2024年河北省滄州市物理高三上學(xué)期自測試題及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在物理學(xué)發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家做出了杰出貢獻(xiàn)，下列說法正確的是()A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并總結(jié)出了右手螺旋定則B.安培首先發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用C.法拉第通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象D.洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場對運(yùn)動電荷的作用規(guī)律A、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并總結(jié)出了右手螺旋定則（安培定則），故A正確；B、安培研究了磁場對電流的作用力規(guī)律，首先發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，而不是首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；C、法拉第通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁生電的一般規(guī)律，故C正確；D、洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場對運(yùn)動電荷的作用規(guī)律，即洛倫茲力，故D正確。故選：ACD。本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。2、關(guān)于重力做功和重力勢能，下列說法正確的是()A.重力做功與物體運(yùn)動的路徑無關(guān)B.當(dāng)物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定減小C.重力勢能為負(fù)值時，物體一定在零勢能面以下D.重力勢能的大小與零勢能面的選取無關(guān)

本題主要考查重力做功與重力勢能的關(guān)系，要注意明確重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)，與路徑無關(guān)，而重力勢能是相對的，與零勢能面的選取有關(guān)。A選項(xiàng)，重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)。這是重力做功的一個重要特點(diǎn)，也是與摩擦力做功的主要區(qū)別。故A正確。B選項(xiàng)，當(dāng)物體克服重力做功時，即重力對物體做負(fù)功時，物體的重力勢能一定增加，而不是減小。因?yàn)橹亓ψ龉Φ扔谥亓菽艿臏p小量，所以克服重力做功就等于重力勢能的增加量。故B錯誤。C選項(xiàng)，重力勢能是相對的，與零勢能面的選取有關(guān)。當(dāng)我們選擇某一水平面為零勢能面時，物體在該水平面以上時重力勢能為正值，在該水平面以下時重力勢能為負(fù)值。所以，重力勢能為負(fù)值時，物體一定在零勢能面以下。故C正確。D選項(xiàng)，由C選項(xiàng)分析可知，重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)。選擇不同的零勢能面，同一物體的重力勢能可能不同。故D錯誤。綜上，正確答案是AC。3、關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A.導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動，導(dǎo)體中就一定有感應(yīng)電流B.導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就一定有感應(yīng)電流C.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動，導(dǎo)體中就一定有感應(yīng)電流D.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就一定有感應(yīng)電流

本題主要考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件。A選項(xiàng)：導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動，但如果不滿足閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動這一條件，導(dǎo)體中就不會有感應(yīng)電流。例如，如果導(dǎo)體是整根在磁場中平行移動，那么導(dǎo)體中的自由電荷就不會受到洛倫茲力作用而發(fā)生定向移動，因此也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以A選項(xiàng)錯誤。B選項(xiàng)：導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，但如果不滿足閉合電路的條件，導(dǎo)體中也不會有感應(yīng)電流。因?yàn)楦袘?yīng)電流的產(chǎn)生需要閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，而單獨(dú)的導(dǎo)體切割磁感線并不足以引起磁通量的變化（除非它是閉合電路的一部分）。所以B選項(xiàng)錯誤。C選項(xiàng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動，但如果其運(yùn)動方向不與磁感線相交（即不做切割磁感線運(yùn)動），那么導(dǎo)體中的磁通量就不會發(fā)生變化，因此也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以C選項(xiàng)錯誤。D選項(xiàng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，這完全符合電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件。