河南省林州市一中2024-2025学年高三假期自主综合能力测试（一）物理试题含解析

河南省林州市一中2024-2025学年高三假期自主综合能力测试（一）物理试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、我国计划在2020年发射首个火星探测器，实现火星环绕和着陆巡视探测。假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为T。已知引力常量为G，由以上数据可以求得（）A．火星的质量B．火星探测器的质量C．火星的第一宇宙速度D．火星的密度2、可调式理想变压器示意图如图所示，原线圈的输入电压为U1，副线圈输出电压为U2，R为电阻。将原线圈输入端滑动触头P向下移动时。下列结论中正确的是（）A．输出电压U2增大 B．流过R的电流减小C．原线圈输入电流减小 D．原线圈输入功率不变3、2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是()A．周期 B．角速度 C．线速度 D．向心加速度4、某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为WA、WO、WB。下列判断中正确的是（）A．φO＞φB＞φAB．EOx＞EBx＞EAxC．WO＜WB＜WAD．WO-WA＞WO-WB5、下列关于天然放射现象的叙述中正确的是（）A．人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的B．衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子C．一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变D．α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强6、如图所示，A、B两小球静止在光滑水平面上，用轻弹簧相连接，A球的质量小于B球的质量．若用锤子敲击A球使A得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L1；若用锤子敲击B球使B得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为()A．L1>L2 B．L1<L2C．L1＝L2 D．不能确定二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b）所示，若线框总电阻为，则（）A．边两端电压的有效值为B．当线框平面与中性面的夹角为时，线框产生的电动势的大小为C．从到时间内，通过线框某一截面的电荷量为D．线框转动一周产生的焦耳热为8、下列说法中正确的是（）A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性B．第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大E.非晶体是各向同性的，晶体都是各向异性的9、在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为20：1，图中电表均为理想交流电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），和是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是A．交流电的频率为50HzB．电压表的示数为22VC．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大D．若的灯丝烧断后，电压表的示数会变大10、如图所示，小球放在光滑固定的板与装有铰链的光滑轻质薄板之间。当薄板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（）A．薄板对小球的弹力在逐渐增大B．小球对薄板的压力先减小后增大C．两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力D．两板对小球弹力的合力可能小于小球的重力三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为____mm（该值接近多次测量的平均值）（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的______图（选填“甲”或“乙”）．（3）如图所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线_________，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线___________，由图线得到金属丝的阻值Rx=_______Ω（保留两位有效数字）．（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为________（填选项前的符号）．A．1×Ω·mB．1×Ω·mC．1×Ω·mD．1×Ω·m（6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_______（有多个正确选项）．A．用螺旋测微器测量金属直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由于测量仪表引起的系统误差D．用U—I图像处理数据求金属电阻可以减小偶然误差12．（12分）如图所示，用做平抛运动实验的装置验证机能守恒定律。小球从桌面左端以某一初速度开始向右滑动，在桌面右端上方固定一个速度传感，记录小球离开桌面时的速度（记作v）。小球落在地面上，记下落点，小球从桌面右边缘飞出点在地面上的投影点为O，用刻度尺测量落点到O点的距离x。通过改变小球的初速度，重复上述过程，记录对应的速度v和距离x。已知当地的重力加速度为g。若想验证小球在平抛运动过程中机械能守恒，只需验证平抛运动过程的加速度等于重力加速度即可。（1）某同学按如图所示测量高度h和水平距离x，其中存在测量错误的是________（填“h”或“x”），正确的测量方法应是________。（2）若小球在下落过程中的加速度为a，则x与v的关系式为x=________。（3）该同学在坐标纸上画出了纵、横坐标，以为纵坐标，画出的图象为一条过原点的直线，图线的斜率为k，那么该同学选择________为横坐标，根据平抛运动得到的加速度为________。然后与比较，若两者在误差允许范围内相等，就验证了小球在平抛运动过程中机械能守恒。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，两端开口且导热良好的汽缸竖直固定放置，两厚度不计的轻质活塞A、B由轻杆相连，两活塞的横截面积分别为SA=30cm2，SB=18cm2，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞A距离较粗汽缸底端10cm，活塞B距离较细汽缸顶端25cm，整个装置处于静止状态。此时大气压强为p0=1.0×105Pa，汽缸周围温度为27。现对汽缸加热，使汽缸周围温度升高到127，不计一切摩擦。(1)求升高温度后活塞A上升的高度；（结果保留1位小数）(2)保持升高后的温度不变，在活塞A上缓慢放一重物，使活塞A回到升温前的位置，求连接活塞A、B的轻杆对A的作用力大小。14．（16分）如图所示，在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点，O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置，绳与竖直方向夹角θ=60°，由静止释放，运动到最低点B时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍，重力加速度为g。（1）求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小；（2）若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。15．（12分）如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U，距离为d；匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M点射出；如果撤去磁场，粒子从N点射出。M、N两点间的距离为h。不计粒子的重力。求：（1）匀强电场场强的大小E；（2）粒子从A点射入时的速度大小v0；（3）粒子从N点射出时的动能Ek。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

