2023-2024学年河北省保定市定州二中高三（上）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年河北省保定市定州二中高三（上）开学物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.下列核反应方程中，属于/?衰变的是（）

A.爸NaMg+\eB.We+Jn

C.j60+JnN+lHD,龙5u+M一婢xe+器Sr+2/n

2.下列属于光的衍射现象的是（）

A.雨后的天空出现彩虹

B.光照射细金属丝，在其后放置的光屏上出现明暗相间条纹

C.在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹

D.白光通过棱镜在屏上呈现彩色光带

3.如图所示，将拱形桥面近似看作圆弧面，一辆汽车以恒定速率通过桥

面abc,其中a、c两点高度相同，b点为桥面的最高点。假设整个过程中-

汽车所受空气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变。下列说法正确的是（）

A.在ab段汽车对桥面的压力不变B.在左段汽车机械能逐渐增大

C.在ab段汽车的动能逐渐增大D.在ab段汽车发动机做功比几段多

4.如图甲所示，两消防员在水平地面4、B两处使用相同口径的喷水枪

对高楼着火点进行灭火。出水轨迹简化为如图乙所示，假设均能垂直击

中竖直楼面上的同一位置点P。不计空气阻力，则（）

A.A处水枪喷出的水在空中运动时间较长B.B处水枪喷出的水击中墙面的速度较大

C.4处水枪喷口喷出水的初速度较大D.8处水枪喷口每秒喷出水的体积较大

5.如图所示，以点电荷-Q为球心画出两个球面1和2,半径分别为义和/?2,a点位,一'、

玷面2/o-逑呼、

于球面1上，b点位于球面2上。下列说法正确的是（）/、

A.a点电势高于b点电势

B.a、b两点场强比为膨：Rl、'、、.一./'

C.穿过球面1的电场线总条数比穿过球面2的多

D.将带正电的点电荷q从a点移动到b电势能减小

6.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有P、Q两个质点，它们到S的

距离分别为27n和4m,已知此波的波速为10m/s,当Q点的位移为5cm时，此时「点（）

A.速度最大B.加速度最大C.位于平衡位置D.位移为5an

7.如图所示，一多匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈电阻r=1.00,外电路电阻R=

9.00。当线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势e=20sinl0jrt（lO。

闭合开关S,下列说法正确的是（）

A.线圈转到图示位置时电路中的电流最大

B.该交变电流的频率为10Hz

C.电路中理想交流电流表的示数为2.0A

D.外接电阻R所消耗的电功率为18W

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.如图，质量均为m的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，

两滑块与桌面间的动摩擦因数均为重力加速度大小为g。用水平向右的拉力

F拉动P,使两滑块均做匀速运动。下列说法正确的是（）

A.两物体的加速度均为零B.Q物体所受合力为F

C.Q物体所受弹簧的弹力等于FD.P物体所受摩擦力大小为卬ng

9.如图所示为回旋加速器工作原理示意图，置于真空中的两。形金属盒间的缝隙很

小，带电粒子穿过缝隙的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加

速电压为U。下列说法正确的是（）

A.要增大粒子的最大动能，可增大加速电压U

B.要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B

C.粒子在磁场中运动的周期等于电压变化的周期

D.由于被加速，粒子在磁场中做圆周运动的周期越来越小

10.如图所示，在直线4B上方存在着范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从。点以速

度孙沿垂直于4B方向进入磁场，经过t时间运动到磁场中的C点。已知。、C连线与初速度处的夹角为。，不

计粒子的重力，下列说法正确的是（）

XXXXXXX

XXXx,cxXX

XXXXX

AOB

A.带电粒子从。点运动至C点的过程中，速度偏转角为。

B.带电粒子在磁场中运动的时间为痣

4（7

C.带电粒子在磁场中运动的轨迹直径为察

D.若仅增大粒子的入射速度大小，经过:时间粒子速度方向偏转的角度为。

三、填空题（本大题共1小题，共6.0分）

11.如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道二弋A

的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控^-IIHIIIIIX

制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球4、B,断开开关，两个小球同时开始二个B==========

运动.离开圆弧轨道后，4球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，贝U：'--

（1）B球进入水平轨道后将做运动；改变4轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到4球正好

砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：.

