2023-2024年河北省保定市高三下學(xué)期一模物理試題（解析版）

2024年高三第一次模擬考試物理試題一、單選題1.馬蹄燈是上世紀(jì)在中國生產(chǎn)并在民間廣泛使用的一種照明工具。它以煤油作燈油，再配上一根燈芯，外面罩上玻璃罩子，以防止風(fēng)將燈吹滅。當(dāng)熄滅馬蹄燈后，燈罩內(nèi)空氣溫度逐漸降低，下列關(guān)于燈罩內(nèi)原有空氣的說法中正確的是（）（設(shè)外界大氣壓恒定）A.所有氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都減小 B.壓強(qiáng)減小 C.體積不變 D.內(nèi)能減小【答案】D【解析】溫度降低，分子的平均速率減小，并不是所有氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都減小，故A錯(cuò)誤；燈罩內(nèi)外由通風(fēng)口連通，所以燈罩內(nèi)外氣體壓強(qiáng)一直相等，即氣體壓強(qiáng)不變，故B錯(cuò)誤；由B可知，燈罩內(nèi)原有空氣為等壓變化，溫度降低，體積減小，故C錯(cuò)誤；燈罩內(nèi)原有空氣溫度降低，內(nèi)能減小，故D正確。故選D。2.如圖甲所示，一輛小轎車從服務(wù)區(qū)匝道駛?cè)肫街备咚傩熊嚨罆r(shí)速率為，想要加速駛?cè)雰?nèi)車道，由于行車道前方勻速運(yùn)動(dòng)的大貨車速度較小，影響超車。小轎車加速后放棄超車，立即減速，再經(jīng)過，與大貨車同速跟隨，再伺機(jī)超車。該過程小轎車的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，下列說法中正確的是（）A.該過程小轎車的平均加速度大小為B.該過程小轎車的平均加速度大小為C.該過程小轎車與大貨車之間的距離先減小后增大D.該過程小轎車與大貨車之間的距離先增大后減小【答案】B【解析】該過程小轎車的平均加速度大小為,故A錯(cuò)誤，B正確；該過程小轎車的速度一直大于大貨車的速度，所以該過程小轎車與大貨車之間的距離一直減小，故CD錯(cuò)誤。故選B。3.如圖，質(zhì)量為的小球在水平力作用下，與四分之一光滑圓弧形滑塊一起靜止在地面上，小球球心跟圓弧圓心連線與豎直方向夾角，取。則以下說法正確的是（）A.對(duì)的支持力大小為B.水平地面對(duì)的摩擦力方向水平向右C.增大夾角，若依然保持靜止，減小D.增大夾角，若依然保持靜止，地面對(duì)的支持力減小【答案】B【解析】對(duì)受力分析，如圖,根據(jù)平衡條件，則對(duì)的支持力為,故A錯(cuò)誤；對(duì)整體受力分析，在水平方向，根據(jù)平衡條件，摩擦力與水平力等大反向，即摩擦力水平向右，故B正確；對(duì)受力分析，則,則，增大夾角，若依然保持靜止，增大，故C錯(cuò)誤；對(duì)整體受力分析，在豎直方向，根據(jù)平衡條件，支持力與的重力二力平衡，大小相等，即地面對(duì)的支持力不變，故D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示電路，是可變電阻，是定值電阻，保持干路電流不變的情況下，減小，下列說法正確的是（）A.間電阻增大 B.兩端的電壓可能不變C.兩個(gè)電阻消耗的總功率可能不變 D.消耗的功率減小【答案】D【解析】根據(jù)并聯(lián)電阻規(guī)律可得，減小，則總電阻減小，故A錯(cuò)誤；保持干路電流不變的情況下，減小，則通過其的電流變大，故通過的電流減小，故兩端電壓減小，即兩端的電壓減小，故B錯(cuò)誤；兩個(gè)電阻消耗的總功率為，總電阻減小，則兩個(gè)電阻消耗的總功率減小，故C錯(cuò)誤；由于通過的電流減小，則根據(jù)，可得消耗的功率減小，故D正確。故選D。5.將一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷置于足夠大的水平接地金屬板上方，形成的電場在金屬板表面上處處垂直金屬板。如圖所示，金屬板上表面（光滑）有、、三點(diǎn)，形成三角形，其中，，為點(diǎn)電荷在金屬板上的垂直投影，為中點(diǎn)。將一絕緣帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從點(diǎn)以某初速度釋放，小球沿方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A.點(diǎn)與點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B.點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)C.帶電小球經(jīng)過的時(shí)間大于經(jīng)過的時(shí)間D.