AC．根据和可知，因缺少火星的半径，故无法求出火星的质量、火星的第一宇宙速度，选项AC均错误；B．根据上式可知，火星探测器的质量m被约去，故无法求出其质量，B错误；D．根据可得又代入上式可知，火星的密度故可求出火星的密度，D正确。故选D。2、A【解析】

P向下移动时，原线圈的匝数减小，根据，可知副线圈电压增大，则副线圈电流增大，流过R的电流增大，输出功率增大，则输入功率也增大，原线圈电压不变，则原线圈输入电流增大，故A正确、BCD错误。3、A【解析】

根据卫星所受的万有引力提供向心力可知：可得同步卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星，则中圆轨道卫星的周期小，角速度、线速度和向心加速度均大，故A正确，BCD错误。故选A。4、D【解析】

A．由图知电势高低关系为，A错误；B．根据图像切线斜率的大小等于电场强度沿轴方向的分量大小，所以，B错误；C．电子带负电，根据电势能公式：分析得知，C错误；D．由图知，间电势差大于间电势差，即有：电子带负电，则根据电势能公式：得：，D正确。故选D。5、C【解析】

A．天然放射现象是原子核内部变化产生的，人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从贝克勒尔发现天然放射现象开始的，故A错误；B．衰变的实质方程为，是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，故B错误；C．原子核的半衰期是由自身的结构决定的，与物理条件(温度、压强)和化学状态(单质、化合物)均无关，则对原子核施加压力、提高温度时，其半衰期不变，故C正确；D．α、β、γ三种射线中，γ射线穿透能力最强(主要看射线具有的能量)，α射线电离作用最强(从射线自身的带电情况衡量)，故D错误。故选C。6、C【解析】

若用锤子敲击A球，两球组成的系统动量守恒，当弹簧最短时，两者共速，则mAv＝(mA＋mB)v′解得v′＝弹性势能最大，最大为ΔEp＝mAv2－(mA＋mB)v′2=若用锤子敲击B球，同理可得mBv＝(mA＋mB)v″解得v″＝弹性势能最大为ΔEp＝mBv2－(mA＋mB)v′2＝即两种情况下弹簧压缩最短时，弹性势能相等，故L1＝L2故C正确。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AB【解析】

A．根据电动势随时间的变化曲线可得，交流电的电动势的瞬时值为则交流电的电动势的有效值为边两端电压的有效值为所以A正确；B．当线框平面与中性面的夹角为时，即则此时的电动势为所以B正确；C．由图象可得交流电的周期为从到时间内，即半个周期内，通过线框某一截面的电荷量为由电动势的瞬时值表达式可知则所以C错误；D．此交流电的电流有效值为根据焦耳定律可得，线框转动一周产生的焦耳热为所以D错误。故选AB。8、ACD【解析】

A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性，选项A正确；B．第二类永动机研制失败的原因是违背了热力学第二定律，选项B错误；C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C正确；D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，选项D正确；E．多晶体具有各向同性，选项E错误。故选ACD。9、AC【解析】

A.原线圈接入如图乙所示，T=0.02s，所以频率为：，故A正确；B.原线圈接入电压的最大值是V，所以原线圈接入电压的有效值是220V，理想变压器原、副线圈匝数比为20:1，所以副线圈电压是11V，所以V的示数为11V，故B错误；C.

R阻值随光强增大而减小，根据：知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A的示数变大，故C正确；D.当L1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D错误。故选：AC。10、BC【解析】

AB．以小球为研究对象，分析受力情况，根据力图看出，薄板的作用力先减小后增大，木板对小球的作用力一直减小，由牛顿第三定律得知，小球对薄板的压力先减小后增大，小球对木板的压力减小，故A错误，B正确；C．根据图中线段的长度可以看出，两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力，故C正确；D．根据平衡条件可知，两板对小球弹力的合力等于小球的重力，故D错误。故选BC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.398(0.395~0.399)甲4.3～4.7CCD【解析】

（1）由图知螺旋测微器的主尺读数是0mm，可动刻度读数是39.8ⅹ0.01mm=0.398mm(0.395~0.399)，所以直径D=0.398mm.（2）由表中实验数据可知，最小电压与电流很小，接近于零，由此可知，滑动变阻器应用分压式接法，因此实验采用的是图甲所示电路．（3）实物图连接注意电流表外接，滑动变阻器分压，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，连接时使电压表、电流表的示数最小．如图所示（4）将各数据点连线时注意让线经过尽量多的点，有些点不在线上，要让线两侧点的个数基本相等，离直线较远的点直接舍去（图中第6个点）．计算直线的斜率即为电阻R，故．（5）根据电阻定律得，故C正确，ABD错误．（6）A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，B错误；C.伏安法测电阻时，电流表和电压表的内阻引起的误差