河北省唐山市2024-2025学年高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年河北省唐山市高三（上）期末考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.经过6次衰变和4次衰变后变成一种稳定的元素。这种元素的质量数和原子序数分别是（）A.208，82 B.208，74 C.204，82 D.204，74【答案】A【解析】设衰变后的元素为M，质量数为y，核电荷数为x衰变方程为则质量数解得核电荷数解得故选A。2.地球的公转轨道近似为圆，哈雷彗星的运行轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归，在近日点哈雷彗星与太阳的间距和日、地间距可认为相等。则下列说法正确的是（）A.在近日点时哈雷彗星运行速度小于地球运行速度B.近日点时哈雷彗星运行速度大于地球运行速度C.在近日点时哈雷彗星运行加速度大于地球运行加速度D.在近日点时哈雷彗星运行加速度小于地球运行加速度【答案】B【解析】AB．在近日点，哈雷彗星与太阳的间距和日、地间距相等，地球做匀速圆周运动，而哈雷彗星此时做离心运动，说明其运动速度更大，故A错误，B正确；CD．根据牛顿第二定律可得在近日点时，两者和太阳的距离相等，则加速度相等，故CD错误。故选B。3.如图所示，两波源分别位于x1=-0.7m和x2=0.9m处，产生沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波。两列简谐波的波速均为0.1m/s。t=0时刻，两列波刚好传到x3=-0.3m、x4=0.3m处。若两波源一直振动，下列说法正确的是（）A.沿x轴正向传播的简谐波周期为2sB.两列波相遇后会发生干涉现象C.t=6s时，x=0处的质点位移为0.5cmD.t=6s时，x=0处的质点振动方向向上【答案】C【解析】A．沿x轴正向传播的简谐波波长为周期为故A错误；B．沿x轴负向传播的简谐波波长周期两列波周期和频率不同，相遇后不会发生干涉现象，故B错误；C．t=6s时，简谐波传播距离沿x轴正向传播的简谐波在x=0处的质点位移为沿x轴正向传播的简谐波在x=0处的质点位移为x=0处的质点实际位移为0.5cm，故C正确；D．t=6s时，沿x轴正向传播的简谐波在x=0处的质点的速度为0，沿x轴负向传播的简谐波在x=0处的质点的速度最大且由平衡位置向下运动，故t=6s时，x=0处的质点振动方向向下，故D错误。故选C。4.空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），A、B、C、D、E为磁场中的五个点，，C为BD中点，AB平行于DE，如图所示。一束带正电的同种粒子垂直AB由A点沿纸面向上射入磁场，各粒子速度大小不同，经过一段时间后第一次到达虚线位置。用、、、分别表示第一次到达B、C、D、E四点的粒子所经历的时间，下列说法正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】粒子通过B、C、D、E各点的轨迹如图由几何关系可知：从A到B，粒子运动轨迹对应的圆心角为；从A到C和A到E，粒子运动轨迹对应的圆心角小于，且相等；A到D，粒子运动轨迹对应的圆心角最小；带电粒子垂直进入匀强磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即则运动周期周期与速度无关，是粒子从A点沿纸面向上射入磁场，运动轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长；所以故选B。5.甲、乙同学在操场上做游戏。游戏前，甲同学位于直线MN上的A点，乙同学位于B点，A、B两点连线与直线MN的夹角为30°。游戏开始时甲、乙两同学同时开始做匀速直线运动，速度大小分别为2m/s和1.4m/s，甲同学沿MN运动，乙同学速度方向任意。若甲、乙两同学在直线MN上相遇且经历时间最短，则乙同学速度方向与直线MN夹角约为（）A.30° B.45° C.75° D.90°【答案】C【解析】设乙同学速度方向与直线MN夹角θ，B点到MN距离为d，垂直MN方向，有沿MN方向代入数据可得故乙同学速度方向与直线MN夹角θ约为75°。故选C。6.如图所示，某同学在乒乓球台前练习发球。第一次发球时，该同学将乒乓球从A点垂直球网以速度v1水平击出，乒乓球在球台上第一个落点为B点；第二次练习时将乒乓球从A点垂直球网以速度v2水平击出，乒乓球在球台上第三个落点为B点。已知乒乓球与球台碰撞时没有机械能损失，水平方向速度保持不变，竖直方向速度反向，乒乓球在运动过程中与球网没有接触。