帶電小球由到的運(yùn)動(dòng)過程中電勢(shì)能不斷增加【答案】A【解析】到的距離相等，且電場方向都與金屬垂直，所以點(diǎn)與點(diǎn)電場強(qiáng)度相同，故A正確；金屬板在的電場中達(dá)到靜電平衡時(shí)，金屬板是一個(gè)等勢(shì)體，表面是一個(gè)等勢(shì)面，所以電勢(shì)相等，故B錯(cuò)誤；金屬棒表面的電場線與表面垂直，小球所受電場力與金屬板表面垂直，在金屬板上向右運(yùn)動(dòng)的過程中，由于電場力與小球的速度方向垂直，電場力對(duì)小球不做功，小球的電勢(shì)能不變，根據(jù)動(dòng)能定理得知，小球的動(dòng)能不變，速度不變，所以小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榈扔?，所以帶電小球?jīng)過的時(shí)間等于經(jīng)過的時(shí)間，故CD錯(cuò)誤。故選A。6.我國空間站在軌運(yùn)行過程中，在通信傳輸方面有時(shí)需要借助于同步衛(wèi)星，且兩者之間距離越近信息傳輸保真度越高。假設(shè)空間站和同步衛(wèi)星都在赤道平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，空間站的軌道半徑，為地球半徑。已知地球自轉(zhuǎn)的周期為，地表處重力加速度為。則（）A.同步衛(wèi)星的軌道半徑B.同步衛(wèi)星的軌道半徑C.兩次保真度最高的信息傳輸?shù)淖疃虝r(shí)間間隔D.兩次保真度最高的信息傳輸?shù)淖疃虝r(shí)間間隔【答案】B【解析】同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力可得，物體在地球表面時(shí)，有，聯(lián)立解得同步衛(wèi)星的軌道半徑，故A錯(cuò)誤，B正確；空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力可得，可得空間站的周期為，設(shè)兩次保真度最高的信息傳輸?shù)淖疃虝r(shí)間間隔為，則有，解得，故CD錯(cuò)誤。故選B。7.自由式小輪車賽是一種對(duì)感官?zèng)_擊強(qiáng)烈的極限運(yùn)動(dòng)，單人表演場地如圖所示，兩個(gè)相同等腰直角三角形斜坡間隔，表演者從右邊斜坡頂點(diǎn)以的速度沿斜面方向滑出，最終落在左邊斜坡的斜面上。忽略空氣阻力，表演者連帶裝備可看作質(zhì)點(diǎn)，。下列說法中正確的是（）A.表演者將落在左邊斜坡的頂點(diǎn)上B.表演者落在左邊斜坡的斜面時(shí)，速度方向沿斜面向下C.表演者距離左邊斜坡的最遠(yuǎn)距離為D.表演者上升和下降的高度之比為【答案】C【解析】因?yàn)楸硌菡邚挠疫呅逼马旤c(diǎn)沿斜面方向滑出，則在水平方向和豎直方向的分速度為，表演者將做斜拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，當(dāng)表演者下落到與斜坡頂點(diǎn)等高時(shí)，速度方向與左邊斜坡平行，此時(shí)距離左邊斜坡最遠(yuǎn)，在豎直方向，可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，在水平方向的位移為，則表演者距離左邊斜坡的最遠(yuǎn)距離為，故A錯(cuò)誤，C正確；表演者下落到與左邊斜坡頂點(diǎn)等高時(shí)，速度方向沿斜面向下，繼續(xù)下落到斜坡上時(shí)，速度方向改變，故B錯(cuò)誤；表演者上升到最高點(diǎn)時(shí)，在豎直方向，在水平方向，設(shè)下降的高度為，則，，，聯(lián)立解得，所以表演者上升和下降的高度之比為，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題8.全球能源有近消耗在汽車行駛之中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一輛汽車以的速度行駛時(shí)，每耗油約，根據(jù)汽油熱值計(jì)算，汽車消耗的功率約，這功率大致分配如下（分配餅圖如圖所示）：因汽油蒸發(fā)“消失”，以廢熱排出和散熱器損耗掉，剩余用于汽車動(dòng)力系統(tǒng)做功。對(duì)汽車做功的功率中，有用于發(fā)動(dòng)機(jī)水箱循環(huán)和空調(diào)，消耗在傳動(dòng)裝置，只有到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪用以驅(qū)動(dòng)汽車前行，則（）A.整輛汽車的總效率約B.汽車動(dòng)力系統(tǒng)的效率約為C.汽車以的速度勻速行駛時(shí)，受到阻力約D.汽車以的速度勻速行駛時(shí)，受到阻力約【答案】A、C【解析】根據(jù)題意，汽車消耗的功率約，只有到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪用以驅(qū)動(dòng)汽車前行，由此可知整輛汽車的總效率約，故A正確；根據(jù)題意，用于汽車動(dòng)力系統(tǒng)做功，只有到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪用以驅(qū)動(dòng)汽車前行，則汽車動(dòng)力系統(tǒng)的效率約為，故B錯(cuò)誤；換算可得，而根據(jù)題意可知，僅有用于驅(qū)動(dòng)汽車前行，則有，代入數(shù)據(jù)解得，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。