（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为

5cm,则可算出4铁球刚达P点的速度为m/s.（g^L10m/s2,结果保留两位小数）

四、实验题（本大题共1小题，共9.0分）

12.某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表U的最大量程为3V,虚线框内为用

电流计G改装的电流表。

(1)已知电流计G的满偏电流/G=200nM、内阻七=0.30/2,电路中已将它改装为最大量程600nM的电流表,

则⑹=_____。(结果取二位有效数字)。

(2)通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表U的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象。某次测量

时，电压表U的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为mA结果取三位有效数字)；电源E的电动势等

于V,内阻等于_____。(结果取三位有效数字)。

(3)若用来改装电流表的电阻％的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果(填“有”或

“没有”)影响。

五、简答题(本大题共2小题，共23.0分)

13.滑雪是人们喜爱的一项冬季户外运动。如图所示，一位滑雪者，人与装备的

总质量为75kg,沿着倾角0=30。的平直山坡直线滑下，当速度达到2m/s时他

收起雪杖自由下滑，在此后5s的时间内滑下的路程为60m。将这5s内滑雪者的

运动看作匀加速直线运动，g取lOni/s?。求这5s内交_______

(1)滑雪者的加速度大小a；

(2)滑雪者受到的阻力大小?；

(3)滑雪者损失的机械能4E。

14.如图，容积均为玲、缸壁可导热的4、B两汽缸放置在压强为po、温度为7。的环境中。两汽缸的底部通过

细管连通，4汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成I、口、皿、W四部分，

其中第n、m部分的体积分别为应力和［力。环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。

(1)气缸B中IV部分的气体压强为多大；

(2)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度。

六、计算题(本大题共1小题，共16.0分)

15.如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R=80的电阻，导轨间距为L=

1m,一质量TH=0.1kg,电阻r=2。，长约1m的金属杆水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数〃=

导轨平面的倾角为。=30。，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度B=0.57,现让金属杆28由静止

开始下滑，已知杆4B从静止开始到恰好作匀速运动的过程中通过杆的电量q=lC,求：

(1)杆4B下滑速度为2m/s时的加速度大小；

(2)杆4B下滑的最大速度；

(3)杆ZB从静止开始到恰好作匀速运动的过程中R上产生的热量。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：根据核反应的特点可知，4反应是0衰变方程；B反应是轻核聚变反应；C反应是原子核的人工

