2023-2024学年河北省邯郸市高三（第一次）模拟考试物理试卷（含详细答案解析）

2023-2024学年河北省邯郸市高三（第一次）模拟考试物理试卷

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.硼中子俘获治疗技术（BNCT）的治疗原理是向患者体内注入含硼药剂，这种药剂对肿瘤细胞有很强的亲

和力，当足够浓度的硼元素进入肿瘤细胞后，再用中子束照射肿瘤部位，中子被肿瘤细胞内的硼（g°B）俘获

后，释放出射线I和新的原子核，这种射线能使肿瘤细胞。席4双股螺旋断裂，从而消灭肿瘤细胞，并且

射线的穿透距离均小于细胞半径，不会对相邻的正常细胞产生过多影响。因此，8NCT疗法被认为是治疗

肿瘤的新希望。已知新核是1i,则射线I应该是（）

A.a射线B.0射线C.y射线D.X射线

2.2023年11月，我国航母“福建舰”开始弹射实验。飞机航母弹射系统能够使飞机获得一个初速度，从

而达到缩短滑行距离的目的。设飞机靠自身引擎获得的加速度为“，没有弹射的情况下，飞机滑行功的距

离达到起飞速度;开启弹射系统，使飞机获得一个初速度为,飞机滑行功的距离达到起飞速度，设打-

L2=AL,加速度。和起飞速度均为定值，下列关于4L说法正确的是（）

A./L与必成正比B.4L与诏成正比C.4L与崂成正比D.4L与历成正比

3.如图所示为“神舟十七号”即将变轨去实现和“天和核心舱”对接时的情景，变轨前“神舟十七号”和

“天和核心舱”均做圆周运动，下列说法正确的是（）

A.图中A为“天和核心舱”，B为“神舟十七号”

B.变轨前，A沿顺时针方向运行，2沿逆时针方向运行

C.变轨时，“神舟十七号”发动机向前喷气

D.变轨过程中关闭发动机的一段时间内，“神舟十七号”的加速度减小、速度减小、机械能不变

4.如图所示，不带电的圆弧状金属板的圆心为O,P、。为金属板内到。点距离相等的两点。初始时开关

S断开，在。点固定一个带正电的点电荷，稳定后，尸点的电势为Wp,感应电荷在尸点产生的场强大小为

Ep；再将S闭合，稳定后，。点的电势为9Q,感应电荷在。点产生的场强大小为员,则下列判断正确的

A.Ep>EQB.Ep<EQC.（pp>（pQD.cpp—（PQ

5.2023年11月我国首颗高精度地磁场探测卫星投入使用，该卫星将大幅提高我国地球磁场探测技术水

平。地磁场的磁感线从地理南极出发，回到地理北极，磁感线分布如图1所示。在地面上不太大范围内，

地磁场都可以看成是匀强磁场。设在北京某处有一个半径为八总电阻为R的单匝闭合线圈，初始状态线

圈水平放置，线圈所在位置地磁场的磁感应强度大小为8,方向与线圈面成a（a<45。）。若以东西方向的

直径为轴，从东向西看，把线圈逆时针转过去如图2所示，则此过程通过回路截面的电荷量为（）

6.如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC,乙4=30。，一束单色光从AC边的尸点进入棱镜，棱镜对

该单色光的折射率为YZ。当入射角等于i时，折射到A3边上的光线刚好发生全反射，则入射角i的正弦

值为（）

7.一辆汽车质量为103/cg,发动机的额定功率为3X1。4/。若汽车以1.5M/S2的恒定加速度启动，所受阻

力为车重的0.15倍，重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是（）

A.匀加速阶段结束时刻汽车的速度最大B.匀加速运动阶段的平均速度大小为4m/s

C.启动后经过6s发动机的功率为3x104WD.汽车的最大动能为2X105/

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.一列简谐横波沿x轴传播，48分别是平衡位置坐标为1加、4机处的两个质点，t=0时刻开始计时，

t=2s时这列波的波形如图1所示。图2为B点的振动图像，下列说法正确的是（）

A.这列波的传播速度为lm/s

B.这列波沿了轴负方向传播

C.在t=5s时，质点A的加速度方向为y轴负方向

D.从t=2s到t=4.5s,质点B运动的路程为2（4+，为m

9.如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，小物块B放置在水平轨道上，小物块A从圆弧轨道释

放，A、8在水平轨道上发生碰撞。第一次碰撞之后A滑上圆弧轨道，然后返回与B发生第二次碰撞，已

知8的质量是A质量的4倍，则小物块A第一次碰撞前后的速度大小之比可能为（）

10.如图所示，直角坐标系尤Oy的x轴上方存在匀强磁场和匀强电场，y轴是磁场和电场的分界线，磁场方

向垂直xOy平面向外，电场方向与y轴平行，指向y轴负方向，M、P两点的坐标为M（0,L）、P（-2L,0）»

