天津市河北区2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题（含答案）

第第页天津市河北区2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．下列说法正确的是（）A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变2．2024年10月11日，中国散裂中子源（CSNS）打靶束流功率达到170kW并实现稳定供束运行，超过设计指标70%。下列核反应中放出的粒子为中子的是（）A．714N俘获一个α粒子，产生B．1327Al俘获一个αC．511B俘获一个质子，产生D．36Li3．波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距。则（下列表述中，脚“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量）（）A．这两束光的光子的动量P1>P2B．这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1>C2C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U1>U2D．这两束光在玻璃中的传播速度满足v1<v24．2020年6月23日，我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署，基本达到了完整服务全球的目标。其中北斗三号全球卫星导航系统由地球中圆轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和地球静止轨道卫星三种不同轨道的卫星组成。某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。则此卫星的()A．线速度大于第一宇宙速度B．周期小于静止卫星的周期C．角速度大于月球绕地球运行的角速度D．向心加速度大于地面的重力加速度5．如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则A．杆对A环的支持力变大B．B环对杆的摩擦力变小C．杆对A环的力不变D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=TA．质点Q的振动图像与图（b）相同B．在t=0时刻，质点P的速度比质点Q的大C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示7．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则（）A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行8．质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g=10m/sA．4s时物块的动能为零B．6s时物块回到初始位置C．3s时物块的动量为12kgD．0~6s时间内F对物块所做的功为三、第Ⅱ卷9．“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。①采用的实验方法是A．控制变量法B．等效法C．模拟法②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值（选填“不变”、“变大”或“变小”）。10．某实验小组用电压表V（量程为3V、内阻约为3kΩ），电流表A（量程为50mA，内阻约为2Ω），定值电阻R0=56Ω，滑动变阻器R、两节干电池（电动势均为1.5V，内阻均不到1Ω）、开关及导线等器材测量电阻Rx的阻值（约为150Ω）。（1）A、B两位同学采用伏安法进行测量：A同学用如图甲所示的内接法测量，得到多组电压表示数U和电流表示数Ⅰ的数据，根据每组数据计算出对应的电阻，再求出电阻的平均值作为待测电阻Rx的测量值；B同学用如图乙所示的外接法测量，根据测得的数据，作出U-I图线，然后算出图线的斜率k，将k作为待测电阻Rx的测量值。关于A、B两同学测得的结果，（选填“A”或“B”）同学的测量结果更精确，测量值（选填“大于”等于”或“小于”）真实值。（2）C同学设计了如图丙所示的电路进行实验，操作步骤如下：①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；②闭合S2、S1，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表A满偏；③保持滑动变阻器R的滑片不动，断开S2，此时电流表A的示数为40mA；待测电阻Rx=（保留三位有效数字）。11．如图所示，水平地面与一半径为L的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方．距离地面高度也为L的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以v0＝2gL的初速度水平抛出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，求：（1）B点与抛出点A正下方的水平距离x；（2）圆弧BC段所对的圆心角θ；（3）小球滑到C点时，对圆轨道的压力。12．竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。（1）求物块B的质量；（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块A克摩擦力所做的功。13．有一种质谱仪由静电分析器和磁分析器组成，其简化原理如图所示．左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离各点的场强大小相同的径向电场，右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行，两者间距近似为零．离子源发出两种速度均为v0、电荷量均为q、质量分别为m和0.5m的正离子束，从M点垂直该点电场方向进入静电分析器．在静电分析器中，质量为m的离子沿半径为r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从N点水平射出，而质量为0.5m的离子恰好从ON连线的中点P与水平方向成θ角射出，从静电分析器射出的这两束离子垂直磁场方向射入磁分析器中，最后打在放置于磁分析器左边界的探测板上，其中质量为m的离子打在O点正下方的Q点．已知OP=0.5r0，OQ=r0，N、P两点间的电势差UNP=m（1）求静电分析器中半径为r0处的电场强度E0和磁分析器中的磁感应强度B的大小；（2）求质量为0.5m的离子到达探测板上的位置与O点的距离l（用r0表示）；（3）若磁感应强度在（B—△B）到（B＋△B）之间波动，要在探测板上完全分辨出质量为m和0.5m的两束离子，求ΔBB

