河北省市级联考2024-2025学年高三上学期11月期中物理试卷（解析版）

这是一份河北省市级联考2024-2025学年高三上学期11月期中物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了25g等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，再选涂其它答案标号。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，只有一项符合题目要求。
1. 1967年我国第一颗氢弹成功爆炸，氢弹爆炸的核反应方程为，下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应为α衰变B. 该核反应为裂变反应
C. X粒子为电子D. 的比结合能大于的比结合能
【答案】D
【解析】AB．该核反应为聚变反应，虽然有α粒子产生，但不是α衰变，故AB错误；
C．设X粒子的质量数为A，电荷数为Z，由质量数守恒和电荷数守恒有
解得
，
所以X粒子为中子，故C错误；
D．该核反应释放核能，所以生成核的比结合能更大些，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，直线a和曲线b分别是A、B两架无人机在空中飞行的速度—时间图像。图线a的斜率为，时刻图线b的切线斜率为，已知。下列说法中正确的是（ ）
A. 两架无人机运动方向可能相互垂直
B. 在到这段时间内，两架无人机的平均速度相等
C. 在到这段时间内，无人机B的加速度先减小后增加
D. 时刻，无人机B的加速度小于无人机A的加速度
【答案】C
【解析】A．由速度—时间图像可知，两架无人机运动方向一定在同一直线上，不可能相互垂直，故A错误；
B．速度—时间图像中面积表示位移，在到时间内，无人机A发生的位移小于无人机B发生的位移，所以这段时间内无人机A的平均速度小于无人机B的平均速度，故B错误；
C．速度-时间图像的斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向，所以这段时间内无人机B的加速度先减小后增大，故C正确；
D．时刻b图线的切线斜率为负，但绝对值大于图线a的斜率，所以该时刻无人机B的加速度大于无人机A的加速度，故D错误。
故选C。
3. 某带电体产生电场的a、b、c、d等势面分布如图中实线所示，电势分别为4φ0、3φ0、2φ0、φ0（φ0>0），虚线为某带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，M、N为运动轨迹与等势面b、a的交点，已知粒子所带电荷量的大小为q，它经过M点时的动能为Ek0。下列说法中正确的是（ ）
A. 粒子在M点的加速度大于在N点的加速度
B. 粒子带正电
C. 粒子从M点运动到N点的过程中，电势能先增大后减小
D. 粒子经过N点时的动能为
【答案】C
【解析】A．由题意可知四个等势面为等差等势面，N点的等势面比M点的等势面密集，所以N点的电场强度大于M点的电场强度，由于粒子仅受静电力作用，所以粒子在N点的加速度大于在M点的加速度，故A错误；
B．由于电场线与等势线（面）垂直，结合四个等势面的电势分布情况，在M点作b等势面的垂线，如图所示
由曲线运动特点可知，粒子所受电场力与电场强度方向相反，则粒子带负电，故B错误；
C．由粒子运动轨迹可以判断粒子与带电体间存在斥力，粒子在运动过程中，静电力先做负功后做正功，所以粒子的电势能先增大后减小，故C正确；
D．由M到N过程中静电力对粒子做正功，由动能定理有
解得
故D错误。故选C。
4. 如图所示，一质量为2m的滑块A放在水平平台上，用一跨过光滑定滑轮的轻绳将滑块A与质量为m的小球B相连，滑轮与滑块A之间的轻绳水平，滑轮与小球之间的轻绳竖直。小球由静止释放，小球下落高度h。已知滑块A与平台间的动摩擦因数，重力加速度为g，平台离地面足够高。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球B释放后，轻绳的拉力为mgB. 小球B释放后，小球的加速度大小为0.25g