一质量为优、电荷量为〃的带正电粒子以初速度％从P点射入电场，经电场偏转后从M点垂直于y轴进入

磁场，然后从x轴上的N点离开磁场。已知粒子到达N点时与无轴负方向的夹角为60。，粒子的重力不

计。下列说法正确的是()

A•匀强电场的场强大小为驾B•匀强电场的场强大小为霁

C.匀强磁场的磁感应强度大小为督D.匀强磁场的磁感应强度大小为不

三、实验题：本大题共2小题，共20分。

11.图1所示的实验装置可以用来验证机械能守恒定律，在。点通过细线悬挂一个小金属球，在。点的正

下方。'点固定一个光电门(光电门与数字毫秒计相连)，把金属球拉至A点，测得A到。'的竖直高度为h,

把金属球由静止释放，记录下金属球通过光电门的时间为3已知当地的重力加速度为g。

图1

(1)要验证机械能守恒定律，需要测出金属球的直径。，用游标卡尺测量的结果如图2所示，则金属球直径

D=cm。

(2)如果关系式色=成立，则表明机械能守恒定律得到验证。

(3)如果实验中，保持光电门的位置不变，多次改变金属球释放的高度，得到多组Ar数据，然后用图像

法处理数据，以为纵轴，以(填“尸中或号”)为横轴，才能使图像为一条直线。若得到的图

像是一条过原点的直线且斜率k=,就表明机械能守恒定律得到验证。

12.实验室有一只电流表，满偏电流/g为200/M,内电阻力约200。。某同学欲用半偏法测量该电流表的内电

阻力,然后把这只电流表改装成量程为6V的电压表。

实验室还能提供实验器材规格如下：

A滑动变阻器（0〜50k。）

3.滑动变阻器（0〜100

C.电阻箱（0〜9999。）

D电源（电动势为6V,内阻不计）

E开关两个、导线若干

（1）滑动变阻器应选用（填选项序号）。

（2）将测电流表内电阻的实物连线图补充完整。

（3）实验时进行的主要步骤有：

①把滑动变阻器阻值调到最大，在开关52断开的前提下，闭合开关Si；

②调节滑动变阻器的触头，使电流表指针偏转到满刻度；

③闭合开关S2,在滑动变阻器阻值保持不变的前提下，调节电阻箱使得电流表指针指向表盘中央刻度；

④记下电流表指针指向表盘中央刻度时电阻箱的读数品=1800；

根据以上实验得到的数据，电流表内阻的测量值%=。，％的测量值与真实值相比（填“偏大”

或“偏小”）o

（4）把这只电流表改装成量程为6V的电压表需要（填“串联”或“并联”）一只阻值为__从的定值

电阻。

四、计算题：本大题共3小题，共34分。

13.如图所示，竖直导热汽缸内有一质量不计的活塞，活塞下密封一定质量的氧气，活塞上面放有一些沙

子，环境温度为To,大气压强为po。初状态氧气的体积为K温度为2.8B、压强为由于汽缸缓慢散

热，为了维持活塞不下降，需要逐渐取走沙子，沙子全部取走后，随着汽缸继续散热，活塞开始下移，直

到氧气与环境温度完全一致。忽略汽缸与活塞之间的摩擦力。求：

（1）沙子全部取走时氧气的温度下降了多少；

（2）氧气与环境温度完全一致时的体积是多少；

(3)降温过程中氧气内能减少了/E,这一过程氧气放出的热量是多少。

14.如图所示，电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面，一根轻弹簧左端固定在平面上，右端

拴接一个带正电的绝缘物块甲，平衡时物块甲静止在a点。某时刻在6点由静止释放带有正电的绝缘物块

乙，乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连，当甲、乙一起返回到c点时，弹簧恰好恢复原长，甲、乙

速度刚好为零。若在d点由静止释放乙，乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动，返回到c点时甲、乙分

离，分离后，乙刚好能够返回到e点(未画出)。已知物块甲、乙可视为质点，质量均为相，电荷量均为

q,a、6间距离为La、c间距离以及6、d间距离均为号，忽略甲、乙间的库仑力。求：

(1)初始状态弹簧储存的弹性势能；

(2)e点与a点的距离。

E

15.如图所示，水平面内固定有一“N”形状的光滑金属框架导轨，顶角为a=30。，处于匀强磁场中，磁

感应强度为大小为8,方向与导轨平面垂直。以导轨的顶点。为原点，建立坐标系，使得x轴与导轨的一

条边重合。质量为机的金属杆与y轴平行、与两条导轨紧密接触。导轨与金属杆的材料相同，单位长度电

阻均为品，金属杆在与彳轴平行的外力作用下，以速度为沿x轴正方向匀速运动。金属杆经过原点。时开

始计时，金属杆与框架足够长，求：

(1)外力随时间f变化的表达式；

(2)金属杆上产生的内能随时间f变化的表达式；

(3)若金属杆到。点距离为/时撤去外力，金属杆停下来的位置与原点。的距离。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查核反应方程和射线的判断。