转变方程；。反应是重核裂变方程。故A正确，BCD错误。

故选：Ao

6衰变生成的是电子，从题目所给的方程中很容易知道，从而即可求解。

本题难度不大，知道衰变的生成物还有几个典型的核反应方程是解答的关键，注意区分五类核反应方程：a

哀变、。衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。

2.【答案】B

【解析】解：4雨后的天空出现彩虹是光的折射现象，故4错误；

8.光照射细金属丝，在其后放置的光屏上出现明暗相间条纹，是光的衍射现象，故B正确；

C在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹，是光的干涉现象，故C错误；

D白光通过棱镜在屏上呈现彩色光带，是光的折射（色散）现象，故。错误。

故选：B。

光绕过障碍物传播的现象，故属于光的衍射现象；光从一种介质进入另一介质现象，属于光的折射；当完

全相同的光相互叠加，会出现明暗相间的条纹，从而即可求解。

掌握折射现象、干涉现象和衍射现象的本质的不同，同时知道哪些现象是衍射现象即可顺利解决此类题目

的关键。

3.【答案】D

【解析】解：4、汽车以恒定速率通过桥面abc,在ab段受力分析如图所示。

设汽车在运动过程中所受的阻力大小为F,在ab段时支持力与竖直方向的夹角为仇由牛顿第二定律有

—M=zn—，得M=4-

mgcosdRKmgcosdm—

从a到b的过程中，角。逐渐减小，"不变，由此可知，%逐渐增大，由牛顿第三定律知在ab段汽车对桥面的

压力逐渐增大，故A错误；

&在be段汽车动能不变，重力势能减小，则机械能逐渐减小，故B错误；

C、汽车以恒定速率通过桥面，动能保持不变，故C错误；

。、在初段汽车发动机要克服阻力和重力做功，在加段汽车发动机只克服阻力做功做功，整个过程中汽车的

动能不变，两段过程克服阻力做功相同，因此在必段汽车发动机做功比be段多，故。正确。

故选：Do

汽车以恒定速率通过桥面abc时，画出在ab段受力图，结合牛顿第二定律分析支持力如何变化，由牛顿第三

定律分析汽车对桥面的压力变化；在儿段，

根据动能和重力势能的变化分析机械能的变化；速率不变，汽车的动能不变；根据发动机做功与其他力做

功的关系，分析ab段和be段发动机做功大小关系。

解决本题时，关键要正确分析汽车的受力情况，确定向心力来源：指向圆心的合力，通过牛顿第二定律列

式分析支持力的变化。

4.【答案】C

【解析】解：4、两喷水枪分别从4到P、B到P的运动可分别看成从P到力、P到B的平抛运动，因二者高度相

同，故水枪喷出的水在空中运动时间相同，故A错误；

BC、因两喷水枪运动时间相同，竖直方向上的速度相同，根据％=优可知，4处喷水枪的水平速度大，所以

4处水枪喷出的水击中墙面的速度较大，故8错误，C正确；

由于4处水枪喷口的速度大，4处水枪喷口每秒喷出的水多，体积较大，故。错误；

故选：Co

利用逆向思维法，两小球运动的逆过程即为平抛运动：平抛运动可分解为水平方向的匀速的直线运动和竖

直方向的自由落体运动。

解答本题的关键是能利用逆向思维法，结合平抛运动的基本处理方法（运动的分解）及其推论分析。

5.【答案】B

【解析】解：A、点电荷一Q的电场线指向点电荷，电势沿电场线方向降低，则a点电势低于b点电势，故4

错误

B、根据点电荷产生的电场公式E=耳，则a、b两点场强比为兽=吗，故B正确

z

rEbR：

C、穿过任何一个球面的电场线总条数相同，故C错误

。、将带正电的点电荷q从a点移动到6,电势升高，电势能增加，故。错误。

故选：Bo

明确负点电荷产生的电场线分布图，知道沿电场线方向电势逐渐降低，根据电荷受力，判断出电场力做功，

判断出电势能的变化。

本题主要考查了点电荷的电场线分布图，明确电场力做功与电势能的关系即可。

6.【答案】B

【解析】解：由图可知，该波振动的周期为0.4s；波从P传播到Q所用时间：t=q?s=0.2s=；r,可知P与

Q振动的步调始终相反，因此当Q点的位移为5cm时，P点位移为-5cm,此时P的速度为0,加速度最大，故

B正确,AC£)错误。

故选：Bo

由振动图象图象读出周期，根据P、Q之间的距离结合波速求出两点开始振动的时间间隔，判断P、Q间的距

离与波长的关系，然后判断出两个点之间步调始终相差半个周期，当Q点在正的最大位移处时，P在负的最

大位移处.最后结合各物理量与位移的关系判断.

本题的关键是明确振动情况总是相反的两个质点的距离是半个波长的奇数倍，要求同学们能根据振动图象

图象读出周期，进而判断P、Q两点的位置关系。

7.【答案】D

【解析】解：4、图示位置是与磁场垂直的位置，此时通过线圈的磁通量最大，感应电流最小，故A错误.

