河北省2024屆高三年級上冊1月期末考試物理試卷(含答案)

河北省唐縣第一中學2024屆高三上學期1月期末考試物理試卷

學校：___________姓名：班級：考號：

一、單選題

1.關(guān)于天體運動、行星運動的三大定律，下列說法正確的是（）

A.八大行星中離太陽最近的水星比離太陽最遠的海王星圍繞太陽轉(zhuǎn)一周的時間長

B.開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動

C.開普勒把天空中的現(xiàn)象與地面上的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，成功解釋了天體運行的規(guī)律

D.開普勒第三定律，二女中，女值與中心天體的質(zhì)量無關(guān)

2.最新研究顯示，龜殼可儲存長達數(shù)十年的放射性污染記錄，這項研究可能有助于長

期監(jiān)測自然界中的放射性核素。碘131是碘元素的放射性同位素，是一種人工放射性

核素，醫(yī)學上常用碘131（魯I）標記的玫瑰紅鈉鹽和馬尿酸鈉作為肝、膽和腎等檢查

的掃描顯像劑。曹I發(fā)生衰變的方程為魯If：：X+；Y,下列說法正確的是（）

A.：Y為。g,發(fā)生的是|3衰變

原子核內(nèi)有53個中子

C玫瑰紅鈉鹽和馬尿酸鈉中的曹I的半衰期可能不相等

D.在火星上曹I衰變得比在地球上快些

3.如圖所示，直線OO'與玻璃磚表面垂直且與其上表面交于N點，一束。光線和另一

束匕光線，均以45。的入射角同時射入同一塊平行玻璃磚，入射點A、8到N點的距離

相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的尸點。則下列說法正確的是（）

o

A.該玻璃磚對。光的折射率比對b光的折射率大

B.在玻璃磚中，。光的傳播速度小于力光的傳播速度

C.對同一雙縫干涉裝置，。光的相鄰兩條亮條紋間距比b光的相鄰兩條亮條紋間距大

D.同時增大入射角，則b光在玻璃磚下表面先發(fā)生全反射

4.如圖甲將煙花彈豎直放置在水平地面上，點火后煙花彈上升到某一高度開始計時,

由于空氣阻力的影響，其UT圖像如圖乙所示，1。時刻速度恰好減小到零并發(fā)生爆

炸，取豎直向上為正方向，則關(guān)于煙花彈的運動下列說法正確的是（）

A.在時刻，煙花彈離地的高度一定小于汕

B.在0時間內(nèi)，煙花彈的速度方向與％方向相反

C.在《）時刻，煙花彈的加速度為零

D.在0＜時間內(nèi)，煙花彈的加速度越來越小

5.一列簡諧橫波沿x軸傳播，時刻波的圖像如圖甲所示，工=3m處的質(zhì)點M的

振動圖線如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.簡諧波沿x軸負方向傳播，f=13s時質(zhì)點M位于波峰

B,在0?11s內(nèi)質(zhì)點M通過的路程2.2m

C在0?8s內(nèi)波傳播的距離為16m

D.質(zhì)點M的振動方程是y=0.2sin3Mm)

6.如圖所示為一簡化后的滑雪雪道模型示意圖，豎直平面內(nèi)半徑A=7.2m的光滑,圓

4

弧軌道固定在水平面上與水平雪道相切于B點、質(zhì)量加=50kg的運動員由A點靜止下

滑，最后靜止于水平雪道上的C點。已知運動員與地面3C間的動摩擦因數(shù)4=0.2。

運動員可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，重力加速度大小為gnIOmH,貝ij()

A.運動員從4運動到B加速度方向始終指向圓心

B.運動員在B點時速度大小為15m/s

C,運動員在B點時所受圓弧軌道的支持力大小為1500N

D.B、。兩點間的距離為42m

7.2023年9月22至24日，華南日用百貨商品交易會在廣州隆重舉辦。參展產(chǎn)品中南

北美洲的絕大多數(shù)國家家用電器的額定電壓是110V,這類用電器不能直接接到我國

220V的電路上。如圖甲為一臺南北美洲的小發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，內(nèi)阻為0.7Q的線

圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖乙所示。外接電

表均為理想交流電表，用電器的電阻恒定為10.3C,則()

