2024屆河北省石家莊市鹿泉一中等名校物理高三上期末預測試題含解析

2024屆河北省石家莊市鹿泉一中等名校物理高三上期末預測試題注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、極地衛(wèi)星的運行軌道經(jīng)過地球的南北兩極正上方（軌道可視為圓軌道）．如圖所示，某時刻某極地衛(wèi)星在地球北緯45°A點的正上方按圖示方向運行，經(jīng)過12h后再次出現(xiàn)在A點的正上方，地球自轉(zhuǎn)周期為24h．則下列說法正確的是A．該衛(wèi)星運行周期比同步衛(wèi)星周期大B．該衛(wèi)星每隔12h經(jīng)過A點的正上方一次C．該衛(wèi)星運行的加速度比同步衛(wèi)星的加速度小D．該衛(wèi)星所有可能角速度的最小值為2、如圖所示，木箱置于水平地面上，一輕質(zhì)彈簧一端固定在木箱頂部，另一端系一小球，小球下端用細線拉緊固定在木箱底部。剪斷細線，小球上下運動過程中木箱剛好不能離開地面。已知小球和木箱的質(zhì)量相同，重力加速度大小為，若時刻木箱剛好不能離開地面，下面說法正確的是A．時刻小球速度最大B．時刻小球加速度為零C．時刻就是剛剪斷細線的時刻D．時刻小球的加速度為3、2020年3月9日19時55分，我國在西昌衛(wèi)基發(fā)射中心，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十四顆導航衛(wèi)星，北斗三號CEO-2是一顆地球同步軌道衛(wèi)星，以下關(guān)于這顆衛(wèi)星判斷正確的是（）A．地球同步軌道衛(wèi)星的運行周期為定值B．地球同步軌道衛(wèi)星所受引力保持不變C．地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行中處干平衡狀態(tài)D．地球同步軌道衛(wèi)星的在軌運行速度等于第一宇宙速度4、下圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則（）A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時，a光的飽和電流大D．若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大5、如圖所示，理想變壓器的原線圈兩端接在交流電源上，電壓有效值為U。理想電壓表接在副線圈兩端，理想電流表接在原線圈電路中，有三盞相同的燈泡接在副線圈電路中。開始時開關(guān)S閉合，三盞燈都亮?，F(xiàn)在把開關(guān)S斷開，三盞燈都沒有燒毀，則下列說法正確的是（）A．電流表和電壓表的示數(shù)都不變B．燈變暗C．燈變暗D．電源消耗的功率變大6、百余年前，愛因斯坦的廣義相對論率先對黑洞作出預言。2019年4月10日21點整，天文學家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次直接拍攝到黑洞的照片。若認為黑洞為一個密度極大的球形天體，質(zhì)量為，半徑為，吸引光繞黑洞做勻速圓周運動。已知光速為，以黑洞中心為起點，到黑洞外圈視界邊緣的長度為臨界半徑，稱為史瓦西半徑。下面說法正確的是（）A．史瓦西半徑為 B．史瓦西半徑為C．黑洞密度為 D．黑洞密度為二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、某探究小組利用圖甲所示的電路探究一標簽模糊的理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比。R為定值電阻，L1、L2為兩只標有“5V，2A”的相同小燈泡，S為開關(guān)。保持開關(guān)S斷開，在輸入端施加如圖乙所示的交變電壓后，燈泡L1正常發(fā)光，測得電阻R兩端的電壓為燈泡L1兩端電壓的2倍。以下說法正確的是（）A．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1B．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1：4C．定值電阻的阻值為10ΩD．閉合開關(guān)S后，燈泡L1中的電流變小8、如圖，質(zhì)量為、長為的直導線用兩絕緣細線懸掛于，并處于勻強磁場中．當導線中通以沿正方向的電流，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為．則磁感應強度方向和大小可能為A．正向， B．正向，C．負向， D．沿懸線向上，9、如圖所示，y軸上固定有兩個電荷量相等的帶正電的點電荷，且關(guān)于坐標原點對稱。某同學利用電場的疊加原理分析在兩電荷連線的中垂線（軸）上必定有兩個場強最強的點、，該同學在得到老師的肯定后又在此基礎上作了下面的推論，你認為其中正確的是（）A．若兩個點電荷的位置不變，但電荷量加倍，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置B．如圖(1)，若保持兩個點電荷的距離不變、并繞原點O旋轉(zhuǎn)90°后對稱的固定在軸上，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置C．如圖(2)，若在平面內(nèi)固定一個均勻帶正電圓環(huán)，圓環(huán)的圓心在原點。