此時，導(dǎo)體中的自由電荷會受到洛倫茲力作用而發(fā)生定向移動，從而形成感應(yīng)電流。所以D選項(xiàng)正確。綜上所述，正確答案是D。4、關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是()A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C.當(dāng)帶電體之間的距離比它們本身的大小大得多時，帶電體就可以視為點(diǎn)電荷D.一切帶電體都可以看成點(diǎn)電荷答案：C解析：點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身的大小時，帶電體的形狀和大小對它們之間的作用力影響可忽略不計，此時帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。A.點(diǎn)電荷的條件并不是體積很小，而是看帶電體間的距離和帶電體本身的大小關(guān)系，故A錯誤；B.體積很大的帶電體，只要帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身的大小時，也可看成點(diǎn)電荷，故B錯誤；C.當(dāng)帶電體之間的距離比它們本身的大小大得多時，帶電體的形狀和大小對它們之間的作用力影響可忽略不計，帶電體就可以視為點(diǎn)電荷，故C正確；D.只有當(dāng)帶電體間的距離遠(yuǎn)大于它們本身的大小時，帶電體才可看成點(diǎn)電荷，故D錯誤。5、下列說法正確的是()A.變化的電場周圍一定存在磁場B.變化的磁場周圍一定存在電場C.均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場D.振蕩電場周圍產(chǎn)生的磁場也是振蕩的答案：A；B；D解析：A.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的電場周圍一定存在磁場，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)，故A正確；B.同樣根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的磁場周圍一定存在電場，這是電磁波產(chǎn)生和傳播的基礎(chǔ)，故B正確；C.均勻變化的電場產(chǎn)生的是恒定的磁場，而非均勻變化的電場才產(chǎn)生變化的磁場，故C錯誤；D.振蕩電場是指電場強(qiáng)度的大小和方向都隨時間做周期性變化的電場，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，振蕩電場周圍產(chǎn)生的磁場也是振蕩的，故D正確。6、關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是()A.電磁波的傳播需要介質(zhì)B.電磁波的傳播速度與光速相同C.電磁波在真空中的傳播速度小于光在真空中的傳播速度D.電磁波可以發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象，但不能發(fā)生偏振現(xiàn)象答案：B解析：A.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，它可以在真空中傳播，這是電磁波與機(jī)械波（如聲波）的主要區(qū)別之一，故A錯誤；B.在真空中，電磁波的傳播速度與光速相同，都是c=C.電磁波在真空中的傳播速度就是光速，不存在電磁波在真空中的傳播速度小于光在真空中的傳播速度的情況，故C錯誤；D.電磁波是橫波，具有橫波的所有特性，如干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象，故D錯誤。7、關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體B.一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化時，內(nèi)能不變，因而與外界不發(fā)生熱交換C.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高答案：C解析：A選項(xiàng)：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的情況下，如空調(diào)制冷，熱量是可以從低溫物體傳到高溫物體的。因此，A選項(xiàng)錯誤。B選項(xiàng)：一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化時，其溫度不變，內(nèi)能也不變。但是，這并不意味著氣體與外界不發(fā)生熱交換。例如，在絕熱容器中，對氣體做功，氣體會被壓縮，同時溫度升高，但由于容器是絕熱的，所以氣體無法與外界發(fā)生熱交換。然而，為了保持溫度不變，我們需要讓氣體向外界放熱。因此，B選項(xiàng)錯誤。C選項(xiàng)：根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用于做功，但這個過程會引起其他變化，如產(chǎn)生其他影響。例如，在電冰箱中，電能被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（壓縮機(jī)工作），同時從冰箱內(nèi)部吸收熱量并排放到外部環(huán)境中。因此，C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)：壓縮氣體時，外界對氣體做功，但這并不一定會使氣體的溫度升高。如果氣體同時向外界放熱，并且放出的熱量大于外界對氣體做的功，那么氣體的溫度可能會降低。因此，D選項(xiàng)錯誤。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是()A.電磁波是橫波B.電磁波在真空中的傳播速度與光速相同C.電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D.電磁波中電場和磁場的方向處處相互垂直答案：ABCD解析：A選項(xiàng)，電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面，為橫波。所以A選項(xiàng)正確。B選項(xiàng)，電磁波在真空中的傳播速度等于光速，這是一個基本的物理常識。所以B選項(xiàng)正確。