A.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值為110&V,線圈的轉(zhuǎn)速〃=50r/min

B,電流表的示數(shù)為10A,電壓表的示數(shù)為110V

C.發(fā)電機的輸出功率為1030W

D.在0.02s時，穿過線圈的磁通量變化率最大

二、多選題

8.如圖所示，真空中4、B、C三點的連線構(gòu)成邊長L=lm的等邊三角形，AD為BC

連線的中垂線。若將電荷量均為夕=+2xl0-6c的兩點電荷分別固定在反。點，已知靜

電力常量攵=9xl（）9N.mVC?,則（）

A

A.兩點電荷間的庫侖力大小為3.6X10-2N

B,將一負點電荷放在。點受到的電場力最大

CA點的電場強度的大小為券XIO,N/C

D.從。到A電勢逐漸升高

9.滑雪大跳臺主要由助滑道、跳臺、著落坡組成，在助滑道與跳臺之間用一段彎曲滑

道銜接，助滑道與著落坡均可以視為傾斜直道。如圖所示，運動員（可視為質(zhì)點）由

起點滑下，到達頂點M后以%=10m/s的速度斜向上飛出，飛出時速度方向與著落坡

的夾角為6=53。，經(jīng)過一段時間后，運動員落到著落坡上的N點，著落坡與水平面的

夾角a=37。，不計空氣阻力，取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8。下列說法正確的

A.運動員從M點到落到N點共用時間2s

B.運動員離著落坡的最大距離為4m

C.起跳點M與落點N之間的距離為30m

D.運動員落到N點時的速度大小為2質(zhì)m/s

10.如圖所示，圓心為。、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度

大小為3的勻強磁場。M、N點在圓周上且MON為其豎直直徑?，F(xiàn)將兩個比荷2相同

的帶電粒子P、。分別從”點沿MN方向射入勻強磁場，粒子尸的入射速度為匕=-

粒子。的入射速度為%=⑺口，已知P粒子在磁場中的運動軌跡恰為;圓弧，不計粒

子的重力，不計粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）

A.粒子P帶正電，粒子。帶負電

B.粒子產(chǎn)和粒子。的周期和角速度相同

C粒子。的軌道半徑為現(xiàn)

kB

D.粒子產(chǎn)和粒子。在磁場中的運動時間之比為2

2

三、實驗題

11.某同學在做“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗中，設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝

單

位:N

=

-

—-1

-E-

-三

-3E-

-三

-

2-2

-E-E

-I

--

3-二

-二

--3

-3二

-=、

4-、

--、

-三

-、

-E4指針

-E-

一

丙

（1）在實驗中，以下說法正確的是O（填字母）

A.彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度

B.用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)

C,用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量

D.用幾個不同的彈簧，各測出一組拉力與伸長量，可得出拉力與伸長量成正比

(2)如圖乙所示，是某根彈簧所受拉力廠與伸長量x之間的關(guān)系圖，由圖可知，該彈

簧的勁度系數(shù)是N/m。

(3)該同學用此彈簧制作成一把彈簧秤，丙圖是某次測力時的彈簧秤指針位置的示意

圖，則該力的大小為No

12.某同學在實驗室測量一根粗細均勻長為/=0.8m的金屬絲的電阻率。

(1)首先用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中一次測量的示數(shù)如圖甲所示，則該次

金屬絲直徑的測量值d=mm。

O1.02.03.0UN

T

(2)實驗桌上有如下器材：亳米刻度尺，螺旋測微器，金屬絲凡，電源E(電動勢

3V、內(nèi)阻不計)，電流表(量程0~0.6A、內(nèi)阻1.0C),電壓表(量程0~3V、內(nèi)阻約

3k。)，滑動變阻器R(最大阻值15。)，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。為減小誤差，應(yīng)選用圖

中的(選填“乙”或“丙”)連接線路。

(3)實驗過程中，改變滑動變阻器的滑片位置，并記錄兩電表的讀數(shù)，作出如圖丁所

示的/-U圖像，可得金屬絲的電阻C,電阻率Qm(結(jié)果均保

留1位有效數(shù)字)。

(4)電路保持閉合，若測量時間較長，會使電阻率的測量結(jié)果(選填“偏

大”“偏小”或“不變。

四、計算題

13.慶?；顒铀褂玫臍馇?00%可降解，不存在污染環(huán)境的問題。此外，所有氣球內(nèi)

