2024-2025学年河北省邯郸市高三（上）第一次调研检测物理试卷（含解析）

2024-2025学年河北省邯郸市高三（上）第一次调研检测物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.一辆汽车在平直公路上行驶，发现前方有紧急情况后立即刹车。刹车过程可看作匀减速直线运动，则以下选项中能够描述刹车过程中动量随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
2.核电站轴核裂变的产物是多样的。有一种典型的轴核裂变是生成钡和氪，核反应方程是，已知铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为，以下说法正确的是( )
A. 核反应方程中的
B. 该核反应释放的核能是
C. 的比结合能大于或的比结合能
D. 目前部分高科技核电站已经实现可控核聚变发电
3.我们把电场中电势相同的各点构成的面叫作等势面。等势面也是形象描绘电场的重要工具，某同学研究点电荷产生的静电场时，画出了如图所示的等距等势面、、，即相邻两等势面间的距离相等。由图可知( )
A. 若改变零电势的位置，等势面的电势大小不变
B. 等势面的电势等于
C. 等势面的电势小于
D. 等势面的电势大于
4.“草长莺飞二月天，拂堤杨柳醉春烟。儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢。”这是诗人高鼎的村居。诗人勾勒出一幅春光明媚，喜放风筝的美丽春景图。若儿童将风筝放飞到空中后，拉着风筝线盘静止于水平地面上，风筝在如图所示的风的吹拂下恰好也静止在空中，风对儿童的作用力忽略不计。若风对风筝的作用力可认为垂直于风筝面向上，则( )
A. 拉直的风筝细线可能垂直于风筝面
B. 地面对儿童的支持力的大小等于风筝和儿童的总重力
C. 儿童相对地面具有向右运动的趋势
D. 儿童所受合外力大于风筝所受合外力
5.如图所示，一理想变压器原、副线圈接有三盏正常工作时电阻的灯泡。当变压器原线圈端输入电压时，三盏灯均正常发光。则灯泡的额定功率为( )
A. B. C. D.
6.如图甲所示，斜面固定在水平地面上，质量为的小物块静止在斜面底端，某时刻给物块一个沿斜面向上的初速度使物块沿斜面上滑，物块与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角，取水平地面为零重力势能参考面，在物块上滑过程中，物块的机械能和动能随沿斜面运动的位移变化的图像如图乙所示，取，下列说法正确的是( )
A. 图线为物块动能的变化图线，图线为物块机械能的变化图线
B. 物块的质量为
C. 物块与斜面之间的动摩擦因数为
D. 物块的初速度
7.如图甲所示，质量为的物块静止在粗糙水平地面上，物块与地面之间的动摩擦因数。某时刻对物块施加水平向右的拉力，随时间变化的规律如图乙所示，取。以下说法正确的是( )
A. 时拉力的瞬时功率为
B. 合力做功的平均功率为
C. 物块的动量变化量为
D. 物块运动的位移为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上的示意图，其中冬至时地球离太阳最近。仅考虑太阳对地球的引力，关于地球绕太阳公转过程，下列说法正确的是( )
A. 在冬至位置地球所受万有引力最大
B. 在立春位置，根据万有引力定律可得
C. 地球自转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数
D. 经过近日点、远日点两位置的瞬时速度大小之比约为
9.如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，分别从、点射出。下列说法中正确的是( )
A. 从点射出的是红光
B. 在相同条件下，从点射出的光更容易发生衍射
C. 两束光从点射入，到从、点射出所用的时间相等
D. 沿、折射的单色光的能量之和等于沿入射复色光的能量
10.如图，质量为的形金属框置于水平绝缘平台上，和边平行，和边垂直，左端接有阻值为的电阻。一根电阻、质量为的光滑导体棒置于金属框上，用水平恒力向右拉动导体棒，运动过程中，装置始终处于竖直向下、磁感应强度的匀强磁场中，与金属框始终保持良好接触，且与边保持平行。与足够长，两平行导轨间距为，整个金属框与水平绝缘平台间的动摩擦因数，滑动摩擦力可视为最大静摩擦力且金属框电阻可忽略，取。则以下说法正确的是( )
A. 若，则导体棒运动的最大速度为
B. 若，则导体棒先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动
C. 若，当导体棒的速度为时形金属框开始运动