核反应中电荷数根据质量数和电荷数守恒列式即可确定X是何种粒子。

【解答】根据质量数和电荷数守恒，可知核反应方程式：^B+^nLi+^He；则射线I应该是a射线，故

A正确，BCD错误。

故选Ao

2.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了匀变速直线运动及其规律；掌握匀变速直线运动的速度与位移的关系是关键。

知道匀变速直线运动的速度与位移的关系，结合5-L2=△L求出△L与%的关系。

【解答】依题，由匀变速直线运动的速度与位移的关系可知：坊=与近

贝皿=打—2=赞，所以从与诏成正比，故8正确，AC。错误。

故选人

3.【答案】D

【解析】A.A的轨道低于8的轨道，则为了完成对接，A应加速做离心运动，则图中8为“天和核心

舱”，A为“神舟十七号"，故A错误；

员变轨前，A、B不可能一个沿逆时针方向运行，一个沿顺时针方向运行，故B错误；

C变轨时，“神舟十七号”发动机向后喷气以实现加速，故C错误；

D变轨过程中关闭发动机的一段时间内，高度升高，“神舟十七号”的加速度a=等减小，只有万有引力

做功，机械能不变，引力做负功，动能减小，速度减小，故。正确。

故选。。

4.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查静电平衡的相关知识，知道处于静电平衡状态的导体内部场强为零，整个导体是一个等势体。

【解答】AB静电场平衡时，感应电荷产生的电场与。点处的点电荷在P、。点产生的场强等大反向，由

于P、。到。点距离相等，因此有Ep=%,A、8项均错误；

CD.处于静电平衡的导体是等势体，当S断开时，P、。电势相等但高于地面的电势，即9p>0,当S闭合

时，P、。电势相等但等于地面的电势，即9Q=0,C项正确，。项错误。

故选Co

5.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查电磁感应的综合应用，涉及到电荷量的计算，解题的关键是要能够分析清楚过程中磁通量的改变

量。

【解答】

线圈所在位置地磁场的磁感应强度大小为2,方向与线圈面成a,以东西方向的直径为轴，从东向西看，

把线圈逆时针转过》如图所示，相当于线圈平面从实线位置转到虚线位置，

根据法拉第电磁感应定律可知：E器,电路中流过的电荷量==结合图可知，线圈逆

时针转过］的过程中4。=B7ir2(cosa—sina),故此过程通过回路截面的电荷量q=^^-(cosa-sina)，A

正确，BCD均错误。

故选A。

6.【答案】C

【解析】【分析】

掌握折射和全反射知识点的使用，依据题意做出光路图，根据几何关系解出答案

【解答】光路如下图所示

入射角为3折射角为，，—设全反射的临界角为。，

sinr

根据三角形内外角关系a=（90。-0）+r,因为a=60。，得到r=0-30。，

发生全反射时临界角和折射率满足sin。=工=卒，

n3

贝Usini=-\Z-3sinr=V_3sin（0—30°）=1^。

故选C„

7.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查汽车恒定加速度启动，解题的关键是要能够根据瞬时功率及牛顿第二定律分析问题。

汽车的瞬时功率p=F铲,汽车运动的加速度a=三加

【解答】A、汽车的速度最大时，加速度应等于零，故匀加速阶段结束时刻不是速度最大，A错误；

8、汽车以恒定加速度启动，根据P=尸牵外随着速度的增大，功率也增大，当达到最大功率时，汽车的

匀加速阶段结束，由题中数据及a=色力可得，匀加速阶段的末速度%=—二=10m/s,故这段时间

内的平均速度万=卞=5m/s,B错误;

C、汽车以恒定加速度加速6s后的速度%=at=9m/s,此时的功率P=F铲$=（.ma+f阳）%=2.7x

104W,C错误；

p

D、根据题意可得，汽车的最大速度Uma%=f~=20mlS,故汽车的最大动能与切磔=|mi7max2=2X

1057,。正确.

