河北省石家莊2024-2025高三物理下學(xué)期開學(xué)考試試題

河北省石家莊2024-2025高三下學(xué)期開學(xué)考試物理試卷（時間：75分鐘，分值：100分，命題人崔建欣，審題人劉閃）一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合要求。）1．如圖所示為氫原子的能級示意圖，則下列說法正確的是（）A．氫原子由能級躍遷到能級時，氫原子的電勢能減小B．假如能級的氫原子汲取某電子的能量躍遷到能級，則該電子的能量肯定等于C．大量處于基態(tài)的氫原子汲取某頻率的光子躍遷到能級時，可向外輻射兩種不同頻率的光子D．用氫原子從能級躍遷到能級輻射出的光照耀逸出功為的金屬時，逸出的光電子的最大初動能為2．如圖，一名登山愛好者正沿著豎直崖壁緩緩下降，在下降過程中把人近似看做一根直桿，人的腿部保持與崖壁成60°夾角。繩的一端固定在較高處，另一端拴在人的腰間（重心處）。在某時刻繩與豎直方向的夾角為45°，從該位置起先到人下降到繩與豎直方向的夾角為15°的過程中，下列說法正確的是（）A．人的腳與崖壁的摩擦力漸漸增大B．人的腳與崖壁的彈力漸漸增大C．繩子承受的拉力先減小后增大D．繩子對人的拉力與人對繩子的拉力是一對平衡力3．現(xiàn)代都市高樓林立，高樓出現(xiàn)火情須要一種高架水炮消防車。如圖所示，某樓房的65m高處出現(xiàn)火情，高架水炮消防車正緊急滅火中。已知水炮炮口與樓房間距為15m，與地面距離為60m，水炮的出水量為3m3/min，水柱剛好垂直打入受災(zāi)房間窗戶。重力加速度g=10m/s2，水的密度kg/m3，則（）A．地面對消防車的作用力方向豎直向上B．水炮炮口的水流速度為10m/sC．水泵對水做功的功率約為3.8×104WD．若水流垂直沖擊到窗戶玻璃后向四周流散，則沖力約為1500N4．在軸的坐標原點固定一電荷量肯定值為的點電荷，在處固定另一點電荷，兩者所在區(qū)域為真空，在兩者連線上某點的電場強度與該點位置的關(guān)系如圖所示。選取軸正方向為電場強度的正方向，無限遠處電勢為零，則下列說法正確的是（）A．處的電場強度大于處電場強度B．處的電勢高于處的電勢C．在處點電荷的電荷量的肯定值為D．電子沿軸從移動到過程中電勢能先增加后削減5．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與地球自轉(zhuǎn)周期相同的傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，以及比它們軌道低一些的軌道衛(wèi)星組成，它們均為圓軌道衛(wèi)星。若軌道衛(wèi)星與地球同步靜止軌道衛(wèi)星運動軌跡在同一平面內(nèi)，已知衛(wèi)星的離地高度為，地球自轉(zhuǎn)周期為，地球半徑為，地球表面重力加速度為，萬有引力常量為，下列說法正確的是（）A．若衛(wèi)星與衛(wèi)星的周期之比為，某時刻兩者相距最近，則經(jīng)過時間后，兩者再次相距最近B．衛(wèi)星與衛(wèi)星肯定具有相同的機械能C．可以放射一顆地球同步靜止軌道衛(wèi)星，每天同一時間經(jīng)過杭州正上空同一位置D．衛(wèi)星的周期為6．“戰(zhàn)繩”是一種近年流行的健身器材，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動繩子使繩子振動起來（圖甲）。以手的平衡位置為坐標原點，圖乙是健身者右手在抖動繩子過程中某時刻的波形，若右手抖動的頻率是0.5Hz，下列說法正確的是（

）A．該時刻P點的位移為B．再經(jīng)過0.25s，P點到達平衡位置C．該時刻Q點的振動方向沿y軸負方向D．從該時刻起先計時，質(zhì)點Q的振動方程為7．如圖，在豎直平面內(nèi)有光滑軌道段是豎直軌道，段是半徑為R的半圓弧軌道，均與圓心等高，兩個完全相同的小球（可視為質(zhì)點）用一根長為的輕桿連接在一起，套在段軌道上，則從Q球在B點處由靜止釋放到兩球第一次上升到最高點過程中，下列說法正確的是（）A．整個過程中小球P的機械能守恒B．兩球第一次上升到最高點時，Q球可能位于C處C．當(dāng)小球Q位于半圓弧軌道最低點時，小球Q的速度是小球P速度的2倍D．當(dāng)小球P下降的速度為零時，連接小球的輕桿與成30°角二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）8．當(dāng)光從空氣照耀到負折射率材料時，光在該材料表面發(fā)生折射，折射光線與入射光線分布在法線的同側(cè)，折射角取負值。如圖為一負折射率材料制成的棱鏡的橫截面，截面為一等邊三角形，邊長為。一束單色光在截面所在平面內(nèi)，從中點D射入棱鏡，入射角為，正好從界面的中點E射出，不考慮光線在棱鏡中的反射，真空中光速為c，下列說法正確的是（）A．入射光在D點的折射角為B．該材料的折射率為C．光在棱鏡中的傳播時間為D．過E點的出射光線與在E點的入射光線垂直9．磁懸浮列車的運動原理如圖所示，在水平面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌垂直且方向相反的勻強磁場B1和B2，B1和B2相互間隔，導(dǎo)軌上有金屬框abcd．當(dāng)磁場B1和B2同時以恒定速度5m/s沿導(dǎo)軌向右勻速運動時，金屬框也會沿導(dǎo)軌向右運動．已知兩導(dǎo)軌間距L1=0.4m，兩種磁場的寬度均為L2，L2=ab，．金屬框的質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=2.0Ω．設(shè)金屬框受到的阻力與其速度成正比，即，比例系數(shù)k=0.08kg/s．則下列說法正確的是（