C選項(xiàng)，干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，電磁波作為波的一種，自然也能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象。所以C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)，電磁波中電場和磁場的方向是互相垂直的，并且都垂直于電磁波的傳播方向，這構(gòu)成了電磁波的基本性質(zhì)。所以D選項(xiàng)正確。2、下列說法正確的是()A.變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場B.均勻變化的電場一定產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場一定產(chǎn)生均勻變化的電場C.振蕩電場一定產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場D.電場和磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，即電磁場答案：C解析：A選項(xiàng)，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有非均勻變化的電場才能產(chǎn)生變化的磁場，非均勻變化的磁場才能產(chǎn)生變化的電場。如果電場或磁場是均勻變化的，那么產(chǎn)生的磁場或電場將是恒定的。因此，A選項(xiàng)錯誤。B選項(xiàng)，由A選項(xiàng)分析可知，均勻變化的電場產(chǎn)生的是恒定的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生的是恒定的電場。所以B選項(xiàng)錯誤。C選項(xiàng)，振蕩電場是一種非均勻變化的電場，它會周期性地改變方向和大小。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，這種振蕩電場會產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。因此，C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)，電場和磁場并不是總是相互聯(lián)系、不可分割的。它們只有在一定的條件下（如非均勻變化）才會相互聯(lián)系并產(chǎn)生電磁波。在靜態(tài)或均勻變化的電場和磁場中，它們是可以獨(dú)立存在的。因此，D選項(xiàng)錯誤。3、關(guān)于電磁波的敘述中，說法正確的是()A.電磁波波長越短，頻率越小B.不同波長的電磁波在真空中傳播速度不同C.電磁波可傳遞信息和能量D.紅外線的波長比紫外線的波長短答案：C解析：A選項(xiàng)，根據(jù)電磁波的基本性質(zhì)，波長與頻率成反比，即波長越短，頻率越大。因此，A選項(xiàng)錯誤。B選項(xiàng)，所有電磁波在真空中的傳播速度都是相同的，都等于光速。這是電磁波的基本性質(zhì)之一，與電磁波的波長、頻率等無關(guān)。因此，B選項(xiàng)錯誤。C選項(xiàng)，電磁波具有波粒二象性，既可以看作是一種波動，也可以看作是一種粒子。因此，電磁波既可以傳遞信息（如無線電通信、電視廣播等），也可以傳遞能量（如微波爐加熱食物、太陽能發(fā)電等）。所以，C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)，在電磁波譜中，紅外線的波長比紫外線的波長要長。這是電磁波譜的基本順序，從長波到短波依次為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。因此，D選項(xiàng)錯誤。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：在物理學(xué)中，質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，它的引入體現(xiàn)了抓住主要因素，忽略次要因素的物理思想。關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的下列說法中正確的是()A.研究地球的自轉(zhuǎn)時，地球可以看作質(zhì)點(diǎn)B.研究地球的公轉(zhuǎn)時，地球不可以看作質(zhì)點(diǎn)C.研究體操運(yùn)動員在空中的動作時，運(yùn)動員可以看作質(zhì)點(diǎn)D.研究火車從北京開往上海的時間時，火車可以看作質(zhì)點(diǎn)答案：D解析：本題主要考察質(zhì)點(diǎn)模型的引入及其適用條件。質(zhì)點(diǎn)是一個理想化的物理模型，當(dāng)物體的形狀和大小對所研究的問題沒有影響或影響可以忽略不計時，物體就可以看作質(zhì)點(diǎn)。A選項(xiàng)：研究地球的自轉(zhuǎn)時，我們需要考慮地球的形狀，因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)是圍繞其自轉(zhuǎn)軸進(jìn)行的，此時地球的形狀不能忽略，所以地球不能看作質(zhì)點(diǎn)。故A錯誤。B選項(xiàng)：研究地球的公轉(zhuǎn)時，我們主要關(guān)心的是地球繞太陽運(yùn)動的軌道和周期等，此時地球的形狀和大小對研究問題的影響可以忽略不計，所以地球可以看作質(zhì)點(diǎn)。故B錯誤。C選項(xiàng)：研究體操運(yùn)動員在空中的動作時，我們需要關(guān)注運(yùn)動員身體的各個部分如何協(xié)調(diào)運(yùn)動，以完成特定的體操動作。此時運(yùn)動員的形狀不能忽略，所以運(yùn)動員不能看作質(zhì)點(diǎn)。故C錯誤。D選項(xiàng)：研究火車從北京開往上海的時間時，我們主要關(guān)心的是火車的運(yùn)動速度和運(yùn)動時間，而火車的長度相對于其運(yùn)動的距離來說可以忽略不計，所以火車可以看作質(zhì)點(diǎn)。故D正確。綜上所述，正確答案是D。第二題題目：在河北省滄州市某高中的物理實(shí)驗(yàn)室里，同學(xué)們正在進(jìn)行一項(xiàng)關(guān)于“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，使用了一個光滑的水平軌道，上面放置了一個質(zhì)量為m?的小球A和一個靜止的質(zhì)量為m?的小球B（m?>m?），兩球間用一根細(xì)線相連，細(xì)線未繃緊?，F(xiàn)給小球A一個水平向右的初速度v?