充的都是氮氣，和遇明火易爆炸的氫氣相比，更加安全。某市民跨年夜放飛氣球迎接

新年，每個氣球需要充入氣氣10L,充氣后壓強為1.0xl()5pa,地面附近空氣溫度為

27℃＞壓強為1.0xl()5pa,用一個容積為50L、壓強為l.Ox10,Pa的氮氣罐給氣球充

氣，可認為充氣前后氣球和家氣罐溫度都與環(huán)境溫度相同。氣球釋放后飄向高空，當

氣球體積膨脹到15L時就會爆裂落回地面。已知高度每升高10(X)m,大氣溫度下降

6℃,高度每升高10m,大氣壓減小UOPa,不計充氣過程的漏氣和氣球內(nèi)原有氣體，

求:

（1）用一個基氣罐可以充出符合要求氣球的個數(shù)〃；

（2）當氣球發(fā)生爆裂時，氣球離地面的高度從

14.2023年秋某高校軍訓，如圖所示，輕繩一端固定，質(zhì)量為陽=60kg的同學（可視

為質(zhì)點）抓住繩的另一端，使繩水平拉直后由靜止擺下過障礙物。已知繩長為

￡=1.8m,在輕繩到達豎直狀態(tài)時放開繩索后水平飛出。繩子的固定端到地面的距離

為2心不計輕繩質(zhì)量和空氣阻力，重力加速度g取值lOm/sz,求：

（1）該同學做圓周運動的過程中合力沖量的大??；

（2）該同學擺到最低點（未飛出時）對繩的拉力大??；

（3）該同學的落地點離繩的固定端的水平距離和落地時重力的功率大小。

15.如圖所示，間距為L=lm、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾斜固定放置，導(dǎo)軌平面

傾角夕=30。，導(dǎo)軌上端連接一個電壓表（可看成理想電壓表），下端連接電阻

A=1C,整個導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小

B=1T,金屬棒時垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬棒由靜止沿導(dǎo)軌下滑的過程中與導(dǎo)軌接觸

良好且始終與導(dǎo)軌垂直。金屬棒接入電路的電阻也為R=1O。金屬棒向下運動過程

中，電壓表的最大示數(shù)為U=1V。重力加速度大小g=10m/s2,不計導(dǎo)軌電阻。（金

屬棒始終未與電阻接蚓）求：

(1)金屬棒向下運動的最大速度;

(2)金屬棒的質(zhì)量；

(3)若電壓表的示數(shù)從0變?yōu)樽畲笫緮?shù)U的過程中通過金屬棒橫截面的電荷量為

夕=1C,求此過程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

參考答案

1.答案：B

解析：A.由開普勒第三定律所在行星軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比

值都相等。其表達式為

則知離太陽較近的行星圍繞太陽轉(zhuǎn)一周的時間短，離太陽較遠的行星圍繞太陽轉(zhuǎn)一周

的時間長，選項A錯誤；

B,開普勒行星運動定律也適用于其他天體，例如月球、衛(wèi)星繞地球的運動，選項B正

確；

C,開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律，分別是軌道定律、面積定律和周期定律，牛頓

把天空中的現(xiàn)象與地面上的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，成功解釋了天體運行的規(guī)律，選項C錯

誤；

D.開普勒第三定律,=攵中，左值只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)，不同的中心天體女值不

同，選項D錯誤。

故選B。

2.答案：A

解析：A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可得

/?=131-131=0

m=53-(-1)=54

因此:丫為發(fā)生的是。衰變，選項A正確；

B.碘-131原子核內(nèi)有53個質(zhì)子，核子數(shù)為131,可知核內(nèi)有78個中子，選項B錯

誤；

C放射性元素的半衰期與原子核所處的化學狀態(tài)和外部環(huán)境均無關(guān)，在化合物玫瑰紅

鈉鹽和馬尿酸鈉中的；打的半衰期相等，選項C錯誤；

D.元素的半衰期由原子核內(nèi)部自身因素決定，不會隨著地理位置的改變而改變，選項

D錯誤。

故選A0

3.答案：C

解析：AB.由光路圖知折射率定義式

sinz

n=---

sinr

可知，。光在玻璃磚中的折射率小于匕光在玻璃磚中的折射率，由

c

n=-

v

所以。光的傳播速度大，故AB錯誤；

C由

幾<%

知

fa<fb

根據(jù)

