2024屆河北省高三下學(xué)期大數(shù)據(jù)應(yīng)用調(diào)研聯(lián)合測評（Ⅵ）物理試題（含答案解析）

河北省2024屆高三年級大數(shù)據(jù)應(yīng)用調(diào)研聯(lián)合測評（Ⅵ）物理班級______姓名______注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級和考號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.一般小型汽車的固有頻率在1.25Hz左右。當(dāng)車輛經(jīng)過減速帶時(shí)，減速帶產(chǎn)生的振動(dòng)與車身發(fā)生共振時(shí)駕駛員會(huì)感覺到顛簸厲害，汽車可能出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。如果某路段汽車正常行駛速度為36km/h，下列減速帶間距最容易產(chǎn)生共振的是（）A.8m B.12m C.16m D.20m【答案】A【解析】【詳解】減速帶產(chǎn)生的振動(dòng)頻率與汽車固有頻率相同時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振，則產(chǎn)生共振時(shí)有故選A。2.根據(jù)參考資料，頭孢克肟在人體內(nèi)代謝過程類似于衰變存在半衰期。成人空腹口服頭孢克肟，血清濃度在4小時(shí)達(dá)到峰值，自此開始濃度逐漸衰減，半衰期為2小時(shí)。則自服藥至10小時(shí)第二次服藥時(shí)，血清濃度約為峰值的（）A.50% B.25% C.12.5% D.6.25%【答案】C【解析】【詳解】自服藥至10小時(shí)第二次服藥時(shí)，即從血清濃度峰值再經(jīng)過了6小時(shí)，即經(jīng)過了3個(gè)半衰期，血清濃度減小為峰值的，即約為峰值的12.5%。故選C。3.如圖為某次衛(wèi)星發(fā)射過程衛(wèi)星速率隨時(shí)間變化的圖像，圖中三條曲線分別表示合速度、水平方向速度和豎直方向速度大小隨時(shí)間的變化情況。圖中標(biāo)出了助推火箭關(guān)閉、一級火箭關(guān)閉和二級火箭關(guān)閉時(shí)刻，關(guān)于圖像下列說法正確的是（）A.助推火箭關(guān)閉前衛(wèi)星沿豎直方向運(yùn)動(dòng)B.一級火箭分離后至二級火箭關(guān)閉前衛(wèi)星豎直方向加速度逐漸增大C.一級火箭分離后至二級火箭關(guān)閉前衛(wèi)星水平方向加速度逐漸增大D.當(dāng)水平速度和豎直速度相等時(shí)，衛(wèi)星豎直方向加速度大于水平方向加速度【答案】C【解析】【詳解】A．如圖可知，在助推火箭關(guān)閉前，水平、豎直速度均不為零，則衛(wèi)星不沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；BC．v-t圖像斜率表示加速度，則由圖像可得，一級火箭分離后至二級火箭關(guān)閉前衛(wèi)星豎直方向加速度逐漸減小，水平方向加速度逐漸增大，故B錯(cuò)誤，C正確；D．觀察圖中水平速度與豎直速度圖像交點(diǎn)，水平速度圖像斜率更大，則衛(wèi)星豎直方向加速度小于水平方向加速度，故D錯(cuò)誤。故選C。4.以一定初速度把乒乓球豎直拋向空中，乒乓球到達(dá)最高點(diǎn)又豎直下落，假設(shè)乒乓球在運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力是重力的倍。取豎直向上為正方向。下列可能表示乒乓球速度v或加速度a隨時(shí)間t變化的圖像是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】初速度向上，空氣阻力和重力均向下，則先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零后，向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，空氣阻力反向，則此時(shí)加速度大小小于向上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小，則a隨時(shí)間t變化的圖像可能如下由于有空氣阻力，則當(dāng)回到拋出點(diǎn)時(shí)，速度大小小于拋出時(shí)速度大小，則v隨時(shí)間t變化的圖像可能如下故選D。5.如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷三個(gè)過程，先后到達(dá)狀態(tài)B、C和D，分別用表示四個(gè)狀態(tài)的溫度，下列說法正確的是（）A.B.C.A狀態(tài)到B狀態(tài)外界對氣體做的功為D.B狀態(tài)到C狀態(tài)氣體吸收的熱量等于從C狀態(tài)到D狀態(tài)氣體放出的熱量【答案】B【解析】【詳解】AB．