河北省2024_2025学年高三物理上学期期中测试试卷含解析

这是一份河北省2024_2025学年高三物理上学期期中测试试卷含解析，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，某同学为测量通电长直导线附近的磁场，将长直导线按图示位置垂直于水平面放置，小磁针静止时，与南北方向夹角为，该同学查得当地地磁场的水平分量为，下列说法正确的是（ ）
A. 长直导线的电流垂直于地面向上
B. 长直导线的电流垂直于地面向下
C. 长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感强度大小为
D. 长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感强度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】由题图可知，地磁场的水平分量，指向正北方向，导线通电后指向北偏西，由叠加原理可知，通电导线的磁感强度
方向水平向西，结合安培定则知，长直导线的电流垂直于地面向下。
故选B。
2. 同种介质中x轴上的两个波源P、Q在时刻产生的波形如图所示，已知波源振动周期为T，下图中各时刻的波形错误的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．两列波振幅、波长、频率相同，波峰与波峰相遇，振幅会增大，波峰与波谷相遇，振动会减弱，A、B、C三个选项分别为从题中位置再经过、、的波形，故ABC正确，不符合题意；
D．两列波相遇之后，左侧波的波峰与右侧波的波谷重合时振动减弱，与右侧波的波峰重合时振动加强，所以不会出现D波形，故D错误，符合题意。
故选 D。
3. 分别对两只相同的小灯泡探究其电压与电流的关系，其中一只去掉玻璃罩，把灯丝没入恒温的绝缘液体中。实验测得的关系如图中甲、乙所示，图像交点对应电压为，电流为。下列说法正确的是（ ）
A. 甲曲线对应恒温液体中的灯泡关系
B. 当电流为时，两灯泡电阻
C. 当电流为时，两灯泡功率
D. 若调高恒温液体温度，图像交点电压值减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．恒温液体中灯丝温度不变，电阻不变，图像斜率不变，对应乙直线，故A错误；
BC．交点代表此时灯泡电压和电流相同，根据
，
可知当电流都为时，两灯泡电阻和功率都相同，故B错误，C正确。
D．若调高恒温液体温度，灯丝电阻变大，图像斜率变大，交点电压值应增大，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，相同的金属轨道组成左右对称的两个斜面，轨道间距为L，斜面倾角为，轨道之间接一输出电流恒为2I的电源。把相同的金属棒a、b水平静置于轨道上。设轨道电阻不计，金属棒与轨道间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒质量均为m，重力加速度为g。若在空间内加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度由零缓慢增大（忽略电磁感应造成的影响）。在金属棒运动之前，下列说法错误的是（ ）
A. 同一时刻a、b棒受轨道的作用力相同
B. 同一时刻a、b棒对轨道的压力
C. 随着磁场增强，b棒所受摩擦力增大
D. 当磁感应强度时，有金属棒开始滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A．a、b受到重力、安培力以及轨道的作用力（支持力与摩擦力），同一时刻，通过a、b的电流大小方向相同，则安培力大小和方向相同，都水平向右，所以重力和安培力的合力相同，根据平衡条件可知轨道的作用力相同，故A正确，不符合题意；
B．根据平衡条件结合牛顿第三定律
，
可知
故B正确，不符合题意；
C．根据平衡条件有
随着安培力变大，b棒所受摩擦力增大，故C正确，不符合题意；
D．b棒先发生滑动，此时恰好有
通过b的电流是I，则
联立可得
故D错误，符合题意。
本题选错误的，故选D。
5. 如图所示，固定于c点的点电荷与无限大接地金属板间会形成某种电场，该电场类似于一对等量异号点电荷所形成的电场，虚线表示其某一等势线。现从金属板表面附近静止释放两个带负电的试探电荷 a、b。已知释放时， a、b距离为， a、c连线与金属板垂直，相距 r，不计试探电荷重力。从释放试探电荷到经过虚线位置过程中，下列说法正确的是（ ）
A. a的运动轨迹为直线，加速度先减小后增大
B. b的运动轨迹为曲线，与某条电场线重合
C. 虚线上某点处切线的垂线都经过点c
D. b电荷释放位置场强大小等于，k为静电力常量
【答案】D
【解析】
【详解】A．图中电场可等效为等量异种电荷电场的一半， a所在电场线为直线，故受电场力沿直线加速，加速度逐渐增大，故A错误；
B．b所在电场线为曲线，电场力沿着电场线切线，电荷不能沿电场线运动，故B错误；
C．经过等势面时，等势面切线的垂线方向即电场方向，由几何关系可知，虚线上某点处切线的垂线并不都经过点c，故C错误；
D．根据几何关系与关于金属板对称的在图中b点产生的场强各自为，互成，故合场强大小为，方向水平向左，故D正确。
故选D。
6. 如图所示电路中，电源内阻不可忽略，将滑片向上滑动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 流过的电流增大
B. 的电功率增大
C. 两端电压变化量大小等于两端电压变化量大小与两端电压变化量大小之和
D. 两端电压变化量与流过电流变化量之比不变
【答案】D
【解析】
【详解】A B．滑片向上滑动，增大，回路总电阻增大，所以流过电源的电流减小，路端电压增大，的电压增大，的电流增大，流过、的电流之和减小，又因为、电阻不变，流过、的电流减小，的电功率减小，故AB错误；