9.人體暴露于強(qiáng)烈的中子輻射中會(huì)在血漿中產(chǎn)生鈉，可以通過測量鈉的數(shù)量來確定患者吸收的輻射劑量。鈉具有放射性，某次研究其放射特性的實(shí)驗(yàn)中，將孤立鈉原子靜置于勻強(qiáng)磁場中，衰變后在磁場中形成兩條圓周徑跡，如圖所示，下列說法中正確的是（）A.小圓對(duì)應(yīng)的粒子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向B.鈉發(fā)生了衰變C.小圓和大圓的軌道半徑之比為D.兩條軌跡對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量之和等于衰變前鈉的質(zhì)量【答案】A、B、C【解析】由于鈉衰變過程中動(dòng)量守恒，因此衰變后的兩部分物質(zhì)速度方向相反，在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡相切于一點(diǎn)，由洛倫茲力充當(dāng)向心力有，可得，可知，電荷量越大，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡半徑越小，由此可知小圓對(duì)應(yīng)的粒子所帶電荷量更大，且其所帶電荷為正電荷，根據(jù)左手定則可知，小圓對(duì)應(yīng)的粒子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，而根據(jù)左手定則結(jié)合軌跡可知，大圓對(duì)應(yīng)的粒子帶負(fù)電，則可確定該衰變?yōu)樗プ?，故AB正確；根據(jù)以上分析，寫出其衰變方程為，產(chǎn)生的新核與粒子的電荷量之比為，而根據(jù)，可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比等于其所帶電荷量的反比，由此可知，小圓和大圓的軌道半徑之比為，故C正確；衰變過程中始終遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，但在衰變過程中有能量釋放，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，衰敗后兩條軌跡對(duì)應(yīng)的粒子的質(zhì)量之和小于衰變前鈉的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。故選ABC。10.如圖所示，絕緣粗糙的水平軌道與處于豎直平面內(nèi)的半圓形光滑絕緣軌道平滑連接，為豎直直徑，半圓形軌道的半徑，所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場線平行，電場強(qiáng)度大小?，F(xiàn)有一電荷量、質(zhì)量的帶電體甲（可視為質(zhì)點(diǎn)）與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)，在點(diǎn)由靜止釋放，之后與位于點(diǎn)的另一質(zhì)量不帶電的絕緣體乙（可視為質(zhì)點(diǎn)）發(fā)生正碰并瞬間粘在一起，點(diǎn)到點(diǎn)的距離，取，，。則下列說法正確的是（）A.甲乙粘在一起后在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B.甲、乙整體運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)速度大小為C.甲、乙整體在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)過程的最大動(dòng)能為D.甲、乙整體在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)過程的最大動(dòng)能為【答案】B、C【解析】甲乙粘在一起后在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)過程中，除重力做功之外，還有電場力做功，故A錯(cuò)誤；設(shè)帶電體甲到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度為，則根據(jù)動(dòng)能定理，解得，甲乙碰撞后粘在一起，設(shè)碰后速度為，則根據(jù)動(dòng)量守恒，解得，甲、乙整體從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理，解得，故B正確；帶電體在重力場和電場的復(fù)合中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)帶電體在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)至速度方向與電場力和重力的合力方向垂直時(shí)（即運(yùn)動(dòng)到等效最低點(diǎn)時(shí)）的動(dòng)能最大，如圖所示，由幾何關(guān)系可知，則甲乙從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到等效最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理，則甲、乙整體在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)過程的最大動(dòng)能為，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題11.