河北省承德市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期12月市聯(lián)考物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12025屆河北承德高三12月聯(lián)考物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回?？荚嚂r(shí)間為75分鐘，滿分100分一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.2024年4月20日，我國(guó)首次利用核電商用堆成功批量生產(chǎn)碳14同位素，標(biāo)志著我國(guó)徹底破解了國(guó)內(nèi)碳14同位素供應(yīng)依賴進(jìn)口的難題，實(shí)現(xiàn)碳14供應(yīng)全面國(guó)產(chǎn)化。碳14具有放射性，其衰變方程為，半衰期約為5730年。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）A.碳14發(fā)生的是α衰變 B.X是來(lái)自原子核外的電子C.的比結(jié)合能比的大 D.10個(gè)碳14經(jīng)過(guò)5730年有5個(gè)發(fā)生衰變【答案】C【解析】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為碳14發(fā)生的是β衰變，X是電子，是原子核內(nèi)中子向質(zhì)子轉(zhuǎn)化的過(guò)程中形成的，故AB錯(cuò)誤；C．發(fā)生β衰變，反應(yīng)后原子核更穩(wěn)定，的比結(jié)合能比的大，故C正確；D．半衰期是描述大量原子核衰變快慢的物理量，對(duì)少數(shù)原子核不適用，10個(gè)碳14經(jīng)過(guò)5730年不一定有5個(gè)發(fā)生衰變，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖甲，一質(zhì)量為的勻質(zhì)球置于固定鋼質(zhì)支架的水平橫桿和豎直墻之間，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，沿著橫杠看過(guò)去，如圖乙所示。測(cè)得球與橫桿接觸點(diǎn)到墻面的距離為球半徑的1.5倍，已知重力加速度大小為，不計(jì)所有摩擦，則豎直墻對(duì)球的彈力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)球的半徑為，對(duì)球進(jìn)行受力分析如圖，所示根據(jù)幾何知識(shí)可得解得根據(jù)平衡條件得故選B。3.彩虹是由太陽(yáng)光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開(kāi)水滴時(shí)再折射一次形成的。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光由左側(cè)射入水滴，、是白光射入水滴后經(jīng)過(guò)一次反射和兩次折射后的兩條出射光線（、是單色光）。下列關(guān)于光與光的說(shuō)法正確的是（）A.光的頻率小于光的頻率B.、光在由空氣進(jìn)入水滴后波長(zhǎng)變長(zhǎng)C.從同一介質(zhì)射向空氣，光比光容易發(fā)生全反射D.通過(guò)同一雙縫干涉裝置，光的相鄰條紋間距比光的大【答案】C【解析】A．由光路可知，光的偏折程度大于光，可知水滴對(duì)光的折射率大于對(duì)光的折射率，光的頻率大于光的頻率，故A錯(cuò)誤；B．、光在由空氣進(jìn)入水滴后波速變小，頻率不變，根據(jù)可知波長(zhǎng)變短，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知，光的臨界角小于光的臨界角，即光比光容易發(fā)生全反射，故C正確；D．由于光的頻率大于光的頻率，光的波長(zhǎng)小于光的波長(zhǎng)，根據(jù)光干涉的相鄰條紋間距比光的小，故D錯(cuò)誤。故選C。4.空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為、帶電量為的小球由點(diǎn)以速度豎直向上拋出，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度大小恰好也為，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為，小球從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球的電勢(shì)能增加B.小球的機(jī)械能先減少后增加C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為D.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的最小值為【答案】D【解析】AB．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，機(jī)械能增加，故AB錯(cuò)誤；C．小球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，從出發(fā)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，滿足水平方向做初速度為0勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則解得根據(jù)牛頓第二定律有解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)矢量合成法則，小球的合加速度大小為，將初速度沿加速度方向和垂直加速度方向分解，可知當(dāng)沿著加速度方向的分速度為0時(shí)，小球的合速度最小，且合速度等于垂直于加速度方向的分速度，即故D正確。故選D。5.某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示。大輪與小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長(zhǎng)為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。