2024届黑龙江哈尔滨市省实验中学高三第一次调研测试物理试卷含解析

2024届黑龙江哈尔滨市省实验中学高三第一次调研测试物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电压C．电容器的电容 D．电源的内电阻2、大气压强为。某容器的容积为10L，装有压强为的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（）A．1∶9 B．1∶10 C．1∶11 D．1∶203、下列各力中按照力的效果命名的是（）A．支持力 B．电场力 C．分子力 D．摩擦力4、某质点做匀加速直线运动，经过时间t速度由v0变为kv0(k>1)位移大小为x。则在随后的4t内，质点的位移大小为（）A． B． C． D．5、1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度．根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A．5.5×103kg/m3 B．5.5×104kg/m3 C．7.5×103kg/m3 D．7.5×104kg/m36、把图甲所示的正弦式交变电流接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是：()A．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大B．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变C．在t=1×10﹣2s时，穿过该矩形线圈的磁通量为零D．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V）二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。P是磁场边界上的一点，大量电荷量为q、质量为m、相同速率的离子从P点沿不同方向同时射入磁场。其中有两个离子先后从磁场边界上的Q点（图中未画出）射出，两离子在磁场边缘的出射方向间的夹角为，P点与Q点的距离等于R。则下列说法正确的是（）A．离子在磁场中的运动半径为B．离子的速率为C．两个离子从Q点射出的时间差为D．各种方向的离子在磁场边缘的出射点与P点的最大距离为8、如图所示。在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（）A．粒子c带正电，粒子a、b带负电B．射入磁场时粒子c的速率最小C．粒子a在磁场中运动的时间最长D．若匀强磁场磁感应强度增大，其它条件不变，则a粒子运动时间不变9、如图，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B，用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使物体B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有（）A．A对B的摩擦力可能不变B．拉力F可能增大C．物体B对斜面的作用力减小D．地面受到的摩擦力大小可能变大10、两波源分别位于x=0和x=20cm处，从t=0时刻起两波源开始振动，形成沿x轴相向传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ，如图所示，为t=0.04s时刻两列波的图像．已知两波的振幅分别为，，质点P的平衡位置在x=1cm处，质点Q的平衡位置在x=18cm处．下列说法中正确的是___________．A．两列波的波源起振方向相同B．Ⅰ和Ⅱ两列波的波长之比为1：2C．t=0.05s时，质点P向下振动，质点Q的坐标为（18cm，-3cm）D．Ⅰ和Ⅱ两列波将在t=0.1s时相遇，之后叠加形成稳定的干涉图样E.t=0.12s时，x=10cm处的质点位移为零但振动加强三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率．（1）小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是____________．（2）小张发现玻璃砖上下表面不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃砖选择_______（填“磨砂的面”或“光滑的面”）与白纸接触的放置方法进行实验较为合理．（3）小张正确操作插好了4枚大头针，如图所示，请帮助小张画出正确的光路图____.然后进行测量和计算，得出该玻璃砖的折射率n=__________（保留3位有效数字）12．（12分）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。(1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式___。（不考虑电表内阻的影响）(2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式___。（不考虑电表内阻的影响）(3)课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙纵轴截距分别为b1、b2，斜率分别为k1、k2。则电源的电动势E=____，内阻r=____。(4)不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成），按照(1)中操作完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组继续进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图丁所示的P—R和P—U图像。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是____（选填选项的字母）。A．B．C．D．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，MN、PQ两平行水平导轨间距为l=0.5m，分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端接有R=3Ω的定值电阻。质量M=2kg的绝缘杆cd垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B=0.4T。现有质量m=1kg、电阻R0=1Ω的金属杆ab，以初速度v0=12m/s水平向右与绝缘杆cd发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，绝缘杆cd则恰好通过半圆导轨最高点。不计导轨电阻和摩擦，金属杆ab始终与导轨垂直且接触良好，a取10m/s2，（不考虑杆cd通过半圆导轨最高点以后的运动）。求：(1)杆cd通过半圆导轨最高点时的速度v的大小；(2)正碰后杆ab的速度v1的大小；(3)杆ab刚进入磁场时感应电流I的大小、方向及其所受的安培力F的大小；(4)杆ab运动的过程中，电阻R产生的焦耳热QR。14．（16分）汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过B中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板D1和D2间的区域。当D1、D2两极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P1点处，形成了一个亮点；加上图示的电压为U的偏转电压后，亮点移到P2点，再加上一个方向垂直于纸面的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到P1点，去掉偏转电压后，亮点移到P3点。假设电子的电量为e，质量为m，D1、D2两极板的长度为L，极板间距为d，极板右端到荧光屏中心的距离为s，R与P竖直间距为y，水平间距可忽略不计。（只存在磁场时电子穿过场区后的偏角很小，tan≈sin；电子做圆周运动的半径r很大，计算时略去项的贡献）。（1）判定磁场的方向，求加速电压的大小；（2）若测得电子束不偏转时形成的电流为I，且假设电子打在荧光屏。上后不反弹，求电子对荧光屏的撞击力大小；（3）推导出电子比荷的表达式。15．（12分）如图所示，质量为m=0.1kg闭合矩形线框ABCD，由粗细均匀的导线绕制而成，其总电阻为R=0.004Ω，其中长LAD=40cm，宽LAB=20cm，线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场，磁感应强度B=1.0T，磁场宽度d=10cm，线框在水平向右的恒力F=2N的作用下，从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动，线框CD边从磁场左侧刚进入磁场时，恰好做匀速直线运动，速度大小为v1，AB边从磁场右侧离开磁场前，线框已经做匀速直线运动，速度大小为v2，整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力F1=1N，且线框不发生转动。求：(i)速度v1和v2的大小；(ii)求线框开始运动时，CD边距磁场左边界距离x；(iii)线图穿越磁场的过程中产生的焦耳热。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D【解析】

