河北省2024-2025学年高三（上）期末物理试卷（含解析）

河北省名校2024-2025学年高三（上）期末物理试卷

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，写在试卷上无效。

3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.增殖反应堆将不能用作裂变核燃料的铀238（附8。）和牡232（箫27无）转换成裂变核燃料杯239c铲Pa）和铀

233斓3[;）,其中，社232通过与慢中子反应生成钱233,社233经过两次.衰变后生成铀233,从而得到裂变

核燃料铀233,达到增殖的目的。下列说法正确的是（）

A.社232核转化成铀233核的过程是化学反应过程

B.社233核比钱232核多一个电子

C.铀238核比铀233核多5个质子

D.铀233核比社233核多两个质子

2.如图甲所示，在x轴上有两个波源Si和S2,两波源在纸面内做垂直于久轴的简谐运动，其振动图像分别如

图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为0.25?n/s,贝）

4

F~0“Jm2/3452/345t/s

A.两波源形成的波不同，不能产生干涉现象

B.工=0的点为振动加强点，振幅为6nl

C.x=1的点为振动减弱点，振幅为2nl

D.两波源的连线上（不含波源）有12个振动减弱点，它们的位移大小始终是27n

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3.内壁光滑的“U”型导热汽缸用不计质量的轻活塞封闭一定体积的空气（可视为理想气体），浸在盛有大量

冰水混合物的水槽中，活塞在水面下，如图所示。现在轻活塞上方缓慢倒入沙子，下列说法中正确的是（）

冰水混合做L沙<子匚

A.封闭空气分子的平均动能增大

B.活塞压缩封闭空气做功，封闭空气内能增大

C.封闭空气的压强变大

D.封闭空气从外界吸收了热量

4.如图所示，a、b两颗卫星均沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，a、b两卫星与地心连线在相等时间内

扫过的面积之比为2：3,若卫星a做圆周运动的周期为To,则a、6两卫星相邻两次距离最近的时间间隔为

B.含27ToC.f^oD噌To

5.如图甲所示，为半波整流电路，在变压器的输出电路中有一只整流二极管，已知原、副线圈的匝数比为22:1,

电阻R=10O,原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，贝1（）

C.电流表4的读数为袅4D.原线圈的输入功率P=

6.轻质丝绸放置在光滑斜面上，若固定丝绸，将物块B放置在丝绸上，恰能静止。现将物块4B放置在丝

绸上，用沿斜面向上的力F拉物块4丝绸不固定，系统保持静止，如图所示；已知物块4B的质量分别为

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mA,mB,与丝绸的动摩擦因数分别为以、〃B，则（）

A.若“4="B，MB不可能大于犯4B.若〃4＜劭，瓶8有可能大于爪4

C.只增加MB，物块B可能相对于丝绸滑动D.只增加F,物块力一定相对于丝绸滑动

7.如图为两个点电荷qi、q2形成的电场，虚线表示电场线。一带电粒子仅在电场力

的作用下，以一定的初速度从2点运动至B点，运动轨迹如图中实线所示。下列说

法正确的是（）

A.该粒子带正电

B.qi的电量大于q2的电量

c.a点的场强大于8点的场强

D.该粒子从4到B电势能先增大后减小

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.如图所示，圆心为。的半圆形轨道4BC固定在水平地面上的C点，4B是水平直径，C是最低点，。是水平地

面上的一点且在B点的正下方，圆弧轨道的E点有个小孔。让小球甲从地面上的M点、小球乙从地面上的N点

斜向上抛出（甲、乙均视为质点），甲、乙均恰好经过4点，甲落到C点，乙通过E处的小孔（无碰撞）运动到。

点，忽略空气的阻力，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.甲、乙在4点的速度大小之比为1："

B.甲在C点速度的反向延长线经过4。的中点

C.甲、乙在空中的运动时间均为2£

7g

D.乙在N点的速度与水平方向的夹角为45°

9.粗细均匀、质量为小、半径为R的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上处于静止状态，圆环处在匀强磁场

中，磁场方向垂直于圆环环面向外，磁场的磁感应强度大小为8,环上P、Q两点连有轻质软导线，P、Q两

点连线水平，间距为R,重力加速度为g,通过软导线给圆环通入恒定电流，结果悬线作用力恰好为零，不

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计软导线对圆环的作用力，则下列判断正确的是（）

A.圆环中电流从P点流入

B.通过软导线流入线圈的恒定电流的大小为翳

DK

C.P、Q两点间圆环优弧部分受到的安培力大小为/ng

D.P、Q两点间圆环劣弧部分受到的安培力大小为•fmg

10.（多选）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ互相平行，间距为3构成U形平面，与水平面的

夹角为。（0°＜。＜90。），磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨电阻不计，上端接入阻值为R的

