河北省2023-2024学年高三下学期2月大数据应用调研联合测评Ⅴ物理试题

绝密★启用前河北省2024届高三年级大数据应用调研联合测评（V）物理班级______姓名______注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。1．2023年12月7日，位于四川省凉山州的世界最深、最大的极深地下实验室——中国锦屏地下实验室二期正式投入科学运行，其主要功能是为暗物质、中微子等前沿物理科学研究提供不受宇宙射线影响的实验环境。一宇宙射线中的粒子与铝原子核发生作用的核反应方程为：。则下列说法中正确的是（）A．该核反应为衰变 B．该核反应为衰变C．该核反应中X为正电子 D．该核反应中X为中子2．某物理兴趣小组设计了一个在空间站内完全失重状态下测量物体质量的装置，如图所示为一个U型支架，两侧为竖直挡板，挡板上固定两根非常光滑的平行水平长杆，将一个质量为的箱子穿在水平长杆上，箱子可以在杆上自由滑动，用一根轻绳固定在箱子上，可以通过一小电机给箱子施加一个恒力，两侧竖直挡板上各有一个光电计时器开关（图中未画出），可以实现自动控制光电计时器计时。初始时箱子紧靠左侧挡板，现启动小电机，箱子在恒定拉力作用下从左侧挡板运动到右侧挡板，光电计时器在箱子离开左侧挡板时开始计时，到达右侧挡板时停止计时，光电计时器记录的时间为，现将一待测物体放入箱子里固定，再次启动小电机，箱子再次从左侧挡板运动到右侧挡板，光电计时器记录的时间为，则待测物体的质量m为（）A． B． C． D．3．2023年11月10日，我国首条超高速低真空管道磁浮交通系统——高速飞车大同（阳高）试验线工程完工，其特点是全封闭真空管道和磁悬浮运输。如图所示，高速飞车的质量为m，额定功率为P，高速飞车在平直轨道上从静止开始运动，先以加速度a做匀加速直线运动，加速过程中达到额定功率P。后又经过一段时间达到该功率下的最大速度，若高速飞车行驶过程中所受到的阻力为F，且保持不变，则下列说法正确的是（）A．高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为B．高速飞车匀加速直线运动的时间为C．高速飞车匀加速直线运动的位移为D．高速飞车在整个加速过程中牵引力做功等于4．中国象棋的棋盘呈长方形，由九条竖线和十条横线相交组成，共有九十个交叉点，开局时红方和黑方各子的位置如图所示，现将电荷量为和的两个点电荷分别固定在红方的“帥”位置和黑方的“将”位置，两点电荷在棋盘网格线所在的平面内，下列说法正确的是（）A．棋盘左侧红方“跑”所在位置与棋盘右侧黑方“炮”所在位置的电场强度大小相等方向不同B．棋盘右侧红方“車”所在位置与棋盘左侧黑方“車”所在位置的电势相同C．一质子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力始终不做功D．电子在棋盘左侧红方“馬”所在位置的电势能小于在棋盘右侧黑方“馬”所在位置的电势能5．在如图所示的电路中，用一交流电源给理想变压器供电，交流电源电压的瞬时值变化规律为，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈回路接有一阻值为的电阻和一理想交流电流表，理想变压器的副线圈回路中接有一个电阻，闭合开关S后电流表的示数为0.2A，则下列说法正确的是（）A．变压器副线圈电流的频率为12.5Hz B．变压器副线圈的电压为20VC．变压器副线圈的电流为0.05A D．电阻的阻值为20Ω6．现代车辆大都带有胎压监测功能，在仪表盘上就可以显示胎压。汽车轮胎正常的胎压为，为标准大气压，某人发现汽车左前轮胎胎压显示为，于是他用家用打气筒给轮胎缓慢充气，已知轮胎容积为20L，打气筒每次打气充入0.4L的气体，外界的大气压为，轮胎内的气体和打气筒内的气体均可看作理想气体，忽略充气过程中轮胎体积的变化，充气过程中气体的温度保持不变，则下列说法正确的是（）A．充气过程中轮胎内的气体从外界吸收热量B．充完气后与充气之前比较，轮胎内气体分子的平均动能不变，气体内能也不变C．充气过程中后一次与前一次比较，轮胎内气体压强的增加量相等D．至少充气50次才能使该轮胎的胎压达到正常值7．