A.根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故选项A可求；B.电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故选项B可求；C.根据可知电容器的电容为，故选项C可求；D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即，但内电阻没法求出，故选项D不可求。2、B【解析】

以原来所有气体为研究对象，初状态：p1=1.0×106Pa，V1=10L，把容器的开关打开，气体等温膨胀，末状态：p2=1.0×105Pa，设体积为V2，由玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据得V2=100L即容器中剩余10L压强为P0的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100L，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比故ACD错误，B正确；

故选B。3、A【解析】

A.支持力是按照力的效果命名的，支持力实际上是物体之间的弹力，故A正确．BCD.电场力、分子力摩擦力都是按照力的性质命名的，故BCD错误。故选A。4、A【解析】

质点做匀加速直线运动，加速度为t时刻内位移为联立可得则在随后的4t内，质点的位移大小为将代入得故A正确，BCD错误。故选A。5、A【解析】

由黄金代换可得地球质量，地球体积公式可得密度，故A正确BCD错误。6、A【解析】

副线圈电压不变，若Rt电阻原来大于R，则温度升高时，电压表V2示数与电流表A2示数的乘积增大，若Rt电阻原来小于R，则电压表V2示数与电流表A2示数的乘积变小，当Rt处温度升高时，电阻减小，则副线圈总功率增大，所以原线圈功率增大，即电压表V1示数与电流表A1示数的乘积一定变大，故A正确；Rt处温度升高时，电阻减小，电压表V2测量Rt的电压，则电压表V2示数减小，V1示数不变，则电压表V1示数与V2示数的比值变大，故B错误；在图甲的t=0.01s时刻，e=0，则磁通量最大，此时矩形线圈平面与磁场方向垂直，故C错误；根据图甲可知，Em=36V，T=0.02s，则ω＝=100πrad/s，变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin100πt（V），故D错误。故选A。【点睛】本题考查交变电流的产生及变压器原理，要注意掌握交变电流中最大值、有效值、瞬时值的表达及相应的关系，知道变压器不改变功率，难度适中。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解析】

从Q点能射出两个离子，则离子圆周运动半径r小于磁场区域圆半径R，运动轨迹如图所示。为等边三角形。A．由几何关系得又有解两式得①选项A错误；B．在磁场中做圆周运动有②解①②式得选项B正确；C．圆周运动的周期为两离子在磁场中运动的时间分别为则从磁场射出的时间差为选项C正确；D．各种方向的离子从磁场中的出射点与P点的最大距离为选项D正确；故选BCD.8、AC【解析】