）A．在線框加速的過程中，某時刻線框速度v′=2m/s，此時電路中的感應(yīng)電動勢大小為1.2VB．在線框加速的過程中，某時刻線框速度v′=2m/s，此時線框的加速度a′的大小為8m/s2C．金屬框的最大速度為4m/sD．當(dāng)金屬框達到最大速度時，裝置消耗的功率為1.6W10．如圖所示，生產(chǎn)車間有兩個完全相同的水平傳送帶甲和乙，它們相互垂直且等高，兩傳送帶由同一電機驅(qū)動，它們正常工作時都勻速運動，速度大小分別為、，并滿意，式中為已知定值，即兩傳送帶的速度可調(diào)但代數(shù)和始終不變。將一工件A（視為質(zhì)點）輕放到傳帶甲上，工件離開傳送帶甲前已經(jīng)與傳送帶甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳送到傳送帶乙上，且不會從傳送帶乙的右側(cè)掉落。已知工件的質(zhì)量為，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為。兩傳送帶正常工作時，下列說法正確的是（）A．當(dāng)時，工件在傳送帶乙上留下的滑動痕跡最短B．當(dāng)時，工件與兩傳送帶因摩擦而產(chǎn)生的總熱量最小C．當(dāng)時，驅(qū)動傳送帶的電機因傳送工件須要額外做的功最小D．驅(qū)動傳送帶的電機因傳送工件至少須要額外做的功為三、非選擇題（共54分）11．（6分）試驗小組同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計時器和拉力傳感器做“探討沿斜面下滑物體的機械能守恒”試驗，試驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一帶有刻度尺的傾斜氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點處有一帶遮光條的長方形滑塊，用天平測得其總質(zhì)量為m。定滑輪與拉力傳感器之間的細繩是豎直的，定滑輪與滑塊之間的細繩平行于氣墊導(dǎo)軌。試驗步驟如下：①用圖乙所示的游標卡尺測出測光條的寬度______cm；②安裝好試驗器材，給氣墊導(dǎo)軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)F，同時從氣墊導(dǎo)軌刻度尺上讀出遮光條中心與光電門之間的距離L；③燒斷拉力傳感器與滑塊之間的細繩，讓滑塊滑向光電門并記錄遮光條通過光電門的時間t；④多次變更滑塊與光電門之間的距離，每次試驗測量相應(yīng)的L與t值，填入相應(yīng)的表格中。試分析下列問題：（1）小組同學(xué)依據(jù)測得的L與t的值，用描點法作出如圖丙所示的圖像，假如不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率______，即可驗證滑塊沿斜面下滑過程中機械能守恒；（2）考慮到實際存在的空氣阻力，設(shè)小球在下落過程中平均阻力大小為f，依據(jù)實際數(shù)據(jù)繪出圖像的斜率為k，則______（填“大于”、“等于”或“小于”）。12．（9分）某同學(xué)利用下列試驗器材設(shè)計一個電路來探討某壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，然后將該壓敏電阻改裝為壓力傳感器測量壓力。已知該電阻的阻值變更范圍為50Ω~250Ω。供選擇的試驗器材如下：A．電源E（電動勢為3V，內(nèi)阻不計）B．電流表（量程為3mA，內(nèi)阻）C．電流表（量程為30mA，內(nèi)阻約為1Ω）D．電壓表V（量程為15V，內(nèi)阻約為5kΩ）E．電阻箱（0~9999.9Ω）F．定值電阻G．開關(guān)S及導(dǎo)線若干（1）為了較精確地測量電阻，請在圖甲中虛線框內(nèi)將測量電阻的試驗電路圖補充完整，并在圖中標出所選器材的符號。________（2）要測量電阻，在電阻上加一個豎直向下的力F，閉合開關(guān)S后，依據(jù)所設(shè)計的電路須要測量和記錄的物理量有________。A．通過電流表的電流

