河北省承德市2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

T20名校联合体高三年级第一次调研考试物理注意事项：1．考试时间为75分钟，满分100分。2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。1.汽缸中气体的压强为，活塞的面积是，气体等压膨胀，推动活塞移动了15cm，在此过程中，气缸内封闭气体可视为理想气体，下列说法正确的是（）A.气体分子平均动能减小B.外界对气体做功225JC.气体的内能增加量大于吸收的热量D.气体对外界做的功小于吸收的热量2.核污染水含高达64种放射性元素，其中氚衰变过程中产生电离辐射可损害DNA，是致癌的高危因素之一。氚的半衰期为12.5年，其衰变方程为，下列说法正确的是（）A.衰变方程中，B.该反应为衰变，射线是由核外电子发射形成的C.和的结合能之和一定大于的结合能D.经过25年，的氚发生了衰变3.如图所示，一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖，玻璃砖的另一面涂有水银，光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出，分成了两束单色光a和b，下列说法正确的是（）A.a光能发生偏振现象，b光则不能B.在玻璃砖中a光的速度比b光的大C.a光比b光更不容易发生明显衍射D.用a、b两种单色光分别照射同一金属，发生光电效应，a光照射产生光电子的最大初动能比b光的大4.如图所示，细线一端系在质量为m的圆环A上，通过一光滑定滑轮，另一端系一质量为2m的物块B，圆环套在固定直杆上，细线对圆环A的拉力方向水平向左，固定直杆倾角，圆环A恰好静止不动，则（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，）（）A.圆环A与直杆间动摩擦因数为B.细线对滑轮的作用力大小为C.直杆对圆环A的弹力大小为0.8mgD.直杆对圆环A的作用力大小为2mg5.如图，物块P位于纬度为的地球表面上，与地球保持相对静止，人造地球卫星Q、R均做匀速圆周运动，卫星R为地球静止卫星。若某时刻P、Q、R与地心O在同一平面内，其中O、P、Q在一条直线上，且，下列说法正确的是（）A.Q、P的周期之比为B.Q、R的线速度之比为C.物块P的角速度大于卫星Q的角速度D.物块P的向心加速度大于卫星Q的向心加速度6.如图甲所示，在水平面上固定倾角为，底端带有挡板的足够长的光滑斜面，斜面底端静止一物块（可视为质点），从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用向上运动，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，当拉力F变为0时，物块恰好静止。重力加速度为g，，。对于整个过程，下列说法正确的是（）A.拉力对物块冲量B.物块的质量为C.物块做加速运动的时间比做减速运动的时间长D.物块机械能的增加量大于其克服重力做的功7.某节能储能输电网络如图所示，发电机输出电压，输出功率为500kW。升压变压器的匝数比，输电线总电阻R，其余线路电阻不计，输电线上损失的电压，用户端电压，功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）A.输电线总电阻B.输电线上的电流50AC.输送给储能站的功率为400kWD.降压变压器的匝数比二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。8.一列简谐横波在时的波形如图甲所示，图乙是坐标原点O处质点的振动图像。已知质点Q的平衡位置坐标为，则（）A.再经质点Q振动到最大位移处B.此后周期内质点Q通过的路程为0.6mC.时质点Q的加速度方向沿y轴正方向D.质点Q的振动方程为9.如图所示，正三棱块（上下为全等的正三角形，侧面是正方形）的A点固定一个电荷量为的点电荷，点固定一个电荷量为的点电荷，D、点分别为AC、边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是（）A.、C两点的电场强度方向相同B.将一负试探电荷从D点移到点，其电势能减少C.将一正试探电荷沿直线从点移到C点，电场力始终不做功D.若在点再固定一电荷量为的点电荷，C点再固定一个电荷量为的点电荷，则点的电势将大于B点的电势10.如图所示，半径分别为r和2r的两个同心圆，其圆心为O，只在环形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（磁场区域包括边界）。