河北省唐山市2024-2025学年高三上学期摸底演练物理试题

试卷更新日期：2024-09-16 类型：开学考试

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一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

1. 铀238是一种放射性物质，它的衰变方程为 $_{92}^{238} U \to Y +_{2}^{4} He$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、铀238发生了 $β$ 衰变 B、衰变产生的新核 $Y$ 有92个质子 C、衰变产生的新核 $Y$ 有234个核子 D、衰变产生的新核 $Y$ 有146个中子

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2. 我国未来将实行登月计划。假设登月后，宇航员通过发射一环绕月球表面做匀速圆周运动的小卫星来测量月球的密度，已知引力常量为 $G$ ，月球可视为均匀球体，宇航员只需要测量的一个物理量是（　　）

A、小卫星的质量 B、小卫星的周期 C、月球的半径 D、月球表面的重力加速度

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3. 如图是一个正弦式交变电流i随时间t变化的图像。下列说法正确的是（　　）

A、交变电流的周期为0.25s B、交变电流的有效值为 $10 \sqrt{2} A$ C、在 $t = 0.15 s$ 时交变电流方向发生改变 D、该交变电流的表达式为 $i = 10 \sin 10 π A$

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4. 如图所示为圆柱体玻璃砖的横截面，虚线为圆形截面的直径，一光束从真空中经直径端 $M$ 点斜射入玻璃砖，进入玻璃砖后分成 $a$ 、 $b$ 两束单色光，分别从 $A$ 、 $B$ 点射出玻璃砖，下列说法正确的是（　　）

A、 $a$ 光的频率比 $b$ 光的小 B、 $a$ 光在玻璃砖中的传播速度比 $b$ 光的小 C、 $a$ 光的波长比 $b$ 光的波长大 D、 $a$ 、 $b$ 两束单色光通过玻璃砖的时间相同

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5. 甲、乙两小车沿同一平直路面同向行驶， $t = 0$ 时刻，甲在乙前方 $16m$ 处，它们的 $v - t$ 图像如图所示，两车均可视为质点，则下列说法正确的是（　　）

A、乙车的加速度大于甲车的加速度 B、两车只能相遇一次 C、在 $t = 6 s$ 时，两车相遇 D、在 $t = 6 s$ 时，乙车在甲车前方 $2m$ 处

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6. 如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，已知A球的质量为 $m$ ，用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是 $h$ ， A球静止于地面。释放B球，B球通过轻绳带动A球上升，A球上升至 $\frac{3}{2} h$ 时速度恰为零，A、 $B$ 两球可视为质点，不计定滑轮的质量及一切摩擦，重力加速度为 $g$ 。则从释放B球到A球达到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、B球的质量为 $3 m$ B、A、B球组成的系统机械能守恒 C、B球刚落地时，速度大小为 $\sqrt{3 g h}$ D、轻绳对A球的拉力做的功为 $m g h$

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7. 两个完全相同的截面为四分之一光滑圆面的柱体A、B按如图所示叠放，A的右侧有一光滑竖直的挡板，A和B的质量均为 $m$ 。现将挡板缓慢地向右移动，整个过程中B始终保持静止，当A将要落至水平地面时，下列说法正确的是（　　）

A、A对B的压力大小为 $m g$ B、B对地面的压力大小为 $m g$ C、A对竖直墙面的压力大小为 $2 m g$ D、B受到水平地面的摩擦力大小为 $\sqrt{3} m g$

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二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 以波源 $O$ 为原点建立水平向右的 $x$ 轴，形成一列沿 $x$ 轴正方向传播的简谐横波，如图甲所示。 $t = 0$ 时刻波源 $O$ 开始上下振动，振动图像如图乙所示， $t = 3 s$ 时波源停止振动，在这段时间内距波源 $x = 2 m$ 处的质点 $A$ 运动的路程为 $20 cm$ ，下列说法正确的是（　　）

A、该列简谐横波的波长为 $4m$ B、该列简谐横波的波速为 $4m/s$ C、 $t = 4 s$ 时， $x = 6 m$ 处质点的加速度最小 D、 $0 ~ 8 s$ 时间内 $x = 3 m$ 处质点运动的总路程为 $65 cm$

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9. 如图所示，间距为 $L$ 的两足够长平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端连接阻值为 $3 R$ 的电阻，一质量为 $m$ 、电阻为 $R$ 、长为 $L$ 的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场中，导轨电阻不计。现使金属棒以 $v_{0}$ 的初速度向右运动，运动过程中金属棒始终与导轨接触良好，则在金属棒运动过程中（　　）

A、通过电阻的电流方向为 $a \to b$ B、金属棒两端电压的最大值为 $\frac{3 B L v_{0}}{4}$ C、通过电阻的电荷量为 $\frac{m v_{0}}{B L}$ D、金属棒上产生的焦耳热为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$