定值电阻。金属棒协由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，金属棒ab的质量为小,

接入电路的电阻为J则金属棒ab沿导轨下滑过程中（）

A.最大加速度为gsin9

B.当金属棒帅下滑速度为"时，其两端电压为BA

C.所受安培力不会大于mgsin6

D

D,下滑速度大小一定小于西尹igsin。

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

n.某学习小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度。钢球一开始被通电的电磁铁衔住，电磁铁断电即释

放钢球。小球下落途中会经过一光电门，光电门发射端与接收端在同一高度，且钢球经过光电门时，发射

端发出的光能对准钢球的球心（如图乙）。钢球从光电门中经过时，光电门可以记录它的遮光时间3光电门

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的安装位置可以上下调整，从而改变释放时钢球球心到光电门发射端的竖直高度差儿测得实验时所用钢球

的直径为d(d很小)。完成下面的问题：

(1)要完成本实验，除了图甲中已经画出的器材外，还需要

4秒表

8.刻度尺

C游标卡尺

D天平

(2)钢球球心经过光电门时的速度大小为u=(用所测物理量的符号表示)。

(3)多次改变%,该学习小组得到了多组八和t的实验数据，并画出了八一《图像，如图丙，算得图像的斜率为

鼠利用图像的斜率k和小球的直径d可算得重力加速度g=(用字母k和d表示)。

(4)若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光,

但光线无法对准球心。大家都没注意到这个问题，用这样的装置完成了实验，这会导致重力加速度的测量

值_____(填“偏小”“偏大”或“不变”)。

12.某学习小组利用图甲电路测量干电池的电动势E和内阻r(约NL,其中R为电阻箱，灯为定值电阻，其实

验步骤如下：

图乙图内

图甲

(1)测量％的阻值，断开开关S,先将多用电表选择开关旋至欧姆挡“XI”倍率，进行,测量七

时的示数如图乙所示，则其读数为

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(2)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，闭合开关S,接电路中的a点的那支表笔不动，另一支表笔接电

路中的(选填或“c”)点，调节并记下电阻箱阻值R和电压表的示数U,则接a点的那支表

笔是(选填“红”或“黑”)表笔；

(3)多次改变电阻箱的阻值R,记录下对应的电压U；

(4)以《为纵轴、崟为横轴，根据实验数据作出上一"图线如图丙所示；

UKUK

(5)若不考虑多用电表对电路的影响，结合图丙可知，干电池的电动势£=V,内阻r=

0(计算结果均保留两位有效数字)。若考虑多用电表内阻的影响，则电动势的测量值

真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。

四、计算题：本大题共3小题，共36分。

13.某种光学元件由两种不同透明物质I和n制成，其横截面如图所示，。为AB中点，ABAC=30°,半圆形透

明物质I的半径为R，一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿P。方向射入，折射至2C面时恰好发生全发射，

再从BC边上的Q点垂直射出BC边，真空中光速为c,光从P传到Q所用时间「=爷凡求：(结果可用根式表

示)

(I)该透明物质n对该光的折射率电；

(2)该透明物质I对该光的折射率小。

14.如图所示，在比Oy平面的第二象限有一匀强电场，电场强度大小E可调，方向平行于y轴沿y轴正向。第

三象限有一垂直久Oy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为瓦电子源S在xOy平面内向各个方向发射速度

大小不同的电子，已知电子质量为小，电荷量为e。x轴上的P点与S点的连线垂直于x轴，S点与P点的距离为

d,不考虑重力和电子间相互作用。

(1)若从S发出的电子能在磁场中直接到达P点，求电子的最小速度外；

(2)若通过P点的电子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求场强的大小琦。

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15.如图所示，倾角。=30。的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上某位置固定有垂直于斜面的挡板P。

质量M=0.5kg的凹槽4在外力作用下静止在斜面上，凹槽4下端与固定挡板间的距离久0=2.5m,凹槽两端

挡板厚度不计。质量根=0.5kg的小物块B(可视为质点)紧贴凹槽上端放置，物块与凹槽间的动摩擦因数〃=

*。1=0时撤去外力，凹槽与物块一起自由下滑，t=1.5s时物块与凹槽发生了第一次碰撞。整个运动过程

中，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可忽略不计。取重力加速度g=10m/s2。求：

(1)凹槽与挡板发生第一次碰撞前瞬间物块的速度大小；

(2)凹槽的长度；

(3)凹槽与挡板发生第二次碰撞时，物块到挡板P的距离；

(4)从凹槽与物块一起自由下滑开始(t=0),到物块与凹槽发生第二次碰撞时所用的时间。

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】4社232核转化成铀233核的过程是核反应过程，不是化学反应过程，故/错误；