直徑與(1)圖兩點電荷距離相等，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置D．如圖(3)，若在平面內(nèi)固定一個均勻帶正電薄圓板，圓板的圓心在原點，直徑與(1)圖兩點電荷距離相等，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置10、如圖是某初中地理教科書中的等高線圖（圖中數(shù)字的單位是米）。小山坡的右側(cè)比左側(cè)更陡些，如果把一個球分別從山坡左右兩側(cè)滾下（把山坡的兩側(cè)看成兩個斜面，不考慮摩擦等阻礙），會發(fā)現(xiàn)右側(cè)小球加速度更大些?，F(xiàn)在把該圖看成一個描述電勢高低的等勢線圖，左右兩側(cè)各有a、b兩點，圖中數(shù)字的單位是伏特，下列說法正確的是（）A．b點電場強度比a點大B．左側(cè)電勢降低的更快C．同一電荷在電勢高處電勢能也一定大D．同一電荷在電場強度大處所受電場力也一定大三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某學習小組利用圖甲所示的電路測量電源的電動勢及內(nèi)阻．(1)按照原理圖甲將圖乙中的實物連線補充完整________．(2)正確連接電路后，進行如下實驗．①閉合開關(guān)S，通過反復調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2，使電流表A3的示數(shù)為0，此時電流表A1、A2的示數(shù)分別為100.0mA和80.0mA，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為1.60V和1.00V．②再次反復調(diào)節(jié)R1、R2，使電流表A3的示數(shù)再次為0，此時電流表A1、A2的示數(shù)分別為180.0mA和40.0mA，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為0.78V和1.76V．i．實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2，當電流表A3示數(shù)為0時，電路中B點與C點的電勢______．（選填“相等”或“不相等”）ii．為了提高測量的精確度，電流表A3的量程應選擇________A．0～0.6AB．0～100mAC．0～500μAⅲ．測得電源的電動勢E=_______V，內(nèi)阻r=_______Ω．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）12．（12分）某同學利用如圖甲所示的裝置來驗證機械能守恒定律，圖中A、B為兩個光電門。（1）該同學首先利用20分度的游標卡尺測量小球的直徑d，測量結(jié)果如圖乙所示，則d＝________cm；（2）讓小球從光電門A上方某一高度處自由下落，計時裝置測出小球通過光電門A、B的擋光時間tA、tB，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，用刻度尺測量出光電門A、B間的距離h，則只需比較________與________是否相等就可以驗證小球下落過程中機械能是否守恒；（用題目中涉及的物理量符號來表示）（3）該同學的實驗操作均正確，經(jīng)過多次測量發(fā)現(xiàn)，（2）中需要驗證的兩個數(shù)值總是存在一定的誤差，產(chǎn)生這種誤差的主要原因是__________________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，在豎直圓柱形絕熱氣缸內(nèi)，可移動的絕熱活塞a、b密封了質(zhì)量相同的A、B兩部分同種氣體，且處于平衡狀態(tài)。已知活塞a、b的橫截面積之比Sa:S①求A、B兩部分氣體的熱力學溫度TA②若對B部分氣體緩慢加熱，同時在活塞a上逐漸增加細砂使活塞b的位置不變，當B部分氣體的溫度為65TB時，活塞a、b間的距離h'A與hA之比為k:1，求此時14．（16分）某種噴霧器的貯液筒的總?cè)莘e為7.5L，如圖所示，裝入6L的藥液后再用密封蓋將貯液筒密封，與貯液筒相連的活塞式打氣筒每次能壓入300cm3，1atm的空氣，設整個過程溫度保持不變．(1)要使貯氣筒中空氣的壓強達到4atm，打氣筒應打壓幾次？(2)在貯氣筒中空氣的壓強達到4atm時，打開噴嘴使其噴霧，直到內(nèi)外氣體壓強相等，這時筒內(nèi)還剩多少藥液？15．（12分）如圖所示，豎直放置的氣缸內(nèi)壁光滑，橫截面積，活塞的質(zhì)量為，厚度不計，在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B到氣缸底部的距離為，A、B之間的距離為，外界大氣壓強，開始時活塞停在B處，缸內(nèi)理想氣體的壓強為，溫度為27℃。現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至活塞剛好到A處，取。求：①活塞剛離開B處時氣體的溫度；②活塞剛到A處時氣體的溫度。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】