A．带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转，根据左手定则可知粒子c带正电，粒子a、b带负电，A正确；B．洛伦兹力提供向心力解得根据几何关系可知粒子运动的半径最小，所以粒子的速率最小，B错误；C．粒子在磁场中运动的周期为粒子在磁场中轨迹对应的圆心角最大，大小为，所以粒子在磁场中运动的时间最长，为半个周期，C正确；D．洛伦兹力提供向心力解得粒子运动半径磁感应强度增大，可知粒子运动的半径减小，所以粒子运动的圆心角仍然为，结合上述可知粒子运动的周期改变，所以粒子运动的时间改变，D错误。故选AC。9、BC【解析】

AB．拉力F平行斜面向上时，先对物体B受力分析如图根据平衡条件，平行斜面方向F=f+mgsinθ垂直斜面方向N=mgcosθ其中：f=μN解得F=mg（sinθ+μcosθ）①f=μmgcosθ②拉力改变方向后，设其与斜面夹角为α，根据平衡条件，平行斜面方向F′cosα=f+mgsinθ垂直斜面方向N′+F′sinα=mgcosθ其中：f′=μN′解得③f′=μ（mgcosθ－F′sinα）④由②④两式得到滑动摩擦力减小；由①③两式得到，拉力F可能变大，也可能减小，故A错误，B正确；CD．对物体A受力分析，受重力、支持力、B对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力，如图：根据平衡条件，水平方向有f静=Nsinθ+fcosθ结合前面AB选项分析可知，当拉力改变方向后，N和f都减小，故f和N的合力一定减小（B对A的力就是f和N的合力）。静摩擦力也一定减小，故C正确，D错误；故选BC．10、BCE【解析】

由波形图可知，波Ⅰ传到x=4cm位置时质点的起振方向向下，则波Ⅰ振源的起振方向向下；波Ⅱ传到x=16cm位置时质点的起振方向向上，则波Ⅱ振源的起振方向向上；则两列波的波源起振方向相反，选项A错误；由波形图可知，Ⅰ和Ⅱ两列波的波长分别为2cm和4cm，则波长之比为1：2，选项B正确；波Ⅰ的周期T1=0.02s，则t=0.05s时，质点P在平衡位置向下振动；波Ⅱ的周期T2=0.04s，则t=0.05s时，质点Q在最低点，坐标为（18cm，-3cm），选项C正确；两列波的波速均为，则再经过，即在t=0.1s时刻两波相遇，因两波的频率不同，则叠加后不能形成稳定的干涉图样，选项D错误；t=0.12s时，波Ⅰ在x=10cm处的质点引起的振动为在平衡位置向下振动；波Ⅱ在x=10cm处的质点引起的振动为在平衡位置向下振动；则此质点的位移为零但振动加强，选项E正确；故选BCE．【点睛】本题要掌握波的独立传播原理：两列波相遇后保持原来的性质不变．理解波的叠加遵守矢量合成法则，例如本题中两列波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为；当波峰与波谷相遇时此处的位移为．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、B磨砂的面1.53【解析】

光学镜面及光学玻璃面均不能用手触碰；根据实验原理，运用插针法，确定入射光线和折射光线．【详解】（1）玻璃砖的光学面不能用手直接接触，接触面的污渍会影响接触面的平整，进而影响折射率的测定，B正确；（2）为了不影响观察实验，应使得磨砂面接触纸面；（3）光路图如图所示：设方格纸上小正方形的边长为，光线的入射角为，折射角为，则，，所以该玻璃砖的折射率12、BC【解析】

（1）[1]若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，根据闭合电路欧姆定律可知则（2）[2]根据闭合电路欧姆定律变形得到与R的关系式，（3）[3][4]由题图所示电路图可知，利用伏阻法时，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流，则表达式为则则利用安阻法时，考虑电流表内阻，可得则图丙中图像的斜率的倒数等于电源的电动势E。那么根据，可得，（4）[5]AB．根据电源的输出规律可知，当内外电阻相等时输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，随着外电阻的增大，输出功率将越来越小，又由可知，电动势相同，内阻越小，最大输出功率越大，甲的电阻大于乙的电阻，所以乙的最大功率大于甲的最大功率，故A错误，B正确。CD．当内、外电阻相等时，输出功率最大，此时输出电压为电动势的一半，且电池组乙的输出功率比甲的大，而当外