B、由瞬时值的表达式可知3=lOnrad/s,则/=券=5"z,故B错误；

C、电流表的示数为/=虚两=4力々1.44,故C错误；

。、外接电阻R所消耗的电功率为P=/R=18W,故。正确。

故选：Do

通过电动势e=20sinl07rt(V)得出交流电的周期和电压的最大值，即可得知交流电的频率；根据最大值计

算出其有效值，结合电功率公式求出外接电阻R所消耗的电功率。

本题考查交流电的最大值、有效值以及功率公式的应用，要注意在求解功率时一定要用到电流的有效值.

8.【答案】AD

【解析】解：4两滑块均做匀速运动，合外力均为零，根据牛顿第二定律，两物体的加速度均为零，故A

正确；

B.Q物体做匀速运动，故Q物体所受合力为零，故B错误；

C.对Q受力分析，根据受力平衡，可得Q物体所受弹簧的弹力为

F弹=卜=nmg

故C错误;

DP物体受到滑动摩擦，根据滑动摩擦力公式，故P物体所受摩擦力大小为

fp=叫=Umg

故。正确。

故选：ADo

匀速运动，合力为零，加速度为零；

对Q受力分析，根据受力平衡，求弹簧的弹力；

根据滑动摩擦力公式，求P的摩擦力大小。

本题考查学生对匀速运动受力特点、加速度特点掌握，以及对受力平衡的分析。

9.【答案】BC

【解析】解：4、质子在磁场中做匀速圆周运动，则有

V2

qvB=小反

粒子动能

17

Ek=2mv

联立可得

_q2B2R2

Ek=~2^~

粒子最大速度与交流电压U无关，粒子的最大动能与加速电压无关，所以要增大粒子的最大动能，增大加速

电压U是不可以实现的，故A错误；

B、根据粒子的最大初动能的表达式&=血武，可知，要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B,故

K2m

8正确；

C、粒子要持续加速，粒子在磁场中运动的周期等于电压变化的周期，故C正确；

D、根据

V2

qvB=m-5-

2TIR2717n

7=丁=市

粒子在磁场中做圆周运动的周期不变，故。错误。

故选：BC»

首先，根据洛伦兹力提供向心力，求出质子在磁场中做匀速圆周运动的最大动能，判断增大粒子的最大动

能能否通过增大加速电压完成；

其次，根据粒子的最大初动能的表达式，判断增大磁感应强度是否可以增大粒子的最大动能；

接着，根据粒子做匀速圆周运动的周期判断粒子在磁场中运动的周期与电压变化的周期之间的关系；

最后，根据粒子在磁场中运动的周期，判断粒子被不断加速后，周期是否会变化。

本题考查了回旋加速器的工作原理，解决本题的关键是理解带电粒子在匀强磁场中运动的周期和半径与磁

感应强度的关系。

10.【答案】BD

【解析】解：A,作出粒子从。点运动至C点的轨迹如图所示

根据几何关系可知，粒子的速度偏向角等圆心角NOOiC=2。，故A错误;

8.粒子在磁场中做匀速圆周运动，从。点运动至C点的时间为3因此

20

t=­xT

27r

且

27rm

解得

mt

qB=20

而带电粒子在磁场中运动的时间

1Tit

tl=2r=20

故8正确；

C根据=小学，可得带电粒子在磁场中运动的半径

TTIVQv（）t

qB20

直径为萼,故C错误；

（7

D若仅增大粒子的入射速度大小，粒子在磁场中运动的切不变，经过t时间运动的圆弧对应的圆心角为26,

由4可知经过割寸间粒子速度方向偏转的角度为仇故。正确。

故选：BD。

画出粒子运动的轨迹可以判别速度偏转角的大小；利用粒子运动轨迹所对圆心角的大小可以求出粒子在磁

场中运动的时间；利用牛顿第二定律可以求出轨道半径的大小；改变粒子速度的大小对粒子运动的时间没

有影响。

本题考查带电粒子在磁场的偏转问题，解题关键是根据题意作图，结合几何关系与粒子在磁场中所受洛伦

兹力提供向心力解题即可。

1L【答案】匀速直线；4球的水平分运动是匀速直线运动；3.35

【解析】解：(1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速

度.小球4做平抛运动，小球8做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线

运动.当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动.

