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河北省邯郸市2024-2025学年高三上学期物理开学考试
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共32分，每题4分）
1.核物理中最具有研究前景的方向之一是利用可控核聚变产生能源，已知太阳上的一种核反应为，其中的X是（ ）
A．电子 B．中子 C．质子 D．正电子
2.甲、乙两物体分别从距水平地面高8h、2h处由静止自由下落，结果两物体同时着地，重力加速度大小为g，则甲、乙两物体释放的时间差为（ ）
A． B． C． D．
3.如图所示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（ ）
A．气体从状态a到b的过程，气体体积增大
B．气体从状态b到c的过程，一定向外界放出热量
C．气体从状态c到d的过程，外界对气体做功
D．气体从状态d到a的过程，气体的内能减小
4.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，质点a、b均带正电荷且带电荷量均为q，整个系统置于水平方向的匀强电场中。已知静电力常量为k，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ）
A．质点c一定带正电荷
B．匀强电场的电场强度大小为
C．质点c带电荷量的绝对值为2q
D．匀强电场的方向与ab边垂直且指向c
5.图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A．光照强度减小，光电子的最大初动能也减小
B．图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小
C．a光光子的能量为10.2eV
D．光电管中金属的逸出功为2.25eV
6.有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．单色光在材料中的折射率为
B．单色光在该材料中的传播时间为
C．只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于，就一定能够在内球面发生全反射
D．单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角
7.离子推进器又称离子发动机，其原理是先将气态物质电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反作用力推动卫星进行姿态调整或者轨道转移任务。如图所示，卫星绕地球做匀速圆周运动，开启离子推进器，向运动的相反方向喷出高速离子，使卫星获取动力。卫星轨道在任意很小时间内均可视为圆轨道。卫星的质量可看做不变，其引力势能公式为，其中r为卫星到地心的距离，下列说法正确的是（ ）
A．卫星做半径为r的匀速圆周运动时，机械能为
B．卫星的轨道半径越来越小
C．卫星的动能越来越大
D．卫星获得动力，它的速度越来越大
8.如图所示，在粗糙的水平面上有一质量为0.5kg的物块Q，Q的正上方0.6m处有一悬点O，一根长为0.6m的轻绳一端固定在O点，另一端拴接一质量为1kg的小球将绳伸直并将P拉到偏离水平方向30°静止释放，P运动到最低点与Q发生正碰后，Q向左滑动1.5m停下。已知Q与地面的动摩擦因数，g取。则（ ）
A．P第一次到达最低点的速度为
B．P第一次到达最低点时绳的拉力为40N
C．P、Q碰撞过程中损失的机械能为
D．P碰后能上升的最大高度为0.1m
二、多选题（共18分，每题6分，漏选少选得3分，有错选不选不得分）
9.O点为波源，形成的简谐横波同时沿x轴正方向和负方向传播。当O点振动0.6s时，沿x轴正方向的波传到x=6m处的点P，此时波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴正方向
B．平衡位置在和处的两质点间的距离为半个波长，两质点振动方向始终相同
C．在0~0.6s内，平衡位置在的质点运动总路程为5m
D．从图示时刻开始计时，处的质点，简谐运动的表达式为
10.如图（a）所示，“L”形木板静止于粗糙水平地面上，质量为的滑块以的初速度滑上木板，时与木板相撞并粘在一起。两者运动的图像如图（b）所示。重力加速度大小取，则（ ）
A．的质量为
B．地面与木板之间的动摩擦因数为0.1
C．由于碰撞系统损失的机械能为
D．时木板速度恰好为零
11.在平面内有一传动装置，如图所示传送带上在O点处固定一竖直光滑绝缘细杆，细杆可与传送带一起随着传动装置水平移动，两个小球a、b套在杆上，小球a质量m，电量为；小球b质量，不带电。初始时a球在杆的最靠近O端，且a、b球相距L。现让传动装置以向右匀速运动，整个装置位于垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场中。a、b球发生的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞过程中电荷量不发生转移，设光滑绝缘细杆足够长，磁场区域足够大，不计a、b俩球的重力，下列说法正确的是（ ）
A．小球a、b第一次碰撞前，小球a沿杆方向的速度为
B．小球a、b第一次碰撞前，洛伦兹力对a球做功为
C．小球a、b第一次碰撞后，沿杆方向的速度分别为、
D．小球a、b第一次碰撞后至第二次碰前经历的时间为
三、实验题（共14分，请在答题卡上作答）
