2024-2025学年河北省衡水市中学高三下学期第一次大联考物理试题含解析

2024-2025学年河北省衡水市中学高三下学期第一次大联考物理试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、两行星和各有一颗卫星和，卫星的圆轨道接近各自的行星表面，如果两行星质量之比，两行星半径之比则两个卫星周期之比为（）A． B． C． D．2、如图所示，汽车以的速度匀速驶向路口，当行驶至距路口停车线处时，绿灯还有熄灭。由于有人横向进入路口，该汽车在绿灯熄灭前要停在停车线处，则汽车运动的图象可能是（）A． B． C． D．3、关于近代物理学，下列说法正确的是（）A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大4、光滑绝缘水平面内有一电场，其一条电场线沿x轴方向且电势随坐标x变化的关系如图所示，一质量为m,带电荷量为q（q>0）的小球在该电场线上O点以一定速度向x轴正向释放且能过点。小球沿该电场线做直线运动。则（）A．小球在间做匀加速直线运动，在后做加速度减小的加速运动B．小球在处动能最小，电势能最大C．小球在和处加速度相同D．小球在处时的速度是在处时的二倍5、关于核能，下述正确的是A．它是可再生能源B．它只能通过重核裂变获得C．它是原子核结构发生变化时放出的能量D．重核裂变的反应速度无法控制6、一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（）A．该波的波长为2.0m B．该波的周期为1sC．该波向x轴正方向传播 D．该波的波速为2.0m/s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、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是A．当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小 B．最低点的坐标为x=h+2x0C．小球受到的弹力最大值等于2mg D．小球动能的最大值为8、一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a．三个状态的体积分别为va、vb、vc，则它们的关系正确的是（）A．va=vbB．va=vcC．vb=vcD．vc=va9、如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现对A施加一水平拉力F，则（）A．当F＜2μmg时，A、B都相对地面静止B．当F＝时，A的加速度为C．当F＞3μmg时，A相对B滑动D．无论F为何值，B的加速度不会超过10、如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是_______．A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cmB．在t=0时，质点Q向y轴负方向运动C．从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t=0.1到t=0.25s，质点P通过的路程为30cmE.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）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）某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：A．一端带有滑轮和刻度尺的轨道B．两个光电计时器C．安装有挡光片的小车（质量为M）D．拴有细线的托盘（质量为m0）E.可以调节高度的平衡支架F.一定数量的钩码某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：①调节两个光电门中心的距离，记为L；②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门A、B，钩码的质量记为m；③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门A、B，光电计时器记录小车通过A、B的时间分别为△t1和△t2；④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度d，则d=______cm。(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W=________；小车动能的变化量的表达式△Ek=___（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。12．（12分）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。则：(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝_______。(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________。(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_______。A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度四、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）在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术取得胜利，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中．如图所示，某足球场长90m、宽60m．现一攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为8m/s的匀减速直线运动，加速度大小为m/s1．试求：（1）足球从开始做匀减速直线运动到底线需要多长时间；（1）足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员在边线中点处沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为从静止出发的匀加速直线运动，所能达到的[最大速度为6m/s，并能以最大速度做匀速运动，若该前锋队员要在足球越过底线前追上足球，他加速时的加速度应满足什么条件?14．（16分）如图所示，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，15．（12分）1916年，Tolman和Stewart发表论文指出，一个绕在圆柱上的闭合金属线圈当该圆柱以一定的角速度绕轴旋转时，线圈中会有电流通过，这种效应称为Stewart-Tolman效应。设有许多匝线圈，每匝线圈的半径为r，每匝线圈均用电阻为R的细金属导线绕成，线圈均匀地绕在一个很长的玻璃圆柱上，圆柱的内部为真空每匝线圈的位置用黏胶固定在圆柱上，单位长度的线圈匝数为n，包含每匝线圈的平面与圆柱的轴垂直。从某一时刻开始，圆柱以角加速度β绕其轴旋转。经过足够长时间后：请计算每匝线圈中的电流强度。

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、A【解析】

卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有得所以两卫星运行周期之比为故A正确、BCD错误。

故选A。2、C【解析】

要使汽车停在停车线处，则图线与坐标轴所围图形的面积应刚好等于35m。A、B选项的面积明显均小于30m，D选项的面积为25m，而C选项的面积介于20m到40m之间。根据排除法，只有C正确。故选C。3、D【解析】

A．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是α射线，故A错误；B．玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故B错误；C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故C错误；D．根据光电效应方程知，超过极限频率的入射频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故D正确。故选D。4、B【解析】

