻值分别为,下列说法正确的是（）A．两端的电压为B．流过的电流为C．的功率与的功率之比为D．左右两个副线圈的电流频率之比为 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，有两个或两个以上选项符合题目要求，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，光滑绝缘细杆竖直固定放置，与以电荷量为的点电荷为圆心、半径为的圆交于B、C两点，质量为m、带电荷量也为的有孔小球，从杆上的A点无初速度滑下，一直加速向下运动．已知的中点为D,静电力常量为k,重力加速度为g,下列说法正确的是（）A．小球在A、D两点均处于完全失重状态B．小球在B点受到的库仑力与竖直杆的夹角为C．在B点杆对小球的弹力大小为D．小球在C点的加速度大小为9．端午节赛龙舟是传统的娱乐项目，如图1所示是甲、乙两支队伍的比赛情景，两支队伍同时同地出发，其速度一时间关系图像如图2所示，甲在第一段时间内的加速度是第二段时间内的加速度的，结合图像所提供的信息分析，下列判断正确的是（）图1图2A．甲在时刻的速度为B．两支队伍比赛的路程为C．乙到达终点的时刻为D．当乙到达终点时，甲的速度为10．如图所示，在平面直角坐标系中，P为y轴正半轴上的一点，两点之间的距离为a,Q为x轴正半轴上的一点，O、Q两点之间的距离为，在坐标系的第一象限部分区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场所在区域的边界是圆形（未画出），一簇比荷均为k的带正电粒子（不计重力）从y轴的O、P点之间均以速度沿x轴正半轴射出，经磁场偏转后这簇粒子均经过Q点，下列说法正确的是（） A．粒子在磁场中做圆周运动轨迹圆的半径与磁场边界圆的半径可能不相等B．磁场边界圆直径的最小值为aC．磁场边界圆半径的最大值为aD．匀强磁场磁感应强度的最小值为三、非选择题：本题共5小题，共54分．11．（6分）在某次平抛运动实验中，描出小球做平抛运动的轨迹如图所示，A、B、C是轨迹上的三个点．已知小球从A到B的运动时间为,回答以下问题：（1）由图像来判断，平抛运动的起点__________（填“在”或“不在”）坐标原点．（2）由图像可计算得出平抛运动的初速度为__________,小球运动到B点时竖直方向的速度大小为__________,由图__________（填“可以”或“不可以”）计算出当地的重力加速度．12．（9分）某实验小组想尽量准确地测量一节旧电池的电动势E和内阻r,实验器材有：待测旧电池E;电阻箱标准电池（内阻已知）电压表V（内阻未知）单刀双掷开关S,导线若干设计的电路图如图1所示：主要实验步骤如下： 图1图2图3①根据电路图1，连接实验器材；②开关S拨到a，调节电阻箱R取不同的值，记录对应的电压表的示数U,画出的定己图像如图3中的甲所示，已知甲的纵截距为d；③开关S拨到b,调节电阻箱R取不同的值，记录对应的电压表的示数U,画出的图像如图3中的乙所示，已知乙的斜率为k，纵截距也为d．回答下列问题：（1）在图2中用笔画线代替导线连接实物图．（2）对图3由直线甲可得出电压表的内阻为__________．（3）对图3由直线乙可得出旧电池的电动势__________,__________．13．（10分）中国宇航员计划在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制与开发需要达到更高的要求．研究团队在地面对宇航服进行实验研究的过程中，宇航服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为V,温度为T,压强为,其中为大气压强，求：（1）若将宇航服内气体的温度升高到,且气体的压强不变，则气体对外做多少功；（2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为,且此过程中，气体的温度保持为T不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少．14．（13分）如图所示，竖直面内固定有1、2、3三个交错对接的光滑轨道，其中轨道1是半径为r的四分之一圆弧轨道，轨道2是半径未知的半圆形轨道，其最低点C距地面的高度为 ,轨道3为抛物线形状的光滑的细杆，与光滑地面交于D点，E、D两点相距为r．