C．由前面分析知，两端电压减小，两端电压增大，且
所以两端电压增加量减去两端电压减小量等于两端电压增加量，即
故C错误；
D．将除了之外的所有电路视作等效电源，两端电压变化量与流过电流变化量之比等于等效内阻大小，其为不变量，故D正确。
故选D。
7. 利用图甲的电路测试某一电动机和电源。通过移动滑动变阻器滑片位置得到多组电压和电流数据，并用电压和电流乘积计算出功率P，并作出如图乙的图像。已知是最大功率，对应电流为，当电流大于时电动机才能转动，对应功率为。设电压表和电流表都为理想电表，电源电动势为E，内阻为r，电动机内阻为。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电动势为
B. 电源内阻为
C. 当电流为时，滑动变阻器接入电阻
D. 当电流为时，滑动变阻器接入电阻
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由
可知当电源输出功率最大时，内阻等于外阻，此时
，
解得
，
故A错误；B正确；
C．当电流为时，电动机转动，闭合电路是非纯电阻电路，此时外电阻不等于内阻r。故C错误；
D．当电流为时，电动机没有转动，外电路是纯电阻电路，此时
解得
故D错误。
故选B。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 儿童是祖国的未来。图中是儿童游乐园里常见的一种弹簧小马，若前后小幅摆动时其水平分运动可视为简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 关于平衡位置对称的两点的水平分速度一定大小相同，方向相反
B. 关于平衡位置对称的两点的水平分加速度一定大小相同，方向相反
C. 当有儿童使用时，整体振动的周期变大
D. 儿童摇动越快，小马振幅越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．简谐运动对称点的速度等大，但方向可能相同也可能相反，故A错误；
B．对称点的加速度等大且都指向平衡位置，故方向相反，故B正确；
C．根据弹簧振子周期公式可知当有儿童使用时，整体质量变大，周期变大，故C正确；
D．当儿童摇动时，小马做受迫振动，当儿童摇动频率接近小马固有频率时，振幅才越大，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，以为圆心，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，为一粒子源，能沿纸面内各个方向发射质量为m、带电量为、速度大小均为的粒子，下列说法正确的是（ ）
A. 发射速度方向沿的粒子在磁场中运动时间最长
B. 粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 在磁场中运动时间为（小于最长时间）的粒子有两种发射方向
D. 发射速度方向关于对称的粒子在磁场中运动的时间均相等
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．圆形区域边界射出的粒子轨迹是偏转圆直径为弦所对应的圆弧最长，在磁场中运动时间最长；由洛伦兹力提供向心力得
可得
由几何知识知可得
可得
则离子在磁场中转过的最大圆心角为
故粒子在磁场中运动的最长时间为
故A错误，B正确；
C．粒子轨迹偏转圆的弦长小于圆形区域直径的相等弦有两条，故在磁场中运动时间为（小于最长时间）的粒子有两种发射方向，故C正确；
D．发射速度方向关于对称的粒子在磁场中运动的轨迹圆的弦长不相等，故粒子在磁场中运动的时间不相等，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，正四面体的顶点B、C、D上分别有电量为、、的点电荷，H为底面的面心，F、G、I分别为棱AB、BD、CD的中点，记无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.
D. 沿BI连线及沿BI方向延长线上的电场方向均自B指向I
【答案】AC
【解析】
【详解】A．将B处的点电荷视作两个电量为的点电荷，BD作为一对等量异种点电荷，其产生的电场中，中垂面ACH上电势为零，负电荷D一侧电势均小于零；同理，BC作为另一对等量异种点电荷，其产生的电场中，中垂面ADG上电势为零，负电荷C侧电势均小于零，根据电势叠加可知，直线AH为等势线，
故A正确；
B．由前面分析可知，
故B错误；
C．设正四面体边长为2a，如图1所示，
B在G处的场强大小为
C在G处的场强大小为
D在G处的场强大小为
G处场强大小为
如图2、3所示，
C、D在F处场强大小为
合场强大小为
B在F处的场强大小为
F处场强大小为
故
故C正确；
D．如图，
BI之间的电场方向自B指向I，I左侧电场，选取B关于I对称的点J位置，C、D在J处的场强大小为
合场强大小为
B在J处的场强大小为
可得
所以J处场强方向为自I指向B。故D错误。
故选AC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 某同学制作了如图所示的双线摆：横杆水平，且两悬点距离、、，O处悬挂半径的小球，如图乙所示，小球在垂直于纸面的方向上做小角度摆动。
（1）该双线摆的摆长为_______m。
（2）如图丙所示，将小球向右拉至一定角度后静止释放，自小球第1次经过光电门至小球第次经过光电门总计用时为t，则单摆周期________。（使用题中字母表示）
（3）若该同学计算摆长时误将O点当作单摆最低点，忘了加上小球半径，该同学测量了一组数据后计算得到重力加速度，则________（选填“>”或“”或“