河北省教考联盟2024学年物理高三上期末监测试题含解析

河北省教考联盟2024学年物理高三上期末监测试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、如图甲所示，在某电场中建立x 坐标轴，A 、B 为x 轴上的两点，x A 、x B 分别为A 、B 两点在x 轴上的坐标值。

一
电子仅在电场力作用下沿x 轴运动，该电子的动能E k 随其坐标x 变化的关系如图乙所示。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．A 点的电场强度小于
B 点的电场强度
B ．A 点的电场强度等于B 点的电场强度
C ．A 点的电势高于B 点的电势
D ．电子由A 点运动到B 点的过程中电势能的改变量p k k B A
E E E ∆=-
2、下列说法正确的是（ ）
A ．在光电效应中，增加入射光的强度，饱和光电流不变
B ．β衰变现象说明电子是原子的组成部分
C ．两个氘核的聚变反应方程式为22311120H H He n +→+
D ．处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后动能增加
3、在平直公路上行驶的a 车和b 车，其位移--时间图象分别为图中直线a 和曲线b ，已知b 车的加速度恒定且等于22m /s 3s t -=，时，直线a 和曲线b 刚好相切，则（ ）
A ．a 车做匀速运动且其速度为8m /s 3
a v = B ．0t =时，a 车和
b 车的距离09m x =
C ．3s t =时，a 车和b 车相遇，但此时速度不等
D ．1s t =时，b 车的速度为10m/s
4、下列说法正确的是（ ）
A ．牛顿第一定律并不是在任何情况下都适用的
B ．根据F =ma 可知，物体的加速度方向一定与物体所受拉力F 的方向一致
C ．绕地球飞行的宇航舱内物体处于漂浮状态是因为没有受到重力作用
D ．人在地面上起跳加速上升过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力
5、如图，正方形abcd 中△abd 区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd 区域内有方向平行bc 的匀强电场（图
中未画出）．一带电粒子从d 点沿da 方向射入磁场，随后经过bd 的中点e 进入电场，接着从b 点射出电场，不计粒子的重力，则（ ）
A ．粒子带正电
B ．电场的方向是由c 指向b
C ．粒子在b 点和d 点的动能相等
D ．粒子在磁场、电场中运动的时间之比为π∶2
6、一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h ，下列情况中能使细绳拉力增大的是（ ）
A ．大气压强增加
B ．环境温度升高
C ．向水银槽内注入水银
D ．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移
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、下列说法正确的是_______。

A ．分子间距离减小时，分子势能一定增大
B ．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔
C ．在绝热压缩和等温压缩过程中，气体内能均不变
D ．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
E.当人们感到干燥时，空气的相对湿度较小
8、下列说法正确的是（ ）
A ．液体中的扩散现象是由分子间作用力造成的
B ．理想气体吸收热量时，温度和内能都可能保持不变
C ．当两分子间距从分子力为0（分子间引力与斥力大小相等，且均不为0）处减小时，其分子间的作用力表现为斥力
D ．液体的饱和汽压不仅与液体的温度有关而且还与液体的表面积有关
E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的
9、如图所示，两条相距为L 的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R 的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。

金属棒ab 垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R 。

若给棒以平行导轨向右的初速度v 0，当流过棒截面的电荷量为q 时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x 。

则在这一过程中（ ）
A ．导体棒作匀减速直线运动
B ．当棒发生位移为2x 时，通过棒的电量为2
q C ．在通过棒的电荷量为3q 时，棒运动的速度为03
v D ．定值电阻R 释放的热量为
04BqLv 10、一列简谐横波在某均匀介质中沿x 轴传播，从x ＝3 m 处的质点a 开始振动时计时，图甲为t 0时刻的波形图且质点
a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，则下列说法中正确的是________．
A．该波的频率为2.5 Hz
B．该波的传播速率为200 m/s
C．该波是沿x轴负方向传播的
D．从t0时刻起，质点a、b、c中，质点b最先回到平衡位置
E.从t0时刻起，经0.015 s质点a回到平衡位置
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）如图所示，梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在黑板上方的A点，另一端被两个弹簧测力计拉到O点。

(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是________
A．弹簧测力计在实验前没有调零
B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧侧力计刻度
C．弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响
D．拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，实验效果较好
(2)为了提高实验的准确性，减少误差，请提出合理的解决办法(一条即可)_________
(3)两弹簧测力计的读数分别为F1和F2，两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为α1和α2，如图所示，以下说法正确的是______.
A．为了验证力的平行四边形定则，只需作力的图示来表示分力与合力
B．实验中用平行四边形定则求得的合力F一定与OA在一条直线上
C ．若保持O 点的位置和夹角α1不变，夹角α2可变，若F 1增大，则F 2可能减小
D ．两弹簧测力计间的夹角α1和α2之和必须取90°
12．（12分）利用阿特伍德机可以验证力学定律。

