2024届河北省高三上学期1月大联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高三1月大联考（河北卷）物理本卷满分100分，考试时间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.统计显示，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列对于铀235相关的核反应的描述中，说法正确的是（）A.铀块的体积越小，越容易发生链式反应B.发生链式反应的核反应方程为C.在核反应堆中，中子的速度越快，铀核越容易发生核裂变D.核反应堆中，在铀棒之间插入一些镉棒，主要是为了调节中子数量，控制反应速度〖答案〗D〖解析〗A．要使链式反应发生，铀块必须达到临界体积，故A错误；B．只有中子轰击铀核，才能发生裂变反应，其方程为故B错误；C．在核反应堆中，中子的速度越快，会与铀235“擦肩而过”，铀核越不容易发生核裂变，故C错误；D．核反应堆中，在铀棒之间插入一些镉棒，可以吸收中子，主要是为了调节中子数量，控制反应速度，故D正确。故选D。2.假设在未来某天，宇航员在火星表面登陆后，以速率竖直上抛一物体，物体从抛出到返回抛出点的时间为t。已知火星的半径为R，若忽略火星自转，则火星的第一宇宙速度约为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗物体从抛出到返回抛出点的时间为根据万有引力提供向心力根据万有引力与重力关系火星的第一宇宙速度约为故选B。3.如图所示，一个单色发光源S紧贴在球形透光物体球心正下方的圆弧面上，发光源S向球内的各个方向发射单色光，恰好有半个球面有光线射出。不考虑光在球形物体内的反射，下列说法正确的是（）A.有光线射出是球形物体的下半部分B.球形物体对该单色光的折射率为C.单色光在球形物体内的速度大于D.沿各个方向发射的单色光在球形物体内传播的时间相等〖答案〗B〖解析〗A．作出发光源S向球内的发射单色光的a、b、c三种情形，如图所示由图可知，折射点越往上，折射的入射角越小，越容易折射飞出，则有光线射出是球形物体的上半部分，故A错误；B．分析可知折射点b为发生全反射的临界点，此时的临界入射角为由全反射公式可得解得折射率为故B正确；C．单色光在球形物体内的速度为故C错误；D．沿各个方向发射的单色光在球形物体内传播的速度相等，但传播距离不一定相同，则时间不一定相等，故D错误。故选B。4.如图所示，面积为的100匝线圈平行纸面放置，其内部存在垂直纸面的磁场，以垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律为。已知线圈的电阻为4Ω，定值电阻R的阻值为6Ω，其余电阻不计。在0~10s内，下列说法正确的是（）A.a、b两点间的电势差B.电阻R上产生的电热为0.3JC.流过电阻R的电流为0.1AD.通过电阻R的电荷量为0.1C〖答案〗C〖解析〗A．线圈中的电动势为根据楞次定律可知电流从b点流出，a点流入，a、b两点间的电势差故A错误；C．流过电阻R电流为故C正确；B．电阻R上产生的电热为故B错误；D．通过电阻R的电荷量为故D错误。故选C。5.如图所示，乒乓球台的水平长度为2L，中间的球网高度为h，运动员在球台左上方将球水平发出，发球点距球台左边缘O点的水平距离为，球在己方台面上反弹后恰好掠过球网并落在对方球台边缘P处，虚线为乒乓球运动的轨迹。已知乒乓球在台面上反弹前后的水平分速度不变，竖直分速度大小不变但方向相反，Q为乒乓球在己方台面上的落点，O、P、Q在同一直线上，且与球台侧边平行，不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.发球点距O点的竖直高度为B.发球点距O点的竖直高度为C.发球速度大小为D.发球速度大小为〖答案〗C〖解析〗从乒乓球反弹到运动到最高点逆过程看做反向平抛运动，则整个运动可看作3次平抛运动，总的水平位移为每次平抛运动则乒乓球从反弹在掠过球网到运动到最高点的看作反向平抛运动，设发球点距O点的竖直高度为H，此过程运动时间为，则以上各式联立，解得故选C。6.如图所示，某航拍小型飞机有四个相同的风扇，每个风扇的半径均为R，当它在无风的天气悬停时，每个风扇都呈水平状态，风扇吹出的空气速度大小都等于v，吹出的空气流动方向相同。已知空气的平均密度为，则风扇悬停时，不考虑其他位置空气流动的影响。下列说法错误的是（）A.风扇吹出的空气流动方向竖直向下B.单位时间内每个风扇吹出的空气的质量为C.无人机的总重力等于D.每个风扇对空气做功的功率为〖答案〗D〖解析〗A．