D. 若，导体棒和形金属框最终将做加速度为的匀加速直线运动
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.重力加速度是物理学中一个重要概念，它描述了在地球表面附近自由落体运动的加速度。某探究小组确定了两种方案测量重力加速度，一是利用单摆测量重力加速度，二是利用平抛运动测量重力加速度。
方案一：利用单摆测量当地重力加速度
甲同学欲利用图装置测量重力加速度，乙同学分析该装置测量周期时，测量全振动次数较多时摆球容易做圆锥摆，于是提议利用图双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。已知每根轻细线长度为，两悬点间相距。当小球通过光电门平衡位置时，光电计数器计数次，同时计时器开始计时。
请回答下列问题：
如图，用螺旋测微器测得小球直径_____。若计数器显示的计数次数为，所用时间为，则双线摆的振动周期_____，利用图测得当地重力加速度_____用、、、、表示。
若利用图测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度_____选填“偏大”或“偏小”。
方案二：利用平抛运动测量当地重力加速度
如图所示，四分之一圆弧轨道固定在水平台面上，在圆弧轨道最低点固定有压力传感器，将小球由圆弧轨道某一高度静止释放，小球经过轨道最低点时压力传感器显示的压力大小为，小球离开圆弧轨道后做平抛运动，圆弧轨道的半径为，小球的质量为，抛出点距离地面的高度为，水平射程为，则当地的重力加速度测量值_____用已经测得的量表示。
12.智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，小明准备利用所学知识设计智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻。
小明首先利用图中多用电表粗略测量了光敏电阻阻值。下列关于实验过程的描述，正确的是( )
A.用不同挡位测量光敏电阻的阻值时，必须重新机械调零
B.测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
C.图中光敏电阻测量值
D.测量光敏电阻阻值时，应该把该电阻与电路断开
为了精确测量多组不同光照强度下光敏电阻的阻值，小明采用图中的实验器材进行实验，部分实物连接已经完成，描绘的阻值随照度反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯变化的图像如图，根据图可知，光敏电阻的阻值随照度减小而_____选填“增大”或“减小”。若电压表的量程为，内阻约为，毫安表的量程为，内阻约为，请将图中导线、连接在合适的位置，形成完整测量电路_____________。
小明设计如图所示的智能光控电路。当光敏电阻两端的电压增加到一定值时照明系统开始工作，自动控制系统开始补光。为了照度更小时，自动控制系统就开始补光，则需要_____选填“增大”或“减小”电阻箱的阻值。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.一个气泡从深为的湖底部沿竖直方向缓慢上浮，气泡内的气体对湖水做功，气体可视为理想气体，湖底与湖面温差不计。取湖水的密度为，重力加速度，大气压强为。求：
上浮过程中气泡从外界吸收的热量；
气泡体积变为原来的几倍。
14.如图所示，边长为的正方形区域含边界内存在匀强电场，电场强度方向向下且与边平行。一质量为、电荷量为的带电粒子从点沿方向以初速度射入匀强电场，恰好能从点飞出。不计粒子重力。
求粒子在电场中运动的时间及速度偏转角的正切值；
若将正方形区域内的匀强电场换成垂直纸面向外的匀强磁场，粒子仍以相同速度从点进入磁场，粒子以相同偏转角从边飞出。求磁感应强度与电场强度的比值。
15.如图所示，桌面、地面和固定的螺旋形圆管均光滑，轻质弹簧左端固定，自然伸长位置为点，弹簧的劲度系数，圆轨道的半径，圆管的内径比小球直径略大，但远小于圆轨道半径，小物块静止于木板左端，木板的上表面恰好与圆管轨道水平部分下端表面等高，小物块与木板上表面间的动摩擦因数，木板右端与墙壁之间的距离，现用力将小球向左推压，将弹簧压缩，然后由静止释放小球，小球与弹簧不连接，小球运动到桌面右端点后水平抛出，从管口处沿圆管切线飞入圆管内部，从圆管水平部分点飞出，并恰好与小物块发生弹性碰撞，经过一段时间后和右侧墙壁发生弹性碰撞，已知始终未和墙壁碰撞，并且未脱离木板，，，，，。试求：
小球平抛运动的时间及抛出点与管口间的高度差；
小球在圆管内运动过程中对圆管最高点的挤压力，并判断是和管的内壁还是外壁挤压；
木板的最短长度及木板在地面上滑动的总路程。
答案解析
1.
