2024~2025学年河北省邢台市高三上学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年河北省邢台市高三上学期期末考试物理试卷（解析版），共12页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 1906年，莱曼在研究被激发的氢原子气体时发现了紫外线光谱。氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光，光子能量在3.10eV~124eV的光为紫外线，要使处于基态的氢原子被激发后辐射出紫外线光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A. 12.09eVB. 10.20eV
C. 1.89eVD. 1.51eV
【答案】B
【解析】由于紫外线光子的能量范围为，所以氢原子至少要被激发到能级，要给氢原子提供的能量最少为
故选B。
2. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波动图像如图所示，图中质点a、f均处于波峰，质点c处于波谷，质点b、e偏离平衡位置的位移相同，质点d恰好处于平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A. 此时质点b、e的速度相同B. 此时质点b、e的加速度相同
C. 此时质点d正在沿y轴正方向运动D. 此时质点a、c、f的加速度相同
【答案】B
【解析】A．简谐横波在传播过程中，介质中各质点都做同频率的简谐运动，此时质点向轴正方向振动，而质点向轴负方向振动，速度方向不同，选项A错误；
B．此时质点偏离平衡位置的位移相同，加速度相同，选项B正确；
C．此时质点正在沿轴负方向振动，选项C错误；
D．此时质点的加速度大小相等，质点的加速度沿轴负方向，质点的加速度沿轴正方向，选项D错误。故选B。
3. A、B是一条电场线上两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下从A点由静止开始沿电场线运动到B点，其图像如图所示。此电场的电场线分布可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】带负电的微粒在电场力的作用下由点运动到点，根据题中图像可知，微粒做加速度逐渐减小的加速运动，说明电场力方向水平向右，大小越来越小，即从点到点电场强度越来越小，电场线分布越来越疏，负电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相反，所以电场线方向水平向左。
故选B。
4. 如图所示的是一个截面为半圆的玻璃砖，O为圆心，MN是半圆的直径。现将一束由红光和紫光组成的复色光从P点沿PO方向射入玻璃砖，最终在与MN平行的光屏上出现A、B两个光斑。下列说法正确的是（ ）
A. A光斑为红色
B. 射到B处的单色光频率较高
C. 射到A处的单色光在玻璃砖中的速度较大
D. 射到B处的单色光在玻璃砖中的波长较长
【答案】D
【解析】A．玻璃砖对紫光的折射率较大，由题图可知，光斑为紫色，光斑为红色，选项A错误；
B．紫光的频率较高，则射到A处的单色光频率较高，选项B错误；
C．根据可知射到B处红光在玻璃砖中的速度较大，选项C错误；
D．B处的红光在真空中的波长长，根据折射率的波长表达式可知在玻璃砖中的波长较长，选项D正确。故选D。
5. 2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，导弹准确落入预定海域。导弹由静止升空的过程可以简化为：总质量为M的导弹在点火后的极短时间内，以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时导弹获得的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据动量守恒定律有
解得，故选C
6. 火星是距离太阳第四近的行星，也是太阳系中第二小的行星。已知火星的公转周期约为687天，把地球和太阳之间的平均距离计为1天文单位，结合天文常识可知，火星到太阳的平均距离约为（ ）
A. 1.5天文单位B. 2天文单位C. 2.5天文单位D. 3天文单位
【答案】A
【解析】火星，地球都沿椭圆轨道环绕太阳运动，近似计算时可将椭圆轨道当成圆轨道处理，根据开普勒第三定律有
解得天文单位，故选A。
7. 如图所示，水平地面上的物体在与水平方向成角的拉力作用下，恰好能匀速移动，在与水平方向成角的推力作用下也恰好能匀速移动。已知拉力、推力的大小均为F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 物体的质量为
B. 物体与地面间的动摩擦因数为
C. 能使物体沿地面匀速移动的最小拉力为
D. 力F能使物体沿地面产生的最大加速度为
【答案】C
【解析】B．把物体受到地面的支持力和摩擦力等效为一个力（地面对物体的作用力），该力与竖直方向的夹角为，显然
根据三力平衡条件有如图甲所示的关系
故B错误；
C．当作用在物体上的拉力与地面对物体的作用力垂直时存在最小值，由甲图可知，最小值为，故C正确；
A．由甲图可知
解得
故A错误；
D．如图乙所示，力的末端落在图中的圆上，当力与地面对物体的作用力垂直时，物体受到的合外力存在最大值，根据几何关系有
解得
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，有多项符合题目要求。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. 低空经济是以低空空域为依托，以通用航空产业为主导，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。如图所示，一无人机正在运送快递，无人机可以垂直起降，也可以快速前进。无人机在竖直匀速上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机对快递做正功B. 重力对快递做负功
C. 空气阻力对快递做正功D. 合力对快递做负功
【答案】AB
【解析】A．无人机在竖直匀速上升的过程中，对快递做正功，A正确；
B．快递受到的重力方向与快递的运动方向相反，重力对快递做负功，B正确；
C．快递受到的空气阻力方向与快递的运动方向相反，空气阻力对快递做负功，C错误；
D．快递匀速上升，动能不变，由动能定理可知，合力对快递做功为零，D错误。
故选AB。
9. 如图所示，两根相距0.4m的平行光滑金属导轨水平放置，左端接一阻值。的定值电阻，空间存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小的匀强磁场，导体棒ab在水平向右的恒力F作用下，以的速度向右匀速运动，已知导体棒接入电路的电阻，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒a端的电势较高B. 电阻R两端的电压为0.6V