由圖可知，A狀態(tài)到B狀態(tài)由蓋—呂薩克定律代入數(shù)據(jù)可得B狀態(tài)到C狀態(tài)由查理定律代入數(shù)據(jù)可得C狀態(tài)到D狀態(tài)由蓋—呂薩克定律解得聯(lián)立可得故A錯(cuò)誤，B正確；C．A狀態(tài)到B狀態(tài)，氣體體積增大，氣體對外界做功為故C錯(cuò)誤；D．B狀態(tài)到D狀態(tài)過程中，氣體溫度保持不變，內(nèi)能不變，B狀態(tài)到D狀態(tài)過程中因體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律因此該過程中放出的熱量應(yīng)大于吸收的熱量，B狀態(tài)到C狀態(tài)氣體吸收的熱量小于從C狀態(tài)到D狀態(tài)氣體放出的熱量，故D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示，半徑為r、電阻忽略不計(jì)的單匝圓形金屬線圈與理想變壓器連接，變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為和，原、副線圈分別接入理想電壓表和，副線圈接入定值電阻R。圓形金屬線圈區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化滿足，已知在數(shù)學(xué)中，變化率可以通過求導(dǎo)數(shù)來表示。下列說法正確的是（）A.圓形金屬線圈的磁通量不變B.電壓表的示數(shù)為C.電壓表的示數(shù)為D.定值電阻R的功率為【答案】B【解析】【詳解】A．圓形金屬線圈的磁通量為所以圓形金屬線圈的磁通量隨時(shí)間變化。故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意可得圓形金屬線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢對磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式進(jìn)行求導(dǎo)，得所以感應(yīng)電動(dòng)勢大小為線圈內(nèi)阻忽略不計(jì)，則電壓表的示數(shù)為故B正確；C．根據(jù)變壓器工作原理可知電壓表的示數(shù)為故C錯(cuò)誤；D．定值電阻R的功率為故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖所示，光滑水平桿上套著兩個(gè)輕質(zhì)小球a和b，小球之間有原長為2L的輕質(zhì)彈簧。小球a、b用長度均為L的輕繩與短繩在O點(diǎn)拴接，短繩另一端懸掛輕質(zhì)滑輪。質(zhì)量分別為m和2m的砝碼通過輕繩跨過滑輪，繩子處于拉直且豎直狀態(tài)。砝碼由靜止釋放，在砝碼落地前，小球a、b間距也恰好穩(wěn)定為L并處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，則輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)aO和bO每根細(xì)繩上的拉力均為T1，懸掛物塊的細(xì)繩拉力為T2，則根據(jù)牛頓第二定律對彈簧聯(lián)立解得故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示，柵裝金屬板MN的溫度升高到一定程度時(shí)就會(huì)向外溢出電子，這種電子叫熱電子。PQ金屬板與MN正對，間距為d。面a和b到MN距離分別為和，在兩面附近沿電子移動(dòng)方向分別取長度（趨近于0），構(gòu)成的體積內(nèi)的電子數(shù)分別為和。給柵板加能溢出電子的電壓E，MN和PQ接在輸出電壓恒為U的高壓電源，在兩板之間形成勻強(qiáng)電場。已知柵板MN溢出的電子均被電場加速到達(dá)PQ板，忽略電子溢出時(shí)的速度及a、b兩面的厚度，電源接通后，電流表的示數(shù)穩(wěn)定為I，已知電子的質(zhì)量為m、電荷量大小為e。則下列說法正確的是（）A.電子從MN運(yùn)動(dòng)到PQ的時(shí)間為B.電子到達(dá)PQ板時(shí)的動(dòng)能為C.電子到達(dá)b面時(shí)的速度為D.和的比值為【答案】AD【解析】【詳解】A．電子在勻強(qiáng)電場中做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得從MN到PQ由勻變速直線運(yùn)動(dòng)可得解得故A正確；B．電場力做功可得到達(dá)PQ板時(shí)有故B錯(cuò)誤；CD．