大輪以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直。線圈通過(guò)導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為的燈泡。若發(fā)電時(shí)燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，則燈泡兩端電壓的有效值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】大輪和小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，線速度大小相等，小輪和線圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)題意，知大輪與小輪半徑之比為，已知大輪以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)可知小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值又聯(lián)立可得則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知燈泡兩端電壓的有效值故選A。6.一輛玩具汽車在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，其速度與時(shí)間關(guān)系如圖所示。已知玩具汽車的質(zhì)量為2kg，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力始終為車重的0.1倍，取重力加速度。下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)，汽車距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)B.時(shí)間內(nèi)，牽引力對(duì)汽車做功為54JC.時(shí)間內(nèi)，剎車額外產(chǎn)生的制動(dòng)力大小為6ND.時(shí)間內(nèi)，汽車克服阻力做的功為28J【答案】B【解析】A．由圖像可知，時(shí)速度為零，即汽車距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，故A錯(cuò)誤；B．圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示位移，時(shí)間內(nèi)，汽車的位移大小為由動(dòng)能定理可得其中，解得時(shí)間內(nèi)牽引力對(duì)汽車做的功故B正確；C．時(shí)間內(nèi)由圖像可知加速度大小為由牛頓第二定律可得可得因剎車額外產(chǎn)生的制動(dòng)力的大小為F=4N故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)圖像可知，時(shí)間內(nèi)，汽車的路程克服阻力做的功故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖所示，一半徑為的圓盤上均勻分布著電荷為為的正電荷，在垂直于圓盤且過(guò)圓心的軸線上有、、，四個(gè)點(diǎn)，和、和，和，和間的距離均為，在點(diǎn)處有一電荷量為的固定點(diǎn)電荷，在點(diǎn)有一電荷量為的固定點(diǎn)電荷。已知點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（為靜電力常量），方向由指向，則點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理可知，兩個(gè)點(diǎn)電荷在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為方向由指向；依題意，點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小為方向由指向；可知圓盤在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為由對(duì)稱性可知圓盤在、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等方向相反，兩個(gè)點(diǎn)電荷在、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等方向相同，根據(jù)電場(chǎng)疊加原理，可得出點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖，一玻璃瓶的瓶塞中豎直插有一根兩端開(kāi)口的細(xì)長(zhǎng)玻璃管，管中一光滑小球?qū)⑵恐袣怏w密封，且小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，裝置的密封性、絕熱性良好。對(duì)小球施加向下的力使其偏離平衡位置，在時(shí)由靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。規(guī)定豎直向上為正方向，則小球在時(shí)刻（）A.位移最大，方向?yàn)檎?B.速度最大，方向?yàn)檎鼵.加速度最大，方向?yàn)樨?fù) D.受到的回復(fù)力大小為零【答案】AC【解析】對(duì)小球施加向下的力使其偏離平衡位置，在時(shí)由靜止釋放，可知此時(shí)小球位于最低點(diǎn)，且小球的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。則小球在時(shí)刻處于最高點(diǎn)位置，此時(shí)位移最大，方向向上（正方向）；小球受到的回復(fù)力最大，方向向下，則小球的加速度最大，方向向下（負(fù)方向）；此時(shí)小球的速度為0。故選AC。9.從“玉兔”登月到“祝融”探火，我國(guó)星際探測(cè)事業(yè)實(shí)現(xiàn)了由地月系到行星際的跨越。已知火星表面重力加速度約為月球的2.25倍，半徑約為月球的2倍，火星和月球的質(zhì)量分別為和、忽略火星及月球的自轉(zhuǎn)。