图为一理想阿特伍德机示意图，A 、B 为两质量分别为m 1、m 2的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，两物块离地足够高。

设法固定物块A 、B 后，在物块A 上安装一个宽度为d 的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。

松开固定装置，读出遮光片通过光电门所用的时间△t 。

若想要利用上述实验装置验证牛顿第二定律实验，则
(1)实验当中，需要使m 1、m 2满足关系：____。

(2)实验当中还需要测量的物理量有_____利用文字描述并标明对应的物理量符号）。

(3)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为____（写出等式的完整形式无需简化）。

(4)若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为____（写出等式的完整形式无需简化）。

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）为了观察门外情况，在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。

从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。

已知该玻璃的折射率为n ，圆柱形玻璃的厚度为L ，底面半径为r ，则视场角为_______。

（用反三角函数表示）
14．（16分）如图所示，有一玻璃做成的工件，上半部分是半径为R 的半球体，球心为O 。

下半部分是半径为R ，高157
h R =的圆柱体。

圆柱体底面是一层发光面。

发光面向上竖直发出平行于中心轴OO '的光线，有些光线能够从上半部的球面射出（不考虑半球的内表面反射后的光线）。

已知从球面射出的光线对应的入射光线间的最大距离为32L R =。

（取sin370.6︒=，cos370.8︒=）
(1)求该玻璃工件的折射率；
(2)求从发射面发出的光线中入射角都为37︒的入射光线经球面折射后交于中心轴OO '的交点离发光面中心O '的距离。

15．（12分）如图所示，有一棱镜ABCD ，90B C ∠=∠=︒，75D ∠=︒．某同学想测量其折射率，他用激光笔从BC 面上的P 点射入一束激光，从Q 点射出时与AD 面的夹角为45︒，Q 点到BC 面垂线的垂足为E ，15PQE ∠=︒．求： ①该棱镜的折射率
②改变入射激光的方向，使激光在AD 边恰好发生全反射，其反射光直接到达CD 边后是否会从CD 边出射？请说明理由。

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、B
【解题分析】
AB ．根据动能定理得知：电场力做功等于电子动能的变化，则有
k E Eqx =
根据数学知识可知，图线的斜率
k qE =
斜率不变，q 保持不变，说明电场强度不变，所以该电场一定是匀强电场，则
A B E E =
故A 错误，B 正确；
C ．由图知，电子从A 到B 动能增大，电场力做正功，则知电场力方向从A →B ，电场线方向从B →A ，根据顺着电场线方向电势降低，则有
A B ϕϕ<
故C 错误；
D ．根据动能定理知
k k P AB B A W E E E =-=-∆
即
P k k A B E E E ∆=-
故D 错误。

故选B 。

2、C
【解题分析】
A ．根据光子假设，当入射光的强度增加时，单位时间内通过金属表面的光子数增多，单位时间内从金属表面逸出的光电子增多，饱和光电流随之增大，选项A 错误；
B ．β衰变释放的电子是原子核内的中子转化来的，选项B 错误；
C ．两个氘核的聚变反应方程式为22311120H H He n +→+，选项C 正确；
D ．处于基态的氢原子吸收光子后向高能级跃迁，轨道半径r 增大，根据22
2ke mv r r
=可知，速度随轨道半径r 的增大而减小，所以动能减小，选项D 错误。

故选C 。

3、B
【解题分析】
A ．a 车图像是倾斜直线，所以该车作匀速直线运动，该车速度为
822m/s 3
x v t ∆-===∆
故A 错误；
C ．3t s =时，直线a 和曲线b 刚好相切，则b 车此时速度为2m/s ，故C 错误；
B ．由0v v at =+得，b 车的初速度为
()02238m/s v v at =-=--⨯=
b 车在第一秒内位移为
2201181217m 22
x v t at =+=⨯-⨯⨯= 则0t =时，a 车和b 车的距离
0729m x =+=
故B 正确；
D ．1s t =时，b 车的速度为8216m/s v =-⨯=，故D 错误。