為保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，今年月某質(zhì)檢部門對(duì)市場上銷售的銅質(zhì)電線電纜進(jìn)行抽樣檢查，發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品不合格，經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一種是銅材使用了再生銅或含雜質(zhì)較多的銅；另一種就是銅材直徑比規(guī)格略小。通過查閱知道，常溫下純銅的電阻率約為。某學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組也選取一段銅質(zhì)電線樣品進(jìn)行檢測，分別測量其直徑和電阻率。第一步，小組同學(xué)用螺旋測微器對(duì)銅質(zhì)電線不同位置進(jìn)行多次測量，發(fā)現(xiàn)該銅質(zhì)電線的直徑符合規(guī)格，其中一次測量數(shù)據(jù)如圖甲所示。第二步，為比較準(zhǔn)確測量銅質(zhì)電線的電阻，小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖乙所示電路，并從實(shí)驗(yàn)室找到相應(yīng)器材：A.干電池兩節(jié)（電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻約）B.待測銅質(zhì)電線（長度，電阻約幾歐姆）C.電流表（量程，內(nèi)阻約）D.電壓表（量程，內(nèi)阻約）E.滑動(dòng)變阻器（，額定電流）F.開關(guān)、導(dǎo)線若干；第三步，按照電路圖連接實(shí)物，通過改變滑動(dòng)變阻器的電阻，測量出多組電壓和電流，描點(diǎn)作圖得到圖像如圖丙所示。（1）銅質(zhì)電線直徑的規(guī)格__________。（2）圖乙中電壓表另一接線頭應(yīng)該接__________（填“”或“”）。（3）根據(jù)圖丙，可求得銅質(zhì)電線的電阻__________。（結(jié)果保留一位小數(shù)）（4）樣品銅質(zhì)電線的電阻率__________。（結(jié)果保留一位小數(shù)）【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】（1）該銅電線的直徑為；（2）根據(jù)，故電流表外接，故接在；（3）圖像的斜率表示電阻，故；（4）根據(jù)電阻定律可知，，則。12.某校物理小組嘗試?yán)弥悄苁謾C(jī)對(duì)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拓展探究。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，輕繩一端連接拉力傳感器，另一端連接智能手機(jī)，把手機(jī)拉開一定角度，由靜止釋放，手機(jī)在豎直面內(nèi)擺動(dòng)過程中，手機(jī)中的陀螺儀傳感器可以采集角速度實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像，同時(shí)，拉力傳感器可以采集輕繩拉力實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像。經(jīng)查閱資料可知，面向手機(jī)屏幕，手機(jī)逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)陀螺儀傳感器記錄的角速度為正值，反之為負(fù)值。（1）某次實(shí)驗(yàn)，手機(jī)輸出的角速度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，由此可知在時(shí)間段內(nèi)__________A.手機(jī)次通過最低點(diǎn) B.手機(jī)次通過最低點(diǎn) C.手機(jī)做阻尼振動(dòng) D.手機(jī)振動(dòng)的周期越來越?。?）為進(jìn)一步拓展研究，分別從力傳感器輸出圖和手機(jī)角速度—時(shí)間圖中讀取幾對(duì)手機(jī)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的拉力和角速度的數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)圖中以（單位：）為縱坐標(biāo)、（單位：）為橫坐標(biāo)進(jìn)行描點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出的圖像。