大量质量为m、电荷量为的带电粒子从M点沿各个方向以不同速率射入磁场区域。不计粒子间的相互作用及粒子重力，。下列说法中正确的是（）A.沿MO方向射入磁场且恰好未能进入内部圆形区域的带电粒子的速率为B.沿MO方向射入磁场且恰好未能进入内部圆形区域的带电粒子，其轨迹圆心到圆心O点的距离为2.5rC.第一次穿过磁场后恰能经过O点的带电粒子，其轨迹半径的最小值为0.8rD.从M点以最小速率穿过磁场后恰能经过O点的带电粒子，第一次在磁场中的运动时间为三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。11.一学生小组用图甲装置做“单摆测量重力加速度大小”的实验。然后利用刻度尺测出摆线的长度l，再利用手机的秒表功能测出小球做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，小组成员作出的图像如图乙所示。（1）由乙图可知小球的直径为______（结果保留三位有效数字）；（2）由乙图得出重力加速度的测量值为______（取3.14，计算结果保留三位有效数字）。12.小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞过程中动量守恒，实验装置如图甲所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M，上方均安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间，并算出整体的速度为v，通过改变B上砝码的质量进行多次实验。（1）用游标卡尺测出遮光片的宽度d如图乙所示，______；（2）若碰撞过程动量守恒，通过改变B上砝码的质量进行多次实验，收集多组实验数据建立图像，图像的斜率为k、纵轴截距为b，则滑块A的质量为______（用题中字母b、k表示）。13.某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻，把它们一起看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的图像。（1）根据以上信息并分析得到，新电源输出功率最大时流过电流值为______A；（2）若与蓄电池串联的定值电阻的阻值，当滑动变阻器的阻值时，求得蓄电池的效率______；（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像，虚线是新电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是（）A. B.C. D.14.空间存在一水平向左的匀强电场，O、P是电场空间中竖直平面上的两点。现从O点沿水平向右以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电，B的电荷量为。A从O点发射时的速度大小为，到达P点所用时间为t；B从O点发射时的速度大小为，也能运动到P点，重力加速度为g，求：（1）电场强度的大小；（2）B从O点发射到其动能最小时所用时间。15.如图所示，半径为R、质量为3m的圆弧槽AB静止放在光滑水平地面上，圆弧槽底端B点切线水平，质量为3m的小球2左侧固定一轻弹簧，轻弹簧左端距离B点的距离为R。现将质量为m的小球1从左侧圆弧槽上端的A点由静止释放，已知重力加速度为g，两小球均可视为质点。求：（1）小球1从A点由静止释放到刚与弹簧接触的过程中，圆弧槽发生的位移；（2）小球1再次回到圆弧槽时所能上升的最大高度。16.如图所示，正方形单匝线框abcd边长，每边电阻相同，总电阻。一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接物体P，手持物体P使二者在空中保持静止，线框处在竖直面内。线框的正上方有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距也为，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小，磁场的下边界与线框的上边ab相距。现将系统由静止释放，线框向上运动过程中始终在同一竖直面内，ab边保持水平，刚好以的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度，不计空气阻力。求：（1）线框在磁场中匀速运动时，细绳上的张力大小；（2）线框匀速穿过磁场区域的过程中线框ab边上产生的焦耳热Q；（3）若在线框ab边刚进入磁场时，立即剪断细绳，线框穿出磁场区域时的速度，求线框穿过磁场区域所用时间t和ab边上产生的焦耳热。