故选B 。

4、A
【解题分析】
A.牛顿第一定律只能适用于宏观、低速的物体，故A 正确；
B.F=ma 中的物体加速度对应的是物体所受的合外力，而不仅仅是拉力F ，故B 错误；
C.绕地球飞行的宇航舱内物体依旧受到地球的吸引作用，故依旧受到重力作用，故C 错误；
D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D 错误。

故选A 。

5、D
【解题分析】
A ．带电粒子从d 点沿da 方向射入磁场，随后经过bd 的中点e 进入电场，偏转方向往右，由左手定则可知 ，粒子带负电，故A 错误；
B ．粒子从e 点射出时，速度方向与bd 的夹角为45︒，即水平向右射出，在电场中做类平抛运动，从b 点射出电场，所受电场力方向由c 指向b ，负电荷所受电场力方向与场强方向相反，则电场方向由b 指向c ，故B 错误；
C ．粒子从d 到e 过程中洛伦兹力不做功，但在e 到b 的类平抛运动过程中，电场力做下功，则粒子在b 点的动能大于在d 点的动能，故C 错误；
D ．假设ab 边长的一半为r ，粒子从d 点射入磁场的速度为v ，因为粒子在磁场中运动的时间为弧长de 除以速率v ，即π2r v
，粒子在电场中做类平抛运动，其在平行ab 方向的分运动速度大小为v 的匀速直线运动，分位移为r ，可得粒
子在电场中运动时间为r v
，故D 正确。

故选D 。

6、A
【解题分析】
管内密封气体压强
0P P gh ρ=-
绳子的拉力等于
T mg ghS ρ=+
S 表示试管的横截面积，要想拉力增大，则必须使得玻璃管内部的液面高度上升，当0P 增大，则h 增大；温度升高，气体体积增大，对外膨胀，h 减小；向水银槽内注入水银或者略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，都使得h 下降，故A 正确，B 、C 、D 错误；
故选A 。

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、BDE
【解题分析】
A ．分子间作用力表现为引力时，分子间距离减小，分子力做正功，分子势能减小，故A 错误；
B ．晶体与非晶体的区别在于有无固定的熔点，晶体有固定的熔点而非晶体没有，故B 正确；
C ．在绝热压缩过程中，外界对气体做功而气体与外界无热交换气体内能一定增加，故C 错误；
D ．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，符合热力学第二定律的表述，故D 正确；
E ．当人们感到干燥时，空气的相对湿度较小，故E 正确。

故选BDE 。

8、BCE
【解题分析】
A ．扩散现象是分子无规则热运动的表现，A 错误；
B ．理想气体吸收热量时，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知温度和内能可能不变，B 正确；
C ．当两分子间距从分子力为0处减小时，分子引力和分子斥力均增大，由于斥力增大的快，其分子间作用力表现为斥力，C 正确；
D ．液体的饱和汽压与液体的表面积无关，D 错误；
E ．由热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的，E 正确。

故选BCE 。

9、BD
【解题分析】
A.由于导体棒向右减速运动，则电动势减小，则电流减小，则导体棒的安培力减小，即合力减小，根据牛顿第二定律可知其加速度减小，则导体棒做变减速运动，故A 错误；
B.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：
22n BLx q R R
∆Φ== 当棒发生位移为
2x 时，则通过棒的电量为2q ，故B 正确； C. 棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：
22n BLx q R R
∆Φ== 当流过棒的电荷为
3q 时，棒发生的位移为： 13
x x = 根据牛顿运动定律可得棒运动的加速度为：
222F B L v a mR
m =A = 设棒运动的时间为t ∆，则有：
222B L v a t t mR
∆=∆ 所以有：
222B L v a t t mR
∑∆∑∆＝ 即：
22
2B L v x mR
∑∆∑∆＝ 当流过棒的电荷为 3
q
时，则有： 2201 3
2B L v x v mR -⋅= 当流过棒的电荷为q 时，则有：
22
02B L v x mR
⋅= 解得：
0123v v = 0
qBL m v = 故C 错误；
D.棒的速度减为零的过程中，定值电阻R 释放的热量为：
002200111 22124
2R k qBLv qBL Q E m v v v ==∆⨯⨯⨯=＝ 故D 正确；
故选BD 。

