河北省八校联考2024-2025学年高三下学期三模考试物理考试

高 三 物 理 考 试 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上。 2.作答时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.考试结束后，本试题卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．有关电与磁的关系下列说法正确的是（　　） A．恒定的电流周围有磁场，静止的磁体周围也存在电场 B．所有的电场都是有源场，电场也是真实的客观存在 C．变化的磁场周围激发涡旋电场，涡旋电场的电场线是闭合曲线 D．有些时候洛伦兹力是可以做功的 2．用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为（　　） A． B． C． D． 3．目前，移动和电信公司都升级了200M光纤入户，网速更快，使用更方便，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出。若该介质的折射率为，则关于的大小，下列判断正确的是（　　） A．<60° B．<30° C．>30° D．<30° 4．在xoy平面内充满了均匀介质，t=0 时刻坐标原点O 处的质点开始沿 y 轴做简谐运动，其位移时间关系式为y=10sin() cm，它在介质中形成的简谐横波只向 x 轴正方向传播，某时刻波恰好传到x=6m 处，波形图象如图所示，已知 M 点的平衡位置在x=m 处，则下列说法正确的是 A．此时与 M 点加速度相同的质点有5个 B．1.5s 到2s 内，质点 M 的速度正在增大 C．x=10m处的质点在0到16s内通过的位移为0.6m D．站立在x=20m 的观测者接受到该波的频率等于4 Hz 5．2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．与的核反应质量要增加 C．与的核反应要吸收能量 D．的结合能大于的结合能 6．质量为m的导体棒与两个半径为R的光滑圆弧电极接触良好，两个电极相互平行且都位于竖直平面内，O为其中一个圆弧电极的圆心，截面如图所示，导体棒中通有如图所示电流，导体棒在两个电极间的长度为L，在两电极间加一竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，导体棒恰好静止在电极的圆弧面上。现在通过增大电流的方式使导体棒缓慢地从A点移动到B点，已知OA与水平方向的夹角为，OB与水平方向的夹角为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．磁场方向竖直向上 B．当导体棒静止在A点时，流过导体棒的电流大小为 C．导体棒从A点移动到B点的过程中电极受到的压力逐渐减小 D．当导体棒静止在B点时流过导体棒的电流大小为静止在A点时的3倍 7．已知通电直导线产生的磁场的磁感应强度与通电导线的电流大小成正比，与到通电导线的距离成反比。如图所示，长直导体棒P通过两根等长绝缘细线悬挂在竖直绝缘光滑墙面上等高的A、B两点的正下方，并通以电流。另一导体棒Q也通过两根等长绝缘细线悬挂在A、B两点，并通以电流。静止时悬挂Q的两细线与竖直墙面有一定夹角，然后缓慢减小导体棒P中的电流。下列说法正确的是（    ） A．与方向相同 B．悬挂Q的细线拉力逐渐减小 C．悬挂P的细线拉力大小不变 D．若P中的电流减为初始的四分之一，则两导体棒的距离减半 二、多项选择题：本题共3小题，每小题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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图所示，真空中两点电荷A、B带电量分别为+3Q和-Q，O点为连线的中点，a、b两点都在它们之间的连线上，c、d两点在AB连线的中垂线上．已知Oa=Ob，a、b两点的场强分别为Ea、Eb；Oc>Od，c、d两点的电势分别为φc、φd则下列说法正确的是 A．Ea<Eb B．Ea>Eb C．φc>φd D．φc<φd 9．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.2T，足够长的光滑水平金属导轨，左侧间距为0.6m，右侧间距为0.2m．质量均为0.02kg的金属棒M、N垂直导轨放置，开始时金属棒M、N均保持静止．现使金属棒M以10m/s的速度向右运动，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，直到M、N达到稳定状态。，下列说法正确的是（  ） A．由M、N导体棒和导轨组成回路的磁通量先减小后不变 B．由M、N两个导体棒组成的系统动量守恒 C．在两棒运动的整个过程中，电路中产生的焦耳热为0.9J D．在两棒运动的整个过程中，通过M、N两个导体棒的电荷量相等，均为1.5C 10．如图所示，在xoy坐标系第一象限的圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，圆形区域半径为a，磁场的磁感应强度大小为B，磁场边界与y轴相切于P点，P点坐标为（0，a）。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从P点沿x轴正向射入磁场，结果粒子恰好能通过坐标原点，粒子仅受磁场力作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子的速度大小为 B．