2024学年衡水市重点中学高三模拟训练(三)物理试题

2024学年衡水市重点中学高三模拟训练（三）物理试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、平行板电容器、静电计、理想二极管(正向电阻为0。

反向电阻无穷大)与内阻不计的电源连接成如图所示的电路，现在平行板电容器两极板间的P点固定一带负电的点电荷，其中电容器的右极板固定，左极板可左右移动少许。

设静电计的张角为θ。

则下列说法正确的是（）
A．若左极板向左移动少许，则θ变大，P点的电势不变
B．若左极板向左移动少许，则θ不变，P点的电势不变
C．若左极板向右移动少许，则θ不变，位于P点的点电荷的电势能减小
D．若左极板向右移动少许，则θ变小，位于P点的点电荷的电势能增大
2、如图所示，一根均匀柔软的细绳质量为m。

两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。

挂钩对细绳拉力的大小为
A．
1
2sin
mg
θ
B．
1
2cos
mg
θ
C．
1
2tan
mg
θ
D．
1
2cot
mg
θ
3、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k，与入射光频率v的关系图象。

由图象可知错误的是（）A．该金属的逸出功等于hv0
B ．该金属的逸出功等于E
C ．入射光的频率为02
v 时，产生的光电子的最大初动能为2E D ．入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为E
4、如图所示为六根导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。

已知每条导线在O 点磁感应强度大小为B 0，则正六边形中心处磁感应强度大小和方向（ ）
A ．大小为零
B ．大小2B 0，方向水平向左
C ．大小4 B 0，方向水平向右
D ．大小4 B 0，方向水平向左
5、2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。

由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与嫦娥四号建立联系，为此，我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”，如下图所示，若忽略除地球和月球外其他天体的影响，运行在地月第二拉格朗日点（L 2点）的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L 2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。

以下关于月球和中继星“鹊桥”运动的认识中正确的是：
A ．月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的
B ．“鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期
C ．“鹊桥”的自转的周期一定等于其绕地球公转的周期
D ．“鹊桥”绕L 2点自转的向心力一定是地球和月球对其万有引力的合力
6、如图所示，两根不可伸长的轻绳一端与一个质量为m 的小球相连于O 点，另一端分别固定在小车天花板上的A 、B 两点，OA 绳与天花板的夹角为30°，OB 绳与天花板的夹角为60°，重力加速度为g ．当小车以速度ν向右做匀速直
线运动，小球与车保持相对静止时，下列说法正确的是
A ．OA 绳对小球的拉力大小为32
mg B ．OB 绳对小球的拉力大小为12
mg C ．OA 绳对小球拉力做功的功率为
34mgv D ．重力对小球做功的功率为mgv
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、2019年10月诺贝尔物理学奖授予两位天文学家MichelMayor 和DidierQueloz ，1995年他们首次探测到太阳系外行星的存在，从而开始了人类大规模的太阳系外行星搜寻。

2016年8月欧洲南方天文台曾宣布在离地球最近的恒星“比邻星”附近发现宜居行星“比邻星b ”。

“比邻星b ”的质量约为地球质量的1.3倍，半径约为地球半径的2.2倍，若不考虑星球的自转效应，则
A ．“比邻星b ”表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
B ．“比邻星b ”表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度
C ．“比邻星b ”的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D ．“比邻星b ”的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度
8、地球探测器的发射可简化为以下过程。

先开动发动机使探测器从地表由静止匀加速上升至100km 高处，该过程的平均加速度约为230m /s 。

再开动几次发动机改变探测器速度的大小与方向，实现变轨，最后该探测器在100km 高度绕地球做匀速圆周运动。

已知探测器的质量约为2
210kg ⨯，地球半径约为6400km ，万有引力常量为11226.6710N m /kg -⨯⋅。

探测器上升过程中重力加速度可视为不变，约为29.8m /s 。

则关于探测器的下列说法，正确的是（ ）
A ．直线上升过程的末速度约为31.7310m /s ⨯
B ．直线上升过程发动机的推力约为37.9610N ⨯
C．直线上升过程机械能守恒
D．绕地球做匀速圆周运动的速度约为3
7.8610m/s
9、如图所示，空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球，不考虑两带电小球间的相互作用，两小球的电荷量始终不变，关于小球的运动，下列说法正确的是()
A．沿ab、ac方向抛出的小球都可能做直线运动
B．若小球沿ac方向做直线运动，则小球带负电，可能做匀加速运动
C．若小球沿ab方向做直线运动，则小球带正电，且一定做匀速运动
D．两小球在运动过程中机械能均守恒
10、核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。