C. 回路中的感应电流为3AD. 恒力
【答案】AD
【解析】A．根据右手定则可知，导体棒端的电势较高，故A正确；
BC．根据法拉第电磁感应定律可知，回路中的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电流为
则电阻两端的电压为
故BC错误；
D．根据平衡条件有
故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈串联滑动变阻器和定值电阻R，原线圈输入的电压的变化规律如图乙所示。已知滑动变阻器的最大阻值为定值电阻R阻值的2倍，起初滑动变阻器的滑片P位于滑动变阻器的中间，则下列说法正确的是（ ）
A. 副线圈的电压约为207V
B. 当滑片P从中间向左移动时，变压器的输出功率不断减小
C. 当滑片P从中间向右移动时，滑动变阻器消耗的功率不断增大
D. 当滑片P从中间向左移动时，滑动变阻器消耗的功率不断减小
【答案】BD
【解析】A．由题图乙可知，原线圈输入电压的最大值为310V，其有效值
又
解得
故A错误；
B．当滑片P从中间向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，变压器的输出功率减小，故B正确；
CD．变压器的输出电压不变，把变压器的输出端等效成电动势为，内阻为的电源，当滑片P从中间向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小且始终小于，滑动变阻器消耗的功率不断减小，当滑片P从中间向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大且始终大于，滑动变阻器消耗的功率仍然不断减小，故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中小铁球经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下小铁球的挡光时间，实验前调整光电门的位置，使小铁球下落过程中球心经过细激光束。已知当地重力加速度大小为g。
（1）为了验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，还需要测量的物理量是______。
A. 小铁球的质量mB. 小铁球的直径d
C. A、B之间距离hD. 小铁球从A点运动到B点的时间t
（2）小铁球通过光电门的速度大小______；要验证小铁球下落过程中机械能是否守恒，只需验证______是否成立即可。（均用实验中测得的物理量的符号表示）
【答案】（1）BC （2）
【解析】【小问1详解】
AC．根据实验原理可知，需要测量的是点到光电门的距离，不需要测量小铁球的质量，选项A错误，C正确；
BD．用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，但需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小铁球的直径，选项B正确，D错误。
故选BC。
【小问2详解】
[1][2]用小铁球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故
根据机械能守恒定律有
可得
12. 某同学组装的简易多用电表的电路图如图甲所示，图甲中E为干电池，和为定值电阻，为可变电阻，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为直流电压5V挡、直流电压25V挡、直流电流2.5mA挡、直流电流0.6A挡和欧姆挡。
（1）图甲中A处应插入______（填“红”或“黑”）表笔。
（2）某次测量时多用电表指针位置如图乙所示，若此时B端与“2”相连，则多用电表的读数为______；若此时B端与“3”相连，则多用电表的读数为______；若此时B端与“4”相连，则多用电表的读数为______。（结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）黑 （2）1.35mA ## 2.70V
【解析】【小问1详解】
电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，题图甲中处应插入黑表笔。
【小问2详解】
[1] B端接“2”时为直流电流2.5mA挡，多用电表的读数为1.35mA；
[2]端接“3”时为欧姆挡，多用电表的读数为
[3]端接“4”时为直流电压5V挡，多用电表的读数为2.70V。
13. 粗细均匀、一端封闭的“U”形玻璃管内，用水银封闭一段理想气体。当环境的热力学温度时，两管水银面恰好相平，此时左管封闭的气柱长度，如图甲所示；当环境的热力学温度缓慢变化到T时，左侧液面下降了，如图乙所示。已知外界大气压强恒为，求：
（1）图乙中封闭气体的压强p；
（2）图乙对应的热力学温度T。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
根据理想气体状态方程有
解得
14. C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，空机（满油）质量为45.7吨、最大商载18.9吨，航程可达4075千米~5555千米。C919满载起飞时，滑行的距离，离地时的速度大小，该过程可视为匀加速直线运动，飞机受到的阻力恒为飞机所受重力的，取重力加速度大小。求：
（1）C919在跑道上滑行的时间t；
（2）C919滑行过程中发动机产生的推力大小F。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
设该过程中飞机的平均速度大小为，根据匀变速直线运动的规律有，
解得
【小问2详解】
根据已知条件可知，C919满载起飞时的总质量，设该过程中飞机的加速度大小为，根据运动学公式
根据牛顿第二定律
联立解得
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，在第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、带电荷量为的粒子以速度从y轴上的点沿y轴正方向射出，一段时间后进入匀强电场，从y轴上的点沿x轴负方向离开电场，不计粒子受到的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
如图所示
设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，粒子在电场中运动的时间为，粒子进入电场时速度方向与轴负方向的夹角为，离开电场时的速度大小为，则有，
根据几何关系
又，，
解得
【小问2详解】
根据洛伦兹力提供向心力有
解得