C. 小球B释放后，小球处于超重状态 D. 小球下落h高度时，滑块的速度大小为
【答案】B
【解析】A B．小球B释放后，对滑块受力分析并结合牛顿第二定律有
对小球受力分析并结合牛顿第二定律有
解得
a=0.25g
故A错误，B正确；
C．小球B释放后，小球的加速度竖直向下，所以小球处于失重状态，故C错误；
D．小球下落h高度时，由
解得
故D错误。
故选B。
5. 如图所示，某次军事演习中，在A、B两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹，两炮弹同时击中目标且上升的最大高度相同。空气阻力忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A. 从A、B处发射的炮弹在空中飞行的时间相等
B. A处发射的炮弹的初速度较小
C. A处的炮弹先发射
D. 击中目标时从A、B处发射的炮弹速度相等
【答案】A
【解析】A．从A、B处发射的炮弹上升的最大高度相同，所以炮弹发射时初速度的竖直方向分量相同，而炮弹同时击中O点的目标，所以竖直方向的位移相同，炮弹发射后在竖直方向上做竖直上抛运动，有
所以从A、B处发射的炮弹在空中飞行的时间相等，故A正确；
B．由于时间相同，而A处发射的炮弹的水平位移较大，所以A处发射炮弹的初速度的水平分量较大，所以从A处发射炮弹的初速度较大，故B错误；
C．由于炮弹在空中飞行的时间相同，且要求同时击中目标，所以A、B处的炮弹应该同时发射，故C错误；
D．击中目标时炮弹的竖直方向速度相同，而从A处发射炮弹的水平方向速度较大，所以击中目标时从A处发射的炮弹速度较大，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，质量为3m的物体A放在水平面上，轻绳通过固定在天花板上的光滑定滑轮O将物体A和质量为m的小球B连在一起。已知定滑轮O和物体A间的轻绳与水平方向的夹角为30°，物体A和小球B均处于静止状态，物体A与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A. 轻绳对滑轮的作用力大小为mg
B. 地面对物体A的摩擦力大小为
C. 物体A对地面的压力大小为
D. 物体A与地面之间的动摩擦因数至少为
【答案】D
【解析】A．对小球B受力分析可知，轻绳的拉力大小为
所以轻绳给滑轮的两个拉力大小均为mg，夹角为60°，所以这两个力的合力大小为
故A错误；
BC．对物体A受力分析，有
解得
，
由牛顿第三定律有
故BC错误；
D．由题意可知
解得
故D正确｡故选D。
7. 如图甲所示，一个质量为m的小弹丸以v0的速度水平射入一个原来静止的单摆摆球并停留在里面，此后某段时间内摆球的速度—时间图像如图乙所示（曲线为正弦函数）。已知摆球的质量为小弹丸质量的5倍。重力加速度为g取9.8 m/s2，π = 3.15。下列说法中正确的是（ ）
A. 小弹丸的初速度大小为0.5 m/s
B. 摆球偏离平衡位置的最大高度为0.45 m
C. 摆线的长度为5.0 m
D. 摆线的拉力的变化周期为4.5 s
【答案】C
【解析】A．在弹丸射入摆球过程中动量守恒，所以有
由图乙可知
v = 0.5 m/s
解得
故A错误；
B．摆球上摆过程机械能守恒，有
解得
h = 0.0125 m
故B错误；
C．由图乙可知单摆的周期为4.5 s，由单摆周期公式有
解得
L = 5 m
故C正确；
D．当摆球运动起来后，拉力变化的周期为单摆周期的一半，即2.25 s，故D错误｡
故选C。
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的。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. 理想变压器原、副线圈匝数比为11：1，原线圈与理想电流表、副线圈与理想电压表以及负载电阻R开关S连接成如图甲所示的闭合回路，原线圈所接交流电源电压随时间变化的规律如图乙所示，两个定值电阻R=10Ω。下列说法中正确的是（ ）
