2024年河北省新高考测评卷物理(第四模拟)

2024年河北省新高考测评卷物理（第四模拟）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
小明练习乒乓球托球加速跑，跑动可视为匀加速直线运动，乒乓球与球拍面之间的动摩擦因数为，球拍面与水平夹角为，如图所示。

已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使乒乓球相对球拍静止，小明跑动时的最小加速度为（忽略空气阻力）（ ）
A．B．C．D．
第(2)题
如图所示，水平桌面上的小物块a通过轻绳跨过光滑定滑轮连接小物块b，物块a、b的质量之比为。

将物块a从P点由静止释放，t时间后到达Q点处（b未落地）；若将a、b调换位置，经过t时间b也从P点由静止运动到Q点，则a、b与桌面间的动摩擦因数、的关系为（ ）
A．B．C．D．
第(3)题
如图，玻璃管中封闭一定质量的理想气体倒扣在水银槽中，当温度为时，管内的水银面比槽内水银面高cm，管中气体的长
度也为cm。

当把玻璃管缓慢下压至管底部与槽内水银面持平，同时改变气体的温度保持管内气体体积不变，已知大气压强为（单位：cmHg），则管内气体（ ）
A．最终压强为B．对外界做功
C．温度的变化量为D．对外界放出热量
第(4)题
2024年4月20日我国首次实现核电商用堆批量生产碳14（）同位素。

具有放射性，会自发衰变成氮14（），它的半衰
期为5730年，则（ ）
A．该衰变需要吸收能量
B．该衰变发生后原子核内的中子数减少
C．升高温度能减小的半衰期
D．20个经过11460年后剩下5个
第(5)题
一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能E p随位移x变化的关系如图所示，其中O~x2段是关于直
线x=x1对称的曲线，x2~x3段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A．x1处电场强度最小，但不为零
B．粒子在O~x2段做匀变速运动，x2~x3段做匀速直线运动
C．在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2=φ0>φ3
D．0~x2段的电场强度大小、方向均不变
第(6)题
定义“另类加速度”，A不变的运动称为另类匀变速运动。

若物体运动的A不变，则称物体做另类匀变速运动。

如图所示，光滑水平面上一个正方形导线框以垂直于一边的速度穿过一个匀强磁场区域（磁场宽度大于线框边长）。

导线框电阻不可忽略，但自感可以忽略不计。

已知导线框进入磁场前速度为，穿出磁场后速度为。

下列说法中正确的是（）
A．线框在进入磁场的过程中，做匀变速运动
B．线框在进入磁场的过程中，其另类加速度A是变化的
C．线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度为
D．线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度为
第(7)题
如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，金属棒MN以角速度绕过O点的竖直轴PQ沿顺时针（从上往下看）旋转。

已知。

则（ ）
A．M点电势高于N点电势
B．N点电势低于O点电势
C
．NM两点的电势差为
D
．MN两点的电势差为
第(8)题
如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。

矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁场的磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N，转动的角速度为，ab边的长度为L1，ad边的长度为L2，线圈电阻不计。

下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端电压的有效值为
B．若仅增大线圈的转速，则通过定值电阻的电流减小
C．若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小
D．若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，用金属制作的曲线导轨与水平导轨平滑连接，水平导轨固定于竖直向上的匀强磁场中，窄轨的间距为，宽轨的间距为L，两根完全相同的导体棒MN和PQ，其中PQ垂直于导轨静止放置并与导轨接触良好，两导体棒的长度均为L。

现将金属棒MN自曲线导轨上h高度处静止释放，到达水平轨道立即进入磁场区域，已知导体棒MN在到达宽窄导轨的连接处之前就已经匀速运动，经过足够长的时间，两根导体棒都在宽轨上匀速运动，运动过程中两导体棒未发生碰撞，不考虑导体棒MN经过宽窄导轨的连接处时速度的变化，不计一切摩擦。

下列说法中正确的是（ ）
A
．导体棒PQ第一次匀速运动的速率为
B．导体棒MN前后两次匀速运动的速率之比为3∶2
C．导体棒MN宽轨上运动的过程中，通过回路的电荷量为
D．导体棒MN分别在窄轨上和宽轨上运动的过程中，回路中产生的焦耳热之比为1∶3
第(2)题
一定质量的理想气体密闭在容器中，其压强随体积的变化过程如图所示。

已知是绝热变化过程。

下列说法正确的是（ ）
A．过程中气体的温度不变
B．过程中每个分子的动能都增大
C．过程中，单位时间内容器壁单位面积上分子碰撞次数增多
D．，完成一次完整循环的过程气体对外做负功
第(3)题
一定质量的理想气体，如图所示经历了的变化过程，已知气体在A状态的温度是。

下列说法正确的是（ ）
A．状态的温度是
B．状态的温度是
C．过程气体对外做功
D．过程气体对外做功
第(4)题
在轴上关于原点对称的、b两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的图像描绘了轴上部分区域的电场强度（以轴正方向为电场强度的正方向）。

在电场中、为轴上关于原点对称的两点，为坐标原点，下列结论正确的是
（）
A．，处为同种点电荷
B．，两点的电场强度相同
C．若将一电子从点移到点，其电场力做负功
D．点的电场强度等于零
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
回旋加速器是利用磁场和电场共同作用对带电粒子进行加速的仪器。