A．沿电场线方向电势降低，带正电的小球从到逆着电场线运动，做减速运动，从之后做加速运动，A错误；B．小球运动过程中仅有电场力做功，电势能和动能相互转化，根据电势能可知带正电的小球在处电势能最大，动能最小，B正确；C．图像斜率的物理意义为场强，即小球在和处图像斜率不同，所以场强大小不同，根据牛顿第二定律结合A选项分析可知小球在和处加速度大小、方向均不同，C错误；D．小球的初动能不为零，在和位置的速度比例关系无法求解，D错误。故选B。5、C【解析】

A．核能是新能源，但不是再生能源，A错误；B．轻核的聚变也能产生核能，比如氢弹，B错误；C．它是原子核结构发生变化时，产生新核，出现质量亏损，从而放出的能量，C正确；D．轻核的聚变的反应速度无法控制，而重核裂变的反应速度可以控制，D错误；故选C。6、D【解析】

ABD．根据甲、乙图可知，波长4m，周期2s，波速选项AB错误，D正确；C．根据图乙t=0s时，质点向下振动，所以甲图x=1m坐标向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，选项C错误。故选D。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、AD【解析】

由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动，当与弹簧相接触后，再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，直到小球速度为零。A．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，A正确；B．在最低点小球速度为零，从刚释放小球到小球运动到最低点，小球动能变化量为零，重力做的功和弹力做的功的绝对值相等，即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同，所以最低点应该在h+2x0小球的后边，B错误；C．由B知道最低点位置大于，所以弹力大于2mg，C错误；D．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由动能定理可得，故D正确。8、BC【解析】

根据图象求出各状态下的压强与温度，然后由理想气体状态方程解题。【详解】由图示可知，pa=p0，pb=pc=2p0，Ta=273+27=300K，Tc=273+327=600K，由数学知识可知，tb=2ta=54℃，Tb=327K；由理想气体状态方程得：，则，由理想气体状态方程可知：故BC正确，AD错误；故选BC。解题时要注意横轴表示摄氏温度而不是热力学温度，否则会出错；由于题目中没有专门说明oab是否在同一条直线上，所以不能主观臆断b状态的温度。9、BCD【解析】

试题分析：根据题意可知，B与地面间的最大静摩擦力为：fBm＝，因此要使B能够相对地面滑动，A对B所施加的摩擦力至少为：fAB＝fBm＝，A、B间的最大静摩擦力为：fABm＝2μmg，因此，根据牛顿第二定律可知当满足：＝，且≤fAB＜2μmg，即≤F＜3μmg时，A、B将一起向右加速滑动，故选项A错误；当F≥3μmg时，A、B将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有：F－2μmg＝2maA，2μmg－＝maB，解得：aA＝－μg，aB＝，故选项C、D正确；当F＝时，对A和B整体受力分析有，，解得aA＝aB＝，故选项B正确．考点：本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题．10、ACE【解析】

由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A；【详解】由图像可知，这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm，选项A正确；由Q点的振动图像可知，在t=0时，质点Q向y轴正方向运动，可知波向x轴正向传播，选项B错误；波速，从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了，选项C正确；从t=0.1到t=0.25s经历了0.15s=T，但是因P点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P通过的路程不等于3A=30cm,选项D错误；，则质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位），选项E正确；故选ACE.本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A．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、0.735【解析】

(1)[1]游标为20分度，精确度为0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为(2)[2]调节轨道的倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力为零，而撤去托盘m0和钩码m，小车的合力变为则小车加速从A到B过程中合外力做的功为[3]光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过A、B两位置的瞬时速度，有，则小车动能的变化量的表达式为12、CBC【解析】

(1)[1]木板做初速度为零的匀加速直线运动，根据得解得即木板的加速度为。(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以当时，木板才产生加速度，即图线不过原点，与横轴有交点，AB错误；CD．据题意，木板受到的滑动摩擦力为，对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有联立解得其中m为矿泉水瓶的质量，M为木板的质量根据函数斜率和截距的概念可知，当时，近似不变，即图像的斜率不变，当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后变小，即图像向下弯曲，C正确D错误。故选C。(3)[3]A．木板与桌面间的正压力以及动摩擦因数不变，所以加水的方法不改变滑动摩擦力的大小，A错误；BC．缓慢向瓶中加水，拉力是连续增大，而挂钩码时拉力不是连续增大的，所以可以更方便地获取多组实验数据，比较精确地测出摩擦