T20名校联合体高三年级第一次调研考试物理注意事项：1．考试时间为75分钟，满分100分。2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。1.汽缸中气体的压强为，活塞的面积是，气体等压膨胀，推动活塞移动了15cm，在此过程中，气缸内封闭气体可视为理想气体，下列说法正确的是（）A.气体分子的平均动能减小B.外界对气体做功225JC.气体的内能增加量大于吸收的热量D.气体对外界做的功小于吸收的热量【答案】D【解析】【详解】A．根据理想气体状态方程可知等压膨胀后气体温度升高，内能增大，分子平均动能增大，故A错误；B．气体体积增大，对外界做功，外界对气体做功为故B错误；CD．由热力学第一定律有即气体对外界做的功小于吸收的热量，气体的内能的增加量小于吸收的热量，故C错误，D正确。故选D。2.核污染水含高达64种放射性元素，其中氚衰变过程中产生的电离辐射可损害DNA，是致癌的高危因素之一。氚的半衰期为12.5年，其衰变方程为，下列说法正确的是（）A.衰变方程中，B.该反应为衰变，射线是由核外电子发射形成的C.和的结合能之和一定大于的结合能D.经过25年，的氚发生了衰变【答案】C【解析】【详解】A．由电荷数与质量数守恒可得解得故A错误；B．衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个电子和一个质子，故B错误；C．由于该反应释放能量，生成的新核更稳定，比结合能更大，故和的结合能之和一定大于的结合能，故C正确；D．由于半衰期为12.5年，可知经过25年，即经过两个半衰期，的氚发生了衰变，故D错误。故选C。3.如图所示，一束含有两种频率的复色光斜射向一块厚玻璃砖，玻璃砖的另一面涂有水银，光线经折射、反射、再折射后从玻璃砖入射面一侧射出，分成了两束单色光a和b，下列说法正确的是（）A.a光能发生偏振现象，b光则不能B.在玻璃砖中a光的速度比b光的大C.a光比b光更不容易发生明显衍射D.用a、b两种单色光分别照射同一金属，发生光电效应，a光照射产生光电子的最大初动能比b光的大【答案】B【解析】【详解】A．光都能发生偏振现象，故A错误；B．作出光路图如图所示b光偏折大，则b光的频率大、折射率大，根据公式可知，折射率越大，速度越小，即b光的速度小，故B正确；C．根据因为b光的频率大，即b光的波长小于a光的波长，则a光比b光更容易发生明显衍射，故C错误；D．由光子能量子可知，a光的光子能量比b光小，再由光电效应方程可知，a光照射产生光电子的最大初动能比b光的小，故D错误。故选B。4.如图所示，细线一端系在质量为m圆环A上，通过一光滑定滑轮，另一端系一质量为2m的物块B，圆环套在固定直杆上，细线对圆环A的拉力方向水平向左，固定直杆倾角，圆环A恰好静止不动，则（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，）（）A.圆环A与直杆间动摩擦因数为B.细线对滑轮的作用力大小为C.直杆对圆环A的弹力大小为0.8mgD.直杆对圆环A的作用力大小为2mg【答案】A【解析】【详解】AC．对B进行分析，细线拉力大小对圆环A进行受力分析，受重力，细线拉力，直杆弹力，摩擦力的作用，如图所示根据平衡条件可知，直杆弹力摩擦力由于解得故A正确，C错误；B．对滑轮进行受力分析，细线的两部分作用力大小相等，均为，方向垂直，故细线对滑轮的作用力大小为故B错误；D．直杆对圆环A的作用力为弹力和摩擦力的合力，又因圆环A恰好静止，即直杆对圆环A的作用力与细线拉力和A的重力的合力等大反向，结合上述可知，大小为故D错误。故选A。5.如图，物块P位于纬度为的地球表面上，与地球保持相对静止，人造地球卫星Q、R均做匀速圆周运动，卫星R为地球静止卫星。若某时刻P、Q、R与地心O在同一平面内，其中O、P、Q在一条直线上，且，下列说法正确的是（）A.Q、P的周期之比为B.Q、R的线速度之比为C.物块P的角速度大于卫星Q的角速度D.物块P的向心加速度大于卫星Q的向心加速度【答案】A【解析】【详解】A．由得则、的周期之比为又因卫星为地球静止卫星，所以，则，A正确；B．由得，则、的线速度之比为，B错误；C．由得由，则，又，则，C错误；D．由，，，故由得由，有，故，D错误。故选A。6.如图甲所示，在水平面上固定倾角为，底端带有挡板的足够长的光滑斜面，斜面底端静止一物块（可视为质点），从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用向上运动，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，当拉力F变为0时，物块恰好静止。