如图甲所示，现在有一个研究小组对回旋加速器进行研究，研究小组成员分工合作，测量了真空中的形盒的半径为，磁感应强度方向垂直于加速器向里，大小为，被加速粒子
的电荷量为，质量为，电场的电压大小为，不计粒子所受的重力及相对论效应。

帮助小组成员完成下列计算：
（1）粒子要经过多少次电场加速才能达到最大速度？
（2）研究小组成员根据磁场中电荷偏转的规律设计了如图乙的引出装置。

在原有回旋加速器外面加装一个圆环，环宽为，
在圆环区内加垂直纸面向里的磁场，让带电粒子从加速器边缘点恰好能偏转至圆环区域外点边缘加以引导。

求圆环区域
所加磁场的磁感应强度的大小。

（3）实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到后，就很难再加速了，这是由于速度足够大时，
相对论效应不可忽略，粒子的质量随着速度的增大而增大。

结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

第(2)题
如图所示，光滑斜面的长，倾角，底端与动摩擦因数的水平面平滑连接。

在点正上方高H处将一质量的小物块以的初速度水平抛出，物块恰好垂直打在斜面上且没有弹起，撞击时间很短可忽略。

重力加速
度g取，不考虑物块经过点前后速度大小的变化。

（1）求抛出点的高度H；
（2）求物块从抛出到停在水平面上所经历的时间；
（3）从物块停在水平面的位置开始，施加一大小恒为2N、方向始终与接触面平行的外力F作用，使物块刚好能到达斜面的顶点A，求外力F撤去时物块与点的距离。

第(3)题
如图甲所示，空间中正四棱柱区域的侧面与电容器的下极板Q处于同一水平面，极板Q的中线与在同一直线上。

电容器两极板间的距离为d，两极板的长度均为L，正四棱柱底边长也为d、截面将正四棱柱分为左、右两部分，左侧部分为正方体，其中（包括正方体边界）存在磁感应强度竖直向上、大小为的匀强磁场；
右侧部分存在磁感应强度水平向右、大小为的匀强磁场。

在电容器左侧有一离子源，离子源持续射出带电量为
、质量为m的离子，所有离子射出后均从Q板左侧中点正上方距离Q板处射入两板间，入射速度均为，方向与Q板的中线平行，电容器两极板间的电势差随时间的变化规律如图乙所示（U未知），不同时刻射入的离子刚好都能从电容器右侧射出。

不计离子的重力及离子间相互作用。

（1）求图乙中U的大小。

（2）以截面的中心为坐标原点在该截面上建立直角坐标系（如图甲中所示），x轴水平；y轴竖直，求时刻射
入电容器的离子通过截面时的坐标。

（3）要使所有离子都不能从正四棱柱的面射出，求正四棱柱侧棱的最小长度。

第(4)题
如图所示，一宽度为的水平传送带以速度向右匀速运动，在传送带上方固定一光滑挡板，挡板与传送带边界的夹角为。

现将质量为的物块静止放置在水平传送带边上的点，当物块相对于传送带静止时恰好碰到挡板，物块碰到挡板时，垂直于挡板方向的速度大小减小为零，平行于挡板方向的速度大小不变，最终从传送带上的点离开传送带。

已知物块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。

求：
（1）物块在传送带上运动的时间；
（2）物块从点运动到点的过程中与传送带间由于摩擦而产生的热量。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
如图1所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O．
接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．
（1）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有______．（写出物理量及相应符号）
（2）实验中造成误差的可能情况有______．
A．用直尺测量的线段OM、OP、ON长度值
B．轨道不光滑
C．轨道末端不水平
D．轨道末端到地面的高度未测量
（3）若测得各落点痕迹到O点的距离：OM＝2.68cm，OP＝8.62cm，ON＝11.50cm，并知小球1、2的质量比为2︰1，则系统碰撞前总动量P与碰撞后总动量P的百分误差__________________%（结果保留一位有效数字）．
（4）完成上述实验后，实验小组成员小红对上述装置进行了改造，小红改造后的装置如图2所示．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上，平均落点M′、P′、N′．测量轨道末端到M′、P′、N′三点的连线与水平方向的夹角分别为，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________ (用所测物理量的符号表示)．
第(2)题
如图甲是家用电子体重秤，因为轻小方便深受人们的青睐。

某同学用电子体重秤上的压敏电阻R和一个电流表测定电池的电动势和内阻。

该同学通过查阅说明书得知该压敏电阻的阻值只和其受到的压力F N有关，R=R0+kF N，其中R0和k为已知常数，当地重力加速度为g。

备有下列器材：待测电池压敏电阻、天平、电流表一只、质量不同的物体、开关一个、导线若干。

主要实验步骤如下：
①按设计电路图乙连接好实物图；
②用天平测量物体的质量m，将物体放在压敏电阻上，闭合开关S，读出对应的电流表示数I；
③更换不同质量的物体，重复②的操作记录多组数据；
④根据所测量的数据做出图像如图丙所示，b为图线在纵轴上的截距，a、c为图线上一个点的坐标值。

回答以下问题：
（1）如图丙所示，选取为纵坐标，要符合图中图线特点，则横坐标x代表的物理量为___________（填“”或“m”）；
（2）若电流表的内阻可忽略，根据（1）问中选取横坐标后的图丙图像可知，待测电池的电动势E=__________，内
阻r=__________（选用k、a、b、c、g、R0表示）；
（3）若电流表的内阻不可忽略，分析可知该电池的电动势的测量值__________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值，该电池内阻的测量值__________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。