河北省部分学校2024-2025学年高三年级下册开学考物理试卷（解析版）

2024-2025学年河北省金太阳联考高三（下）开学考

物理试卷（2月）

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”内部主要发生笊-氤聚变反应，反应方程式为He+^X,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.彳H为笊核，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、8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。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（）

物品圆柱状薄膜气泡

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6、r2,且勺不「2，地球和火星绕太阳运动的速度大小分别为％、v2,贝ij（）

=

A..~~B.vrr^—v2rlC.=u2r2D.v1y/~r\=v2A/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Ui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岛和滑动变

阻器R,滑动变阻器R的最大阻值为3R。，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。端滑动适当距离，定值电阻扁的功率一定增大

B.仅将T向b端滑动适当距离，定值电阻扁的功率一定增大

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/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、8（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4的细线比连接小球8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8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8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2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2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8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8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8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尸点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

甲）

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、8间的电压为力，C、。间的电压为“，不计电子受

到的重力，下列说法正确的是（）

A.仅增大A、3间的距离，可增大电子进入偏转电场时的速度

B.仅增大4,可增大电子进入偏转电场时的速度

C.仅增大外，可增大电子在偏转电极间的偏转距离

D.仅增大C、。间的距离，可增大C、。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Lo=1爪，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abed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，二者的总质量爪=0.5kg,线框电阻R=0.080,使小车

带着线框以q=5/n/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，湖边向右

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lm/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。

1L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

的质量为砂和砂桶的总质量为加，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o

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50”z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。

测出尤1=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巧=0.392m/s,则测得“2”“3”两点间的距离

%3=。加，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）。

0123456

????.一？

「工1个孙”r工,干了s干与.1

乙

（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，则小车的质量为像。（结果保留两位有效数字）

12.某同学把铜片和锌片相隔约2c机插入一个土豆中，制成了一个土豆电池。为了测量它的

电动势E和内阻广，他用到的实验器材还有电阻箱（最大阻值为99990）、电压表（量程为。〜

0.67,内阻很大，可视为理想电压表)、开关、导线若干。

丙

(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n,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,绘制出白-《关系图线，如图

UR

丙所示。根据绘制的图线，可得该土豆电池的电动势为匕内阻为kn.(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。尸边恰好发生全反

射，该入射光线在。尸边上的入射点为。尸的中点，该入射光线与OP边的夹角8=30。，

NPOQ=60。，PM=a,PM1OP,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08与倾斜半径。。的夹

角为。(未知)，曲面。E搭建在。点和水平面之间，曲面与半圆弧轨道相切于。点，曲面

与水平面相切于E点。甲、乙两球(均视为质点)放置在£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E。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孙，动能为

[E。,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。E,甲球受到轻微扰动，从8点由静止下滑，当到达。点时甲球恰好脱离轨

道A8C,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8=1x10-2。另两象限内的

磁感应强度大小为28。现有完全相同的。、Z?两带正电粒子，质量均为m=5x10-6女。，

-2

电荷量均为q=5x10C,从坐标原点O以相同速率u=2x1027Tl同时射入磁场，粒子

〃沿x轴正方向，粒子》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：

By2B

XXXXX

XXX

XXXXX

XXXXX

XXX

XXXXX

(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〃、b在y轴上投影的间距的最大值/%。

★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=l,a=2,则A答案错误，8答案

正确。原子弹是重核裂变，所以C错误。

亥”为笊核，2是中子和质子数之和，包含1个质子和1个中子，所以。答案错误

2.【答案】C

【解析】A、石块。与下方接触面不一定水平，根据平衡知识可知，石块。可能受两个

力，也可能受三个力，故A错误；

B、石块E和。相同，可能受摩擦力，故8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2对系统的支持力，故C正

确；

。、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。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，贝=