(2)物体平抛运动因此有：

竖直方向：h=9L=qgt?,vy=gt

水平方向：9L=vot

4到达p点的速度为：v=J诏+哆

将Z,=5cm代入，解得：v-3.35m/s

故答案为：(1)匀速直线，4球的水平分运动是匀速直线运动(2)3.35

(1)实验中，小球A做平抛运动，B球做匀速运动，若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动.

(2)根据平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，或者根据平抛过程中机械能守恒

正确解答.

明确平抛运动特点，熟练掌握平抛运动规律，并能正确应用规律来解答问题.

12.【答案】(1)0.15；(2)300；2.93；1.00；(3)没有。

【解析】【分析】

(1)根据电路的结构，根据欧姆定律求解电阻&的阻值；

(2)根据电压表的读数，结合图乙可读出电流计G的读数；在根据改装后的电流表结构确定通过电源的电流；

根据图象的斜率和截距求解电动势的内阻；

(3)根据电路的结构确定电阻％对电动势测量结果的影响。

本题考查伏安法测电阻以及测量电源的电动势和内电阻，在解题时要注意分析实验中给出的仪器是否符合

实验要求，然后才能根据我们所学内容进行分析得出合理的实验电路，并能进行数据处理。

【解答】

(1)根据欧姆定律可知:Icrc=(1-%)%

带入数据解得：％=0.150。

(2)根据丙图可知电压表读数为2.6，；根据图乙可知电流计的读数为100mA,通过电阻治的电流等于通过电

流计G电流的2倍，则电路的总电流为300nM；根据图象可知，电源的电动势为：E=2.93匕因改装的电流

表的内阻为：U忧.JL。:IU吃.DU0=0.10

则电源内阻为：r=看7/40%。一以=1.00。。

J.OUXoX±U

(3)电源电动势等于电流表读数为零时电压表的读数，可知电表改装时，若用来改装电流表的电阻％的实际

阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果无影响;

故答案为：(1)0.15；(2)300；2.93；1.00；(3)没有。

13.【答案】解：。)滑雪者做匀加速直线运动，则由位移与时间的关系式可得x=%t+"at2,代入数据解

得a=4m/s2；

(2)根据牛顿第二定律，有mgs。。—F=ma,代入数据解得F=75N；

(3)滑雪者损失的机械能等于滑雪者克服阻力所做的功，即zlE=Fx=75x60/=4500/。

答：(1)滑雪者的加速度大小a为4rn/s2；

(2)滑雪者受到的阻力大小尸为75N；

(3)滑雪者损失的机械能4E为4500/。

【解析】(1)滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动，已知初速度、运动时间和位移大小，由运动学位移-时

间公式公式求出加速度；

(2)根据人的运动状态，运用牛顿第二定律列出等式解决问题；

(3)根据功能关系求解滑雪者损失的机械能。

本题属于知道运动求力的问题，要灵活选择运动学公式求解加速度，再根据牛顿第二定律研究力的大小，

还要明确除重力之外的其它力做功等于机械能的增量。

14.【答案】解：(1)不计活塞的质量和体积，缸内I、n、m、W四部分气体压强相等，4汽缸的顶部通过

开口C与外界相通，可知气缸B中W部分的气体压强为

P=Po

(2)封闭气体做等压变化，对IV部分气体，由盖一吕萨克定律有

泌=%

To-%

解得：Tj=^T0

答：(1)气缸B中W部分的气体压强为为Po；

(2)将环境温度缓慢升高，求8汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度为gr。。

【解析】（1）根据气体之间的特点得出对应气体的压强大小；

（2）封闭气体做等压变化，根据盖一吕萨克定律得出气体的温度。

本题主要考查了一定质量的理想气体状态方程，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，结合一

定质量的理想气体状态方程即可完成分析。

15.【答案】解：（1）取4B杆为研究对象其受力如图示

mg

沿斜面方向：mgsind-FB-f=ma①

垂直斜面方