電場力做功可得到達(dá)b面時(shí)有解得同理可得到達(dá)a面時(shí)移動(dòng)長度用時(shí)可表示為電流為I，則可得在面附近沿電子移動(dòng)方向取長度（趨近于0），構(gòu)成的體積內(nèi)的電子數(shù)有則故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。9.如圖所示，x軸上有均勻介質(zhì)，O點(diǎn)時(shí)刻開始向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，簡諧橫波沿x軸傳播。P、Q為x軸上的兩個(gè)點(diǎn)，時(shí)波傳播到P點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)位于波峰，P與Q的距離為時(shí)刻波傳播到Q點(diǎn)，此時(shí)P點(diǎn)位于波谷，則（）A.OP長度為 B.周期可能是C.波長可能是100cm D.波速可能是40cm/s【答案】AB【解析】【詳解】D．當(dāng)時(shí)，波傳播到P點(diǎn)，在時(shí)，波傳播到Q點(diǎn)，則波速為故D錯(cuò)誤；A．當(dāng)時(shí)，波傳播到P點(diǎn)，則OP的長度為故A正確；B．由題意可知，當(dāng)、波傳播到P點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)位于波峰，則O點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間為（n=0，1，2，3…）解得（n=0，1，2，3…）在時(shí)，波傳播到Q點(diǎn)，P點(diǎn)位于波谷，則P點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間為解得（k=0，1，2，3…）綜上所述，周期的表達(dá)式為（n=0，1，2，3…）當(dāng)時(shí)，，故B正確；C．根據(jù)（n=0，1，2，3…）將代入，解得故C錯(cuò)誤。故選AB。10.在探究電磁阻尼實(shí)驗(yàn)中把兩厚度為a的大金屬板正對豎直放置，如圖所示，質(zhì)量為m的長方體形狀小磁鐵靜止于兩板之間，與金屬板垂直。磁鐵端面正對兩金屬板區(qū)域的磁場均可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其余磁場忽略不計(jì)。已知磁鐵厚度為b、寬度為c、長度為L，金屬板電阻率為，重力加速度為g，為研究問題方便金屬板只考慮與磁場正對部分的電阻，忽略空氣阻力，小磁鐵由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中始終保持水平，且穿出金屬板前已經(jīng)勻速。則下列說法正確的是（）A.磁鐵向下運(yùn)動(dòng)過程中，金屬板與磁鐵正對部分的電阻為B.當(dāng)小磁鐵速率為v時(shí)，金屬板與磁鐵正對部分電流為C.小磁鐵向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率為D.僅更換電阻率更小的金屬板，可以減小磁鐵向下勻速運(yùn)動(dòng)的速率【答案】AD【解析】【詳解】A．鐵向下運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)電阻定律可知，金屬板與磁鐵正對部分的電阻為故A正確；B．當(dāng)小磁鐵速率為v時(shí)，兩金屬板受安培力均為對小磁鐵，根據(jù)受力平衡條件有解得故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知金屬板的感應(yīng)電動(dòng)勢為根據(jù)歐姆定律有解得則僅更換電阻率更小的金屬板，可以減小磁鐵向下勻速運(yùn)動(dòng)的速率，故C錯(cuò)誤，D正確；故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，使用如圖裝置：（1）在光具座上正確安裝好儀器，調(diào)試結(jié)束后會(huì)在屏上看到干涉圖樣，并進(jìn)行測量。在讀取測量頭刻度時(shí)，下列圖中哪種是屏幕看到的情況______。（填字母序號(hào)）A. B. C. D.（2）實(shí)驗(yàn)選用雙縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。正確獲得條紋后，某條紋對應(yīng)分劃板游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖所示，則分劃板在該位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_______mm。