则两次发球的速度v1和v2的比值为（）A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.5:1【答案】D【解析】根据对称性可知，乒乓球反弹后上升高度与A点等高，根据可逆思维可知，两次过程中乒乓球运动时间之比而两次水平方向分速度不变，且水平均做匀速直线运动，由可知，x相同，则两次发球速度之比为故选D。7.如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为5:2，在副线圈两端连接发光二极管，当正向电压大于1V时二极管才能发光，反向电压时二极管不发光。不发光的时间间隔小于0.04s时，人眼无法区分，感觉发光是连续的。现将一峰值为5V的正弦交流电接入原线圈，人眼刚好感觉发光是连续的，则此正弦交流电的频率约为（）A.7.0Hz B.13Hz C.17Hz D.25Hz【答案】C【解析】根据可得副线圈两端电压的峰值为2V，当正向电压大于1V时二极管才能发光，正向电压小于1V或反向电压时二极管不发光，在一个正弦周期内T，不发光的时间间隔为解得所以故选C。二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.一定质量的理想气体由状态A变为状态B的V−T图像如图所示，已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。根据上述信息，下列说法正确的是（）A.气体在状态A时的温度是200KB.气体在状态B时的压强是2.25×105PaC.气体由状态A到状态B的过程中从外界吸收热量D.气体由状态A到状态B的过程中向外界放出热量【答案】AC【解析】AB．从A到B过程中，气体的体积与热力学温度成正比，所以气体发生等压变化，压强保持不变，即根据盖—吕萨克定律代入数据解得故A正确，B错误；CD．从状态A到状态B的过程中，压强不变，温度升高，内能变大，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故C正确，D错误。故选AC。9.如图，一电阻不计的U形导轨固定在水平面上，匀强磁场垂直导轨平面竖直向上，一粗细均匀的光滑金属杆垂直放在导轨上，始终与导轨接触良好。现使金属杆以初速度向右运动，在轨道上滑行的最大距离为x，金属杆始终与导轨垂直。若改变金属杆的初速度、横截面积S和U形导轨的宽度L时，仍能保证金属杆滑行的最大距离为x的是（）A.保持L不变，增大，S增大 B.保持S不变，增大，L增大C.保持S不变，不变，L增大 D.保持L不变，不变，S增大【答案】CD【解析】设金属棒材料密度为，质量金属棒的质量为设金属棒的电阻率为，则金属棒的电阻为金属杆速度由初速度减小到0，根据动量定理可得又则有联立可得由此可知，材料不变，磁场不变，最大距离x只与有关。故选CD10.梯子是生产、生活中常用的登高工具。将梯子靠在光滑的竖直墙壁上，爬梯子的人可视为质点，梯子的重心位于其几何中心，如图所示。梯子与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻人正好位于梯子的重心处静止不动，梯子与竖直墙壁之间的夹角为37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）A.地面对梯子的支持力等于人与梯子的重力之和B.梯子与地面的动摩擦因数μ≥0.375C.人缓慢向上爬行，梯子与地面可能发生相对滑动D.人缓慢向下爬行，梯子与地面可能发生相对滑动【答案】ABC【解析】A．选取人和梯子整体分析，做出受力分析图如下根据平衡可知地面对梯子的支持力F1等于人与梯子的重力之和mg，墙壁向左的弹力F2等于地面的摩擦力f，故A正确；B．选取A点为支点，根据杠杆的平衡条件其中B为AC的中点，则可得则故B正确；CD．人缓慢向上爬行，则重心上移，①式中AB变大，则F2变大，若F2大于地面的最大静摩擦力，梯子与地面会发生相对滑动，故C正确，D错误。故选ABC。三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.为探究两钢球碰撞过程中系统动量与机械能是否守恒，设计实验如下，如图所示，一截面为圆弧的长凹槽固定于水平桌面上，凹槽左侧放置质量为的铝球A，右侧放置质量为的钢球B，球B通过轻绳悬挂于O点，两球直径均为（d远小于细绳长度），球心与光电门光源等高。开始时，A、B两球均静止，B球与凹槽接触但无挤压。使A球以某一初速度向右运动，经过光电门后，与B球发生正碰。碰后A球反向弹回，再次经过光电门，从凹槽左端离开，光电门记录的两次挡光时间分别为、球向右摆动，测得细绳长L，最大摆角为。