Ar=-Z

d

知，。光波長較大，因此干涉條紋間距較大，故C正確；

D.因為是平行玻璃磚，因此在其下表面一定不會發(fā)生全反射，故D錯誤。

故選C。

4.答案：D

解析：A.uT圖線與x軸所圍成的面積表示位移，根據(jù)圖像可知，在0?時間內(nèi)的位

移小于少，但由于不知開始計過時的位置距離地面的高度，故無法確定Z。時刻煙花

彈的高度，故A錯誤；

B,在0~/。時間內(nèi)，煙花彈的速度均為正值，即煙花彈的速度方向與%方向相同，故B

錯誤；

C根據(jù)圖像可知，時刻速度為0,則煙花彈只受

重力，加速度為

a=g

不為零，故C錯誤；

D.yT圖像中，圖像斜率的絕對值表示加速度大小，根據(jù)圖像可知，圖像斜率的絕對

值越來越小，即煙花彈的加速度越來越小，故D正確。

故選D。

5.答案：B

解析：A.由圖乙可知，，=0時刻，x=3m處的質(zhì)點M的振動方問沿y軸負方向；在波

動圖像中根據(jù)“同側(cè)法”或“逆波法”可知，簡諧波沿x軸正方向傳播。，=0時刻M

點沿)，軸負方向振動，，=13s=3lr,可知W點在波谷，選項A錯誤；

4

B.O-lls,M點運動的時間為因此運動的路程為

4

5=11A=2.2m

選項B正確；

C.由波傳播的速度公式可知

A6....

v=—=—m/s=1.5m/s

T4

在0?8s內(nèi)波傳播的距離為

x=vt=\2m

選項C錯誤；

D.有

a)=—=O.57irad/s

T

開始M點向下振動，因此M點的振動方程為

y=O.2sin(O.57tr+7t)(m)