A. 当S断开时，t=0.01s时电流表的示数为0
B. 当S断开时，电流表的示数为0.18A
C. 当S闭合后，电压表的示数减小
D. 当S闭合后，变压器的输入功率为80W
【答案】BD
【解析】AB．由变压器电压规律有
由题意有
而当开关断开时，副线圈的电流
由电流关系
方程联立解得，
理想电流表测量的是电流的有效值，不随着时间变化，故A错误，B正确；
C．开关S闭合不影响副线圈的输出电压，电压表示数不变，故C错误；
D．当S闭合后，副线圈的总电阻
所以副线圈的功率
故D正确。
故选BD。
9. 一个体积为1的气泡从深为25m的湖底部缓慢上浮到湖面，气泡内的气体对湖水做功0.3J，气体可视为理想气体，湖底温度为7℃，湖面温度为27℃。已知湖水的密度为，g取10，大气压强为Pa．下列说法中正确的是（ ）
A. 气泡在湖底时，气泡内的气体压强为Pa
B. 在上升过程中，气泡内每个气体分子的平均速度都变大
C. 气泡上升过程中，气体从湖水中吸收的热量等于气体对湖水做的功
D. 上升到接近湖面时，气泡的体积变为3.75
【答案】AD
【解析】A．由压强关系可知
故A正确；
B．气泡内气体上升过程中，气泡的温度逐渐升高，气泡内气体的分子平均动能增大，但不是每个气体分子的速度都增大，故B错误；
C．由题意可知气泡内气体的内能增大，同时对外做功，由热力学第二定律有△U=W＋Q，所以气体从湖水中吸收的热量大于气体对湖水做的功，故C错误；
D．气泡上升到湖面时压强
温度由，升高到，由理想气体状态方程有
解得
故D正确｡
故选AD。
10. 如图所示，回旋加速器D形盒半径为R，狭缝宽为d，所加匀强磁场的磁感应强度可调，所加高频交变电源电压的频率为f．质量为m、电荷量为q的质子从右半盒的圆心附近由静止出发，经加速、偏转等过程，达到最大动能后由导向板处射出，忽略质子在狭缝加速运动的时间。粒子的质量为4m、电荷量为2q。下列说法中正确的是（ ）
A. 加速质子时，磁场的磁感应强度为
B. 质子被加速的最大动能为
C. 用该加速器加速粒子时，需要将磁场的磁感应强度调为
D. 用该加速器加速粒子时，粒子被加速的最大动能为
【答案】BC
【解析】A．由题意可知质子在磁场中运动的周期
质子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力，有
粒子运动周期为
联立解得
故A错误；
B．当质子的运动半径为R时速度最大，即动能最大，有
所以此时质子的动能
故B正确；
C．由题意可知粒子在磁场中运动的周期
粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，有
粒子运动周期为
联立解得
故C正确；
D．当粒子的运动半径为R时速度最大，即动能最大，有
所以此时粒子的动能
故D错误｡
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某同学用如图甲所示的装置探究弹簧弹力与形变量的关系。
（1）测弹簧原长时，正确的操作是（ ）
A. 将弹簧自由放在水平桌面上，用刻度尺测此时弹簧的长度
B. 将弹簧自由悬挂在水平横杆上，弹簧静止时用刻度尺测此时弹簧的长度
（2）将若干个质量相同的钩码依次挂在弹簧下端，并记录所挂钩码的个数N和对应弹簧的长度L，将实验数据描点连线后得到如图乙所示的图像，已知每个钩码的质量为25g，g取9.8m/s2，由图可知弹簧的原长L0=_____cm（结果保留两位有效数字），劲度系数k=_____N/cm（结果保留三位小数）。
【答案】（1）B （2） ①. 10 ②. 0.245
【解析】【小问1详解】
测弹簧原长时为了避免弹簧自身重力的影响，要将弹簧悬挂在水平横杆上，在弹簧静止时测量弹簧的长度。
故选B。
【小问2详解】
[1]由图乙可知，在不悬挂钩码时弹簧的长度为弹簧的原长，所以该弹簧的原长为10cm；
[2]由图乙可知，弹簧的劲度系数为