【解析】设刹车的初速度为 ，加速度为，则经时间的速度为
动量为
故选A。
2.
【解析】A.根据反应过程满足质量数守恒可得
可得
故A错误；
B.根据爱因斯坦质能方程可知，该核反应释放的核能为
故B正确；
C.核反应后产物 或 比反应前的 更稳定，所以 的比结合能小于 或 的比结合能，故C错误；
D.现在的核电站仍采用核裂变反应发电，还没有实现可控核聚变发电，故D错误。
故选B。
3.
【解析】A、某点的电势与零电势点的选择有关，当改变零电势的位置时，等势面的电势大小改变，故A错误；
、离点电荷越近的位置场强越大，可见等势面、间的平均场强大于等势面、间的平均场强，则等势面、间的电压大于等势面、间的电压，即，解得等势面的电势，故D正确，BC错误。
4.
【解析】A、风筝受到竖直向下的重力，垂直风筝面向上的风力和细线的拉力作用，由平衡条件知，细线的拉力方向与风筝面不垂直，则拉直的风筝细线不可能垂直于风筝面，故A错误；
、对风筝和儿童整体，由平衡条件知，地面对儿童的支持力的大小等于风筝和儿童的总重力减去风力的竖直分力，地面对儿童的静摩擦力与风力的水平分力平衡，则地面对儿童的静摩擦力方向向左，儿童相对地面具有向右运动的趋势，故B错误，C 正确；
D、儿童和风筝都静止，均处于平衡状态，则儿童所受合外力等于风筝所受合外力，均为，故D错误。
5.
【解析】在端加上的电压，所以端所加电压的有效值为
设灯泡正常发光的电流为，则原线圈电流为，副线圈电流为，则变压器原副线圈的匝数比为：：：
设每个灯泡的额定电压为，则有：：：：，解得：；
每个小灯泡正常发光时的功率为；
故B正确，ACD错误。
6.
【解析】A.根据机械能的定义，所以，结合图乙可知：图线为物块机械能的变化图线，图线为物块动能的变化图线，故A错误；
B.物块沿斜面上滑到最高点，则，，由，其中可得：，故B错误；
C.根据动能定理可得：，即，代入数据：，解得：，故C正确；
D.由，其中，，解得，故D错误。
7.
【解析】A.在 内根据动量定理可得
其中
可得时物块的速度大小为
则时拉力的瞬时功率为
故A错误；
B.在 内根据动量定理可得
其中
可得时物块的速度大小为
根据动能定理可知
则合力做功的平均功率为
故B正确；
C.物块的动量变化量为
故C错误；
D.若内物块做匀加速直线运动，则有
但物块在内实际上做加速度逐渐增大的加速运动，所以物块运动的位移不等于，故D错误。
故选B。
8.
【解析】A、在冬至位置时地球离太阳最近，此时地球所受万有引力最大，故A正确；
B、在立春位置，地球正做离心运动，则，故B错误；
C、由开普勒第三定律知，地球公转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数，故C错误；
D、由开普勒第二定律：，则经过近日点、远日点两位置的瞬时速度大小之比约为，故D正确。
9.
【解析】A.红光和紫光的入射角相同，但红光的折射率小于紫光的折射率，根据折射定律可知，红光的折射角大于紫光的折射角，所以从点射出的是紫光，从点射出的是红光，故A错误；
B.由于从点射出的光是红光，红光波长较长，更容易发生衍射，故B正确；
C.作出光路图，如图所示
光在玻璃中的传播距离为
则光在玻璃中的传播时间为
由此可知，两束光从点射入，到从、点射出所用的时间相等，故C正确；
D.光在空气与玻璃的分界面既有折射光线也有反射光线，根据能量守恒定律可知，沿、折射的单色光的能量之和小于沿入射复色光的能量，故D错误。
故选BC。
10.