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，温度越高，分子的平均动能越大，分子运动的越剧烈，A符合题意；B、内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和势能的总和，漏掉了势能，B不符合题意；C、气体压强与气体分子的平均动能有关，即温度，同时气体的压强还与体积有关系，C不符合题意；D、气体膨胀对外做功且温度降低，既然气体的温度降低了，那么气体的平均动能就会降低，D不符合题意。故答案为：A【分析】分子的平均动能只与温度有关系，温度高，分子的平均动能越大，分子运动的越剧烈；物体的内能是分子动能和势能之和。2．【答案】B【解析】【解答】A．根据核反应中质量数和电荷数守恒，其核反应方程为7释放的是质子，A错误；B．根据核反应中质量数和电荷数守恒，其核反应方程为13释放的是中子，B正确；C．根据核反应中质量数和电荷数守恒，其核反应方程为5释放的是α粒子，C错误；D．根据核反应中质量数和电荷数守恒，其核反应方程为3释放的是α粒子，D错误。故选B。

【分析】根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程即可判断。3．【答案】B【解析】【解答】A．波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距，由干涉条纹间距的公式Δx=Ldλ可知，λ1>B．由υ=cλ可知，波长越长，光子频率越小，两光子频率υ1<υ2，即光子2的频率大，折射率关系为n1C．由爱因斯坦光电效应方程Ek=hυ−W可知频率越大逸出的光电子的初动能越大，又由EkD．由折射率n=cv可知，折射率越大，这两束光在玻璃中的传播速度越小，则故选B。

【解答】根据干涉条纹的宽度的特点判断波长的大小关系；由：E=hν判断光子的能量与光子的频率关系；由P=hλ4．【答案】C【解析】【解答】掌握万有引力提供向心力这一理论，并能熟练运用，明确卫星的轨道半径越大，其线速度、角速度、向心加速度越小，周期越大。A．根据万有引力提供向心力可得G解得v=静止卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，故静止卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，A错误；B．地球轨道卫星与地面相对静止，即为地球静止卫星，其周期等于静止卫星周期24h，B错误；C．根据根据万有引力提供向心力可得G解得ω=由于月球绕地球转动的半径大于地球轨道卫星的运行半径，地球轨道卫星的角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确；D．根据牛顿第二定律可得G解得a=在地球表面上，根据G解得g=运行半径大于地球半径，地球轨道卫星的向心加速度小于地面的重力加速度，D错误。故选C。【分析】明确地球静止轨道卫星的性质，地球的静止轨道卫星处于赤道的上方，周期等于地球自转的周期，根据万有引力提供向心力得出线速度、加速度与轨道半径的关系，从而比较出线速度与第一宇宙速度的大小，向心加速度与重力加速度的大小。5．【答案】B【解析】【解答】A．对两环和书本的整体受力分析，竖直方向：2N=mg，可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变，A错误；C．同理，杆对A环的摩擦力减小，杆对A环的支持力不变，则杆对A环的力减小，C错误．

BD．对圆环B受力分析可知，f=Tcosθ；对书本：2Tsinθ=mg，解得f=mg2tan6．【答案】C,D【解析】【解答】对于波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，能熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。A．由图（b）可知，在t=T2时刻，质点正在向y轴负方向运动，而从图（a）根据同侧法可知，质点Q在t=TB．由t=T2的波形图推知，t=0时刻，质点P正位于波谷，速率为零，质点Q正在平衡位置，故在C．t=0时刻，质点P正位于波谷，具有沿y轴正方向最大加速度，质点Q在平衡位置，加速度为零，故C正确；D．t=0时刻，平衡位置在坐标原点处的质点，正处于平衡位置，沿y轴正方向运动，跟（b）图吻合，故D正确。故选CD。【分析】根据波的传播方向确定Q点振动方向，与振动图象上在t=T27．【答案】A,C【解析】【解答】假设带电粒子刚好在两个等量同种电荷的中垂线运动，假如运动方向靠近中垂线的中心再远离，那么其速度有可能先增加后减小，所以A选项符合题意；根据其粒子的运动轨迹则与电场线不重合，假如在单一点电荷场运动，其轨迹可以与和电场线重合，所以B选项不符合题意；粒子从静止开始运动，电场力一定做正功，所以粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能，所以C选项符合题意；假如粒子做的是曲线运动，则场力方向和轨迹的切线方向不平行，所以D选项不符合题意。故答案为：AC【分析】利用常见静电场可以分析粒子的运动情况；利用等量同种电荷产生的电场可以判别轨迹和电场线不重合；由于粒子可以做曲线运动，则粒子受到的电场力方向和轨迹的切线方向不一定共线；利用电场力做功可以判别电势能的变化。8．【答案】A,D【解析】【解答】物块与地面间的摩擦力为f=μmg=2AC．对物块从0∼3s内由动量定理可知(F−f)即(4−2)×3=1×得v3s时物块的动量为p=m设3s后经过时间t物块的速度减为0，由动量定理可得−(F+f)t=0−m即−(4+2)t=0−1×6解得t=1所以物块在4s时速度减为0，则此时物块的动能也为0，故A正确，C错误；B．0∼3s物块发生的位移为x1，由动能定理可得(F−f)即(4−2)得x3s∼4即−(4+2)得x4s∼发生的位移为x即6s时物块没有回到初始位置，故B错误；D．物块在6s时的速度大小为v0∼6s拉力所做的功为W=(4×9−4×3+4×4)故答案为：AD。

