河北省高三下學(xué)期大數(shù)據(jù)應(yīng)用調(diào)研聯(lián)合測評（Ⅷ）物理試題

河北省2024屆高三年級大數(shù)據(jù)應(yīng)用調(diào)研聯(lián)合測評（Ⅶ）物理注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級和考號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.2024年春天，中國航天科技集團(tuán)研制的50kW級雙環(huán)嵌套式霍爾推力器，成功實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火并穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著我國已躋身全球嵌套式霍爾電推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)先行列。嵌套式霍爾推力器不用傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)劑，而是使用等離子體推進(jìn)劑，它的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是“比沖”高。比沖是航天學(xué)家為了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一個(gè)物理量，英文縮寫為，是單位質(zhì)量的推進(jìn)劑產(chǎn)生的沖量，比沖這個(gè)物理量的單位應(yīng)該是（）Am/s B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意比沖表示的是單位質(zhì)量的推進(jìn)劑產(chǎn)生的沖量，故可得結(jié)合動量定理，可得比沖這個(gè)物理量的單位為故選A。2.如圖甲，陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，陰極K在受到光照時(shí)能夠發(fā)射光電子。陰極K與陽極A之間電壓U的大小可以調(diào)整，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)。分別用單色光束①、②照射光電管，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U之間的關(guān)系如圖乙所示，則以下說法正確的是（）A.兩種光的光子能量關(guān)系 B.兩種光的波長關(guān)系C.兩種光的動量關(guān)系 D.光電子最大初動能關(guān)系【答案】D【解析】【詳解】A．用單色光束①、②照射光電管，設(shè)遏止電壓是，由動能定理可得可知對同一光電管逸出功一定，遏止電壓越大，則照射光的頻率越大，由題圖乙可知，可知單色光束①的頻率大于②，即有，由光子的能量公式，則有，A錯(cuò)誤；B．單色光束①的頻率大于②，由波長與頻率的關(guān)系式可知，兩種光的波長關(guān)系，B錯(cuò)誤；C．由光子動量公式可知，有，兩種光的動量關(guān)系，C錯(cuò)誤；D．由光電效應(yīng)方程，由于，逸出功相同，可知光電子最大初動能關(guān)系，D正確。故選D。3.消防火箭炮具有覆蓋面積大、發(fā)射效率高、使用簡便和再裝填時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)?；鸺诎l(fā)射的火箭彈打到著火點(diǎn)后會立即釋放高濃度滅火劑，迅速撲滅火災(zāi)。如圖是一種肩扛式消防火箭炮。設(shè)著火點(diǎn)與消防員站立點(diǎn)的水平距離和豎直距離分別為L、H，消防員身高h(yuǎn)，肩扛火箭筒的瞄準(zhǔn)仰角（與水平方向所成銳角）為，火箭彈發(fā)射后其高度達(dá)到最大值時(shí)剛好打到著火點(diǎn)上，忽略空氣阻力，火箭炮發(fā)射點(diǎn)與消防員的頭頂平齊，則L、H、h、這幾個(gè)物理量滿足的關(guān)系式為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】如圖設(shè)初速度為，則豎直方向有水平反向聯(lián)立可得故選B。4.中國的殲—20戰(zhàn)斗機(jī)是一款全球領(lǐng)先的戰(zhàn)機(jī)，它不僅擁有高超的隱身性、機(jī)動性，還具有強(qiáng)大火力、信息化和網(wǎng)絡(luò)化能力，能夠在復(fù)雜的空戰(zhàn)環(huán)境中發(fā)揮重要的作用。