【解析】A.导体棒运动速度最大时，导体棒受力平衡，则
导体棒产生的感应电动势为
感应电流为
若 ，则导体棒运动的最大速度为
故A正确；
B.对导体棒，根据牛顿第二定律可得
可知随着速度的增大，导体棒受到安培力逐渐增大，导体棒做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动，故B错误；
C.若 ，则导体棒运动的最大速度为
金属框开始运动时有
导体棒产生的感应电动势为
感应电流为
解得
故若 ，当导体棒的速度为时形金属框开始运动，故C正确；
D.若 ，则导体棒运动的速度为 金属框开始运动，此时电路中的电动势为
电路中的电动势变大，电流变大，当金属框和导体棒的加速度相同时达到稳定状态，则 ，假设导体棒和形金属框一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
解得
导体棒和形金属框最终将做加速度为 的匀加速直线运动，故D正确。
故选ACD。
11. 偏大


【解析】由图可知，螺旋测微器读数为
双线摆的振动周期为
双线摆的等效摆长
由单摆周期公式
代入数据解得
单摆周期公式为
解得
圆锥摆的周期公式为
为摆线与竖直方向的夹角，可知圆锥摆的周期小于单摆的周期，所以如果测量全振动次数较多时摆球做了圆锥摆，测得的周期偏小，由 计算得到的偏大。
根据
， ，
联立解得
12.
增大
增大

【解析】用不同挡位测量光敏电阻的阻值时，不必重新机械调零，但需要进行欧姆调零，故A错误；
B.测量电阻时，如果指针偏转过大，说明待测电阻阻值较小，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量，故B正确；
C.欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以图中光敏电阻测量值为
故C错误；
D.测量光敏电阻阻值时，应该把该电阻与电路断开，故D正确。
故选BD。
由图可知，阻值随照度的减小而增大；
本实验为了精确测量多组不同光照强度下光敏电阻的阻值，所以滑动变阻器应采用分压式接法，又
所以电流表应采用内接法，故电路图如图所示
若增大电阻箱的阻值，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中电流减小，则光敏电阻需要变大才能达到两端的电压定值，可以达到照度更小，光敏电阻阻值较大时，自动控制系统开始补光的目的。
13.上浮过程中，由题意可知，温度不变，则气泡内气体内能不变；气泡内的气体对湖水做功，根据热力学第一定律可知
可知上浮过程中气泡从外界吸收的热量为
气泡从深为的湖底部沿竖直方向缓慢上浮，根据玻意耳定律可知
其中
，
则有
可知气泡体积变为原来的 倍。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.粒子在匀强电场中做类平抛运动，由运动学公式可知
位移偏转角为 ，则有
速度偏转角的正切值
粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示
由几何关系可知
且
由牛顿第二定律可知
联立解得
粒子在匀强电场中运动过程有
且
，
联立解得
所以磁感应强度与电场强度的比值为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.弹簧弹开小球过程弹力随位移均匀变化，由动能定理可得
在小球平抛到管口点时如图
根据
联立解得
从到圆筒最高点的过程，由动能定理可得
由上述图可知
在最高点
解得
说明小球和圆筒外壁挤压，挤压力大小为，方向竖直向上。
从到全过程，由动能定理可得
解得
小球 和物块 碰撞过程，取水平向右为正方向，可得
解得
，
说明碰后小球停止运动，物块获得向右的速度，开始在木板上滑动，以 和 为对象，可得
对 可得
解得
物块与木板共速后与墙壁发生碰撞，以 和 为对象，第次与墙碰撞后
解得
对木板
第次与墙碰撞后
解得
对木板
第次与墙碰撞后
解得
对木板
第 次与墙碰撞后
解得
对木板
第 次与墙碰撞后
解得
对木板
木板运动的总路程为
即
当 时， ，可得
代入数据解得
木板和物块最终停在右侧墙壁处，物块恰好停在右端，根据能量守恒可得
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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