（3）根據(jù)圖像求得實(shí)驗(yàn)所用手機(jī)的質(zhì)量為__________，手機(jī)重心做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為__________。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，重力加速度）【答案】（1）AC；（2）；（3）；【解析】（1）分析可知，當(dāng)手機(jī)通過最低點(diǎn)時(shí)角速度達(dá)到最大值，而由圖乙可知，在時(shí)間內(nèi)手機(jī)次通過最低點(diǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤；手機(jī)的角速度會(huì)隨著振幅的減小而衰減，根據(jù)圖乙可知，手機(jī)的角速度隨著時(shí)間在衰減，可知手機(jī)在做阻尼振動(dòng)，故C正確；阻尼振動(dòng)的周期不變，其周期由系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，故D錯(cuò)誤。故選AC。（2）由于手機(jī)在做圓周運(yùn)動(dòng)，短時(shí)間內(nèi)在不考慮其振動(dòng)衰減的情況下，在最低點(diǎn)對(duì)手機(jī)由牛頓第二定律有，可得式中為懸點(diǎn)到手機(jī)重心的距離，根據(jù)上式可知，手機(jī)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的拉力和角速度的平方呈線性變化，作圖時(shí)應(yīng)用平滑的直線將各點(diǎn)跡連接起來，不能落在圖像上的點(diǎn)跡應(yīng)使其均勻的分布在圖線的兩側(cè)，有明顯偏差的點(diǎn)跡直接舍去，做出的圖像如圖所示；（3）根據(jù)圖像結(jié)合其函數(shù)關(guān)系可得，，解得，。四、解答題13.如圖所示，水池中裝有某透明液體，深度為，水池底部有足夠大的平面鏡，單色點(diǎn)光源距離鏡面，與豎直方向成角的光線入射到液面的點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其反射光線和折射光線恰好相互垂直。求：（1）液體的折射率；（2）從液面上方看去，能被照亮的區(qū)域面積?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）單色光與豎直方向成角的光線入射到液面的點(diǎn)，則入射角為，發(fā)現(xiàn)其反射光線和折射光線恰好相互垂直，則折射角為，液體的折射率為；（2）單色光全反射的臨界角有，根據(jù)題意做出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系有，從液面上方看去，能被照亮的區(qū)域面積為。14.光滑平面右側(cè)固定一光滑輕質(zhì)定滑輪，通過輕質(zhì)絕緣細(xì)線分別連接絕緣帶電小滑塊和絕緣帶電長滑塊（足夠長），和的質(zhì)量均為，電荷量均為，和可在相互平行的方向上沿平面運(yùn)動(dòng)。開始時(shí)系統(tǒng)靜止在水平向左、電場強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)電場中。如圖所示，某時(shí)刻起，長滑塊上表面有一質(zhì)量為、帶電荷量為的絕緣小滑塊以初速度水平向右運(yùn)動(dòng)。已知、之間的滑動(dòng)摩擦力大小為且略小于最大靜摩擦力，與在運(yùn)動(dòng)過程中沒有與定滑輪發(fā)生碰撞，、、之間的靜電力可忽略。求：（1）初始時(shí)和的加速度大小；（2）向右的最大位移以及達(dá)到最大位移過程中靜電力對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所做的功。【答案】（1），；（2），【解析】（1）小滑塊剛在長滑塊上運(yùn)動(dòng)時(shí)，、之間發(fā)生發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，、間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力。對(duì)受力分析，其受到水平向左摩擦力和電場力，根據(jù)牛頓第二定律及題意可得，解得，初始時(shí)，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在上運(yùn)動(dòng)時(shí)，的加速度大小相等，對(duì)整體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律及題意可得，解得；（2）由（1）分析可知在上做勻減速運(yùn)動(dòng)，做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)在上開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到同速率所需時(shí)間為，則根據(jù)勻變速直線