故选Do

8.【答案】BD

【解析】A从两图中可以得到波长为8%周期为4s,则波的传播速度为u=4=2m/s,故A错误；

B.t=2s时2点振动方向向下，根据图1,结合“同侧法”，可知这列波沿尤轴负方向传播，故B正确；

C.在t=5s时，质点A的位移为负值，则回复力方向为y轴正方向，加速度方向为y轴正方向，故C错

误；

点振动方程为y=4sin^t

从t=2s到t=4s,质点B运动的路程为s=22=8m

再经0.5s运动路程力—4sin^x0.5m=2-\Z-2m

所以从t=2s至I]t=4.5s,质点2运动的路程为So=s+%=2（4+故£）正确。

故选3D。

9.【答案】BC

【解析】【分析】

由碰撞过程动量守恒，动能不增加，结合题意列出关系式求解。

【解答】

由题意，第一次碰撞时系统动量守恒，选向右为正方向，

mv0=-mv1+4mv2,%>%>0,罐<3,

由动能不增加，|mvo+1x得血泊，故选BC。

ZZZJ

10.【答案】A。

【解析】【分析】

本题考查了带电粒子在复合场中的运动；关键是分析清楚质点的运动情况以及熟练使用几何关系计算，计

算难度较大，容易计算错误。

作出粒子运动轨迹；粒子在电场中做类斜抛运动，根据x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀变速运

动，结合牛顿第二定律、电场力求出匀强电场的场强；根据粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心

力，结合几何关系得出匀强磁场的磁感应强度。

【解答】粒子在电场中做类斜抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图:

粒子在电场中做类斜抛运动：2L=ut,L=1•—t2,v=at=—t,v=

22mO"vm0u

联立解得：v=v0=^v0,E=萼，故A正确，B错误；

CD.粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力：Bqu=m'

R

由几何关系可知：R+Rsin3(T=3则R=|L

联立解得：8=号产，故。正确，C错误。

4qL

故选AD。

11.【答案】(1)1.14

(2)2四

1D2

⑶加而

【解析】(1)游标卡尺读数。=1.1cm+4x0.1mm=1.14cm

(2)若机械能守恒，则7ngh=|m(?)

r)2

解得理=2gh

⑶由(2)可知，人与促成正比。要使图像为直线，横轴为，

。21

由(2)可得k

当斜率为N可验证机械能守恒定律。

12.【答案】(1)2

ESi

(3)180；偏小

(4)串联；29820

【解析】(1)在滑动变阻器阻值远大于电阻箱阻值的前提下，闭合S2,此时电阻箱阻值对电路中总电阻的

影响很小，可认为干路中的电流没有发生变化，且滑动变阻器2阻值较小，采用限流式接法会烧坏电流

表。

故选Bo

(2)根据实验步骤，开关S2断开，闭合开关Si；电流表工作，则可知电流表串联在电路中，闭合开

关S2,在滑动变阻器阻值保持不变的前提下，调节电阻箱使得电流表半偏；说明电阻箱和开关S2与电流

表并联，其实物连线图如图所示。

(3)若接入电阻箱后干路中电流近似不变，调节电阻箱使得电流表半偏，则流经电阻箱的电流和流经电流

表的电流相等，且电阻箱和电流表并联，因此岛=%。

在并入电阻箱后，电路总电阻减小，干路电流将会增大。流过电流表的电流为夕所以流过电阻箱的电

流要大于;%，所以为〉Ro,测量值小于真实值。

(4)电流表改装成电压表串联一个大电阻。

由公式知U=%(%+R)

代入得R=g一%=--~,0.-180/2=298200。

Ig9200X10-6

13.【答案】(1)沙子全部取走时氧气压强P2=Po

初始状态压强Pl=1.4p0

温度A=2.8T0

根据查理定律票=票

1112

得R=2To

氧气的温度下降了4T=Ti一72=O.8To

(2)氧气与环境温度完全一致时&=To

根据牛=竽

1112

得*\

(3)降温过程中对氧气做功W=po*=竽

根据热力学第一定律，这一过程氧气放出的热量Q=/E+W=4E+竽。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

14.【答案】⑴乙从6到a由动能定理得加,=品”02

解得乙与甲碰撞前的速度大小%=J誓

乙与甲碰撞由动量守恒定律得=2mv

解得碰撞后甲、乙的速度大小均为"=J吗

甲、乙从一起压缩弹簧到甲、乙一起返回到c点，由功能关系得Ep+，x2m/=2qEx争

解得初始状态弹簧储存的弹性势能昂=上qEL

(2)在1点由静止释放乙，到乙与甲发生碰撞前，对乙由动能定理得qEx(L+"f)=2血"/

解得碰撞前乙的速度大小％=J签

甲、乙的碰撞过程由动量守恒定律得TH%=2771U2

解得碰撞后甲、乙的速度大小为W=J签

一111

从甲、乙碰撞后到甲、乙一起返回到C点时，由功能关系得昂X2mu2?=2qEx+]x2nw3?

解得甲、乙分离时的速度大小为%=］需