现将有孔小球乙置于轨道2的最低点C点，小球丙置于地面上的E点，并将两球通过轻杆相连，让小球甲从轨道1的最高点（即A点）由静止释放，运动到轨道2的最高点（即B点）时恰好不脱离轨道，并在运动到C点时与小球乙发生弹性碰撞，碰撞结束时小球甲的速度为0，小球乙穿在轨道3上并沿着轨道3运动到D点，丙一直在水平面上运动．已知三个小球均可看作质点，小球甲和丙的质量均为m，重力加速度为g．求：（1）轨道2的半径以及小球乙的质量；（2）当小球乙刚到达D点时，小球丙的速度大小．（计算结果可用根式表示）15．（16分）如图所示，等腰直角三角形（、斜边长度为）的区域内存在垂直于纸面向外、大小为B的匀强磁场，圆心为O、半径为L的圆形区域内存在垂直于纸面向里、大小也为B的匀强磁场，两个磁场区域在的中点P相切．一根长为,电阻忽略不计的金属棒一端铰接于P点，另一端位于M点，在金属棒的两端引出两根导线（电阻不计）接上定值电阻R（未画出）．现让金属棒在外力作用下以角速度ω逆时针匀速运动，转动过程中导线与电阻R始终在磁场外，求：（1）当金属棒经过的中点D时，电阻R的电功率为多少；（2）金属棒的端点从M点转到N点的过程中，流过电阻R的电荷量；（3）从金属棒离开边界开始计时，转动的过程中，流过电阻R瞬时电流的表达式． 物理参考答案及评分细则题号12345678910答案DDBCBDDADBCAC1．D解析：做曲线运动的物体一定受到指向轨迹内侧的合力，故电子受到的电场力大致向上，电场线的方向大致指向下侧，A错误；因电场线的疏密程度表示电场强度的强弱，故a点的电场强度的大小小于b点的电场强度的大小，B错误；从a到c,电场力做正功，电子动能增大，电势能减小，C错误，D正确．[命题意图]本题以静电透镜为背景，考查电场力的性质和能的性质，考查理解能力和物理观念的学科素养．2．D解析：当弹簧弹力和各自的摩擦力大小相等时，甲和乙先后达到最大速度，甲和乙不是一直在加速，A错误；甲的质量大于乙的质量，当甲受力平衡时，弹簧弹力仍然大于桌面对乙的摩擦力，乙仍在加速，B错误；设弹簧弹力为F,在甲乙均未达到最大速度前的某一时刻，根据可得,因,故,C错误；在甲乙已达到最大速度后的某时刻，，故，D正确．[命题意图]本题以弹簧模型为背景，考查力和运动的关系，考查推理能力和物理观念的学科素养．3．B解析：同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都一样，A错误；开关S接2时，根据,因,故,B正确；能否发生光电效应与光的强度无关，C错误；由于不知道两种光入射强度的大小，无法判断哪种光对应的饱和电流大，D错误．[命题意图]本题考查光电效应，考查科学思维的学科素养和理解能力．4．C解析：小球A的受力情况如图所示，由于漏电小球B的电荷量逐渐减小，小球A将下移，故h变大，由几何如识可知，图中的两个阴影部分的三角形相似，所以有，故丝线的拉力减小，C正确．[命题意图]本题以点电荷模型为背景，考查库仑定律、物体的平衡，考查科学思维的学科素养．5．B解析：设窑内气体的压强为p时，阀门被顶起，则有,解得,窑内气体为等容变化，有，解得，B正确，A、C、D错误．[命题意图]本题以江西景德镇的瓷器烧制为背景，考查理想气体实验定律，考查科学思维的学科素养．6．D解析：设原线圈两端的电压为，灯泡正常工作的电流为I,则有,解得,故,A错误；交流发电机输出电压的有效值为,根据最大值和有效值的关系,B错误； 时刻，线圈内产生的感应电动势最大，线圈位于与磁场平行的位置，C错误；若线圈转动的角速度减半，则电动势的有效值减半，输出电压的有效值减半，而灯泡电阻不变，电路中每部分电流减半，则整个电路的总功率减为原来的，D正确．[命题意图]本题以变压器为背景，考查理想变压器，考查模型建构的学科素养．7．D解析：根据,可知由于飞船在A、B两点到地心的距离不同，故加速度大小不同，A错误；飞船由A到B的过程离的距离逐渐增大，根据，可知引力势能逐渐增大，B错误；设飞船的速度为v,当飞船经过近地点A和远地点B时，v和r垂直，根据开普勒第二定律得,因此得,C错误；飞船的总机械能E等于动能和势能之和，经过近地点和远地点时，根据机械能守恒可得，因此得，机械能为，D正确．[命题意图]本题以神舟十六号发射为背景，考查机械能守恒、万有引力与航天，考查模型建构的学科素养．8．