2024年河北省重點中學物理高三上期末考試試題含解析

2024年河北省重點中學物理高三上期末考試試題注意事項1．考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、2019年7月31日，一個國際研究小組在《天文學和天體物理學》雜志刊文稱，在一個距離我們31光年的M型紅矮星GJ357系統(tǒng)中，發(fā)現了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它們繞GJ357做圓周運動。GJ357d處于GJ357星系宜居帶，公轉軌道與GJ357的距離大約為日地距離的五分之一。GJ357d的質量是地球質量的6.1倍，公轉周期為55.7天，很可能是一個宜居星球。不考慮行星間的萬有引力，根據以上信息可知（）A．GJ357d和GJ357c的軌道半徑與周期的比值相同B．GJ357d的周期比GJ357c的周期小C．GJ357的質量約為地球質量的3倍D．GJ357的質量約為太陽質量的2、下列核反應方程正確的是（）A．輕核聚變反應方程中，x表示電子B．鈾核裂變的一種核反應方程C．核反應方程為輕核聚變D．放射性元素發(fā)生的α衰變方程為3、下列說法正確的是（）A．愛因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理學B．單色光照射金屬表面發(fā)生光電效應時，入射光越強，單位時間內發(fā)射的光電子數越多C．一個氫原子從量子數n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射3種不同頻率的光子D．玻爾的原子理論能夠解釋氦原子的光譜4、超導電磁船是一種不需要螺旋槳推進的低噪音新型船，如圖是電磁船的簡化原理圖，AB和CD是與電源相連的導體板，AB與CD之間部分區(qū)域浸沒在海水中并有垂直紙面向內的勻強磁場(磁場由固定在船上的超導線圈產生，其獨立電路部分未畫出)，以下說法正確的是A．使船前進的力，是磁場對海水中電流的安培力B．要使船前進，海水中的電流方向從CD板指向AB板C．同時改變磁場的方向和電源正負極，推進力方向將與原方向相反D．若接入電路的海水電阻為R，其兩端的電壓為U，則船在海水中前進時，AB與CD間海水中的電流強度小于5、如圖所示，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l，在兩導線中通有方向垂直于紙面向里的電流．在紙面內與兩導線距離均為l的a點，每根通電直線產生的磁場磁感應強度大小均為B．若在a點平行于P、Q放入一段長為L的通電直導線，其電流大小為I，方向垂直紙面向外，則關于它受到的安培力說法正確的是A．大小等于BIL，方向水平向左B．大小等于BIL，方向水平向右C．大小等于，方向豎直向下D．大小等于，方向豎直向上6、如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端固定一質量不為零的托盤，在托盤上放置一小物塊，系統(tǒng)靜止時彈簧頂端位于B點（未標出）。現對小物塊施加以豎直向上的力F，小物塊由靜止開始做勻加速直線運動。以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標原點，豎直向下為正方向，建立坐標軸。在物塊與托盤脫離前，下列能正確反映力F的大小隨小物塊位置坐標x變化的圖像是（）A． B． C． D．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強磁場，磁感應強度為，質量為、邊長為的正方形線框斜向穿進磁場，當剛進入磁場時，線框的速度為，方向與磁場邊界成，若線框的總電阻為，則（）A．線框穿進磁場過程中，框中電流的方向為B．剛進入磁場時線框中感應電流為C．剛進入磁場時線框所受安培力大小為D．此進兩端電壓為8、如圖所示，在豎直平面內有一邊長為L的正方形區(qū)域處在場強為E的勻強電場中，電場方向與正方形一邊平行．一質量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點，以垂直于該邊的水平初速V0進入該正方形區(qū)域．當小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時，具有的動能可能為（）A．可能等于零B．可能等于C．可能等于mv02+qEL-mgLD．可能等于mv02+qEL+mgL9、如圖甲所示，一足夠長的傳送帶傾斜放置，以恒定速率順時針轉動。一煤塊以初速度從A端沖上傳送帶，煤塊的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示，取，，，則下列說法正確的是（）A．傾斜傳送帶與水平方向夾角B．