2023年8月29日华为Mate60隆重上市，该手机搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片，手机还有一个最大的亮点就是可以连接天通一号01星实现卫星通信。天通一号01星是地球同步静止卫星，另外已知我国的“天宫”号空间站运行周期为90分钟，“天宫”号空间站和天通一号01星的运动均可看作绕地球做匀速圆周运动，“天宫”号空间站和天通一号01星均可视为质点，忽略地球自转对重力大小的影响，则下列说法正确的是（）A．天通一号01星运行的线速度大于“天宫”号空间站运行的线速度B．天通一号01星运行的角速度大于“天宫”号空间站运行的角速度C．天通一号01星与“天宫”号空间站距地面的距离之比为D．天通一号01星所在位置的重力加速度与“天宫”号空间站所在位置的重力加速度之比为二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，平衡位置位于的质点P在此时刻的位移为，此时刻质点P正沿y轴正方向运动，已知该简谐横波传播的周期为，则下列说法中正确的是（）A．该简谐波沿x轴正方向传播B．从此时刻开始计时，质点P的振动方程为C．该简谐波传播的速度大小为3m/sD．从此时刻开始计时，当时质点P正沿y轴正方向运动9．如图，家用三层篮球收纳架由两根平行的竖直立柱、三对倾斜挡杆和一个矩形底座ABCD构成，同一层的两根倾斜挡杆平行且高度相同并与竖直立柱成60°角，每侧竖直立柱与对应侧的三根倾斜挡杆及底座长边在同一平面内。开始时收纳架置于水平地面上，竖直立柱处于竖直方向，将收纳架以AB边为轴，沿顺时针方向缓慢旋转90°，篮球的直径大于竖直立柱与倾斜挡杆构成的两平面间的距离，不计篮球与倾斜挡杆和竖直立柱的摩擦力，篮球始终处于静止状态，则在此过程中关于第二层篮球受力情况的说法正确的是（）A．两倾斜挡杆对篮球的作用力一直减小；B．其中一个倾斜挡杆对篮球的作用力先增大再减小C．两竖直立柱对篮球的作用力一直增大D．其中一个竖直立柱对篮球的作用力先增大再减小10．如图，倾角为θ的两平行光滑导轨上端接有阻值为R的定值电阻，两导轨间距为L，导轨所在平面内有两个相邻的边界与导轨垂直、宽度均为d的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场方向垂直于导轨所在平面，磁感应强度大小分别为和，已知，两磁场方向相反，一质量为、电阻为R的导体棒a从距磁场区域Ⅰ上边界一定距离处由静止释放，当导体棒a刚进入磁场区域Ⅰ时，恰好以速度U做匀速直线运动，在匀强磁场区城Ⅰ、Ⅱ的分界线上固定有一个质量为的绝缘棒b，当导体棒a运动到两磁场分界线处时绝缘棒b解除锁定，导体棒a与绝缘棒b发生弹性碰撞，碰撞之后导体棒a进入磁场区域Ⅰ时恰好又以速度做匀速直线运动，已知重力加速度为g，导轨电阻忽略不计，运动过程中导体棒a始终与导轨接触良好且与导轨垂直，下列说法正确的是（）A．导体棒a在两磁场中运动的速度之比为B．两棒质量之比为C．导体棒a穿过磁场区域Ⅰ和磁场区域Ⅱ的过程中通过导体棒a的电荷量为D．导体棒a穿过磁场区域Ⅰ和磁场区域Ⅱ的过程中电阻R中产生的热量小于三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（7分）某物理实验小组用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，在气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，用天平测出滑块和槽码的质量，分别为M和m，滑块用细线绕过定滑轮与槽码相连。调整气垫导轨水平，并使细线与导轨平行。将滑块从A点由静止释放，滑块经过光电门时槽码未着地，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块在释放点A时遮光条与光电门间的距离为L。已知当地的重力加速度为g。用游标卡尺测量遮光条的宽度，若测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度______mm。