地球在12h的時間內(nèi)轉(zhuǎn)了180°，要使衛(wèi)星第二次出現(xiàn)在A點的正上方，則時間應該滿足T+nT＝12h，解得（n=0、1、2、3、），當n=0時，周期有最大值T=16h，當n的取值不同，則周期不同，則該衛(wèi)星運行周期比同步衛(wèi)星周期小，選項A錯誤；由以上分析可知，只有當衛(wèi)星的周期為16h時，每隔12h經(jīng)過A點上方一次，選項B錯誤；衛(wèi)星的周期小于同步衛(wèi)星的周期，則運轉(zhuǎn)半徑小于同步衛(wèi)星的半徑，根據(jù)可知，該衛(wèi)星運行的加速度比同步衛(wèi)星的加速度大，選項C錯誤；該衛(wèi)星的最大周期T=16h，則最小的角速度為：，選項D正確.2、D【解題分析】

小球運動到最高點時木箱恰好不能離開地面，此時小球速度為零，對木箱受力分析有:，對小球受力分析有:又，，解得:A.A項與上述分析結(jié)論不相符，故A錯誤；B.B項與上述分析結(jié)論不相符，故B錯誤；C.C項與上述分析結(jié)論不相符，故C錯誤；D.D項與上述分析結(jié)論相符，故D正確。3、A【解題分析】

A．同步衛(wèi)星相對地球是靜止的，即運行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，為定值，A正確；BC．地球同步軌道衛(wèi)星所受引力充當圓周運動的向心力，時時刻刻指向圓心，為變力，其合力不為零，故不是出于平衡狀態(tài)，BC錯誤；D．第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，最大環(huán)繞速度，即為在地球表面環(huán)繞的衛(wèi)星的速度，而同步衛(wèi)星軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)可知，軌道半徑越大，線速度越小，所以同步衛(wèi)星運行速度小于第一宇宙速度，D錯誤。故選A。4、D【解題分析】

A．由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光的，根據(jù)可知a的波長小于b的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，則根據(jù)可知在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較小，A錯誤；B．根據(jù)可知從同種介質(zhì)中射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角小，B錯誤；C．發(fā)生光電效應時飽和光電流與入射光的強度有關(guān)，故無法比較飽和光電流的大小，C錯誤；D．a(chǎn)光的頻率較高，若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，則產(chǎn)生a光的能級差大，D正確。故選D?！绢}目點撥】此題考查了雙縫干涉、全反射、光電效應以及玻爾理論等知識點；要知道雙縫干涉中條紋間距的表達式，能從給定的圖片中得到條紋間距的關(guān)系；要知道光的頻率越大，折射率越大，全反射臨界角越小，波長越小，在介質(zhì)中傳播的速度越小．5、B【解題分析】

A．S斷開，副線圈負載電阻增大，而電壓由初級電壓和匝數(shù)比決定，則U2不變，原、副線圈中的電流都減小，選項A錯誤；BC．副線圈中電流減小，兩端電壓減小、兩端電壓增大，燈變暗、燈變亮，選項B正確，C錯誤；D．減小，則減小，電源的功率減小，選項D錯誤。故選B。6、B【解題分析】

AB．逃逸速度此為脫離中心天體吸引的臨界速度，代入光速可知臨界半徑為A錯誤，B正確；CD．若光繞黑洞表面做勻速圓周運動，軌道半徑等于黑洞半徑，由可知密度為CD錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、CD【解題分析】