区社233核与社232核电荷数相同，则电子数相同，故2错误；

C铀238核与铀233核电荷数相同，则质子数相同，故C错误；

D牡233经过两次衰变后生成铀233,每次£衰变中一个中子转化为一个质子，放出一个负电子，铀233核

比社233核多两个质子，故。正确。

故选。。

2.【答案】B

【解析】4由图乙、图丙可知两列波的周期都为4s,则两列波的频率都为f=^=0.25”z,可知两列波的频

率相同，相位差恒定，可形成稳定的干涉现象，/错误；

5.两列波的波长均为2=vT=0.25x4m=Im,x=0点到两波源的波程差为As】=4m-2m=2m=2A,由

于两波源的起振方向相同，可知％=0点为振动加强点，振幅为/=4TH+2zn=6zn,5正确；

C.x=1点到两波源的波程差为4sl=3租-37n=0,由于两波源的起振方向相同，可知％=1点为振动加强

点，振幅为4=4m+27n=6/n,C错误；

D两波源的连线上（不含波源）点与两波源的波程差满足-64=—6zn<4sV6血=6九由于两波源的起振

方向相同，可知当波程差满足（2n+1）,时，该点为振动减弱点，则有[2X（—6）+l]x5n=-5.5m>-

1

6m,（2X5+1）X-m=5.5m<6ni,可知两波源的连线上（不含波源）有11个振动减弱点，它们的振幅为2?n,

但位移在0到2机之间变化，。错误。

故选瓦

3.【答案】C

【解析】/、由于汽缸是导热的，则汽缸内气体的温度不变，即封闭空气分子的平均动能不变，故/错误;

BCD、加入沙子前，封闭气体的压强等于大气压强po,即Pi=Po；当加入质量为血的沙子时，对活塞和沙

子，由平衡条件知，封闭气体的压强P2=Po+等>P1，即封闭气体的压强增大了，而封闭气体温度不变,

其内能不变，由玻意耳定律：pU=C知，封闭气体的体积减小，则活塞压缩封闭空气做功，由热力学第一

定律知，封闭气体向外界放热，故C正确，2。错误。

4.【答案】D

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【解析】设卫星做圆周运动的半径为r,由万有引力提供向心力可得

则单位时间内卫星与地心连线扫过的面积为

So=^=^y/GMra,b两卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积之比为2:3,则a、6两卫星做圆周

运动的半径之比为

Ta-rb=4:9

则有

27

Tb=3To

设a、b两卫星相邻两次距离最近的时间间隔为t,则

解得

t=常。

故选。。

5.【答案】D

【解析】4由图可知，原线圈输入电压的有效值为为=220人根据原副线圈匝数比与电压比的关系有胃=

祟，解得Ui=*Uo=/x220U=10U,所以电压表力的读数为10U,故/错误；

A由于二极管具有单向导电性，只有半个周期有电流，故有孚x】=?xT,有效值为5"匕即电

压表0的读数为有效值5"%故3错误；

CD原线圈的输入功率等于输出功率，即P0=Pi=萼=5W,故原线圈的电流/o=祟=a，故C错误，D

正确。

故选。。

6.【答案】A

【解析】AB.设斜面倾角为仇将物块力、B放在丝绸上，用沿斜面向上的力F拉物块4系统保持静止，有

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B

fj.AmAgcosd>nBmBgcose,若RA=MB，则爪83根4；若/<4<〃，则爪4>租8；故/正确，5错误；

C固定丝绸，将物块B放置在丝绸上，恰能静止，有oiBgsin。=曲山8。85仇只增加根8，上式仍然成立，

物块B相对于丝绸不会滑动，故C错误；

D由丝绸保持静止可知，4受丝绸的摩擦力为静摩擦力，方向沿斜面向下，不一定达到最大静摩擦力，只增

加£物块4相对于丝绸不一定滑动，故。错误。

7.【答案】B

【解析】解4因为带电粒子做曲线运动，所受合力（电场力）指向运动轨迹凹侧，所以该粒子所受电场力方

向大致指向左下方，与电场强度方向相反，则该粒子带负电，故/错误；

股同一电场中，电场线的疏密程度表示电场的强弱，所以由题图可知，qi的电量大于42的电量，故8正确;

C.同一电场中，电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，B点位置的电场线分布的密集程度大于4

点位置的电场线分布的密集程度，贝帕点的电场强度大于4点的电场强度，故c错误；

D粒子运动的速度方向沿运动轨迹的切线方向，结合前面分析及该粒子的运动轨迹可知，该粒子从4到B,

电场力方向与速度方向的夹角由锐角变为钝角，则电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故。

错误；

故选：Bo

8.【答案】BD

【解析】4斜抛运动具有对称性，把斜抛运动看成两个对称的平抛运动，由图像看出，甲、乙从4点到落

地，平抛运动的高度相等，运动时间t相等，由平抛规律可知

水平位移之比为1:2,由水平方向位移

x—vt

故甲、乙在a点的速度大小之比为1:2,4错误；

8.平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点，故甲在C点速度的反向延长线经过入。的中点，8正确