12. 某同学做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验装置如图甲所示，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。

（1）关于本实验，下列说法正确是_____；
A. 电火花计时器的工作电压应为交流8V
B. 为完成实验，除图甲中已有的器材，还需要交流电源、天平（含配套砝码）
C. 图示情境可能正在进行“补偿阻力”的实验操作
D. 实验时小车应从靠近打点计时器处由静止释放
（2）他在这次实验中获得一条如图乙所示的纸带。已知打点计时器的打点周期为，相邻计数点间还有四个点未画出，小车做匀加速直线运动的加速度大小_____（结果保留三位有效数字）；

（3）他在保持小车质量不变的前提下，改变槽码的质量，记录多组槽码质量m和对应的小车加速度a，通过描点、连线后得到了如图丙所示的图像，图线没有过原点的原因是_____，图线右侧弯曲的原因是_____。

【答案】（1）D （2）0.820
（3）平衡摩擦力不足 不再满足槽码质量远小于小车质量
【解析】【小问1详解】
A．电火花打点计时器的工作电压为220V，故A错误；
B．为完成实验，除图甲中已有的器材，还需要交流电源、天平（含配套砝码）、刻度尺，故B错误；
C．进行“补偿阻力”的实验操作时，不能挂着槽码，故C错误；
D．小车从靠近打点计时器处释放，可以充分利用纸带，故D正确；
故选D。
【小问2详解】
由题意可知计数点间的时间间隔
由图乙可知此过程中小车的加速度
【小问3详解】
[1]当质量达到一定值时，小车才有加速度，产生原因为平衡摩擦力时长木板倾角过小；故平衡摩擦力不足；
[2] 以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得，
可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力；所以图线上部弯曲的原因是：随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量；
13. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内电阻，他们在实验室找到了如下器材：
A．电压表（0～3V，内阻约为3kΩ）
B．灵敏电流计（0～50mA，内阻为33.0Ω）
C．滑动变阻器（0～30Ω）
D．电阻箱（0～99.9Ω）
E．开关和导线若干
（1）他们首先将灵敏电流计改装成量程为0～0.6A的电流表，他们需要将电阻箱调为_____Ω后与灵敏电流计_____（填“串联”或“并联”），改装后电流表的电阻_____Ω。
（2）他们设计了甲、乙两个实验电路，为了减小误差实验时应该选择_____（填“甲”或“乙”）。
（3）他们正确的电路完成实验，记录了6组数据，并画出了U-I图线如图丙所示，根据此图可得出于电池的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω（结果均保留三位有效数字）。
【答案】（1）3.0 并联 2.75
（2）乙 （3）1.50 1.25
【解析】【小问1详解】
[1][2][3] 将灵敏电流计的量程扩大，需要将电阻箱调为R后，与灵敏电流计并联，由题意有
解得
此时电流表的内阻
【小问2详解】
由于此时电流表的内阻的准确值已知，所以电路图选择乙图｡
【小问3详解】
[1][2] 由闭合电路欧姆定律有
结合图乙可知
E=1.50V，
解得
r=1.25Ω
四、解答题：本题共3小题，共38分。
14. 如图所示为某透明介质材料制成的直角三角形柱体的截面，其中∠B=90°，∠BAC=60°，一细光束由AB的中点O斜射入介质，与AB边成30°角，该细光束在O点的折射光线与AC边平行。已知AB的边长为L，真空中的光速为c．求：
（1）透明介质对该细光束的折射率；
（2）细光束在柱体内的传播时间（不考虑细光束在AC边上的反射）。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
光束在O点的光路如图所示，光束交BC于D点，
由几何关系可知光束在O点的入射角