（1）若两球碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为________（用题中所给字母表示）；（2）若两球碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则应满足的关系式为________（用、、、表示）；（3）反复实验发现：碰后的系统机械能比碰前的少一些，原因是________；若发现碰后的系统动量比碰前的多一些，原因是________。A．测量钢球B的摆角偏大B．圆弧凹槽存在摩擦C．两钢球碰撞过程中发生的形变没能完全恢复【答案】（1）（2）（3）BCAB【解析】【小问1详析】由题意，若两球碰撞过程中系统动量守恒，有其中可得应满足的关系式为【小问2详析】若两球碰撞过程中系统动量、机械能都守恒可得代入和，可得【小问3详析】[1]若碰后的系统机械能比碰前的少一些。A．测量钢球B的摆角偏大，碰后速度偏大，碰后机械能偏大，故A不正确；B．圆弧凹槽存在摩擦，A球碰后速度偏小，机械能变小，故B正确；C．碰撞过程中发生的形变没能完全恢复，系统有机械能损失，故C正确；故选BC。[2]若发现碰后的系统动量比碰前的多一些。A．测量钢球B的摆角偏大，碰后速度偏大，碰后动量偏大，故A正确；B．圆弧凹槽存在摩擦，A碰前动量偏小，有可能碰后动量偏大，故B正确；C．碰撞过程中发生的形变没能完全恢复，不影响动量守恒，故C错误。故选AB。12.某位同学家里装修，购买了5盘铝线，每盘标注长为100m、横截面积为2mm2，该同学为了检测铝线的横截面积和长度是否与标注一样，准备了如下器材：滑动变阻器R；电阻箱R1和R2（最大阻值均为999.9Ω）定值电阻R3（R3=10Ω）灵敏电流表G；电池组E（电动势约9V）；开关S和S0，导线若干。该同学的检测过程如下：（1）通过资料查询到铝的电阻率为2.9×10−8Ω·m；（2）选择铝线不同位置剥去绝缘皮后，使用螺旋测微器测量铝线直径。某次测量读数如图1所示，则铝线的直径为__________mm；（3）将5盘铝线串联，按图2所示连接电路，Rx表示铝线的总电阻；（4）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑到__________（填“左”或“右”）端；（5）闭合开关S及S0，调节电阻箱R1和R2，当R1和R2的阻值分别为7.8Ω和5.7Ω时，电流表的示数恰好为零，Rx值的表达式为__________（用R1、R2、R3表示）；用该同学按测得的铝线直径计算，发现铝线粗细符合其标注规格。按标注规格2mm2计算，每盘铝线实际长度为__________m（保留一位小数）。【答案】（2）1.595（1.594~1.597）（4）右（5）100.8【解析】（2）螺旋测微器的读数为（4）为保证电路安全，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应该调节到最大，故滑片滑到右端。[3]电流表示数为零时，表明达到了电桥平衡，此时有解得（5）根据电阻定律代入数据解得四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没油时，从某点A恰好能看到桶侧面的E点，当桶中装满油时，仍沿AE方向看去，恰好看到桶底边缘的B点，已知B、E两点相距，光在真空中传播的速度为c，不考虑桶壁的反射，求：（1）油的折射率；（2）B点发出的光在油中传播的最长时间。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】光路图如图所示由光的折射定律可知解得折射率【小问2详析】设从B点发出的光在油中运动的最大位移为L，则光在油中的传播速度为v，则光在油中传播最长时间为t，则代入数据解得14.如图为真空中平面直角坐标系xOy，y轴右侧存在沿y轴正向的匀强电场（图中未画出）和垂直平面向外的匀强磁场B1，y轴左侧存在沿x轴正向的匀强电场，第二象限内还存在垂直平面向里的匀强磁场B2。一带电微粒从x轴上的A点飞入第二象限，恰好做直线运动，到达y轴的C点后做匀速圆周运动，到达y轴上的D点（图中未画出），最终从D点恰能回到A点，已知OA=OC=L，重力加速度为g。求：（1）微粒从A点飞入时的速度；（2）B1与B2的比值。【答案】（1）（2）2【解析】【小问1详析】微粒在第二象限内做直线运动，取速度大小为v，重力与电场力均为恒力，洛伦兹力也应该为恒力，速度大小不变，微粒在一四象限运动时，电场力向上，与重力平衡，洛伦兹力充当向心力，微粒做匀速圆周运动，速度v大小也不变，在第三象限内运动时，只受电场力和重力，合力沿AD方向，且AD与x轴正方向夹角为45°，取AD长度