煤塊與傳送帶間的動摩擦因數C．煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為4sD．煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為10、在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學看到某種規(guī)格熱敏電阻的說明書，知悉其阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示。為驗證這個圖線的可信度，某同學設計了一個驗證性實驗，除熱敏電阻R之外，實驗室還提供如下器材：電源E（電動勢為4.5V，內阻約1Ω）、電流表A（量程1mA，內阻約200Ω）、電壓表V（量程3V，內阻約10kΩ）、滑動變阻器R（最大阻值為20Ω）、開關S、導線若干、燒杯、溫度計和水。(1)從圖甲可以看出該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律是____；(2)圖乙是實驗器材的實物圖，圖中已連接了部分導線，請用筆畫線代替導線把電路連接完整______；(3)閉合開關前，滑動變阻器的滑動觸頭P應置于____端（填“a”或“b”）；(4)該小組的同學利用測量結果，采用描點作圖的方式在說明書原圖的基礎上作出該熱敏電阻的Rt－t圖像，如圖丙所示，跟原圖比對，發(fā)現有一定的差距，關于誤差的說法和改進措施中正確的是_______A．在溫度逐漸升高的過程中電阻測量的絕對誤差越來越大B．在溫度逐漸升高的過程中電阻測量的相對誤差越來越大C．在溫度比較高時，通過適當增大電阻兩端的電壓值可以減小兩條曲線的差距D．在溫度比較高時，通過改變電流表的接法可以減小兩條曲線的差距12．（12分）如圖所示為“研究一定質量的氣體在溫度不變的情況下，壓強與體積的關系”實驗裝置，實驗步驟如下：①把注射器活塞移至注射器滿刻度處，將注射器與壓強傳感器、數據采集器、計算機逐一連接；②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值p；③用V﹣圖像處理實驗數據，得出如圖2所示圖線．（1）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是________和________．（2）如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖2所示的V﹣圖線不過原點，則V0代表________．（3）小明同學實驗時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強p與注射器刻度值V．在實驗中出現壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤．V﹣關系圖像應是________四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，用銷釘固定活塞把水平放置的容器分隔成A、B兩部分，其體積之比。開始時，A中有溫度為127℃、壓強為的空氣，B中有溫度為27℃、壓強為的空氣。拔出銷釘使活塞可以無摩擦地移動（不漏氣），由于容器壁緩慢導熱，最后氣體都變到室溫27℃，活塞也停住。求最后A中氣體的壓強。14．（16分）如圖所示，在離地面高h=5m處固定一水平傳送帶，傳送帶以v0=2m/s順時針轉動。長為L的薄木板甲和小物塊乙（乙可視為質點），質量均為m=2kg，甲的上表面光滑，下表面與傳送帶之間的動摩擦因數μ1=0.1.乙與傳送帶之間的動摩擦因數μ2=0.2.某一時刻，甲的右端與傳送帶右端N的距離d=3m，甲以初速度v0=2m/s向左運動的同時，乙以v1=6m/s沖上甲的左端，乙在甲上運動時受到水平向左拉力F=4N，g取10m/s2.試問：(1)當甲速度為零時，其左端剛好與傳送帶左端M相齊，乙也恰與甲分離，求MN的長度LMN；(2)當乙與甲分離時立即撤去F，乙將從N點水平離開傳送帶，求乙落地時距甲右端的水平距離。15．（12分）如圖所示，在平面內存在大小隨時間周期性變化的勻強磁場和勻強電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向，沿軸負方向為電場強度的正方向）。在時刻由原點發(fā)射一個初速度大小為、方向沿軸正方向的帶正電粒子，粒子的比荷，、、均為已知量，不計粒子受到的重力。(1)求在內粒子轉動的半徑；(2)求時，粒子的位置坐標；(3)若粒子在時首次回到坐標原點求電場強度與磁感應強度的大小關系。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】