在O点的折射角
由折射定律有
【小问2详解】
由几何关系可知光束在D点的入射角
所以光束在D点发生全反射
光束与AC交于E点，光路如图所示，
由几何关系可知光线从E点射出柱体，
OD=2OB=L
由折射定律有
所以光束在柱体中传播的时间
15. 如图所示，长L=1.0m的不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端拴小球A，锁定在水平面上的木板C左端静置一滑块B，右端N固定一水平放置的自由轻弹簧，弹簧左端位于M点。木板上表面M点左侧粗糙，与滑块B之间的动摩擦因数为，M点右侧光滑，M点与木板左端的距离d=1.0m，将轻绳伸直，在与O点等高处给小球A一个竖直向下且大小为的初速度，小球A在最低点与滑块B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失，碰后小球A即被取走，滑块B恰好未脱离木板C．已知小球A的质量，滑块B的质量，木板C的质量，滑块B可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，g取10，忽略空气阻力。
（1）求A球与滑块B碰撞前瞬间轻绳的拉力大小；
（2）求弹簧弹性势能的最大值；
（3）若将长木板C解锁，且不计木板C与水平面间的摩擦力，求弹簧的最大弹性势能和滑块B最终与木板C左端的距离。
【答案】（1）
（2）
（3），
【解析】【小问1详解】
小球A下摆过程由动能定理有
在小球A与滑块B碰撞前瞬间，对小球A受力分析有
解得
【小问2详解】
小球A与滑块B碰撞过程有
解得
滑块B在木板C上滑行的过程中由动能定理有
解得
当弹簧压缩量最大时弹性势能最大，此过程由能量守恒有
解得
【小问3详解】
将C释放后且不计木板与水平面间的摩擦力，当滑块B在木板C上滑行过程中动量守恒，当滑块B与木板C速度相同时，弹簧的弹性势能最大，此过程有
解得
由能量守恒有
解得
最后滑块B与木板C共速，所以动量守恒有
能量守恒有
解得
16. 如图所示，绝缘部分P、Q将左右两侧的光滑导轨平滑连接起来，在导轨的左侧接有电动势为E、内阻为r的电源和电容为C的电容器，质量为m、电阻为R的金属棒ab与导轨垂直的放在导轨左端靠近电源的位置，金属棒ab在外力作用下保持静止，质量为2m、电阻为0.5R的金属棒cd与导轨垂直的静止在PQ右侧适当位置，整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中（图中未画出）。现在释放金属棒ab，金属棒ab在运动PQ之前已经达到最大速度，它滑过PQ后刚好未与金属棒cd碰撞。已，，磁场的磁感应强度为B，导轨间的距离为L，金属棒cd右侧的导轨足够长，不计导轨电阻。（、、B、L、m、C为已知量）
（1）判断磁场的方向，并求被释放瞬间金属棒ab的加速度；
（2）当金属棒ab的速度为最大速度的一半时，求金属棒ab的热功率和此过程中电容器极板所带电荷量的变化量（忽略电容器极板电荷量变化对电流的影响）；
（3）金属cd棒距离PQ的距离以及整个过程中cd棒产生的焦耳热。
【答案】（1）垂直纸面向里，
（2），
（3），
【解析】【小问1详解】
由题意可知金属棒ab中的电流方向为由a到b，所受安培力方向为水平向右，由左手定则可知磁场方向为垂直纸面向里。金属棒ab释放的瞬间，由闭合电路欧姆定律可知此时通过金属棒ab的电流
它受到的安培力
由牛顿第二定律可知此时金属棒ab的加速度
【小问2详解】
当金属棒ab中的电流为0时它的速度达到最大，由法拉第电磁感应定律有
当金属棒ab的速度为最大速度一半时
由闭合电路欧姆定律可知此时通过金属棒ab的电流
此时它的热功率
金属棒ab刚释放时电容器两端电压
当金属棒ab的速度为最大速度一半时电容器两端的电压
所以此过程中电容器极板所带电荷量的变化量
【小问3详解】
由题意可知最终两个金属棒速度相同，且即将相互接触，金属棒ab滑过PQ后与金属cd组成系统动量守恒，有
此过程中对金属棒cd分析由动量定理有
而
解得金属cd棒距离PQ的距离
系统损失的机械能
由电阻串联关系可知金属棒cd上产生的焦耳热