【分析】先计算摩擦力，再分阶段用动量定理、动能定理分析速度、位移及力做的功。9．【答案】A；角速度平方；不变【解析】【解答】本题考查了探究小球做圆周运动所需向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验，实验的原理为圆周运动向心力公式，采用了控制变量法；知道线速度与角速度的关系，知道小球做匀速圆周运动的角速度是通过改变塔轮半径来实现的。①本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控制变量法；故选A。②标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据F=mr在小球质量和转动半径相同的情况下，可知左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。设皮带两塔轮的半径为R1、R2，塔轮的线速度为v；则有

ω1=小球质量和转动半径相同的情况下，可知

F由于两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。

【分析】①根据实验目的，结合向心力公式F=mrω2分析影响向心力大小的因素，再分析所采用的物理方法；

②标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据向心力演示仪的原理分析即可。10．【答案】（1）A；大于（2）153【解析】【解答】本题主要考查了伏安法测电阻的实验，掌握电流表内、外接法的判断方法；掌握欧姆定律、闭合电路的欧姆定律和并联电路的特点是解题的关键。

（1）为了尽可能减小实验误差，由于R所以待测电阻电阻属于大阻值，因此电流表内接法测量结果更精确，故A同学的测量结果更精确。测量值为电阻Rx（2）当电流表满偏时，根据闭合电路的欧姆定律可得I当S2断开时，则有I其中IIE=3解得R【分析】（1）根据待测电阻值、电流表的内阻值和电压表的内阻值的比值大小关系确定电流表的内外接法；电流表内接法的误差来源于电流表的分流作用，根据欧姆定律进行分析作答；

（2）根据闭合电路的欧姆定律和并联电路的特点求解作答。（1）[1]为了尽可能减小实验误差，由于R因此电流表内接法测量结果更精确，故A同学的测量结果更精确。[2]测量值为电阻Rx（2）当电流表满偏时，根据闭合电路的欧姆定律可得I当S2断开时，则有I其中IIE=3解得R11．【答案】（1）解：设小球做平抛运动到达B点的时间为t，由平抛运动规律L＝12gt2，x＝v0联立解得x＝2L（2）解：小球到达B点时竖直分速度vy2＝2gL设α为速度方向与水平方向的夹角，则tanα＝v解得α＝45°故θ＝45°（3）解：设小球到达C点时速度大小为vC，根据动能定理，小球从A运动到C点的过程中有mgL（1＋1－cosθ）＝12mvC2－12mv设轨道对小球的支持力大小为F，根据牛顿第二定律有F－mg＝mv解得F=由牛顿第三定律可知，小球滑到C点时对圆轨道的压力大小为F'【解析】【分析】（1）水平距离：利用平抛运动的竖直分运动求时间，结合水平分运动的匀速规律计算位移；

（2）圆心角：通过平抛的速度偏角，结合轨道切线方向与圆心角的几何关系，确定圆心角；

（3）轨道压力：用动能定理求C点速度，结合圆周运动向心力公式求