由于无人机悬停时受到的升力与其重力平衡，螺旋桨吹风方向均为竖直向下，故A正确；B．单位时间内被每个螺旋桨推动的空气质量为故B正确；C．根据动量定理解得每个螺旋桨对空气的作用力为无人机的总重力等于故C正确；D．每个风扇对空气做功的功率为故D错误。本题选错误的，故选D。7.如图所示电路中，理想自耦变压器接在输出电压有效值恒定的正弦交流电源上，为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器R的滑片，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（）A.若仅将从M位置逆时针转到N位置，则电压表示数增大B.若仅将从M位置逆时针转到N位置，则电压表示数增大C.若仅将向左滑动，定值电阻消耗的电功率减小D.若仅将向左滑动，则电流表示数减小〖答案〗B〖解析〗AB．若仅将从M位置逆时针转到N位置，副线圈匝数变大；原线圈电压不变，则电压表示数不变，根据可知副线圈电压增大，则副线圈电流增大，两端电压增大，电压表示数增大，故A错误，B正确；CD．若仅将向左滑动，根据可知副线圈电压不变，由于滑动变阻器接入电阻阻值变小，则副线圈电流增大，电流表示数增大，根据可知定值电阻消耗的电功率增大，故CD错误。故选B。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.如图所示，时刻坐标原点O处的波源由平衡位置沿着y轴方向做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，经过0.5s时的波形如图所示，此时波的前端刚好传播到M点。已知质点M、质点N的平衡位置的横坐标分别为1m和5m，则下列说法正确的是（）A.该波的周期为2sB.该波传播的速度为2m/sC.波源的起振方向沿y轴正方向D.时，质点N第一次达到波峰〖答案〗BD〖解析〗A．波源经过0.5s时的波形为半个周期的形状，则波的周期为故A错误；B．半个周期形成半个波长的波形，则波长为由波速和波长的关系可知故B正确；C．因沿x轴正方向传播，对M点由同侧法可知起振向下，而所有点的起振方向均相同，则波源的起振方向沿y轴负方向，故C错误；D．N点起振需要的时间为因时间满足则N点向下起振经过刚好到达波峰的位置，故D正确。故选BD。9.如图1所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场，圆的两条直径与间的夹角为60°，以A为坐标原点，沿方向建立x坐标轴，B点的坐标为2m，x轴上从A到B的电势变化如图2所示。从A点向圆内不同方向发射速率相同的带电粒子，发现从圆边界上D点射出的粒子速率最大。不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.电场强度 B.电场强度C.C、D间电势差 D.D、C间电势差〖答案〗AC〖解析〗AB．从圆边界上D点射出的粒子速率最大，可知电场力做功最大，沿电场线方向的位移最大，可知电场强度方向在所在直线上，根据沿电场线电势降低，可知电场强度方向为方向，则解得电场强度为故A正确，B错误；CD．C、D间电势差为则故C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，竖直平面内有一长为2.5m的水平传送带以4m/s的速度逆时针传动，传送带左端固定有一半径为0.4m的光滑竖直半圆轨道，C点和E点分别位于传送带左端的正上方和正下方，D点为半圆轨道的最左端，半圆轨道在E点与水平滑道水平相切，一个质量为2kg的物块轻放在传送带右端，C与传送带左端间的缝隙恰好可容物块通过，物块由传送带右端沿轨道运动并最后停在水平滑道上。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，物块与水平滑道间的动摩擦因数为0.4，物块可视为质点，重力加速度。下列说法正确的是（）A.物块在传送带上运动的时间为1.025sB.物块运动到传送带左端时速度大小为3m/sC.物块到达半圆轨道最左端D点时对轨道的压力大小为100ND.物块所停位置距E点的距离为4m〖答案〗AD〖解析〗AB．物块在传送带上做加速运动的加速度为物块在传送带上做加速运动的时间为物块在传送带上做加速运动的位移为物块运动到传送带左端时的速度大小为4m/s，物块在传送带上匀速运动的时间为物块在传送带上运动的时间为故A正确，B错误；C．