是反应堆中发生的许多核反应中的一种，是某种粒子，是粒子的个数，用分别表示核的质量，表示粒子的质量，为真空中的光速，以下说法正确的是（）
A．为中子，
B．为中子，
C．上述核反应中放出的核能
D．上述核反应中放出的核能
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。

(1)用螺旋测微器测它的直径，如图甲所示，为___________mm，用游标卡尺测它的长度，如图乙所示，为___________cm。

(2)用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示，则该金属导体材料的电阻率与________有关，并且电阻率随该物理量的增大而___________（填“增大”或“减小”）。

(3)若把该金属导体与一阻值为4.0Ω的定值电阻串联后接在电源电动势为3.0V 、内阻为1.0Ω的电源两端，该金属导体的热功率为___________W 。

（保留两位有效数字）
12．（12分）让小车拖着穿过电磁打点计时器的纸带沿倾斜的长木板滑下，在打出的纸带上依次选取1、2、3、1、5、6六个计数点（每相邻两个计数点间还有三个点未画出）。

用刻度尺测出各计数点间的距离，发现连续相等时间间隔内的距离之差为定值，其中计数点2、3之间的距离23 6.00cm x =，计数点4、5之间的距离4510.00cm x =。

已知打点计时器电源的频率为50Hz 。

通过计算回答下列问题（结果均保留2位小数）
(1)计数点1、6之间的总长度为________cm ；
(2)此过程中小车的加速度大小为________2m/s ；
(3)若从计数点1开始计时，则0.28s 时刻纸带的速率为________m 。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一矩形区域abcd ，ab 和bc 边长度分别为9cm 和8cm ，O 为矩形的中心。

在矩形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5B T =。

在O 点把一带电小球向各个方向发射，小球质量为0.01kg m =、所带电荷量为2q C =+。

(1)求小球在磁场中做完整圆周运动时的最大速度0v ；
(2)现在把小球的速度增大为0v 的85
倍，欲使小球尽快离开矩形，求小球在磁场中运动的时间。

14．（16分）如图甲所示，质量均为m ＝0.5 kg 的相同物块P 和Q (可视为质点)分别静止在水平地面上A 、C 两点．P
在按图乙所示随时间变化的水平力F 作用下由静止开始向右运动，3 s 末撤去力F ，此时P 运动到B 点，之后继续滑
行并与Q 发生弹性碰撞．已知B 、C 两点间的距离L ＝3.75 m ，P 、Q 与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，取g ＝10 m/s 2，
求：
(1)P 到达B 点时的速度大小v 及其与Q 碰撞前瞬间的速度大小v 1；
(2)Q 运动的时间t ．
15．（12分）如图所示，材质相同的直角三角形和14
圆形玻璃砖紧紧贴在一起（不考虑中间缝隙），AB =BD =L ，其中AD 是一个平面镜，一束平行光线垂直于AB 边从空气射入玻璃砖，通过BD 边的光线中，只有占BD 长度45的光线可以从圆弧CD 射出，光在真空中传播速度为c ，则：（可能用到的数值：sin74°
=0.96，结果用分数表示） (1)玻璃砖对光线的折射率n ；
(2)恰好没有从圆弧面CD 射出的光线在玻璃中的传播的时间t 。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C
【解题分析】
AB ．静电计上的电压不变，所以静电计的张角θ不变，由于二极管具有单向导电性，所以电容器只能充电，不能放电；将电容器的左极板水平向左移时，电容器的电容4S C kd επ=减小，但不能放电，则电容器带电量不变，由Q C U =和U E d
=可得，电容器两极板间的电场不变，则P 点的电势P E Ex ϕ=-（x 为P 点到左极板的距离），则P 点的电势降低，故AB 错误；
CD ．将电容器的左极板水平向右移时，电容器的电容4S C kd επ=增大，电场强度U E d
=增大，P 点的电势升高，由于P 点固定的是负电荷，所以位于P 点的点电荷的电势能减小，故C 项正确，D 项错误。