A．G357d和GJ357c都繞GJ357做圓周運動，由開普勒第三定律可知，它們軌道半徑的三次方與周期的二次方的比值相同，故A錯誤；B．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得由于Rc<Rd，則，所以GJ357d的周期比GJ357c的周期大，故B錯誤；C．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得求天體質量時只能求得中心天體的質量，不能求環(huán)繞天體的質量，地球繞太陽運動，地球為環(huán)繞天體；GJ357d繞GJ357運動，GJ357d是環(huán)繞天體，雖然知道GJ357d的質量是地球質量的6.1倍，但不能比較GJ357的質量與地球質量的關系，故C錯誤；D．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得故D正確。故選D。2、D【解題分析】

A．據質量數和電荷數守恒可得，輕核聚變反應方程為即x表示中子，故A項錯誤；B．鈾核需要俘獲一個慢中子才能發(fā)生裂變，其中鈾核裂變的一種核反應方程為故B項錯誤；C．核反應方程為人工轉變，故C項錯誤；D．據質量數和電荷數守恒可得，放射性元素發(fā)生的α衰變方程為故D項正確。3、B【解題分析】

A．普朗克在1900年把能量子引入物理學，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故A錯誤；B．單色光照射金屬表面發(fā)生光電效應時，入射光越強，則入射光子的數目越多，所以單位時間內發(fā)射的光電子數越多，故B正確；C．根據玻爾理論，一個氫原子從量子數n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射2種不同頻率的光子，故C錯誤；D．玻爾第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，很好地解釋了氫光譜，但不能夠解釋氦原子的光譜，故D錯誤。故選B。4、D【解題分析】

A、B項：當CD接直流電源的負極時，海水中電流方向由AB指向CD，是海水受到的安培力向左，根據牛頓第三定律可知，船體受到向右的作用力，故使船體向前運動，故A、B錯誤；C項：同時改變磁場的方向和電源正負極，磁場方向反向，電流方向反向，所以推進力方向將與原方向相同，故C錯誤；D項：因船在海水中前進時，AB與CD間海水切割磁感線產生電流，使接入電路的海水兩端電壓小于U，所以電流強度小于，故D正確．點晴：利用左手定則判斷出海水受到的安培力，根據牛頓第三定律即可判斷出船體的受力，即可判斷運動方向，注意與右手定則的區(qū)別．5、D【解題分析】

a點所在通電直導線的受力分析如圖所示：由題意得：，，安培力合力為，方向豎直向上，故D正確，ABC錯誤．6、B【解題分析】

根據有可知F隨著x增大而減??；由于以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標原點，當F=m(a+g)時，物塊與彈簧脫離，初始時刻F=ma>0故B正確。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、CD【解題分析】

線框進入磁場的過程中穿過線框的磁通量增大，由楞次定律可知，感應電流的磁場的方向向外，則感應電流的方向為ABCD方向，故A錯誤；AC剛進入磁場時CD邊切割磁感線，AD邊不切割磁感線，所以產生的感應電動勢，則線框中感應電流為，此時CD兩端電壓，即路端電壓為，故B錯誤，D正確；AC剛進入磁場時線框的CD邊產生的安培力與v的方向相反，AD邊受到的安培力的方向垂直于AD向下，它們的大小都是，由幾何關系可以看出，AD邊與CD邊受到的安培力的方向相互垂直，所以AC剛進入磁場時線框所受安培力為AD邊與CD邊受到的安培力的矢量合，即，故C正確。故選CD。8、BCD【解題分析】

要考慮電場方向的可能性，可能平行于AB向左或向右，也可能平行于AC向上或向下．分析重力和電場力做功情況，然后根據動能定理求解．【題目詳解】令正方形的四個頂點分別為ABCD，如圖所示

若電場方向平行于AC：

①電場力向上，且大于重力，小球向上偏轉，電場力做功為qEL，重力做功為-mg，根據動能定理得：Ek?mv1＝qEL?mgL，即Ek＝mv1+qEL?mgL

②電場力向上，且等于重力，小球不偏轉，做勻速直線運動，則Ek=mv1．

若電場方向平行于AC，電場力向下，小球向下偏轉，電場力做功為qEL，重力做功為mgL，根據動能定理得：Ek?mv1＝qEL+mgL，即Ek＝mv1+qEL+mgL．