設(shè)總重力為G的戰(zhàn)斗機(jī)正沿著與水平方向成角的直線勻速向上攀升，牽引力F的方向位于速度方向與豎直方向之間、與速度方向成角，升力與速度方向垂直，飛機(jī)受到的阻力等于升力的k倍，阻力方向與速度方向相反，如果飛機(jī)受到的這幾個(gè)力的作用線相交于一點(diǎn)，則牽引力F大小為（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【詳解】以飛機(jī)為原點(diǎn)，沿速度方向和垂速度方向建立直角坐標(biāo)系，飛機(jī)受到重力、升力、牽引力以及阻力的作用，在沿速度方向有在垂直速度方向有又由于解得故選A。5.如圖所示，長方形水池內(nèi)存有清水（水池底面水平），一束單色光以的入射角照射到水面上的O點(diǎn)，單色光進(jìn)入水池后照到水池底部的A點(diǎn)，在其他條件不變的情況下，取走一些水，使得水面下降，當(dāng)水面平靜后發(fā)現(xiàn)光束照射到了A點(diǎn)右側(cè)的B點(diǎn)，經(jīng)測量A、B兩點(diǎn)間距離是水面下降距離的，已知，則清水對這種單色光的折射率為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】水折射率不變，兩次光線以相同的入射角進(jìn)入，可得折射角相同，故兩次的折射光線平行，如圖，設(shè)折射角為，水面下降的高度為，根據(jù)幾何知識得解得，故折射率為故選C。6.如圖所示，兩個(gè)正點(diǎn)電荷A、B所帶電荷量分別為和，C是A、B連線上一點(diǎn)，A、C之間的距離是B、C之間距離的3倍，在A、B連線上，C點(diǎn)的電勢最低，則和之間關(guān)系正確的是（??）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】C點(diǎn)電勢最低，則C點(diǎn)的場強(qiáng)為0（A、C之間，B、C之間場強(qiáng)均大于0），根據(jù)場強(qiáng)得故選D。7.有兩顆人造地球衛(wèi)星A和B的軌道在同一平面內(nèi)，A、B同向轉(zhuǎn)動，軌道半徑分別為r和4r，每隔時(shí)間t會發(fā)生一次“相沖”現(xiàn)象，即地球、衛(wèi)星A和B三者位于同一條直線上，且A、B位于地球的同側(cè)，已知萬有引力常量為G，則地球質(zhì)量可表示為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】每隔時(shí)間t會發(fā)生一次“相沖”現(xiàn)象，得根據(jù)萬有引力提供向心力聯(lián)立解得地球質(zhì)量為故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.直線加速器是粒子物理學(xué)重要的實(shí)驗(yàn)工具，圖中一系列管狀導(dǎo)體叫做漂移管，漂移管與頻率恒定的交變電源相連，每當(dāng)電子到達(dá)兩個(gè)相鄰漂移管交界處時(shí)，電子前方的漂移管總是接電源正極，電子后方的漂移管總是接電源負(fù)極。當(dāng)電子最后離開加速器時(shí)速度能夠接近光速。不考慮相對論效應(yīng)，下列說法正確的是（）A.電子在漂移管中被加速B.電子在漂移管中做勻速運(yùn)動C.從前到后相鄰漂移管之間的距離差不變D.從前到后相鄰漂移管之間的距離差逐漸變小【答案】BD【解析】【詳解】AB．由于靜電屏蔽，管狀導(dǎo)體漂移管內(nèi)的強(qiáng)度為0，電子在漂移管內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，而在漂移管之間形成的電場中被加速，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由于每當(dāng)電子到達(dá)兩個(gè)相鄰漂移管交界處時(shí)，電子前方的漂移管總是接電源正極，則電子在每個(gè)漂移管中勻速直線運(yùn)動的時(shí)間等于交變電源周期的一半，即電子在相鄰漂移管之間加速過程的時(shí)間也等于交變電源周期的一半，則有若電子被加速n次后、被加速n+1次后、被加速n+2次后，根據(jù)動能定理有，，第n個(gè)漂移管與第n+1個(gè)漂移管前后的距離第n+1個(gè)漂移管與第n+2個(gè)漂移管前后的距離則從前到后相鄰漂移管之間的距離差解得可知，從前到后相鄰漂移管之間的距離差逐漸變小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。9.如圖是一列沿著x軸傳播的機(jī)械波上一個(gè)質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像，在x軸上另有一質(zhì)點(diǎn)B，A、B兩點(diǎn)平衡位置之間的距離為8m，B點(diǎn)的振動“步調(diào)”始終與A點(diǎn)相反，下列說法正確的是（）A.時(shí)A點(diǎn)向方向運(yùn)動 B.時(shí)B點(diǎn)向方向運(yùn)動C.這列波的波速不大于 D.這列波的波長不小于16m【答案】BC【解析】【詳解】A．由圖可知時(shí)A點(diǎn)向方向運(yùn)動。故A錯(cuò)誤；B．