故选C 。

2、A
【解题分析】
先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力F 和绳子对挂钩的拉力T 相等：
F T =
对绳子受力分析如右图，正交分解：
2sin T mg θ=
解得：12sin F T mg θ==
，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3、C
【解题分析】
ABD ．根据光电效应方程有
E km =hν－W 0
其中W 0为金属的逸出功，其中
W 0=hν0
所以有
E km =hν－hν0
由此结合图象可知，该金属的逸出功为E 或者W 0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E ，故ABD 正确；
C ．入射光的频率02
v 时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C 错误。

此题选择错误的，故选C 。

4、D
【解题分析】
根据磁场的叠加原理，将最上面电流向里的导线在O 点产生的磁场与最下面电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为1B ；同理，将左上方电流向里的导线在O 点产生的磁场与右下方电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为3B ，将右上方电流向里的导线在O 点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O 点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为2B ，如图所示：
根据磁场叠加原理可知：12302B B B B ===，由几何关系可：2B 与3B 的夹角为120，故将2B 与3B 合成，则它们的合磁感应强度大小也为2B 0，方向与B 1的方向相同，最后将其与B 1合成，可得正六边形中心处磁感应强度大小为4B 0，方向水平向左，D 正确，ABC 错误。

故选D 。

5、A
【解题分析】
A. 月球一面始终朝着地球，说明月球也有自转，其自转周期等于其公转周期，故A 正确；
B. 地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时，可以与地球和月球基本保持相对静止，故中继星“鹊桥”随拉格朗日点L 2绕地球运动的周期等于月球绕地球的周期，故B 错误；
C.为确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系，所以“鹊桥”的自转的周期要小其绕地球公转的周期，故C 错误；
D. 中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L 2运动过程，只受到地球和月球万有引力作用，合力不能提供向心力，因此还受到自身的动力作用，故D 错误。

6、C
【解题分析】
根据共点力的平衡，根据平行四边形法则求解两边绳的拉力大小；根据P=Fv 求解功率.
【题目详解】
小车以速度ν向右做匀速直线运动，则小球处于平衡状态，由平衡条件可知，01sin 302
OA T mg mg ==，
0cos30OB T mg ==，选项AB 错误；OA
绳对小球拉力做功的功率为0cos30OA OA P T v ==，选项C 正确； 重力对小球做功的功率为0cos900G P Gv ==，选项D 错误；故选C.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BD
【解题分析】
AB ．在星球表面，重力与万有引力相等，则有：g =
2GM R
，所以 b g g 地=22b b R M M R ⨯地地=21.311 2.2⨯＜1 所以“比邻星 b ”表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度。

故A 错误，B 正确。

CD ．根据v
可得： b v v 地
1 所以“比邻星b ”的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度。

故C 错误，D 正确。

8、BD
【解题分析】
A ．匀加速上升过程有
22v ah =
解得
32.4510m/s v ≈⨯
A 错误；
B ．匀加速上升过程有
F mg ma -=
解得
23()210(9.830)N 7.9610N F m g a =+=⨯⨯+=⨯
B 正确；
C ．匀加速上升过程除地球引力做功外，还有发动机推力做功，则机械能不守恒，C 错误；
D ．匀速圆周运动过程有
22()v Mm G m R h R h
=++圆 解得
v =
圆 又有 2Mm G mg R
= 解得
37.8610m/s v ==≈⨯圆 D 正确。

故选BD 。

9、AC
【解题分析】
ABC ．先分析沿ab 方向抛出的带电小球，若小球带正电，则小球所受电场力方向与电场强度方向相同，重力竖直向下，由左手定则知小球所受洛伦兹力方向垂直ab 斜向上，小球受力可能平衡，可能做直线运动；若小球带负电，则小球受力不可能平衡。

再分析沿ac 方向抛出的带电小球，同理可知，只有小球带负电时可能受力平衡，可能做直线运动。

若小球做直线运动，假设小球同时做匀加速运动，则小球受到的洛伦兹力持续增大，那么小球将无法做直线运动，假设不成立，小球做的直线运动一定是匀速运动，故A 、C 正确，B 错误；
D ．在小球的运动过程中，洛伦兹力不做功，电场力对小球做功，故小球的机械能不守恒，故D 错误。