選項D錯誤。

故選B。

6.答案：C

解析：A.運動員從A運動到8做變速圓周運動，所受合外力沿切向的分力，使運動員

的速率發(fā)生變化，沿徑向的分力提供向心力，使運動員的速度方向不斷變化，可知合

外力不指向圓心，因而合加速度也不指向圓心，故A錯誤；

B.運動員從A運動到以根據(jù)動能定理有

解得

vB=12m/s

故B錯誤；

C.運動員在5點時，根據(jù)牛頓第二定律有

N-mg=^^-

R

解得

N=1500N

故C正確；

D.運動員由8點運動到C點的過程中，根據(jù)動能定理有

-^mgx=0--mvl

解得

x=36m

故D錯誤。

故選C。

7.答案：C

解析：A.由題圖乙可知，發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值為

Em=ll0>/2V

電動勢的有效值是

￡=110V

周期為T=0.02s；則轉(zhuǎn)速為

n=-----r/s=3000r/min

0.02

選項A錯誤

B.電流表的示數(shù)為

電壓表測量的是小燈泡兩端的電壓，電壓表示數(shù)為

選項B錯誤；

C發(fā)電機的輸出功率

尸=/U=1030W

選項C正確；

D.在0.02s時刻，由題圖乙可知此時的電動勢為零，由電磁感應(yīng)定律知，感應(yīng)電動勢與

磁通量的變化率成正比，該時刻穿過線圈的磁通量變化率為零，選項D錯誤。

故選C。

8.答案：AC

解析：A.根據(jù)庫侖定律，B、C兩點電荷間的庫侖力大小為

2

F=Z4=3.6X10-2N

1}

故A正確；

B.在等量同種正點電荷周圍的電場線分布中，連線中點。處的場強為零，將一負點電

荷放在。點受到的電場力為零，故B錯誤；

CB、。兩點電荷在A點產(chǎn)生的電場強度大小相等，均為

4

￡I=il-^-=1.8xlON/C

8、。兩點電荷在A點產(chǎn)生的合電場強度大小為

E=2^,COS30°=^X104N/C

電場強度的方向豎直向上，故C正確；

D.沿著電場線方向電勢降低，由此可知從。到A電勢逐漸降低，故D錯誤。

故選ACo

9.答案：ABD

解析：A.設(shè)運動員的質(zhì)量為根，沿左側(cè)斜面和垂直斜面建立坐標系，并沿這兩個方向

分解初速度”、運動員受到的重力G,則有

%、=%cos53°=0.6%=6m/s

%、=%sin53°=0.8%=8m/s

Gx=mgsin37°=0.6mg=inax

G、.-mgcos37°-O.Smg-may

垂直斜面方向上，從M點到離斜面最遠的時間

心=ls

%

根據(jù)運動的對稱性，從M點到落到N點共用時間

t=2tx=2s

選項A正確；

B.當匕,=0時，運動員距離著落坡最遠，此時

選項B正確；

C.在沿斜面方向上從起跳點M到落地點N之間的距離

工二%/+￡/=24m

選項C錯誤；

D.運動員落到N點時

匕9=8m/s

%=%x+aj=18m/s

得

Vv=A/vJv+v^.=V388m/s=2>/97m/s

選項D正確。

故選ABDo

10.答案：BD

解析：A.由左手定則可知，粒子P和粒子。均帶正電，選項A錯誤;

B.根據(jù)周期公式

qB

和角速度公式

可知，因為兩粒子比荷上相同，所以它們的周期和角速度也相同，選項B正確;

C由軌道半徑公式

tnv

r=----

qB

可知，粒子Q的軌道半徑為

znv7>/3v

a=——-=-----

2qBkB

選項C錯誤；

D.作出兩粒子的運動軌跡如圖所示。設(shè)磁場的邊界半徑為R,由幾何關(guān)系得P粒子的

軌道半徑

斤以。粒子的軌道半徑為

r2=百4=杷R

由幾何關(guān)系得

,RG

tana=—=——

口3

所以

a=30。

由

可知，P粒子和Q粒子在磁場中的運動時間之比為

G:L=90°:2a=3:2

選項D正確。

故選BDo

11.答案：(1)AB(2)200(3)2.76(2.73-2.79)

解析：(1)A.彈簧被拉伸時，不能超出它的彈性限度，否則彈簧會損壞，故A正

確；

B,用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，要保證彈簧位于豎直位置，使鉤碼的重力大小

等于彈簧的彈力，要待鉤碼平衡時再讀數(shù)，故B正確；

C彈簧的長度不等于彈簧的伸長量，伸長量等于彈簧的長度減去原長，故C錯誤；

D.應(yīng)該用同一個彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出彈力與形變量成正比，故D

錯誤。

故選ABc

(2)根據(jù)胡克定律

F=kx

可知，圖像的斜率大小等于勁度系數(shù)大小，由圖像求出勁度系數(shù)為

k=10,N/m=200N/m

5x10。

(3)指針在2.7與2.8之間，估讀為2.76N。

12.答案：(1)0.855(2)乙(3)3；2X10-6(4)偏大

解析：(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為

d=0.5mm+35.5x0.01mm=0.855mm

(2)由于電源內(nèi)阻不計，而電壓表的內(nèi)阻未知，電流表的內(nèi)阻已知，則電流表的分壓

值能夠確定，而電壓表的內(nèi)阻不確定，則電壓表的分流值也不能夠確定，即實驗可以

進行精測，可知，應(yīng)選用乙圖連接線路。

(3)根據(jù)圖乙，可得

U="&+RA)

則有

Rx+RA

結(jié)合圖丁所示/-U圖像，則有

解得可得金屬絲的電阻

&=3c

根據(jù)電阻定律有

解得電阻率

"皿=比如絲吧1-OFm

4/4x0.8

（4）電路保持閉合，若測量時間較長，金屬絲發(fā)熱，溫度升高，會使金屬絲的電阻率

增大，所以測量結(jié)果將偏大。

13.答案：（1）495（2）3448m

解析：（1）全部充氣完畢，罐內(nèi)氣體壓強也變?yōu)镻o,設(shè)充氣后的氣體總體積為V,

則根據(jù)理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律

PM=PoV

將