如圖所示，著陸前，“祝融”和“玉兔”某段時(shí)間可認(rèn)為以相同的軌道半徑分別繞火星和月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度大小分別為、。下列說(shuō)法正確的是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】AB．在火星表面有在月球表面有其中，，解得故A正確，B錯(cuò)誤；CD．“祝融”和“玉兔”某段時(shí)間可認(rèn)為以相同的軌道半徑分別繞火星和月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有，結(jié)合上述解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。10.如圖甲，、、為正三角形CDE各邊中點(diǎn)，三角形FGH區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里，一帶電粒子從點(diǎn)以大小為的速度沿CG方向進(jìn)入正三角形區(qū)域，運(yùn)動(dòng)時(shí)間后沿的角平分線方向從點(diǎn)離開(kāi)。改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)所在的區(qū)域，如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里，該帶電粒子以相同的速度從點(diǎn)射入正三角形區(qū)域，運(yùn)動(dòng)時(shí)間后，仍能沿的角平分線方向從點(diǎn)離開(kāi)。已知正三角形CDE的邊長(zhǎng)為，粒子質(zhì)量為、電荷量大小為，粒子重力不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】AB．在圖甲所示磁場(chǎng)中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示根據(jù)幾何關(guān)系有解得粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間故A錯(cuò)誤，B正確；CD．在圖乙所示磁場(chǎng)中，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示根據(jù)幾何關(guān)系有，則根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由此可知，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學(xué)利用阿特伍德機(jī)驗(yàn)證機(jī)械能守恒。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，繞過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)線上懸掛質(zhì)量均為的重球和，在下面再掛一個(gè)質(zhì)量為的重物。重力加速度為。（1）如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)中使用游標(biāo)卡尺測(cè)得重球的直徑______mm。（2）某次實(shí)驗(yàn)中，將重球從光電門下方豎直距離為處由靜止釋放，測(cè)得重球經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間為，則重球上升時(shí)的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)_____：重球上升過(guò)程中，、、組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量______。（均用題中所給的物理量及測(cè)量量表示）（3）改變重球釋放前到光電門的距離，測(cè)量對(duì)應(yīng)經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間，得到多組數(shù)據(jù)，作出圖像，若圖像為直線且斜率______（用、、和表示），即可驗(yàn)證、、組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒?！敬鸢浮浚?）5.00（2）mgh（3）【解析】【小問(wèn)1詳析】根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，可知【小問(wèn)2詳析】[1]重球A上升時(shí)的瞬時(shí)速度大小為[2]系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量【小問(wèn)3詳析】若系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即整理得則圖像的斜率12.電動(dòng)自行車是人們常用的代步工具。某同學(xué)為了測(cè)定某電動(dòng)車電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，該同學(xué)能找到的實(shí)驗(yàn)器材有：A.電動(dòng)車電池一組，電動(dòng)勢(shì)約為12V，內(nèi)阻未知B.直流電流表，量程為，內(nèi)阻很小，可忽略不計(jì)C.電阻箱，阻值范圍為D.定值電阻，阻值為E.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干該同學(xué)操作步驟如下：（1）改變電阻箱的阻值，分別記錄電流表的示數(shù)，在下列三組關(guān)于的取值方案中，最合理的方案是______（選填“1”“2”或“3”）。方案編號(hào)電阻箱的阻值130026022018014021008570554034035302520（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的圖像是一條直線。若直線的斜率為，在坐標(biāo)軸上的截距為，則該電池的電動(dòng)勢(shì)______，內(nèi)阻______。