（3）本實(shí)驗(yàn)中如果增大雙縫與屏的距離，則光屏上得到的條紋間距______（填“增大”“減小”或“不變”）。（4）由以上數(shù)據(jù)求得，紅光條紋間距。則該單色光的波長_______（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）A（2）2.76（3）增大（4）【解析】【小問1詳解】雙縫干涉圖樣為明暗相間的條紋，測量時(shí)應(yīng)使分劃板中心刻度對齊某條亮條紋中心。故選A【小問2詳解】分劃板在該位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)【小問3詳解】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式本實(shí)驗(yàn)中如果增大雙縫與屏的距離，則光屏上得到的條紋間距增大?！拘?詳解】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式該單色光的波長12.某同學(xué)用熱敏電阻制作雞蛋自動(dòng)控溫孵化器。（1）該小組使用伏安法測量不同溫度下熱敏電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖乙。實(shí)驗(yàn)中使用的器材有：被測電阻Z；電流表（量程為1.5mA，內(nèi)阻約為100Ω）；電壓表（量程為15V，內(nèi)阻約為10.0kΩ）；滑動(dòng)變阻器（0~100Ω）；直流電源（電動(dòng)勢為20V）；容器及測溫裝置。應(yīng)選用圖甲中所示的______電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（填字母序號(hào)）（2）將熱敏電阻R安裝在孵化器內(nèi)，為使孵化器溫度穩(wěn)定在，當(dāng)孵化器溫度高于38.5℃時(shí)加熱器停止加熱。如圖丙，自動(dòng)控制電路熱敏電阻R與調(diào)節(jié)電阻串聯(lián)，當(dāng)流過熱敏電阻的電流達(dá)到時(shí)，通過放大電路的電流放大繼電器的銜鐵將被吸合。該過程由熱敏電阻、電磁繼電器和放大電路等自動(dòng)完成。①應(yīng)該把孵化器的加熱器接在______（填“A、C”或“B、D”）端：②該裝置當(dāng)銜鐵被吸合時(shí)，加在熱敏電阻兩端的電壓為______V（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。在實(shí)驗(yàn)階段發(fā)現(xiàn)每次溫度達(dá)到37℃時(shí)銜鐵就被吸合，為完成設(shè)計(jì)目標(biāo)，需要把可變電阻______（填“調(diào)水”或“調(diào)小”）?！敬鸢浮浚?）B（2）①.A、C②.1.4③.調(diào)大【解析】【小問1詳解】被測電阻阻值較大，則采用電流表內(nèi)接方式，滑動(dòng)變阻器最大阻值較小，采用分壓式接法。故選B?！拘?詳解】①[1]恒溫箱的加熱器應(yīng)接在AC端，這樣溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度時(shí)，電磁繼電器的銜鐵吸合，停止加熱；而溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，電磁繼電器的銜鐵斷開，進(jìn)行加熱，這樣才能實(shí)現(xiàn)溫度控制；②[1]由圖可知溫度等于38.5℃時(shí)，熱敏電阻阻值為28k，流過熱敏電阻的電流達(dá)到50.0μA，則電壓為V[2]溫度達(dá)到37℃時(shí)電阻約為30kΩ，此時(shí)電流達(dá)到50.0μA，根據(jù)閉合電路歐姆定律有熱敏電阻偏高，則需調(diào)大可變電阻R1。13.2023年10月31日神舟十六號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。飛船距離地面大約100km高度時(shí)，返回艙以太約7000m/s的速度沖進(jìn)大氣層，返回艙距離地面約40km高度時(shí)，速度下降到大約200m/s。返回艙繼續(xù)下降到距離地面10km高度時(shí)速度為100m/s，此時(shí)開啟1200平方米的主傘，返回艙下降速度降低到6m/s時(shí)開始勻速下降，設(shè)主傘所受的空氣阻力為，其中k為定值，v為速率，其余阻力不計(jì)。最后距離地面1m時(shí)，四個(gè)著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)同時(shí)點(diǎn)火，返回艙進(jìn)一步減速，此過程忽略主傘阻力，最終以2m/s的速度安全著陸。