由上分析可知，電場方向平行于AC，粒子離開電場時的動能不可能為2．

若電場方向平行于AB：

若電場力向右，水平方向和豎直方向上都加速，粒子離開電場時的動能大于2．若電場力向右，小球從D點離開電場時，有Ek?mv1＝qEL+mgL則得Ek＝mv1+qEL+mgL

若電場力向左，水平方向減速，豎直方向上加速，粒子離開電場時的動能也大于2．故粒子離開電場時的動能都不可能為2．故BCD正確，A錯誤．故選BCD．【題目點撥】解決本題的關鍵分析電場力可能的方向，判斷電場力與重力做功情況，再根據動能定理求解動能．9、AD【解題分析】

AB．由v-t圖像得0~1s的加速度大小方向沿傳送帶向下；1~2s的加速度大小方向沿傳送帶向下，0~1s，對煤塊由牛頓第二定律得1~2s，對煤塊由牛頓第二定律得解得，故A正確，B錯誤；C．v-t圖像圖線與坐標軸所圍面積表示位移，所以煤塊上滑總位移為，由運動學公式得下滑時間為所以煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為，故C錯誤；D．0~1s內煤塊比傳送帶多走4m，劃痕長4m；1~2s內傳送帶比煤塊多走2m，劃痕還是4m；傳送帶向上運動，煤塊向下運動，劃痕長為故D正確。故選AD。10、CD【解題分析】試題分析：由于發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的匝數不變，所以升壓變壓器的輸出電壓不變，故A錯誤．B、由于發(fā)電廠的輸出功率增大，則升壓變壓器的輸出功率增大，又升壓變壓器的輸出電壓U2不變，根據P=UI可輸電線上的電流I線增大，導線上的電壓損失變大，則降壓變壓器的初級電壓減小，則降壓變壓器的輸出電壓減小，故B錯誤．根據P損=I線2R，又輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故C正確．根據，則有：；發(fā)電廠的輸出電壓不變，輸電線上的電阻不變，所以輸電線上損耗的功率占總功率的比例隨著發(fā)電廠輸出功率的增大而增大．故D正確．故選CD．考點：遠距離輸電三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小aBD【解題分析】

(1)[1]由圖像可知，隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變?。?2)[2]研究熱敏電阻的性質需要電壓和電流的變化范圍廣，且滑動變阻器的最大值小，故滑動變阻器采用分壓式接法，熱敏電阻的阻值滿足，故采用電流表的內接法減小系統(tǒng)誤差，實物連接如圖所示(3)[3]滑動變阻器采用的是分壓接法，為了保護電路，應讓干路的阻值最大，則閉合開關前滑片置于a端；(4)[4]AB．絕對誤差為相對誤差為由圖像可知在溫度逐漸升高的過程中，熱敏電阻的理論電阻值阻值和測量電阻值都在逐漸減小，理論電阻值和測量電阻值相差不大，即絕對誤差變化不大，而相對誤差越來越大，故A錯誤，B正確；CD．在相同的溫度下，采用電流表的內接法導致測量值總比理論值偏大，故當溫度升高到一定值后，電阻變小，則電流表應該選用外接法減小系統(tǒng)誤差，故C錯誤，D正確。故你BD。12、移動活塞要緩慢不能用手握住注射器的封閉氣體部分注射器與壓強傳感器連接部分氣體的體積B【解題分析】

(1)[1][2]．要保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移動活塞要緩慢；不能用手握住注射器封閉氣體部分．這樣能保證裝置與外界溫度一樣．(2)[3]．體積讀數值比實際值大V1．根據P(V+V1)=C，C為定值，則．如果實驗操作規(guī)范正確，但如圖所示的圖線不過原點，則V1代表注射器與壓強傳感器連接部位的氣體體積．(3)[4]．根據PV=C可知，當質量不變時成正比，當質量發(fā)生改變時（質量變大），還是成正比，但此時的斜率發(fā)生變化即斜率比原來大，故B正確.【題目點撥】本實驗是驗證性實驗，要控制實驗條