（用已知物理量字母表示）（3）由于電流表并非理想電表，導(dǎo)致測(cè)量存在系統(tǒng)誤差，則該電池的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值與真實(shí)值相比______，內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比______。（均選填“偏大”“偏小”或“不變”）【答案】（1）3（2）（3）不變偏大【解析】【小問(wèn)1詳析】根據(jù)電流表量程可知，要使電流表測(cè)量電流在范圍內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)為12V，故電路中總電阻應(yīng)該在之間，由此可知電阻箱取值方案中，比較合理的是方案3。【小問(wèn)2詳析】由閉合電路歐姆定律有變形得故圖像的斜率解得縱截距解得【小問(wèn)3詳析】若考慮到電流表的內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律有變形得故圖像的斜率縱截距由此可知，電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏大。13.如圖甲所示的汽缸內(nèi)，用質(zhì)量為的活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為，初始溫度為。如圖乙所示，現(xiàn)把汽缸開(kāi)口向上，豎直放在水平地面上，氣體溫度仍為，活塞靜止時(shí)，汽缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為（未知）。大氣壓強(qiáng)恒為，重力加速度為?；钊臋M截面積為S，它與汽缸之間無(wú)摩擦且不漏氣。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量與溫度變化量的關(guān)系式為，為已知常數(shù)。（1）求空氣柱長(zhǎng)度；（2）若在如圖乙所示狀態(tài)下，對(duì)氣體加熱，使活塞緩慢上升，求在空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)榈倪^(guò)程中，氣體吸收的熱量?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問(wèn)1詳析】汽缸豎直放置時(shí)，對(duì)活塞受力分析，有解得汽缸從水平放置到豎直放置，氣體發(fā)生等溫變化，有解得【小問(wèn)2詳析】若汽缸豎直放在水平地面上時(shí)對(duì)氣體加熱，氣體發(fā)生等壓變化，則解得氣體的內(nèi)能變化量外界對(duì)氣體做的功根據(jù)熱量學(xué)第一定律有解得14.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬直導(dǎo)軌MN、PQ的間距L=0.5m，固定在同一水平面內(nèi)，直導(dǎo)軌在左端M、P點(diǎn)分別與兩條半徑r=0.45m的豎直圓弧固定導(dǎo)軌相切。MP連線與直導(dǎo)軌垂直，其左側(cè)無(wú)磁場(chǎng)，右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)L=0.5m、質(zhì)量m=1kg、電阻R=2Ω的金屬棒ab跨放在兩圓弧導(dǎo)軌的最高點(diǎn)。質(zhì)量m′=4kg、電阻R′=12Ω的均勻金屬絲制成一個(gè)金屬長(zhǎng)方形HIJK，其長(zhǎng)為1m，寬為0.5m，水平放置在兩直導(dǎo)軌上，金屬長(zhǎng)方形的中心到兩直導(dǎo)軌的距離相等，且HI與導(dǎo)軌半行。忽略導(dǎo)軌的電阻、所有摩擦以及金屬長(zhǎng)方形的可能形變，金屬棒、金屬長(zhǎng)方形均與導(dǎo)軌始終接觸良好，取重力加速度g=10m/s2。現(xiàn)將金屬棒ab由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒始終不與金屬長(zhǎng)方形接觸，求：（1）金屬棒剛越過(guò)MP時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大??；（2）金屬長(zhǎng)方形剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。唬?）開(kāi)始到穩(wěn)定過(guò)程中金屬長(zhǎng)方形產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）1.5V（2）0.0625m/s2（3）1.2J【解析】【小問(wèn)1詳析】金屬棒由靜止釋放到剛越過(guò)MP過(guò)程中，由動(dòng)能定理有解得金屬棒剛越過(guò)MP時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為解得【小問(wèn)2詳析】根據(jù)題意可知，金屬長(zhǎng)方形在導(dǎo)軌間兩段金屬絲并聯(lián)接入電路中，軌道外側(cè)的金屬絲被短路，由幾何關(guān)系可得每段接入電路的金屬絲阻值整個(gè)回路的總電阻金屬棒剛越過(guò)MP時(shí)，通過(guò)金屬棒的感應(yīng)電流對(duì)金屬長(zhǎng)方形，由牛頓第二定律有解得【小問(wèn)3詳析】根據(jù)題意，結(jié)合上述分析可知，金屬長(zhǎng)方形和金屬棒所受的安培力等大反向，由動(dòng)量守恒定律有由能量守恒可知回路中產(chǎn)生總焦耳熱由串并聯(lián)知識(shí)得金屬長(zhǎng)方形產(chǎn)生的焦耳熱解得15.如圖所示，光滑水平平臺(tái)AB右端與順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶BC平滑無(wú)縫連接，BC長(zhǎng)度。在平臺(tái)AB上有、兩個(gè)小滑塊，某時(shí)刻滑塊獲得一個(gè)大小為、水平向右的初速度，與靜止的滑塊發(fā)生彈性碰撞?；瑝K滑上傳送帶，從傳送帶右端離開(kāi)后，落在水平地面上的點(diǎn)。已知、的質(zhì)量分別為、，與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，點(diǎn)距地面的高度，碰撞的間極短，滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，取。（1）求碰撞后滑塊、的速度大小、；（2）若傳送