物块C点到达半圆轨道最左端D点，根据动能定理有物块到达半圆轨道最左端D点，根据牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律，物块到达半圆轨道最左端D点时对轨道的压力大小为120N，故C错误；D．物块C点到停在水平滑道上，根据动能定理有物块所停位置距E点的距离为故D正确。故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.小明同学用如图1所示的装置来完成探究“加速度与力、质量的关系”实验。（1）用该装置进行实验，________（选填“需要”或“不需要”）补偿阻力；（2）根据实验要求进行实验，实验得到如图2所示的一条纸带，已知电源的频率为50Hz，每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则小车运动的加速度大小为________（保留2位有效数字）；（3）改变钩码的质量，根据得到的多条纸带得到小车运动的加速度大小a并记录对应的力传感器的示数F，则根据实验数据得到的关系可能是________。〖答案〗（1）需要（2）0.75（3）A〖解析〗（1）[1]因木板所受的滑动摩擦力不便于测出，则需垫高木板用小车所受重力的分力平衡掉滑动摩擦力，故实验需要补偿阻力；（2）[2]每两个相邻计数点间还有四个计时点没有画出，则计数点间的时间间隔为由匀变速直线运动的判别式，结合连续的六段位移由逐差法可得（3）[3]因平衡了摩擦力，力传感器测出了绳的拉力，对小车有可得则图像为过原点的倾斜直线，因测出了准确的合力则图像不会弯曲，故选A。12.小明同学暑假在工地上找到一段导线，他想用自己所学的实验方法来测量该导线的电阻。（1）他先用多用电表的欧姆挡进行粗略测量，选用欧姆挡“×1”挡进行测量时，指针位置如图所示，则读数为_______Ω。（2）小明还从实验室中借了以下器材，用另一种方案来测量该导线的电阻。A.电流表G：内阻，满偏电流B.电流表A：量程为0.6A，内阻约为1ΩC.滑动变阻器R：最大阻值为5ΩD.定值电阻：，E.电源：电动势，内阻不计F.开关S一个、导线若干①实验器材中缺少电压表，可将电流表G与一个定值电阻改装成量程为6V的电压表，则定值电阻应选______（选填“”或“”）。②为了尽可能获取多组数据并减小误差，请在虚线框内画出实验原理图______。③某次测量中，电流表G的读数为时，电流表A的读数为，由此求得这段导线的电阻为________Ω（结果保留2位有效数字）。〖答案〗（1）11.0（2）10〖解析〗（1）[1]多用电表的读数为（2）[2]根据电压表改装原理解得定值电阻的阻值为故得定值电阻应选。[3]改装好的电压表内阻已知，为了尽可能获取多组数据并减小误差，电流表应外接，滑动电阻器阻值较小，为调节方便，滑动电阻器采用分压式接法，实验原理图如图所示。[4]根据闭合电路的欧姆定律，这段导线的电阻为13.如图所示，在光滑水平面上相隔一定距离放有相同的表面平整的木板B和C，B、C的质量均为2m。质量为m、可视为质点的物块A静置在木板C的最左端，A与B、C间的动摩擦因数相同。现让木板B以大小为的初速度水平向右运动，经过一段时间后，B、C相撞，碰撞时间极短，碰后B、C粘在一起，此后A滑上B板，最终三者共速一起运动。求：（1）木板B、C碰后瞬间的速度大小v；（2）整个过程中系统因摩擦产生的热量Q。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）B、C相撞，碰后B、C粘在一起，根据动量守恒定律可得木板B、C碰后瞬间的速度大小为（2）A滑上B板，最终三者共速，根据动量守恒定律可得根据能量守恒可得解得整个过程中系统因摩擦产生热量为14.如图所示，一个导热性能良好的密闭容器的容积为50L，打气筒与密闭容器通过单向阀门相连，可以对容器进行打气。当环境温度为时，容器内封闭气体的压强为1.4atm。当环境温度升高到后，打气筒开始对其打气，每次可为其充入1atm的气体0.2L。忽略打气过程中气体温度的变化。已知热力学温度T与摄氏温度t满足，求：（1）当环境温度升高到后，打气前容器中气体的压强；（2）打气筒对其打气300次后，容器内气体的压强。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由题意可知，环境原来温度压强，环境温度变化后的温度压强为，由查理定律得解得打气前容器中气体的压强（2）设打气筒对其打气300次后，容器内气体的压强为，打气前后气体温度不变，由玻意耳定律得解得15.如图所示，平面内，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场强度大小为E，方向与平面平行，