2024届河北省保定市高三上学期调研考试物理试题

2024届河北省保定市高三上学期调研考试物理试题
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
空间有一圆锥OBB'如图所示，点A、A′分别是两母线OB、OB′的中点，C为AB中点。

圆锥顶点O处固定一带负电的点电荷，则（ ）
A．A点比B点的电场强度小
B．A、A′两点的电场强度相同
C．A、A′两点的电势相同
D．AC的电势差等于CB的电势差
第(2)题
我国首颗超百Gbps容量高通量地球静止轨道通信卫星中星26号卫星，于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星主要用于为固定端及车、船、机载终端提供高速宽带接入服务。

如图，某时刻中星26与椭圆轨道侦察卫星恰好位于C、D两点，两星轨道相交于A、B两点，C、D连线过地心，D点为远地点，两卫星运行周期都为T。

下列说法正确的是（　
　）
A．中星26与侦察卫星可能在A点或B点相遇
B．侦查卫星从D点运动到A点过程中机械能增大
C．中星26在C点线速度与侦察卫星在D点线速度相等
D．相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积大于侦察卫星与地球的连线扫过的面积
第(3)题
如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。

图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。

现给R1、R2通以相同的电流I，则R1与R2相比（ ）
A．两端电压
B．电功率
C．电阻率
D．相同时间内产生的焦耳热
第(4)题
如图所示，波长和振幅分别为和的简谐横波沿一条直线传播，两点的平衡位置相距。

某一时刻在a点出现波峰，
从此时刻起再经过0.2秒在b点第一次出现波峰，则（ ）
A．若波由a向b传播，波的传播速度为
B．若波由b向a传播，波的传播速度为
C．从b点出现波峰开始计时，内质点b经过的路程可能为
D．从b点出现波峰开始计时，末质点b可能处在波谷的位置
第(5)题
一物体在水平面上做直线运动，其图像如图所示。

下列说法正确的是（ ）
A．若该图像为图像，则在时间内物体的平均速度小于
B．若该图像为图像，则在时间内物体先做加速运动再做减速运动
C．若该图像为图像，则在时间内物体的最大位移出在b时刻
D．若该图像为图像，则在时间内物体的最大位移出在c时刻
第(6)题
如图，起重机用钢索在竖直方向上吊装重物，在重物减速下降的过程中（不计钢索的重力），钢索对重物的作用力（ ）
A．小于重物对钢索的作用力B．小于重物的重力
C．大于重物对钢索的作用力D．大于重物的重力
第(7)题
如图为一个简易模型，截面为一内壁光滑的顶角为的等腰三角形框架，内部有一个小球，质量为m，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小。

此时边恰好处于水平状态，现使框架以C为轴在竖直面
内顺时针缓慢转动，直到边竖直，则在转动过程中（ ）
A．边对球的弹力一直增大
B．边对球的弹力一直增大
C．边对球的弹力一直增大
D．边对球的弹力先变小后变大
第(8)题
放射性材料可以作为火星探测车的燃料，中的元素是，已知发生衰变的核反应方程为，
已知的半衰期为87.7年。

下列说法正确的是（ ）
A．方程中，X是
B．20个经过87.7年后还剩10个
C．的比结合能小于的比结合能
D．在火星上的半衰期与在地球上不同
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
下列说法正确的是（ ）
A．千克、米/秒、牛顿是导出单位
B．以额定功率运行的汽车，车速越快，牵引力越大
C．汽车在水平公路上转弯时，车速越快，越容易滑出路面
D．地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内
第(2)题
如图甲所示，两根足够长、电阻不计且相距的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，两导轨间存在磁感应强
度大小、垂直斜面向上的匀强磁场，现将两根质量均为、电阻均为、长度均为的金属棒放置在导轨
顶端附近，两金属棒与导轨接触良好，金属棒ab与导轨间的摩擦忽略不计，金属棒cd与导轨间的动摩擦因数为.在
时将金属棒ab由静止释放，此时金属棒cd锁定在斜面上，若在时间内，金属棒ab沿着斜面下滑的距离为；
时将金属棒cd由静止释放，金属棒ab中的电流随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度大小为，，，则（ ）
A．时，金属棒ab的加速度大小为
B．时，金属棒cd的加速度大小为
C．时，金属棒ab的速度大小为
D．在时间内，金属棒ab产生的焦耳热为2J
第(3)题
如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变大后书本仍处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．杆对B环的支持力不变
B．A环对杆的摩擦力变小
C．杆对B环的作用力不变
D．与A环相连的细绳对书本的拉力变大
第(4)题
如图，在等边三角形的三个顶点A、B、C上，分别固定三个电荷量相等的点电荷，其中，A、B处的点电荷均带正电，C处的点电荷带负电，D、E、F分别为AB、BC、CA边的中点，O为三角形中心则下列说法正确的是（ ）
A．三角形中心O点的电场强度方向为O→D B．D点的电势高于O点的电势
C．E、F两点电势相同D．把一正点电荷从O点移到E点，该电荷的电势能增加
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
某大型户外水上竞技闯关活动中有一环节为“激情渡河”，其装置简化图如图所示。

固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑，其顶端与河面高度差为1.8 m。

一质量为64 kg的平板（厚度不计）浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，其上表面与轨道末端相切。

平板左侧放置一质量为16kg的橡胶块A。

质量为80kg的人从圆弧轨道顶端由静止滑下，人与A碰撞（可视为正碰）时间很短，碰后A获得一大小为10m/s的速度，经时间t1人与平板共速且此刻A冲出平板，落入水底。