0,体积变小，外界对气体做功，则W>0

由热力学第一定律/u=W+Q,可知：Q<0,即压缩过程气泡内气体放出热量，故BCD

错误，A正确。

4.【答案】C

【解析】4B.单摆在摆角小于5。时的振动是简谐运动，其周期是7=2兀门，L是摆长，等

于摆球的质心到悬点的距离，周期T与摆的振幅无关，A3错误；

CD旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则L减小，则单摆周期减小，C正确，D

错误。

5.【答案】D

【解析】根据开普勒第三定律，鸟=暮，而7=码，联立可解得：「1%2=上以2,两边同

时开方可得U1V"五=U2v"瓦，所以。正确。

6.【答案】A

【解析】A、仅将T向。端滑动适当距离，副线圈匝数增加，根据4=占a可知副线圈两

端电压增大，定值电阻扁的功率一定增大，A正确，8错误；

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的阻值由1.5&开始减

小，将品和变压器看成一个有内阻的电源，可知当R的阻值减小到治时，功率增大之后功

率减小，C错误；

。仅将滑动变阻器R的滑片向/端滑动适当距离，滑动变阻器R的阻值由1.5&开始增大，

将Ro和变压器看成一个有内阻的电源，可知当R的阻值增大时，功率一直减小，。错误。

7.【答案】B

【解析】取其中一个小球分析，受力如图所示：

22

小球做匀速圆周运动，mgtand=解得：tanJsin。=；,则£越长，8越小，故AC。

。Lsin0Lg

错误，8正确。

8.【答案】AD

【解析】甲乙无人机释放炸弹后，炸弹做平抛运动。

AB,甲的高度高，根据八=巳9户可知，甲释放的炸弹在空中运动时间长，故A正确，B错

'□

乐；

CD、水平方向上做匀速直线运动，水平位移相同，根据v可知，乙的速度大，故。正

确，C错误。

故选AD。

9.【答案】BC

【解析】A8、在加速电场U］中，由动能定理：qUi=：mu2,增大A、8间距离不影响电子

进入偏转电场的速度，增大Ui可增大电子进入偏转电场的速度，故A错误，B正确；

CD、以v的速度进入偏转电场”中做类平抛运动运动，在离开偏转电场时偏移距离y=

fat2,其中/为偏转电极板长，t=%由牛顿第二定律有qE=ma,C、。间为匀强电

场,E=称,联立以上式子可得丫=黑，仅增大电压，偏转距离增大，仅增大板间距离，

场强减小，故C正确，。错误。

故选BC。

10.【答案】8。

【解析】4B:线框刚进入磁场左边界时，感应电动势为：E=BLv0

线圈中的感应电流/=：

安培力F=BIL

根据牛顿第二定律小车的加速度

a=-m

联立代入数据解得a=5m/s2,A错误，B正确；

CD:设线圈的ab边穿过磁场时的速度为v,

则由动量定理

—BIL△t=mv—mv0

：=耳="=吗联解得：u=4m/s

RRMRM

线圈ab边出离磁场后压缩弹簧，

则弹簧最大弹性势能

1

7z

Epm=Ekm=-mv

解得Ep7n=4/,所以C错误，。正确。

11.【答案】B

4.52

1.2

0.40

【解析】（1）4本实验可由弹簧测力计直接得出小车受到的拉力大小，不用沙和沙桶的重力

代替小车受到的拉力，所以不需要天平测量沙和沙桶的质量7”,故A错误；

8.要保证小车做匀变速直线运动，小车的受力必须恒定不变，因此需要调节滑轮高度，使

细线与长木板平行，确保小车受力恒定不变.故8正确；

C.因为小车受到的拉力由弹簧测力计进行测量，故不必要保证沙和沙桶的质量m远小于小

车的质量故C错误；

。.平衡摩擦力时，不悬挂沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故

。错误。

故选瓦

（2）用最接近2、3两点间的数据计算2、3间的距离，由匀变速直线运动规律可知冷=

=4.52cm；由题意可知，两计数点间时间间隔为T=O.ls,由逐差法可得，小车加

速度大小为a=（孙+宅孝+犯）,代入数据解得口=i,2m/s2»

⑶由牛顿第二定律可得2F=Ma,贝必=/，由图线的斜率是人可求得小车的质量为

0.40/c^o

12.【答案】7014

立即断开开关

0.40

0.80

【解析】（1）由电阻箱的读数规则可知接入电阻为7014。；为了防止土豆电池内阻发生明

显变化，记录电压表的示数后应立即断开开关；

⑵在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律有石=[/+6="+/，解得/=£+g结合图

KUc,Kh

像有盛=2.5尸，3解得：E=0.40U,r=0.80k。。

13.【答案】（1）光线射向OP边时，由几何关系可知P。边上的入射角i=]-凡由于恰好

发生全反射，入射角i等于临界角C,〃=工=工=近；

sinCsini3

（2）设光线与。尸边的交点为A,与。。边的交点为8,由几何关系，可知MA=^=2a,

PA==y/~3a=OA,AB=OAcosd=光束在介质中的传播速度v=£=叵，单色

[ant/2n2

光在该透明介质中传播的时间1="比=卫。

v3c

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

14.【答案】（1）设甲、乙两球的质量分别为M、瓶,爆炸刚结束时，甲球的速度大小为v

由动量守恒定律有Mu=mv0

由能量守恒定律有]+：埒=Eo

结合E&）=

解得好瓷、"争M=

甲球从B点运动到E点，由机械能守恒定律有=MgR

解得汽=篝

(2)把甲球在。点的重力分别沿着。。方向与垂直。。方向分解，没有曲面。E,甲球运动

到D点时恰好脱离轨道ABC,则。点对甲球的支持力恰好为0,

重力沿着。。方向的分力提供甲球做圆周运动的向心力，有Mgcos。=