，使得細(xì)線繃緊后兩球發(fā)生碰撞，并粘合在一起以共同速度v向右運(yùn)動。（1）請寫出驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式（用題目中給出的物理量表示）。（2）若實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)為m?=2kg，m?=1kg，v?=2m/s，v=1.33m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），請判斷系統(tǒng)動量是否守恒，并說明理由。答案：（1）驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式為：m?v?=(m?+m?)v。（2）系統(tǒng)動量守恒。理由如下：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，代入動量守恒的表達(dá)式中，得到左邊（碰撞前A球的動量）為m?v?=2kg2m/s=4kg·m/s；右邊（碰撞后兩球的總動量）為(m?+m?)v=(2kg+1kg)1.33m/s=3.99kg·m/s。由于左邊與右邊的值在誤差允許的范圍內(nèi)相等（即左邊≈右邊），因此可以判斷系統(tǒng)動量守恒。解析：（1）動量守恒定律的基本表達(dá)式是系統(tǒng)碰撞前后的總動量相等。在本實(shí)驗(yàn)中，碰撞前只有小球A有動量，其值為m?v?；碰撞后兩球粘合在一起，總動量為(m?+m?)v。因此，驗(yàn)證動量守恒的表達(dá)式即為m?v?=(m?+m?)v。（2）在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，我們需要將測得的數(shù)據(jù)代入動量守恒的表達(dá)式中進(jìn)行驗(yàn)證。由于實(shí)驗(yàn)測量總是存在誤差的，因此我們需要判斷左邊與右邊的值是否在誤差允許的范圍內(nèi)相等。如果相等或近似相等（即兩者之差遠(yuǎn)小于它們的平均值或某一基準(zhǔn)值），則可以認(rèn)為系統(tǒng)動量守恒。在本題中，左邊與右邊的值相差很?。▋H為0.01kg·m/s），因此可以判斷系統(tǒng)動量守恒。第三題題目：在物理學(xué)中，示波器是一種用于觀察電信號隨時間變化的儀器?，F(xiàn)有一個未知頻率的交流電源，需要通過示波器來測量其周期（進(jìn)而求得頻率）。請?jiān)敿?xì)描述如何使用示波器來測量這個交流電源的周期，并說明如何通過測量得到的周期來計算頻率。答案：測量步驟：準(zhǔn)備階段：確保示波器已經(jīng)正確連接電源并預(yù)熱至穩(wěn)定狀態(tài)。將示波器的探頭連接到未知頻率的交流電源上，注意探頭的接地端要與電源的公共地（或負(fù)極）相連，確保測量安全。調(diào)整示波器設(shè)置：選擇合適的垂直衰減（VOLTS/DIV）和水平時基（TIME/DIV）檔位，以便在示波器屏幕上清晰地看到交流信號的波形。使用垂直位移（POSITION）和水平位移（H-POS）旋鈕，調(diào)整波形在屏幕上的位置，使其處于屏幕中央，便于觀察。觀察并記錄波形：觀察示波器屏幕上顯示的交流信號波形，注意波形的完整性、穩(wěn)定性和周期性。使用游標(biāo)（如果示波器配備）或目測法，確定波形的一個完整周期（從波形的某一特定點(diǎn)開始，到下一次該點(diǎn)重復(fù)出現(xiàn)的時間間隔）在水平軸上的長度。計算周期：讀取水平時基（TIME/DIV）的設(shè)置值，例如“1ms/DIV”。將波形一個完整周期在水平軸上的長度（以DIV為單位）乘以TIME/DIV的值，得到周期T的數(shù)值。例如，如果波形一個周期占據(jù)2DIV，且TIME/DIV為1ms/DIV，則周期T=2DIV×1ms/DIV=2ms。計算頻率：頻率f是周期的倒數(shù)，即f=1/T。使用前面計算得到的周期T的值，計算頻率f。例如，如果T=2ms，則f=1/2ms=0.5kHz（或500Hz）。解析：本題主要考察示波器的使用以及周期與頻率之間的關(guān)系。通過示波器觀察交流電源的信號波形，并利用示波器的水平時基功能，我們可以直接測量出波形的一個完整周期在水平軸上的長度。進(jìn)而，結(jié)合水平時基的設(shè)置值，我們可以計算出信號的周期。最后，利用頻率是周期倒數(shù)的原理，我們可以求得信號的頻率。這個過程是物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的測量方法，也是理解周期性信號特性的重要途徑。第四題題目：在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)先測得擺線長為l，擺球直徑為d，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為t。為了提高實(shí)驗(yàn)精度，下列說法正確的是()A.擺長應(yīng)等于擺線長與擺球半徑之和，即lB.測量擺長時，應(yīng)將擺球取下后再測量C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇密度大而體積小的擺球D.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使單擺的擺角盡可能大答案：A；C解析：A.根據(jù)單擺的周期公式，擺長L是擺線長與擺球半徑之和，即L=B.測量擺長時，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)將擺球懸掛在擺線上，使擺線自然下垂，再測量擺線長與擺球半徑之和作為擺長，不能將擺球取下后再測量，故B錯誤；C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇密度大而體積小的擺球，以減小空氣阻力的影響，使單擺的運(yùn)動更接近理想情況，故C正確；D.為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使單擺的擺角盡可能小，以保證單擺的運(yùn)動為簡諧運(yùn)動，擺角一般不超過5?綜上，正確答案是AC。第五題題目：在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的操作步驟如下：①取一根細(xì)線，下端系一小鐵球，上端固定在鐵架臺上，制成一單擺。②測量擺長l：用米尺測出擺線長，記為l?，用游標(biāo)卡尺測出小鐵球的直徑，記為d，則擺長l=l?+d/2。③把單擺從