C.斜抛运动时间是平抛运动时间的2倍，则两个斜抛运动时间均为2*，C错误;

79

D乙在N点的速度与水平方向的夹角设为8,根据对称性，乙在。点的速度与水平方向的夹角也为6,根

据平抛运动规律，故乙在D点的速度反向延长线经过。点，则

R

tan。=—=1

R

解得

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9=45°

D正确。

9.【答案】BD

【解析】4圆环通电后悬线作用力恰好为零，说明圆环受到向上的安培力，根据左手定则可知，圆环中电流

从Q点流入，2项错误;

2.根据力的平衡有

B1R=mg

解得

mg

~BR

B项正确;

CD.根据几何关系，P、Q两点间圆环优弧部分与圆环劣弧部分长度之比为5：1,则两部分电流之比为1：

5,则P、Q两点间圆环优弧部分受到的安培力大小为

1mg1

F】=BXq・丽R=qmg

同理，P、Q两点间圆环劣弧部分受到的安培力大小为

„5

?2=-^ng

C项错误，。项正确。

故选80。

10.【答案】AC

【解析】4金属棒协做加速度逐渐减小的变加速运动，刚开始下滑时加速度最大，由牛顿第二定律知amax

国包里=也依故N正确;

m

EBLv

区当金属棒M下滑速度为"时，感应电动势为E=BLv,感应电流为1=其两端电压为(/帅=

R+rR+r

故§错误;

K-VT

C金属棒M匀速运动时，产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力为Fmax=ngsin8,故C正

确;

D由安培力F=8〃=B黑：/,=胃/可知：下滑最大速度为"max=^Fmax=%*igsine,故。错误。

故选/C。

11.【答案】⑴BC；(2冷(3春(4)偏大

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【解析】(1)实验中需要刻度尺测量钢球下落的高度力,需要游标卡尺测量小球的直径，故选2C;

(2)钢球球心经过光电门时的速度大小为u=，

(3)根据小=2gh和1?=多可得/1=窘\贝饮=霁，解得9=雾；

c乙Mc乙M乙K

(4)若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光,

但光线无法对准球心，则测量的t偏小，u偏大，贝必偏大。

12.【答案】(1)欧姆调零；6；(2)6；红；(5)9.1；1.2；小于。

【解析】(1)多用电表每次换挡时都要进行欧姆调零，读数为6优

(2)a点电势高，根据红入黑出的原则，a点接的是红表笔，由于r较小，为了使路端电压变化明显，应增大

电源的等效内阻，即另一支表笔接电路中的6点；

(3)接电路中的a点的那支表笔不动，另一支表笔接电路中的b点，不考虑多用电表对电路的影响，

由闭合电路欧姆定律有£'=。+*&+。即人华。黑卷结合图象有*=0.11广1,吗+「=

KUE.Ka.CC

0.90—0.11/[7

L0”'

解得：E=9.1V,r=1.212,

考虑到多用电表的分流，设直流电压挡的内阻为R/,电动势的真实值为E真，测量值为E测，

则E真=U+塔+的照+r)＞号则=U+太R、+r),即测量值小于真实值。

13•【解析】(1)由题意可知，光线射向2C面恰好发生全反射，反射光线垂直于8c面从棱镜射出，光路图如

图所示

设光线在透明物质II中发生全反射的临界角为C,在M点刚好发生全反射。

由几何关系可知C=60。，贝|sinC=《

九2

解得的=乎

(2)物质I中光速为也=*,物质n中光速为=,，物质I中用时

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由几何关系知0M=04=R,MC^AC-AM^^-R-y/3R=^R,MQ=MCcos30°=史Rx史=,

3332，

物质n中用时12="产=5=券

也^2Zv2

已知，光从P传到Q所用时间1=公+切=空氏

C

联立解得的=避

14.【解析】⑴从S发出电子在磁场中做圆周运动能直接到达P点的最小半径勺=京

由向心力公式有e%B=m乎

•1

解得也=舞

(2)设电子初速度为，初速度方向与SP的夹角为仇从Q点由电场进入磁场，如图所示:

设该轨迹圆半径为r,由几何关系可知2rsin6=d

由向心力公式有euB=m.

设电子每次在电场中运动的时间为2a则

y方向有ucose=^-t

%方向有utsinB=rcosO

联立解得比=却

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15.【解析】(1)以整体为研究对象，从开始到凹槽与挡板发生第一次碰撞的过程中,由牛顿第二定律得

(m+M)gsinO=(m+

由运动学规律得

2

1a