AB．由電壓圖像可知，輸入電壓的最大值為V，則有效值為20V燈泡正常發(fā)光，故燈泡兩端的電壓為5V，即副線圈兩端的電壓V，由題知電阻R兩端的電壓為10V，故變壓器原線圈的電壓=10V原副線圈的匝數(shù)比故AB錯誤；C．燈泡L1正常發(fā)光，即副線圈的電流A，根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，原副線圈中的電流之比解得電阻R中的電流為1A，由歐姆定律可知Ω=10Ω故C正確；D．開關(guān)S閉合后，電路的總電阻減小，而輸入端電壓保持不變，故副線圈中的電流增大，則原線圈中電流增大，電阻R兩端電壓升高，變壓器原線圈電壓降低，故副線圈輸出電壓降低，燈泡兩端電壓降低，電流減小，故D正確。故選CD。8、BC【解題分析】試題分析：磁感應強度方向為z正方向，根據(jù)左手定則，直導線所受安培力方向沿y負方向，則導體不可能處于平衡狀態(tài)，選項A錯誤；磁感應強度方向為y正向時，根據(jù)左手定則，直導線所受安培力方向沿z正方向，此時細線的拉力為零，由平衡條件得：BIL=mg，解得：B=，選項B正確；磁感應強度方向為z負向時，根據(jù)左手定則，直導線所受安培力方向沿y正方向，由平衡條件得：BILcosθ=mgsinθ，解得：B=，選項C正確；當沿懸線向上時，由左手定則可知，安培力垂直于導線斜向左下方，導體不可能處于平衡狀態(tài)，選項D錯誤；故選BC.考點：物體的平衡；安培力；左手定則【名師點睛】此題是物體的平衡及安培力的方向判斷問題；左手定則和右手定則一定要區(qū)分開，如果是和力有關(guān)的則全依靠左手定則，即關(guān)于力的用左手，其他的（一般用于判斷感應電流方向）用右手定則；注意立體圖形和平面圖形的轉(zhuǎn)化.9、ABC【解題分析】

A．可以將每個點電荷（2q）看作放在同一位置的兩個相同的點電荷（q），既然上下兩個點電荷（q）的電場在x軸上場強最大的點仍然在A、A＇兩位置，兩組點電荷疊加起來的合電場在x軸上場強最大的點當然還是在A、A＇兩位置，選項A正確；B．由對稱性可知，保持兩個點電荷的距離不變、并繞原點O旋轉(zhuǎn)90°后對稱的固定在軸上，則軸上場強最大的點仍然在、兩位置，選項B正確；C．由AB可知，在yOz平面內(nèi)將兩點電荷繞O點旋轉(zhuǎn)到任意位置，或者將兩點電荷電荷量任意增加同等倍數(shù)，在x軸上場強最大的點都在A、A＇兩位置，那么把帶電圓環(huán)等分成一些小段，則關(guān)于O點對稱的任意兩小段的合電場在x軸上場強最大的點仍然還在A、A＇兩位置，所有這些小段對稱疊加的結(jié)果，合電場在x軸上場強最大的點當然還在A、A＇兩位置，選項C正確；D．如同C選項，將薄圓板相對O點對稱的分割成一些小塊，除了最外一圈上關(guān)于O點對稱的小段間距還是和原來一樣外，靠內(nèi)的對稱小塊間距都小于原來的值，這些對稱小塊的合電場在x軸上場強最大的點就不再在A、A＇兩位置，則整個圓板的合電場在x軸上場強最大的點當然也就不再在A、A＇兩位置，選項D錯誤。故選ABC。10、AD【解題分析】

A．根據(jù)U=Ed相同電勢差右側(cè)b點的距離更小，所以b點電場強度比a點大，故A正確；B．等勢線越密集的地方電勢降落的越快，b點等勢線更密集，所以右側(cè)電勢降低的更快，故B錯誤；C．電勢能還與電荷的正負有關(guān)，所以同一電荷在電勢高處電勢能也不一定大，故C錯誤；D．同一電荷在電場強度大處所受電場力一定大，故D正確。故選AD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、（1）如圖所示；i．相等ii．Cⅲ．2.871.50【解題分析】（1）根據(jù)原理圖連接實物圖如圖所示；（2）i、實驗中，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電流表示數(shù)為0時，說明電流表兩端電勢差為零，故電路中B點與C點的電勢相等；ii、為了使實驗結(jié)果更精確，必須嚴格控制B、C兩點電流為零，如果電流表A3的量程相比與電路中的電流太大，會造成BC中有電流，但是讀不出來，顯示為零，所以應選擇量程非常小的，故選C；iii、根據(jù)電路規(guī)律可知，第一次實驗中，路端電壓為，干路電流為；第二次實驗中有，干路電流為；由閉合電路歐姆定律可知，聯(lián)立解得．【題目點撥】該實驗的關(guān)鍵是明確實驗原理，即利用等勢法求解，要求BC兩點的電勢相等，即無電流通過BC，所以在選擇A3時一定要選擇量程非常小的電流表，然后利用電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合閉合回路歐姆定律，求解電源電動勢和內(nèi)阻．12、0.885gh