粒子在磁场中运动的时间为 C．若要使粒子在磁场中运动的时间减半，则粒子的速度需增大为原来的3倍 D．若要使粒子沿垂直于x轴的方向射出磁场，需要将磁场的磁感应强度变为B 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验，在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，关于该实验： （1）以下说法正确的是 。 A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度 C．入射角θ适当大些，可以提高准确度 D．P1、P2的间距及入射角的大小均与实验的准确度无关 （2）该玻璃砖的折射率n＝ 。 12．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡标有“、”字样；电压表V量程5V，内阻约为；直流电源E的电动势，内阻不计；开关及导电若干；其他可供选用的器材还有： A．电流表A1（量程250mA，内阻约为2） B．电流表A2（量程500mA，内阻约为1） C．滑动变阻器R1（阻值0~10） D．滑动变阻器R2（阻值0~2） 为了使调节方便，测量的准确度高，要求小灯泡的电压从零开始调节。 （1）实验中应选用的电流表为 、滑动变阻器为 （均需填器材前的字母序号）。 （2）在右边的方框内画出该实验的电路图并标上正确的文字符号 。 （3）由正确的实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，将本实验用的小灯泡接入下图所示的电路，电源电压恒为，定值电阻，电流表读数为，此时小灯泡消耗的实际功率为 。（电流表的内阻不计，结果保留两位有效数字） 四、解答题 13．如图所示，电荷量为，质量为m的电子从A点沿与电场线垂直的方向进入匀强电场，初速度为，当它通过电场B点时，速度与场强方向成角，不计电子的重力，求A、B两点间的电势差。 14．如图所示的玻璃砖横截面由等腰直角三角形OAB和四分之一圆BD组成，O是圆心，有一细单色光束垂直AB入射，在AD面上恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，不考虑BD面的反射光。求： （1）玻璃砖的折射率是多少； （2）保持细光束垂直AB入射，改变入射点，光在玻璃砖中传播的最长时间是多少。 15．如图，左侧为一对平行金属板，平行金属板长度10cm，极板间距也为10cm，两金属板间电压为100V，上极板带正电荷。现有一质量为m=1.6×10-25kg，电荷量为1.6×10-17C的负电荷从左侧中点处，以初速度v0=1.0×105m/s沿平行于极板方向射入，然后进入右侧匀强磁场中。匀强磁场紧邻电场，宽度为10cm，匀强磁场上下足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.02T。（不计粒子重力，不计电场、磁场的边缘效应）试求： (1)带电粒子射出金属板时速度的大小、方向； (2)带电粒子在磁场中运动的时间以及从匀强磁场射出时的位置。 第6页，共6页 第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 物理答案 1．C 【详解】A．电流是电荷的流动，所以电流会产生磁场，恒定电流周围会产生恒定不变的磁场，静止磁体周围不存在电场，A错误； B．静电场是有源场，恒定电流产生的电场是无源场，电场是实际存在的，B错误； C．随时间变化着的磁场能在其周围空间激发一种电场，它能对处于其中的带电粒子施以力的作用，这就是涡旋电场，又叫感生电场，涡旋电场是非保守场，它的电场线是闭合曲线， C正确； D．洛伦兹力永不做功，D错误。 故选C。 2．B 【详解】竖直平面内的肥皂液薄膜的干涉是等厚干涉，在同一条水平线上薄膜厚度相同，则有干涉条纹是水平的，因此ACD错误，B正确。 故选B。 3．C 【详解】AB．根据全反射的条件可知，，而 则 C=60° 则 >60° 选项AB错误； CD．光线从端点能射出，则由 其中i<90° 解得 >30° 选项C正确，D错误。 故选C。 4．B 【详解】A.此时与M点加速度相同的质点有3个； B.中质点M在0.33s时开始向上振动，1.5s到2s内在向平衡位置运动，故速度增大； C.中x=10m处的质点在0到16s内通过的路程为0.6m； D.静止的观测者接受到该波的频率等于0.25Hz。 故选B。 5．A 【详解】A．核反应方程为，X是，A正确； B．与的核反应放出能量，质量要减少，B错误； C．与的核反应要放出能量，C错误； D．核子数越大结合能越大，的结合能小于的结合能，D错误。 故选A。 6．D 【详解】A．对导体棒在A点受力分析，如图所示： 由图可知安培力水平向右，所以磁场方向竖直向下，故A错误； B．对导体棒在A点受力分析，有 所以 解得 故B错误； C．设导体棒与O点的连线与水平方向的夹角为，由受力分析可知 由牛顿第三定律有 此过程中θ逐渐减小，所以电极受到的压力逐渐增大，故C错误； D．由受力分析可知当导线在B点静止时有 解得 故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A. 