12.（本题6分）小明同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中、为两个光电门，它们与数字计时器相连。两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、，当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片挡光的时间。
（1）在正确操作的情况下，先调节气垫导轨水平，单独将A放在的右侧，然后向左轻推一下A，直到它通过光电门的时间 （填“大于”、“等于”、“小于”）它通过光电门的时间；
（2）将B静置于两光电门之间，A置于光电门右侧，用手轻推一下A，使其向左运动，与B发生碰撞，观察到滑块A两次通过光电门记录的挡光时间分别为、，滑块B通过光电门记录的挡光时间为，已知两挡光片宽度相同，若、、、、在误差允许范围内满足 （写出关系式，用、、、、表示）则可验证动量守恒定律；若、、在误差允许范围内还满足另一个关系式 （用、、表示）则说明A、B发生的是弹性碰撞。
13.（本题8分）某学习小组测定某电池的电动势与内阻，已知其电动势约为十几伏，内阻约为几欧姆，实验室中提供以下器材：
A．量程为、内阻未知的电流表；
B．电阻箱；
C．定值电阻；
D．滑动变阻器；
E．滑动变阻器；
F．开关2只，导线若干。
先用如图所示甲的电路来测定电流表G内阻。实验步骤与如下：
①按图甲连接好电路，断开，将滑动变阻器的滑片调至图中端所对应的位置；
②闭合，调节，使电流表满偏；
③保持不变，再闭合，调节电阻箱电阻，使电流表的读数为；
④调节电阻箱时，干路上电流可视为几乎不变，即可测定的电流表内阻的大小。
（1）为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取 （选填“”或“”）；而实际干路上电流会发生变化，故测得的电流表内阻比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2）按图乙连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱的阻值，记录每次电阻箱的阻值及对应的电流表的示数。作出图像如图丙所示，处理数据得到斜率大小为0.2，纵轴截距为8，则求得电池的电动势为 V，内阻为 （结果均保留两位有效数字）。
四、解答题（共3道题目，需在答题卡上作答）
14.（本题7分）如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积，质量的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒与温度300K的热源接触，平衡时圆筒内气体处于状态A，其体积。缓慢推动活塞使气体达到状态B，此时体积。固定活塞，升高热源温度，气体达到状态C，此时压强。已知从状态A到状态C，气体从外界吸收热量；从状态B到状态C。气体内能增加；大气压。
（1）求气体在状态C的温度；
（2）求气体从状态A到状态B过程中外界对系统做的功W。
15.（本题14分）如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为L1＝2m的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为R1＝0.4m的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M＝0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为L2＝1.5m的水平面GH和半径为R2＝0.5m的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m＝0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h＝0.8m处自由下滑，滑块与糙水平直轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为，不计其它阻力，取。求
（1）滑块运动到圆弧轨道上的F点时，细圆管道受到滑块的作用力；
（2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度；
（3）若释放的高度，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。
16（本题15分）.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L=0.5m，其电阻不计。导轨平面与水平面夹角，N、Q两端和M、P两端分别接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终接触良好，已知棒ab的质量m=0.2kg，电阻，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。棒ab在平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，以初速度v0=0.5m/s沿导轨向上开始运动。能达到的最大速度v=2m/s，重力加速度取g=10m/s2。
（1）判断流经棒ab中电流的方向，并求棒的速度最大时的Uab；
（2）求该过程中拉力的大小；
（3）若棒ab从开始运动到的过程中两个电阻R上产生的总焦耳热，求此过程中棒ab的位移大小；
（4）在棒ab的位移大小为的过程，流过NQ间电阻R的电荷量。