由圖可知時(shí)A點(diǎn)向方向運(yùn)動，B點(diǎn)的振動“步調(diào)”始終與A點(diǎn)相反，所以B點(diǎn)向方向運(yùn)動。故B正確；CD．依題意，有解得可知這列波的波長不大于16m。由圖可知，該波的周期為根據(jù)可知這列波的波速不大于。故C正確；D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，水平面內(nèi)放置的光滑平行導(dǎo)軌左窄右寬，左軌寬度為d，右軌寬度為2d，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m和2m的甲、乙兩金屬棒分別垂直放在導(dǎo)軌上，某時(shí)刻，分別給甲、乙兩金屬棒一個(gè)大小為和的向右的初速度，設(shè)回路總電阻不變，導(dǎo)軌足夠長，從甲、乙兩金屬棒獲得初速度到二者穩(wěn)定運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是（）A.甲、乙加速度總是大小相等 B.甲、乙勻速運(yùn)動的速度大小相等C.回路產(chǎn)生的焦耳熱為 D.通過回路某一橫截面的電荷量為【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)牛頓第二定律，對甲棒對乙棒解得故A正確；B．當(dāng)兩棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等時(shí)，電路里無感應(yīng)電流，甲、乙勻速運(yùn)動，則有解得故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)動量定理，對甲棒對乙棒解得，根據(jù)能量守恒回路產(chǎn)生的焦耳熱為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動量定理，對甲棒其中解得故D正確。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。把紙帶的一端固定在重物（鉤碼）上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近。接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。（1）本實(shí)驗(yàn)打下的一條清晰的紙帶如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源周期為T，圖中各點(diǎn)都是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出。（2）測量A、B、C、D、E、F與O點(diǎn)的距離，分別用表示，則打下A、E兩點(diǎn)時(shí)鉤碼的速度表達(dá)式為：______，______。（用相應(yīng)物理量的字母表示）（3）對于鉤碼從A下落到E的過程，如果______這一關(guān)系式近似成立，則表明鉤碼從A下落到E的過程機(jī)械能守恒。（用相應(yīng)物理量的字母表示）（4）本實(shí)驗(yàn)雖然不用測量鉤碼的質(zhì)量，但是仍然要求盡量選用質(zhì)量較大的鉤碼，這樣做的主要原因是______?！敬鸢浮竣?②.③.④.減小摩擦阻力對實(shí)驗(yàn)的影響【解析】【詳解】[1][2]根據(jù)紙帶上某一點(diǎn)的速度可以認(rèn)為是鄰近兩點(diǎn)的平均速度[3]根據(jù)機(jī)械能守恒得鉤碼從A下落到E的過程將以上三式整理可得[4]本實(shí)驗(yàn)要求盡量選用質(zhì)量較大的鉤碼，目的是為了減小摩擦阻力對實(shí)驗(yàn)的影響。12.利用數(shù)字多用表的電壓擋可替代普通指針式電壓表，數(shù)字電壓表有很多優(yōu)點(diǎn)，比如讀數(shù)直接明了、不怕超量程等，最突出的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字電壓表內(nèi)電阻極大，幾乎沒有分流作用，可以說是現(xiàn)實(shí)中的“理想電壓表”。如圖甲是利用數(shù)字電壓表測量金屬絲電阻率的電路圖，是被測金屬絲，定值電阻阻值為，是一只單刀雙擲開關(guān)。（1）用毫米刻度尺測得金屬絲接入電路的長度為25.00cm，用螺旋測微器測量金屬絲直徑d，測量結(jié)果如圖乙所示，則______。（2）閉合，將單刀雙擲開關(guān)的闡刀擲于“a”，記錄下此時(shí)數(shù)字電壓表的讀數(shù)，滑動變阻器觸頭不動，將單刀雙擲開關(guān)的閘刀擲于“b”，記錄下此時(shí)數(shù)字電壓表的讀數(shù)，已知定值電阻阻值為，則通過被測金屬絲的電流______，金屬絲電阻的測量值______。（均用、、表示）（3）為了減小偶然誤差，通過調(diào)整滑動變阻器觸頭，得到多組、數(shù)據(jù)，測得金屬絲的電阻，則電阻率______。