由题意可知，两棒互相排斥，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，故电流方向相反，故A错误； B. 如图甲所示，对导体棒Q受力分析。记PQ距离为d，AQ距离为L，AP距离为H，由三力平衡知 故悬挂Q的细线拉力大小不变，故B错误； C. 如图乙所示，将两根导体棒视为整体受力分析，设悬挂Q的细线与竖直方向的夹角为，则有 由于逐渐减小，故悬挂P的细线拉力逐渐减小，故C错误； D. 导体棒P在导体棒Q处产生的磁场磁感应强度 故导体棒Q受到的安培力 得 而 故，，故P中的电流减为初始的四分之一时两导体棒的距离减半，故D正确。 故选D。 8．BD 【详解】点电荷A、B带电量分别为+3Q和-Q，a处电场线比b处电场线密，而电场线的疏密表示场强的大小，所以有Ea＞Eb．故A错误，B正确．由叠加可知，c点电场方向斜向左下方，根据顺着电场线方向电势降低，o点电势比c点电势高，同理，o点电势也比d点电势高，根据对称性可知，d点电势与d点关于o点的对称点的电势相等，此对称点的电势高于c点电势，所以d点电势高于c点电势，则有φc＜φd．故C错误，D正确．故选BD． 点睛：解答本题关键是一方面要掌握电场线的两个意义：疏密表示场强的大小，顺着电场线方向电势降低，另一方面要抓住对称性． 9．ACD 【详解】A．开始金属棒M向右做减速运动、N向右做加速运动，回路的面积在减小，当回路没有感应电流时，面积不变，所以由M、N导体棒和导轨组成回路的磁通量先减小后不变，故A正确； B．回路的电流相等，根据安培力为 F=BIL 可知M棒受到的安培力始终是N棒的三倍，M、N组成的系统外力之和不为零，动量不守恒，故B错误； C．M、N两金属棒产生的感应电动势大小相等时，回路感应电流为零，金属棒不受安培力，金属棒做匀速直线运动，即 BLMv1＝BLNv2 时，两金属棒做匀速直线运动，对M，由动量定理得 ﹣BILMt＝mv1﹣mv0 对N，由动量定理得 BILNt＝mv2 由能量守恒定律得 mv02mv12mv22+Q 联立并代入数据解得 Q＝0.9J 故C正确； D．回路中有电流时有电荷通过金属棒，导体棒做匀速运动时回路没有电流，从M开始减速到匀速运动过程，对M，由动量定理得 ﹣BILMt＝mv1﹣mv0 电荷量 q＝It 则有 ﹣BLMq＝mv1﹣mv0 代入数据可得 q＝1.5C 故D正确。 故选ACD。 10．AC 【详解】A．粒子从P点沿x轴正向射入磁场，结果粒子恰好能通过坐标原点，运动轨迹如图： 由几何关系可知，经过坐标原点的粒子在磁场中运动的轨迹所对的圆心角为120°，粒子做圆周运动的半径 由牛顿第二定律有 解得 选项A正确； B．此粒子运动的时间 选项B错误； C．若要使粒子在磁场中运动时间减半，则粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为60°，轨迹如图： 由几何关系可知，此时粒子做圆周运动的半径为 因此粒子做圆周运动的速度大小应为 选项C正确； D．若要使粒子沿垂直于x轴的方向射出磁场，则粒子做圆周运动的半径为a，磁场的磁感应强度大小为 选项D错误。 故选AC。 11． AC/CA 【详解】（1）[1]为了减小实验的误差，大头针之间的距离应适当大一些，入射角适当大一些，故选AC。 （2）[2]根据折射定律得，玻璃砖的折射率 12． B C 0.50W 【详解】（1）[1]由题意可知灯泡的额定电流为 因此选字母序号为B电流表选择量程的A2； [2]本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，故应选用变化范围较小的电阻，故选字母序号为C的滑动变阻器R1； （2）[3]本实验中为了多测数据，滑动变阻器采用分压接法，因灯泡内阻 所以电灯泡的内阻为小电阻，由“内大外小”原则故应选用电流表外接，由此可正确画出实验原理图如下所示 （3）[4]流过R1的电流为 因此流过灯泡的电流为 由小灯泡的伏安特性曲线可知，当电流为时，电灯泡电压为，故功率 。 【点睛】本实验考查了仪器选择、电路设计、灯泡功率、滑动变阻器阻值等问题，由图像找出电压对应的电流，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键。 13． 【详解】电子从A到B的过程，由动能定理可得 对B点速度分析可知 联立可得 14．（1）；（2） 【详解】（1）由于是等腰直角三角形，垂直AB入射，在AD面上的入射角为45° 恰好发生全反射，则临界角 根据临界角与折射率之间的关系有 代入数据得折射率 （2）保持细光束垂直AB入射，改变入射点，作出光路图如图所示 由几何关系可知从AB边入射经过AD边反射到BD连线时的光程是不变的，所以在AB中点入射的光在玻璃砖中经过BD连线后传播的路程最长，所用时间最长。光在介质中传播的最长路程 光在介质中的传播速度 光在介质中传播的最长时间 15．(1)1.4×105m/s、方向与水平方向夹角为=45°；(2)，恰好从上极板向右延长线与磁场右边界交点处射出 【详解】(1)带电粒子在电场中受电场力 粒子沿平行于极板方向射入做类平抛运动，设粒子射出金属板时速度的大小v、方向与水平方向夹角为θ，则有 ， 又 ，， 联立解得v=1.4×105m/s，θ=45° (2)粒子进入磁场做圆周运动，则有 解得 因θ=45°，磁场宽度为10cm，则粒子恰好从上极板向右延长线与磁场右边界交点处射出，如图 又 所以 s 答案第10页，共10页 答案第9页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $$