河北省部分学校2024-2025学年高三下学期开学考物理试题（解析版）

这是一份河北省部分学校2024-2025学年高三下学期开学考物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，这标志着中国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出了重要一步。“中国环流三号”内部主要发生氘-氚聚变反应，反应方程式为 12H+13H−→a4He+0bX，下列说法正确的是( )
A. b=2B. a=2
C. 原子弹也是基于该反应D. 12H为氘核，包含1个质子和2个中子
2.平衡术对人的观察能力和动手能力要求较高，极其锻炼人的耐心。小强同学在海边堆放了一些石块，如图所示，石块 A、B的接触面水平，不计空气的作用力，下列说法正确的是( )
A. 最上面的石块D一定只受两个力作用B. 心形石块E一定不受摩擦力作用
C. 石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上D. 石块C可能受到6个力的作用
3.图为一种减震垫，上面布满了圆柱形薄膜气泡，每个气泡内充满了一定质量的理想气体，当平板状物品平压在气泡上时，气泡内气体的体积减小，温度保持不变。关于该挤压过程中气泡内的气体，下列说法正确的是( )
A. 气体放出热量B. 气体吸收热量C. 分子平均动能增大D. 分子平均动能减小
4.惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。某摆钟如图甲所示，旋转摆钟下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，简化图如图乙所示。摆的运动可视为简谐运动，下列说法正确的是( )
A. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的振幅一定减小
B. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆下移，则摆的振幅一定增大
C. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定减小
D. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定增大
5.地球和火星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动，地球和火星绕太阳运动的轨道半径分别为r1、r2，且r1≠r2，地球和火星绕太阳运动的速度大小分别为v1、v2，则( )
A. v1r1=v2r2B. v1r12=v2r22C. v1r1=v2r2D. v1 r1=v2 r2
6.如图所示，理想变压器的原线圈接的正弦交流电的电压有效值U1不变，原线圈的匝数不变，副线圈接入电路的匝数可通过滑动滑片T调节，副线圈回路接有定值电阻R0和滑动变阻器R，滑动变阻器 R的最大阻值为3R0，起初滑动变阻器R的滑片处于正中间。下列说法正确的是( )
A. 仅将T向a端滑动适当距离，定值电阻R0的功率一定增大
B. 仅将T向b端滑动适当距离，定值电阻R0的功率一定增大
C. 仅将滑动变阻器R的滑片向e端滑动适当距离，滑动变阻器R的功率一定增大
D. 仅将滑动变阻器R的滑片向f端滑动，滑动变阻器R的功率一定一直增大
7.如图所示，两根长度不同的轻质细线下面分别悬挂质量不同的小球A、B(均视为质点)，小球A的质量大于小球B的质量，连接小球A的细线比连接小球B的细线长，两细线的上端固定在同一点，两小球以相同大小的线速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 因为连接小球A的细线比连接小球B的细线长，所以连接小球A的细线与竖直方向的夹角比连接小球B的细线与竖直方向的夹角大
B. 因为连接小球A的细线比连接小球B的细线长，所以连接小球A的细线与竖直方向的夹角比连接小球B的细线与竖直方向的夹角小
C. 因为小球A的质量大于小球B的质量，所以连接小球A的细线与竖直方向的夹角比连接小球B的细线与竖直方向的夹角小
D. 因为小球A的质量大于小球B的质量，所以连接小球A的细线与竖直方向的夹角比连接小球B的细线与竖直方向的夹角大
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，无人机在练习投弹，无人机甲、乙均沿水平方向飞行，且均在A点的正上方释放炸弹，两炸弹均落在斜面上的P点。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 无人机甲释放的炸弹在空中运动的时间比无人机乙释放的炸弹在空中运动的时间长
B. 无人机甲释放的炸弹在空中运动的时间比无人机乙释放的炸弹在空中运动的时间短
C. 释放炸弹时，无人机甲的速度大于无人机乙的速度
D. 释放炸弹时，无人机甲的速度小于无人机乙的速度
9.某示波器的部分结构如图所示，电子枪中金属丝上逸出的电子，在加速电场中加速后进入偏转电场，最后打在荧光屏上。A、B间的电压为U1，C、D间的电压为U2，不计电子受到的重力，下列说法正确的是( )
A. 仅增大A、B间的距离，可增大电子进入偏转电场时的速度
B. 仅增大U1，可增大电子进入偏转电场时的速度
C. 仅增大U2，可增大电子在偏转电极间的偏转距离
D. 仅增大C、D间的距离，可增大C、D间的电场强度
10.汽车减震器可以有效抑制车辆振动。某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度L0=1m，匀强磁场的磁感应强度大小B=1T、方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度L=0.2m，足够长的单匝矩形硬质金属线框 abcd水平固定在一塑料小车上(图中小车未画出)，线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m=0.5kg，线框电阻R=0.08Ω，使小车带着线框以v0=5m/s的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为1m/s2
B. 线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为5m/s2
C. 小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2J
D. 小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4J
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某兴趣小组设计了“质量一定时，探究加速度与力的关系”实验方案，如图甲所示。小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，不计滑轮和细线的质量，不计细线与滑轮间的摩擦。
(1)对本实验的操作，下列说法正确的是 。
A.实验中需要用天平测量砂和砂桶的质量m
B.实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C.实验中需要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
D.先悬挂砂桶，再调整长木板的倾角，当小车拖着纸带沿长木板匀速下滑即达到平衡摩擦力的效果
(2)实验过程中，打出的一条纸带如图乙所示。打点计时器使用频率为50Hz的交流电源，纸带上标注的0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未画出。测出x1=2.11cm，x2=3.32cm，x4=5.72cm，x5=6.93cm，x6=8.12cm，若根据纸带上的数据，可得打“2”点时小车的速度大小v2=0.392m/s，则测得“2”“3”两点间的距离x3= cm，小车的加速度大小a= m/s2(最后一空结果保留两位有效数字)。
(3)以加速度a为纵坐标，拉力传感器的示数F为横坐标，作出的a−F图像是一条过原点的直线，如图丙所示，则小车的质量为 kg。(结果保留两位有效数字)
12.某同学把铜片和锌片相隔约2cm插入一个土豆中，制成了一个土豆电池。为了测量它的电动势E和内阻r，他用到的实验器材还有电阻箱(最大阻值为9999Ω)、电压表(量程为0∼0.6V，内阻很大，可视为理想电压表)、开关、导线若干。
(1)将该土豆电池与其余实验器材按如图甲所示的电路连接好;将电阻箱的阻值调节为如图乙所示，此时电阻箱接入电路的电阻为 Ω，闭合开关，待电压表的示数稳定后，记录电压表的示数。土豆电池长时间工作后内阻会发生明显变化，故记录电压表的示数后应 (填“保持开关闭合”或“立即断开开关”)。
(2)多次改变电阻箱的阻值R，同时记录相应的电压表示数U，绘制出1U−1R关系图线，如图丙所示。根据绘制的图线，可得该土豆电池的电动势为 V，内阻为 kΩ。(结果均保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.某透明介质的剖面如图所示，单色光从M点垂直MN边入射，在OP边恰好发生全反射，该入射光线在OP边上的入射点为OP的中点，该入射光线与OP边的夹角θ=30∘，∠POQ=60∘，PM=a，PM⊥OP，不考虑多次反射，光在真空中传播的速度大小为c。求：
(1)单色光对该透明介质的折射率;
(2)单色光在该透明介质中传播的时间。
14.如图所示，半圆弧轨道 ABC竖直固定在水平面上，竖直半径OB与倾斜半径OD的夹角为θ(未知)，曲面DE搭建在D点和水平面之间，曲面与半圆弧轨道相切于D点，曲面与水平面相切于E点。甲、乙两球(均视为质点)放置在E点右侧，中间夹少量的炸药，炸药爆炸后释放能量，其中一部分能量E0转化为甲、乙两球的动能，甲、乙两球沿水平方向分别向左、向右运动，且甲球刚好能到达B点，已知爆炸后乙球的速度大小为v0，动能为79E0，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。
(1)求甲球的质量以及半圆弧轨道ABC的半径;
(2)撤去曲面DE，甲球受到轻微扰动，从B点由静止下滑，当到达D点时甲球恰好脱离轨道ABC，求甲球运动到D点时重力的功率。
15.现代物理经常用磁场来研究粒子运动规律。如图所示，在xOy坐标系内有垂直于平面向里的匀强磁场，第二、四象限内匀强磁场的磁感应强度大小B=1×10−2T，另两象限内的磁感应强度大小为2B。现有完全相同的a、b两带正电粒子，质量均为m=5×10−6kg，电荷量均为q=5×10−2C，从坐标原点O以相同速率v=2×102m/s同时射入磁场，粒子a沿x轴正方向，粒子b沿y轴正方向。不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。求：
(1)粒子a在第一象限运动的半径r;
(2)粒子a第8次经过x轴时粒子b的坐标(从原点射出时不算次数);
(3)粒子a、b在y轴上投影的间距的最大值Δym。
【参考答案】
1.【答案】B
【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒，可知b=1，a=2，则A答案错误，B答案正确。原子弹是重核裂变，所以C错误。
12H为氘核，2是中子和质子数之和，包含1个质子和1个中子，所以D答案错误
2.【答案】C
【解析】A、石块D与下方接触面不一定水平，根据平衡知识可知，石块D可能受两个力，也可能受三个力，故A错误；
B、石块E和D相同，可能受摩擦力，故B错误；
C、以A上方所有石块为研究对象，整体法，系统受重力和B对系统的支持力，故C正确；
D、石块C可能受重力和两个相邻接触石块对C的弹力、摩擦力，最多受5个力，最少受3个力，故D错误。
故选C。
3.【答案】A
【解析】压缩过程中气泡内气体温度保持不变，分子平均动能不变，内能不变，则ΔU=0，体积变小，外界对气体做功，则W>0
由热力学第一定律ΔU=W+Q，可知：Q