（保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）0.400（2）①.②.（3）【解析】【小問1詳解】螺旋測微器的精確值為，由圖乙可知金屬絲直徑為【小問2詳解】[1][2]根據(jù)歐姆定律可得聯(lián)立可得，【小問3詳解】根據(jù)可得電阻率為13.如圖所示，高為的細(xì)玻璃管開口向上豎直放置于水平地面上，長度為的水銀柱密封一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度時(shí)，水銀恰與管口齊平。大氣壓強(qiáng)，則：（1）如果保持溫度不變，讓玻璃管緩慢傾斜，當(dāng)水銀流出一半時(shí)，管口離地高度是多少？（2）如果保持玻璃管豎直，給玻璃管緩慢加熱，當(dāng)水銀流出一半時(shí)，溫度是多少？（熱力學(xué)溫度）【答案】（1）；（2）360K【解析】【詳解】（1）沒有傾斜時(shí)，管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)令此時(shí)，管與水平面的夾角為，則此時(shí)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)根據(jù)玻意耳定律有管口離地高度解得（2）保持玻璃管豎直，給玻璃管緩慢加熱，當(dāng)水銀流出一半時(shí)，氣體壓強(qiáng)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得14.如圖所示，虛線ab、cd之間以及、之間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，四條虛線之間的距離均為l，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)電荷以某一初速度從ab上P點(diǎn)出發(fā)，先后穿越兩磁場后又能回到ab上的P點(diǎn)，不計(jì)電荷重力。（1）求此過程需要的時(shí)間；（2）如果電荷穿越下區(qū)域后，上區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)椋曳较蚍聪?，求電荷返回到ab時(shí)的位置與P點(diǎn)的距離；（3）如果下區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?B，且cd與之間加一豎直向上的勻強(qiáng)電場，電荷從P點(diǎn)出發(fā)后依然能返回P點(diǎn)，求所加電場強(qiáng)度的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意可知，粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示粒子磁場中運(yùn)動，有由幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為粒子在兩磁場間的運(yùn)動時(shí)間為則此過程需要的時(shí)間（2）如果電荷穿越下區(qū)域后，上區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)椋曳较蚍聪?，則粒子返回上區(qū)域磁場中，做圓周運(yùn)動的半徑為運(yùn)動軌跡，如圖所示由幾何關(guān)系可得，電荷返回到ab時(shí)的位置與P點(diǎn)的距離（3）根據(jù)題意可知，若電荷從P點(diǎn)出發(fā)后依然能返回P點(diǎn)，則粒子運(yùn)動軌跡與（1）相同，則粒子在下磁場中的運(yùn)動半徑不變，則有解得粒子在電場中運(yùn)動，由動能定理有解得15.如圖所示，長木板A放在粗糙水平面上，靜置于長木板上右端的小物塊B、C之間放有少量火藥，某時(shí)刻點(diǎn)燃火藥，小物塊C獲得2m/s的初速度向右離開長木板，小物塊B在長木板上向左運(yùn)動1.25m時(shí)與長木板的左端發(fā)生彈性碰撞。已知長木板和小物塊B質(zhì)量均為1kg，小物塊C質(zhì)量為1.5kg，長木板與水平面、小物塊B與長木板之間的動摩擦因數(shù)均為0.2，，小物塊B、C可看成是質(zhì)點(diǎn)，求：（1）小物塊B、C組成的系統(tǒng)因火藥燃燒而增加的機(jī)械能；（2）長木板因小物塊B的碰撞獲得的動能；（3）整個(gè)過程中長木板運(yùn)動的位移?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)長木板和小物塊B質(zhì)量為m，C的質(zhì)量為M，點(diǎn)燃火藥瞬間BC動量守恒得解得小物塊B、C組成的系統(tǒng)因火藥燃燒而增加的機(jī)械能為（2）分析可知由于長木板與水平面、小物塊B與長木板之間的動摩擦因數(shù)相等，故B對長木板的最大靜摩擦力小于地