重力加速度为g，，。对于整个过程，下列说法正确的是（）A.拉力对物块的冲量B.物块的质量为C.物块做加速运动的时间比做减速运动的时间长D.物块机械能的增加量大于其克服重力做的功【答案】B【解析】【详解】A．根据题意可知，拉力为变力，拉力对物块的冲量等于图线与横轴所围图形的面积，即，A错误；B．根据动量定理有可知，物块的质量，B正确；C．由B选项可知，再由乙图可知时拉力，即时，速度达到最大值，则物块做加速运动的时间和做减速运动的时间相等，C错误；D．除重力以外的其他力做功等于机械能的变化量，而其他力即拉力，由动能定理，即物块机械能的增加量等于拉力做的功，也等于克服重力做功，D错误。故选B。7.某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。升压变压器的匝数比，输电线总电阻R，其余线路电阻不计，输电线上损失的电压，用户端电压，功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）A.输电线总电阻B.输电线上的电流50AC.输送给储能站的功率为400kWD.降压变压器的匝数比【答案】C【解析】【详解】D．由得,则降压变压器的匝数比，故D错误；B．用户端电流由则输电电流故B错误；A．输电线总电阻故A错误；C．输电线上损失的功率输送功率则输送给储能站的功率故C正确。故选C。二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。8.一列简谐横波在时的波形如图甲所示，图乙是坐标原点O处质点的振动图像。已知质点Q的平衡位置坐标为，则（）A.再经质点Q振动到最大位移处B.此后周期内质点Q通过的路程为0.6mC.时质点Q的加速度方向沿y轴正方向D.质点Q的振动方程为【答案】AC【解析】【详解】A．由题图乙知，当时，原点处质点向上运动，结合题图甲可得该波向左传播，由题图可知，波长为周期该波的波速经过时间质点Q振动到最大位移处，故A正确；B．时质点Q不在平衡位置，波峰或波谷位置，则在周期内的路程不等于故B错误；C．由质点Q在时向上振动，可以判断当时质点Q的位移为负值，则其加速度方向沿轴正方向，故C正确；D．Q初相位角速度为则质点Q的振动方程为故D错误。故选AC。9.如图所示，正三棱块（上下为全等的正三角形，侧面是正方形）的A点固定一个电荷量为的点电荷，点固定一个电荷量为的点电荷，D、点分别为AC、边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是（）A.、C两点的电场强度方向相同B.将一负试探电荷从D点移到点，其电势能减少C.将一正试探电荷沿直线从点移到C点，电场力始终不做功D.若在点再固定一电荷量为的点电荷，C点再固定一个电荷量为的点电荷，则点的电势将大于B点的电势【答案】AC【解析】【详解】A．由电场强度的合成可知，、两点的电场强度方向均平行于，方向由指向，故A正确；B．电场强度方向由指向，从点移到点电势降低，但试探电荷为负电荷，故电势能增加，故B错误；C．试探电荷沿直线从点移到点，位移与电场线垂直，故电场力始终不做功，故C正确；D．若在点再固定一电荷量为的点电荷，点再固定一个电荷量为的点电荷，几何体为正三棱块，D、点分别为AC、边的中点，所以为和的中垂面，也就是等势面，各处电势相等，故D错误。故选AC。10.如图所示，半径分别为r和2r两个同心圆，其圆心为O，只在环形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（磁场区域包括边界）。大量质量为m、电荷量为的带电粒子从M点沿各个方向以不同速率射入磁场区域。不计粒子间的相互作用及粒子重力，。下列说法中正确的是（）A.沿MO方向射入磁场且恰好未能进入内部圆形区域的带电粒子的速率为B.沿MO方向射入磁场且恰好未能进入内部圆形区域的带电粒子，其轨迹圆心到圆心O点的距离为2.5rC.第一次穿过磁场后恰能经过O点的带电粒子，其轨迹半径的最小值为0.8rD.从M点以最小速率穿过磁场后恰能经过O点的带电粒子，第一次在磁场中的运动时间为【答案】BD【解析】【详解】A．带电粒子从M点沿MO方向射入磁场，恰好未能进入内部圆形区域，说明运动轨迹恰好与内圆相切，如图所示设圆弧轨迹的半径为，圆心为A，连接和，在直角中，由于即解得根据洛伦兹力提供向心力可得解得故A错误；B．由图可知其轨迹圆心A到圆心O点的距离故B正确：C．带电粒子从M点经圆周运动进入内部圆形区域再通过圆心O，根据逆向运动，半径最小的圆周运动其圆弧与大圆相切，如图所示设圆弧轨迹半径为，圆心为D，其中M、D、O在一条直线上，连接OM、CD，在直角中，有即解得故C错误：D．