故选AC 。

10、BC
【解题分析】
AB.由核电荷数守恒知X 的电荷数为0，故X 为中子；由质量数守恒知a =3，故A 不符合题意，B 符合题意； CD.由题意知，核反应过程中的质量亏损△m =m u -m Ba -m Kr -2m n ，由质能方程可知，释放的核能△E =△mc 2=（m u -m Ba -m Kr -2m n ）c 2，故C 符合题意，D 不符合题意；
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、0.600 2.060 温度 增大 0.45
【解题分析】
(1)[1]．螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为
d =0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm
[2]．游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为
L =20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm
(2)[3][4]．由曲线可看出温度升高电阻增大，电阻率增大；
(3)[5]．电源与4.0Ω的定值电阻串联组成等效电源，有
U =E -I （R +r ）=3.0-（4.0+1.0）I =3-5I
在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I 图象，两图象的交点坐标值为：U =1.5V ，I =0.3A
灯泡功率为
P=UI =1.5V×0.3A=0.45W
12、40.00 3.13 1.25
【解题分析】
(1)[1]根据题意可知，计数点3、4之间的距离为8.0cm ，计数点1、2之间的距离为4.00cm ，计数点5、6之间的距离为12.00cm 。

所以计数点1、6之间的总长度为40.00cm ；
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔0.08s T =，根据2x aT ∆=，所以
22345=2x x aT -
得
22=3.125m/s 3.13m/s a ≈
(3)[3]因为
0.28s 3.5T =
故0.28s 时刻即计数点4、5之间的中间时刻，此时刻的瞬时速度等于计数点4、5之间的平均速度 ，45==1.25m/s x v T。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）2.5m/s （2）s 300π
【解题分析】 （1）O 点到ad (bc )边的距离为1 4.5cm D =，到ab (cd )边的距离为24cm D =，要使小球不离开磁场，小球与两边相切时，小球做圆周运动的半径最大，如图所示，设最大半径为1R ，
由几何知识有
112sin R R D θ+=
111cos R R D θ+=
联立解得
1 2.5cm R =
由01
02qv B m v R =解得 v 0=2.5m/s
（2）把小球的速度增大为0v 的85
倍，即v =4m/s ，此时小球运动的半径为 10.04m 4cm=D mv R qB
=== 欲使小球尽快离开矩形，则轨迹如图；由几何关系可知，粒子在磁场中的圆周角为60°，则时间 0.043s s 4300
R t v πθπ⨯===
14、 (1)8m/s v =, 17m/s v = (2) 3.5s t =
【解题分析】
（1）在0-3s 内，对P ，由动量定理有：
F 1t 1+F 2t 2-μm g （t 1+t 2）=mv-0
其中F 1=2N ，F 2=3N ，t 1=2s ，t 2=1s
解得：v=8m/s
设P 在BC 两点间滑行的加速度大小为a ，由牛顿第二定律可得：μmg=ma P 在BC 两点间做匀减速直线运动，有：v 2-v 12=2aL
解得：v 1=7m/s
（2）设P 与Q 发生弹性碰撞后瞬间的速度大小分别为v 1′、v 2′，取向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒有： mv 1=mv 1′+mv 2′ 12mv 12=12mv 1′2+12
mv 2′2 联立解得：v 2′=v 1=7m/s
碰后Q 做匀减速直线运动，加速度为：a′=μg=2m/s 2
Q 运动的时间为：27 3.53v t s s a '=
==' 15、 (1)54，(2)7330Ln c。

【解题分析】
(1)光路图如图所示：
由AB =BD =L ，故：
α=45°
只有占BD 长度
45
的光线可以从圆弧CD 射出，故： β=53°
θ=74°
折射率： 115sin sin 4
n C β===； (2)经判断r <C ，故光线在E 点射出，由几何关系可知：
45
MN L = 15
MP L = 35QP L = 根据正弦定理：
sin sin L QE θβ
= 得：56
QE L = 故总长度为：
541373655530
x L L L L L =+++= 光在玻璃砖中的传播速度为： c v n
= 传播时间为： 7330x Ln t v c =
=。