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10. 如图所示，在匀强电场中，有边长为 $2m$ 的等边三角形 $A B C$ ，其中 $O$ 点为该三角形的中心，一电荷量为 $q = - 1 \times 10^{- 2} C$ 的试探电荷由A点移到 $B$ 点过程中电场力做功 $0.1 J$ ，该试探电荷由 $B$ 点移到 $C$ 点过程中电势能增加 $0.02 J$ ，已知A点的电势为0，电场方向与 $△ A B C$ 所在的平面平行，则下列说法正确的是（　　）

A、 $O$ 点电势为 $4.5 V$ B、该试探电荷在 $B$ 点处时的电势能为 $- 0.1 J$ C、该电场的电场强度大小为 $2 \sqrt{7} V/m$ D、该电场的电场强度方向与 $B C$ 边夹角的正切值大小为 $3 \sqrt{3}$

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三、非选择题：共54分。

11. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力 $F$ 的大小与质量 $m$ 、角速度 $ω$ 、轨道半径 $r$ 之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的数值大小。

(1)、在该实验中应用了（选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”）来探究向心力大小与质量 $m$ 、角速度 $ω$ 和半径 $r$ 之间的关系；

(2)、在小球质量和转动半径相同，传动塔轮皮带套在左、右两个塔轮的半径之比为 $2 : 1$ 的情况下，某同学逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右两侧露出的标尺格数之比为；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左、右两标尺的格数（选填“变多”“变少”或“不变”），两标尺格数的比值（选填“变大”“变小”或“不变”）。

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12. 某实验小组要测量阻值约为 $90 Ω$ 的定值电阻 $R_{x}$ ，为了精确测量该电阻阻值，实验室提供了如下实验器材：
A．电压表 $V$ （量程为 $1 V$ ，内阻 $R_{V}$ 为 $1500 Ω$ ）；
B．电流表 $A_{1}$ （量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约为 $0.5 Ω$ ）；
C．电流表 $A_{2}$ （量程为 $0 ~ 100 mA$ ，内阻 $R_{A}$ 约为 $10 Ω$ ）；
D．滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值为 $5 Ω$ ）；
E．滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值为 $2k Ω$ ）；
F．电阻箱 $R_{0}$ （最大阻值 $9999.9 Ω$ ）；
G．电源（电动势 $3V$ 、内阻不计）、开关，导线若干。

(1)、该小组同学分析实验器材、发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成 $3V$ 量程的电压表，应串联电阻箱 $R_{0}$ ，并将 $R_{0}$ 的阻值调为 $Ω$ ；

(2)、实验时，通过调整测量方法消除测量方案中系统误差，设计的电路图如下，其中电流表选用，滑动变阻器选用（填写各器材前的字母代号）；

(3)、某次测量时，电压表与电流表的示数分别为 $U$ 、 $I$ ，则待测电阻的阻值 $R_{x} =$ （用已知物理量的字母表示）。

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13. 如图所示，导热性能良好的圆筒形汽缸开口向右放置在水平地面上，质量为 $m = 2 kg$ 、横截面积 $S = 10 {cm}^{2}$ 的活塞在汽缸内封闭了一定质量的理想气体，开始的封闭气柱的长度为 $L = 18 cm$ ，环境温度为27℃，大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 。现将汽缸逆时针旋转 $90 °$ 使其开口端竖直向上，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计活塞厚度，汽缸内壁光足够长且不漏气，取0℃为 $273 K$ 。

(1)、求活塞稳定后封闭气柱的长度；

(2)、活塞稳定后再将环境温度缓慢升高至 $T = 400 K$ ，若升温过程中气体吸收 $25J$ 的热量，求该过程中气体的内能变化量。

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14. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点平滑相接，导轨半径为 $R$ 。一质量为 $M$ 的木块放在水平面AB上，质量为 $m$ 的子弹以水平速度 $v_{0}$ 射入木块，子弹留在木块中。若木块能沿半圆形导轨滑到最高点C，重力加速度为 $g$ ，求：

(1)、子弹射入木块过程中产生的热量 $Q$ ；

(2)、若 $m = M$ ，且木块从C点飞出后落地点与B点的距离 $s = 4 R$ ，求子弹击中木块前的水平速度 ${v^{'}}_{0}$ 的大小。

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15. 如图所示，在 $x$ 轴下方空间内存在竖直方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内同时还存在垂直坐标平面向里，磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场。将一群带负电的微粒从第Ⅱ象限内的不同位置以初速度 $v_{0}$ 沿 $x$ 轴正方向抛出，发现这些带电微粒均能经过坐标原点 $O$ 。带电微粒通过 $O$ 点后进入第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，经过磁场偏转后都能再次到达 $y$ 轴。已知带电微粒电量为 $q$ ，质量为 $m$ ，重力加速度为 $g$ 。求：

(1)、这群带电微粒从第Ⅱ象限内射出的位置坐标满足的方程；

(2)、第Ⅳ象限内匀强磁场区域的最小面积；

(3)、若在第Ⅲ象限所在的立体空间内充满沿 $y$ 轴正方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小也为 $B$ ，求带电微粒在这个区域运动时到 $y$ 轴的最远距离。

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