B．通過電流表的電流I2C．電壓表V兩端的電壓U

D．電阻箱的電阻（3）該同學(xué)依據(jù)試驗測量結(jié)果，作出壓敏電阻隨所加外力F的–F圖像，如圖乙所示。該同學(xué)將這種壓敏電阻與一個量程為3V的志向電壓表按如圖丙所示電路改裝成測量壓力的儀表，已知電源，內(nèi)阻不計，為了使改裝后的壓力表的量程為0~100N，壓力為100N時對應(yīng)電壓表3V的刻度，則定值電阻________Ω，電壓表2V刻度對應(yīng)壓力表________的刻度。13．（10分）跳樓機是現(xiàn)代大型游樂場內(nèi)常見的游樂設(shè)施，如圖為氣動式跳樓機中氣動部分工作原理簡圖。氣缸內(nèi)有一密閉薄活塞將氣缸分成上下兩部分，活塞上下面分別與鋼絲繩連接，兩鋼絲繩跨過滑輪與外部座椅連接。氣缸上下兩端各有一個閥門A和B，通過閥門可給氣缸充氣或抽氣。已知氣缸高，活塞質(zhì)量，橫截面積，座椅及乘客總質(zhì)量。啟動前活塞卡在距頂部的位置，A、B兩閥門均已打開，氣缸與外界大氣相通。重力加速度，大氣壓強，整個過程缸內(nèi)氣體溫度不變，鋼絲繩重力及全部摩擦均不計。（1）將氣泵與閥門A連接，向氣缸內(nèi)充氣，當(dāng)座椅剛要向上運動時，求從外界抽取的壓強為的氣體的體積；（2）為了提高運行效率，氣泵通過管道連接A、B閥門，將活塞下方的氣體抽到活塞上方的氣缸內(nèi)，從而提升座椅，管道內(nèi)的氣體體積不計。當(dāng)座椅剛要向上運動時，求氣泵從活塞下方抽取的氣體體積（換算成狀態(tài)下）。14．（13分）如圖所示，水平地面上靜置一質(zhì)量為M=2kg的箱子，箱子與地面間的動摩擦因數(shù)，箱子內(nèi)左側(cè)為粘合性材料，右側(cè)固定有勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧，一質(zhì)量m=1kg的光滑小球壓緊彈簧并被鎖定，小球到箱子左側(cè)的距離L=3.2m。現(xiàn)解除鎖定，彈簧瞬間復(fù)原形變，小球獲得的速度。不計空氣阻力，，求：（1）彈簧原來具有的彈性勢能；（2）箱子與小球相碰粘合后瞬間的速度大小；（3）箱子運動的路程。15．（16分）如圖所示為某離子試驗裝置結(jié)構(gòu)圖。Ⅰ區(qū)為電加速區(qū)，由間距為d的中間有小孔S、O的兩正方形平行金屬板M、N構(gòu)成，金屬板邊長為，其中離子源緊貼小孔S；Ⅱ、Ⅲ區(qū)為長方體形態(tài)的磁偏轉(zhuǎn)區(qū)，水平間距分別為d、，其豎直截面與金屬板形態(tài)相同。Ⅲ區(qū)左右截面的中心分別為、，以為坐標原點，垂直長方體側(cè)面和金屬板建立x、y和z坐標軸。M、N間勻強電場大小為E，方向沿方向；Ⅱ、Ⅲ區(qū)的勻強磁場大小相同、方向分別沿、方向。某時刻離子源有一電量為、質(zhì)量為m的粒子無初速的飄入小孔S，經(jīng)過一段時間后恰好能返回到小孔S，不考慮粒子的重力。（1）求粒子經(jīng)過小孔O時的速度大小；（2）求粒子在磁場中相鄰兩次經(jīng)過小孔O時運動的時間及磁場B的大??；（3）若在Ⅱ區(qū)中方向增加一個附加勻強磁場，可使粒子經(jīng)過小孔O后恰好不能進入到Ⅲ區(qū)、并干脆從Ⅱ區(qū)前表面（方向一側(cè)）P點飛出，求P點坐標為。高三下學(xué)期開學(xué)考試物理答案12345678910DCCDABDBCBCDACD1.060

大于（每空2分）如圖（3分）ABD（2分）

150（2分）50N（2分）13.【答案】（1）；（2）【詳解】（1）當(dāng)座椅剛要向上運動時，鋼絲繩上的拉力等于F，對活塞和座椅整體受力分析對活塞和座椅整體受力分析有，代入數(shù)據(jù)得（2分）設(shè)從外界充入的氣體體積為，則，解得（2分）（2）設(shè)將下半部分狀態(tài)為體積為的氣體抽到上半部分。由等溫變更得，對兩部分氣體（2分）對活塞和座椅整體受力分析知，解得（2分）對下部分氣體，解得（2分）14.【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）解除鎖定前后，系統(tǒng)動量守恒，解得（1分）能量守恒（2分）（2）對箱子受力分析有，解得（1分）箱子和小球的位移滿意關(guān)系，解得或（舍去）（2分）碰前箱子的速度（1分）碰撞粘合在一起，動量守恒解得相碰粘合后瞬間的速度大?。?分）（3）碰前