假設(shè)自距離地面100km開始飛船運(yùn)動(dòng)方向始終在豎直方向上，該過程重力加速度保持不變?yōu)?，飛船質(zhì)量為8000kg且保持不變。求：（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（1）返回艙自高度100km降低至40km過程中，返回艙所受空氣阻力在位移上的平均值；（2）在主傘打開后的瞬間，返回艙的加速度大??；（3）設(shè)著陸過程返回艙為勻減速運(yùn)動(dòng)，返回艙在最后距離地面1m至返回艙安全著陸，求每只反推發(fā)動(dòng)機(jī)的平均推力?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）返回艙下降的過程根據(jù)動(dòng)能定理得解得（2）在主傘打開后的瞬間，，根據(jù)牛頓第二定律得解得返回艙下降速度降低到時(shí)根據(jù)共點(diǎn)力平衡得得所以在主傘打開后的瞬間，返回艙的加速度大小。（3）著陸過程返回艙為勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)一個(gè)反推發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為，根據(jù)動(dòng)能定理解得14.在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，存在如圖所示的垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場，x軸上方和下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B（B未知）。有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，自x軸上A點(diǎn)，以初速度，沿與x軸負(fù)方向夾角垂直射入第二象限磁場。已知。粒子恰好不進(jìn)入第三象限，忽略粒子重力。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）自A點(diǎn)離開后粒子第二次到達(dá)x軸的位置坐標(biāo)和自離開A至該點(diǎn)所用的時(shí)間；（3）如果在x軸上點(diǎn)和之間放入熒光屏，當(dāng)有粒子自上向下打到熒光屏上，熒光屏?xí)l(fā)光。僅增大第四象限的磁感應(yīng)強(qiáng)度，為使熒光屏發(fā)光，則第四象限磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件?！敬鸢浮浚?）；（2）；；（3）大于等于且小于等于【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意粒子恰好不進(jìn)入第三象限，則在自A點(diǎn)離開后粒子第一次在第四象限的軌跡恰好與y軸相切，根據(jù)幾何關(guān)系根據(jù)洛倫茲力提供向心力聯(lián)立解得（2）由于x軸上下磁場方向相反，根據(jù)左手定則，粒子在x軸上順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在x軸下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于軌跡半徑不變，根據(jù)幾何關(guān)系粒子第二次到達(dá)x軸時(shí)沿x軸方向運(yùn)動(dòng)則粒子第二次到達(dá)x軸的位置坐標(biāo)為在x軸上下磁場轉(zhuǎn)過的圓心角相等，根據(jù)幾何關(guān)系，均為300°，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間為（3）粒子第一次在x軸上順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)x軸時(shí)沿x軸方向運(yùn)動(dòng)此時(shí)離原點(diǎn)的距離為，粒子在x軸上方每穿過一次x軸時(shí)x軸方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在第四象限每穿過一次x軸時(shí)x軸方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題意要求可知為兩個(gè)臨界點(diǎn)，此時(shí)粒子在第四象限軌跡半徑分別為根據(jù)可得磁感應(yīng)強(qiáng)度兩個(gè)臨界點(diǎn)分別為，則第四象限磁感應(yīng)強(qiáng)度取值范圍為大于等于且小于等于。15.如圖所示，水平傳送帶、平臺(tái)和圓弧形軌道無縫隙銜接，傳送帶和平臺(tái)等寬且邊界對齊，寬度均為。平臺(tái)長為，