带电粒子做圆周运动的半径最小，其速率就最小，如上图所示，在直角中，由于则整个圆弧轨迹所对的圆心角为带电粒子做圆周运动，周期粒子在磁场中的运动时间为代入数据解得故D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。11.一学生小组用图甲装置做“单摆测量重力加速度大小”的实验。然后利用刻度尺测出摆线的长度l，再利用手机的秒表功能测出小球做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，小组成员作出的图像如图乙所示。（1）由乙图可知小球的直径为______（结果保留三位有效数字）；（2）由乙图得出重力加速度的测量值为______（取3.14，计算结果保留三位有效数字）。【答案】（1）2.00（2）9.86【解析】【小问1详解】由题图可知，设摆球直径为，根据周期公式当时，即解得【小问2详解】故图像的斜率为解得重力加速度的测量值为12.小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞过程中动量守恒，实验装置如图甲所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M，上方均安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间，并算出整体的速度为v，通过改变B上砝码的质量进行多次实验。（1）用游标卡尺测出遮光片的宽度d如图乙所示，______；（2）若碰撞过程动量守恒，通过改变B上砝码的质量进行多次实验，收集多组实验数据建立图像，图像的斜率为k、纵轴截距为b，则滑块A的质量为______（用题中字母b、k表示）。【答案】（1）1.145（2）【解析】【小问1详解】20分度游标卡尺的精度为0.05mm，由题图乙中游标卡尺刻度可知遮光片的宽度为【小问2详解】碰撞过程中满足动量守恒，则有整理得则图像的斜率为纵轴截距为联立解得13.某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻，把它们一起看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的图像。（1）根据以上信息并分析得到，新电源输出功率最大时流过的电流值为______A；（2）若与蓄电池串联的定值电阻的阻值，当滑动变阻器的阻值时，求得蓄电池的效率______；（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像，虚线是新电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】（1）0.375（2）（3）C【解析】【小问1详解】由题图乙，新电源的电动势新电源的内阻当外电阻等于内阻时，输出功率最大，对应外电阻的阻值，通过的电流【小问2详解】蓄电池的电动势蓄电池的内阻当滑动变阻器的阻值时，电流蓄电池的效率【小问3详解】由题图甲所示电路图可知，由于电压表分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电路中的电流为短路电流，因此虚线与实线在I轴相交。故选C。14.空间存在一水平向左的匀强电场，O、P是电场空间中竖直平面上的两点。现从O点沿水平向右以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电，B的电荷量为。A从O点发射时的速度大小为，到达P点所用时间为t；B从O点发射时的速度大小为，也能运动到P点，重力加速度为g，求：（1）电场强度的大小；（2）B从O点发射到其动能最小时所用时间。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设电场强度的大小为，小球B在水平方向运动的加速度为。根据牛顿第二定律有结合运动学公式和题给条件有联立解得【小问2详解】由题可知，小球B一开始做减速运动，当合力与速度垂直时动能最小，设B从点发射经时间动能最小，动能最小时竖直方向速度为，水平方向速度为，速度偏转角为，则有且有，又因合力与速度垂直，则联立得15.如图所示，半径为R、质量为3m的圆弧槽AB静止放在光滑水平地面上，圆弧槽底端B点切线水平，质量为3m的小球2左侧固定一轻弹簧，轻弹簧左端距离B点的距离为R。现将质量为m的小球1从左侧圆弧槽上端的A点由静止释放，已知重力加速度为g，两小球均可视为质点。求：（1）小球1从