当平板右端抵达河岸时，平板速度刚好为0。

已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的0.1倍。

河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有很强的安全保障措施。

取重力加速度为g=10 m/s2，求：
（1）人与橡胶块A相撞之后，人的速度大小及t1；
（2）河面的宽度d。

第(2)题
从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”
2023年10月15日是神舟五号飞天二十周年，二十年前杨利伟代表13亿中国人踏上了逐梦太空的征途。

从此，中国人开启了
从“飞天梦圆”到“圆梦天宫”。

1．神舟五号载人飞船在加速升空过程中，杨利伟处于__________状态（选填“超重”或“失重”）。

在返回舱进入大气层后减速下落的过程中，_______能转化_______能。

2．天宫课堂中，王亚平利用太空的微重力环境建立起很大尺寸的“液桥”。

“液桥”表面层的水分子间距__________内部的水分子间距（选填“大于”、“等于”或“小于”），水的表面张力使其表面有__________的趋势。

3．天宫二号搭载的宽波段成像仪具有可见近红外（波长范围0.520.86微米）、短波红外（波长范围1.60 2.43微米）及热红外（波长范围8.1311.65微米）三个谱段。

与可见近红外相比，热红外（ ）
A．频率更低
B．相同条件下，双缝干涉图样中相邻明纹中心间距更宽
C．更容易发生衍射现象
D．在空气中传播速度更快
第(3)题
如图所示，某兴趣小组的同学设计了一个液体拉力测量仪，长度为的圆筒形导热汽缸水平放置，用横截面积、可沿
缸壁无摩擦滑动的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞右侧用轻质细绳跨过光滑的定滑轮悬挂一块质量的洁净玻璃板，活塞平衡时处在汽缸A位置，气柱长，现将玻璃板下表面恰好浸入液体中，用水平力缓慢将汽缸向左拉，使玻璃板恰好要离开液面，此时活塞处在汽缸B位置，气柱长·已知外界大气压强，重力加速度g取，环境温度保持不变，活塞质量不计且不漏气．求：
（1）活塞处于汽缸A位置时，汽缸中的气体正强；
（2）活塞处于汽缸B位置时，液体对玻璃板的拉力F的大小．
第(4)题
物理现象的分析常常有宏观与微观两个视角，建构合理化模型找出其内在联系，有助于更加深刻理解其物理本质。

（1）如图甲所示，直流电源、开关、导线与金属棒ab组成一个电路。

从微观角度看，开关闭合时，电源两端电压会在金属棒内部形成恒定电场，每个自由电子都在电场力作用下开始定向运动，但这些电子会与导体棒中的金属正离子发生碰撞，碰撞后电子向各方向运动的机会相同，沿导线方向的定向运动速度变为0；此后自由电子再加速、再碰撞……，这种定向运动在宏观上形成了电流。

已知电源两端电压为U，金属棒的长度为L，横截面积为S，单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e，连续两次碰撞间隔的平均时间为t0，碰撞时间不计。

仅在自由电子和金属正离子碰撞时才考虑粒子间的相互作用，导线及开关的电阻不计。

a．求自由电子定向运动时的加速度大小a；
b．求t0时间内自由电子定向运动的平均速率v0；
c．推导金属棒中形成电流I的表达式；
（2）某同学受磁流体发电机的启发，设计了一种新型发电装置。

如图乙所示，将发电装置、开关、导线与电阻组成一个电路，这种新型发电装置可视为直流电源。

从微观角度看，两面积足够大的平行金属极板A、C间有一个垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场，将一束带正电的离子流以速度v沿垂直于B的方向喷入磁场，带正电的离子在洛伦滋力作用下向A极板偏转，由于静电感应在C极板上感应出等量的负电荷。

宏观上A、C两板间产生电势差，可为阻值为R的外电阻供电。

已知每个离子的质量均为m，电荷量为+q，单位时间内沿垂直极板方向上单位长度喷射的正离子个数为n，A、C两板间距为d，且d大于。

忽略离子的重力及离子间的相互作用力。

a．只闭合开关S1外电路短路，求短路电流I m；
b．只闭合开关S2，电路中电流稳定后，若单位时间内打在极板A上的离子数为N，请写出N与R的关系式。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
在“利用单摆测重力加速度”的实验中．
（1）某同学尝试用DIS测量周期．如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方．图中磁传感器的引出端A应接到________．使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_________．若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）．
（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T．此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线
为__________（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度
g=_________．
第(2)题
在“测定金属电阻率”的实验中，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图甲所示，其读数为______mm；
测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值约为，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验室能够提供的实验器材有：
A.电流表，量程为，内阻
B.电流表A
1，量程为，内阻
C.电流表A
2，量程为，内阻
D.电阻箱，阻值范围
E.电阻箱，阻值范围
F.滑动变阻器，最大阻值为
G.电源，内阻约为
H.开关一只，导线若干
回答下列问题：
（2）正确选择实验器材，电流表应选择________和__________，电阻箱应选_______；（填写元器件前的字母代号）
（3）画出电阻测量的实验电路图_______；
（4）使用正确电路，分别测量多组实验数据，并记录在如图乙坐标系中，将调节到，根据记录的实验数据做出金属丝的图线________，并算出金属丝的电阻___________。

（计算结果保留两位有效数字）。