AD解析：设喷水口喷出的水在水平方向和竖直方向的速度大小均为,两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇，可把水柱看成逆过程的平抛运动，竖直方向有，在水平方向,故,A正确；根据,解得,水在空中运动的时间大于,水刚喷出的速度为,B、C错误；同一水滴在上升相同高度时，重力做功相等，水滴动能的变化量相等，D正确．[命题意图]本题以实际生活中的抛体运动为背景，考查斜抛运动，考查科学思维的学科素养．9．BC解析：甲波起振方向沿y轴正方向，乙波起振方向沿y轴负方向，A错误；从图示位置开始，当处的质点刚好第一次到达波谷时，波传播的距离为,传播的时间,则,B正确；处的质点是振动减弱点，振幅,C正确；当甲波刚传播到处时，乙波已传播到处，当乙波传播到处时，处的质点已经振动了一个周期，则运动的路程为,D错误．[命题意图]本题以平面内多振源振动为背景，考查机械波的传播和叠加，考查科学思维的学科素养．10．AC解析：根据题意可得,解得,A正确；粒子刚好从N点离开电场时对应的电场强度E最大，有，解得，B错误；如图，粒子从电场中射出时的速度 ，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则，解得，在磁场中的偏转距离，电场强度大小不同时粒子在磁场中的偏转距离都相等，C正确；当粒子从N点进入磁场中时，粒子打到接收器上的最大纵坐标为,D错误．[命题意图]本题以带电粒子在组合场中的运动为背景，考查分析综合能力和模型建构、科学思维的学科素养．11,答案：（1）（1分）（2）图见解析（2分）a端（1分）（3）0.44（1分）1.70（1分）（4）增大（1分）解析：（1）探究“小灯泡发光时的电压与电流的关系”时，电压应从0开始连续调节，滑动变阻器用分压式，故滑动变阻器选择小电阻，选择．（2）小灯泡电阻较小，故用电流表外接法，电路图如图所示．开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于a端使待测支路的电压为零．（3）电压表的量程为,电流表的量程为,根据表盘指针的位置可知，电流表和电压表的示数分别为．（4）根据小灯泡发光时的电压与电流的关系，电阻随电压的增大而增大．[命题意图]本题以探究小灯泡发光时的电压与电流的关系为背景，考查实验能力和科学探究的学科素养． 12．答案：（1）0.500（1分）（2）匀速直线（1分）（3）（1分）（2分）（4）（2分）（2分）解析：（1）游标卡尺的读数为．（2）滑块通过光电门1和2的时间相等，说明滑块做匀速直线运动．（3）滑块突到的合力为,根据，解得．（4）设滑块的质量为M,则有,解得．[命题意图]本题以验证牛顿第二定律的实验装置为背景，考查动摩擦因数以及物体质量的测量，考查实验能力和科学探究的学科素养．13．答案：（1）（2）解析：（1）该光束射入玻璃后的光路图如图所示，由几何知识可得入射角满足（1分）设此时先的折射角为，则（1分）折射率（1分）解得（1分）（2）设刚好不发生全反射的半径为x,则（1分） 由几何关系可知（1分）该圆柱形单色平行光束从半球体上侧射出时对应的横截面积为（1分）解得（1分）[命题意图]本题以玻璃球为背景，考查光的折射和全反射，考查科学思维和模型建构的学科素养．14．答案：（1）（2）解析：（1）货物在段，由牛顿第二定律有（1分）解得若货物在段一直加速，有（1分）解得货物在B点的速度若货物在传送带上一直加速（1分）根据（1分）解得（1分）要使货物以最短的时间运送到C点，传送带的速度至少为（1分）最短的时间为（1分）（2）若传送带的速度,则传送带和物块运动的图像如图所示，在段物块和传送带间的相对位移为（1分）发热量（1分） 在段，相对运动的时间（1分）物块和传送带间的相对位移为（1分）发热量（1分）发热总量（2分）[命题意图]本题以传送带模型为背景，考查临界问题，考查分析和解决实际问题的能力以及科学思维的学科素养．15．答案：（1）0.3（2）（3）解析：（1）释放时对金属棒由牛顿第二定律分别可得（1分）（1分）联立解得（1分）（2）由右手定则可知，金属棒中的电流方向从a到b,经分析，当两金属棒加速度为0时速度最大，设最大速度为,对棒有（1分）对棒有（1分）此时感应电动势为（2分）由闭合电路欧姆定律可得（1分）解得（1分）（3）对棒有（1分）对棒有（1分）而（1分）（1分）（1分）（1分）