10、BDE
【解题分析】
A ．由图乙可得：周期T =4×10-2s ，故频率
211Hz 25Hz 410
f T -⨯＝＝＝ 故A 错误；
B ．由图甲可得：波长λ=8m ，故波速
v ＝T
λ＝200m/s 故B 正确；
C ．根据图甲所示时刻质点a 正沿y 轴正方向运动可得：波沿x 轴正向传播，故C 错误；
D ．根据波沿x 轴正向传播可得：图甲所示t 0时刻，a 向波峰运动，b 向平衡位置运动，c 向波谷运动，故b 最先回到平衡位置，故D 正确；
E ．根据波沿x 轴正向传播，由图甲可得，平衡位置从x =0处传播到x =3m 的质点a 处时，质点a 回到平衡位置，故
质点a 经过时间 30.015200/x m t s v m s
＝＝＝ 回到平衡位置，故E 正确；
故选BDE ．
【题目点拨】
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程．
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、AD 将竖直平面转到水平面 C
【解题分析】
(1)[1]A ．弹簧测力计在实验前没有调零，弹簧测力计测力时会导致实验结果不准确，故A 符合题意；
B ．本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，读数时视线必须与刻度尺垂直，防止视觉误差，故B 不符合题意；
C ．弹簧测力计测的是拉力大小而不是重力大小，所以弹簧测力计自身的重力，不会导致实验结果不准确，故C 不符合题意；
D ．在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些；拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，会导致实验结果不准确，故D 符合题意；
故选AD ；
(2)[2]为了提高实验的准确性，减少误差要选用弹性小且适当长的细绳或将竖直平面转到水平面；
(3)[3]A ．为了验证力的平行四边形定则，应采用作力的图示来表示分力与合力，但不是只需作力的图示来表示分力与合力，故A 错误；
B ．因实验中存在误差，故不可能严格使F 与F '重合，所以实验中用平行四边形定则求得的合力F 不一定沿OA 直线方向，故B 错误；
C ．对点O 受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，保持O 点的位置和夹角1α不变，即橡皮条长度不变，弹簧拉力1F 方向不变，弹簧拉力2F 方向和大小都改变，如图：
根据平行四边形定则可以看出1F 的读数不断增大时，2F 先变小后变大，所以若1F 增大时，2F 可能变小，故C 正确；
D ．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O 点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取90︒，故D 错误；
故选C 。

12、12m m > 物块A 初始释放时距离光电门的高度h ()2
121222d m g m g m m h t
-=+∆ 22
1212221122d d m gh m gh m m t t
-=+∆∆ 【解题分析】
(1)[1]由题意可知，在物块A 上安装一个宽度为d 的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，所以应让物块A 向下运动，则有12m m >；
(2)[2]由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度为
2
2=v a h
则实验当中还需要测量的物理量有物块A 初始释放时距离光电门的高度h ；
(3)[3]对两物块整体研究，根据牛顿第二定律，则有
1212()()m m g m m a -=+
物块A 经过光电门的速度为
d v t
=∆ 联立得
()2
121222d m g m g m m h t
-=+∆ (4)[4]机械能守恒定律得
2
2121212211()()()22d m m gh m m v m m t
-=+=+∆
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、22arcsin nr r L +
【解题分析】 [1]光路图如图所示。

在玻璃砖边缘P 点光折射有12
sin sin n θθ=，由几何关系得 222sin r
r L θ=+ 解得视场角
122arcsin nr
r L θ=+
14、 (1)43
n =；(2)5R 【解题分析】
（1）在球面上发生折射时的入射角2θ等于发生全反射临界角C 时对应入射光之间的间距最大，
1sin C n
=， 由几何关系可得
2sin 2L
L C R R
==， 解得
43
n =； （2）光路图如图所示，
由折射定律可得：
12
sin sin n θθ=， 由题知237θ︒=，则
153θ︒=，
在三角形ΔAON 中，由正弦定理可得
()1sin 180sin N R ON θ︒
-∠=， 由几何关系可知：
12N θθ∠=-，
解得
20sin 7
R ON R N ==∠， 所以37︒入射角的光线经球面折射后交于OO '的交点N 距O '的距离为 2015577
O N ON OO R R R ''=+=+= 152②激光能够从CD 边出射
【解题分析】
①如图所示，FG 为法线
∠D =75°，则
∠EQA =75°，∠PQE =15°，∠PQA =60°，∠PQG =30
所以入射角
i =∠PQG =30°
折射角
r =45°
由于光从棱镜射向空中，所以该棱镜的折射率 sin sin 452sin sin 30
r n i ︒︒=== ②设全发射临界角为C ，如图所示
12sin ,452
C C n ︒=== 904575JO
D C D ︒︒︒∠=-=∠=
因而
∠OJD =60°
激光在CD 边的入射角30°＜45°，因而激光能够从CD 边出射。