（2）多次改变光电门的位置，重复上述实验，作出L随的变化图像如图丙所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为______（用题中已知量和测得的物理量符号表示）时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。（3）如果实验前没有调整到气垫导轨水平，而是带滑轮的一端较低，其他实验操作和实验数据读数均正确，这样根据图像计算出的重力加速度大小应______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的重力加速度大小。12．（9分）某物理兴趣小组的同学从一款报废的电子产品中拆下一个电池，通过查阅说明书了解到该电池的电动势约为3.0V。他们通过实验尽量准确地测出该电池的电动势和内阻。除了待测电池，实验室可提供的器材还有：A．电流表A（量程为0~10mA，内阻约为20Ω）B．灵敏电流计G（量程为0~50μA，内阻未知）C．电阻箱R（0~9999.9M）D．定值电阻（阻值为100Ω）E．定值电阻（阻值为300Ω）F．导线和开关（1）按如图甲所示的电路图连接好电路，先将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关和开关，调节电阻箱R，使灵敏电流计G的示数大于量程的，读出灵敏电流计G的示数为，电阻箱的示数为；保持开关闭合，再断开开关，调节电阻箱R，使灵敏电流计G的示数，仍为，读出电阻箱的示数为，电流表A内阻的表达式为______（用、表示）。（2）根据以上方法正确测量出电流表的内阻为，该同学又设计了如图乙所示的电路测量电池的电动势E和内阻r。电路中的定值电阻为保护电阻，要求无论电阻箱阻值调到多少电路中的电流也不会超过电流表的量程，则保护电阻应该选择______（填器材前的选项字母）。（3）正确选择器材后按图乙连接好电路，闭合开关，调节电阻箱R，记录电阻箱示数R和相应的电流I，将测得的数据以R为横坐标，以为纵坐标作出图像，经计算机拟合得到如图丙所示的图线，由图线可得该电池的电动势______V，电池内阻______Ω（结果均保留2位有效数字）。（4）如果在实验过程中由于读数的偶然误差使测量的电流表内阻偏大，这样会使测出的电池电动势E______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值，电池内阻r______（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。13．（8分）如图所示为一横截面为四分之一圆的透明玻璃砖，圆心为O，半径为R，一束单色光从直径上的P点垂直射入玻璃砖，已知，光线恰好在Q点发生全反射，已知真空中的光速为c，求：（1）玻璃砖对该光的折射率n；（2）光线在玻璃砖中传播所经历的时间t。（只考虑一次反射）14．（14分）如图，在xOy坐标平面内，第一象限的两个直角三角形区域内存在匀强电场，在直角三角形AOB内存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为，在直角三角形ACB内存在沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场。点P为OA的中点，一质量为m、电荷量为的带电粒子从P点静止释放，经过一段时间从三角形AOB匀强电场中运动到三角形ACB匀强电场中，又恰好从B点射出三角形ACB匀强电场，之后进入第四象限的匀强磁场中，经磁场偏转后与y轴正方向成60°角经y轴上的Q点（图中未标出）进入第三象限，已知A点坐标为，B点坐标为，忽略粒子所受重力的大小。求：（1）直角三角形ACB区域内匀强电场的电场强度的大小；（2）第四象限内磁感应强度B的大小；（3）带电粒子从P点运动到Q点经历的时间t。15．（16分）如图甲所示，在粗糙水平地面上有三个小物块A、B、C，已知A、C质量均为m，小物块A紧靠竖直墙壁但不黏连；小物块B静止于P点，一劲度系数为k的轻弹簧将小物块A、B连接，开始时弹簧处于原长，小物块A、B均静止。小物块C固定于Q点，P、Q之间的距离用L表示，L为未知量，当物块C处