河北省重点中学2024届高三物理下学期联考试题

这是一份河北省重点中学2024届高三物理下学期联考试题，共17页。
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、关于物理学史，正确的是（ ）
A．库仑利用扭秤实验，根据两电荷之间力的数值和电荷量的数值以及两电荷之间的距离推导得到库仑定律
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应
C．法拉第通过实验总结出法拉第电磁感应定律
D．欧姆通过实验得出欧姆定律，欧姆定律对金属和电解质溶液都适用，但对气体导电和半导体元件不适用
2、如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为2m，倾角为θ=37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为（ ）
A．B．C．D．
3、如图所示为范德格拉夫起电机示意图，直流高压电源的正电荷，通过电刷E、传送带和电刷F，不断地传到球壳的外表面，并可视为均匀地分布在外表面上，从而在金属球壳与大地之间形成高电压．关于金属球壳上的A、B两点，以下判断正确的是
A．A、B两点电势相同
B．A、B两点电场强度相同
C．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能增加
D．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能减小
4、如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（ ）
A．最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器
B．最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器
C．最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器
D．最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器
5、如图所示，一带正电小球穿在一根绝缘粗糙直杆上，杆与水平方向夹角为θ，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，先给小球一初速度，使小球沿杆向下运动，在A点时的动能为100J，在C点时动能减为零，D为AC的中点，那么带电小球在运动过程中（ ）
A．到达C点后小球不可能沿杆向上运动
B．小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功不等
C．小球在D点时的动能为50J
D．小球电势能的增加量等于重力势能的减少量
6、原子核的比结合能与原子序数的关系图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻核聚变，核反应方程为A+B→C。但对于金、铂等重金属产生，目前科学界有一种理论认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在能量的作用下能够合成金、铂等重金属，其核反应为D+E→F，下列说法正确的是（ ）
A．重核F裂变成D和E的过程中，会产生质量亏损
B．较轻的核A和B聚合成C的过程中核子平均质量变大
C．较重的核D和E聚合成F的过程中，会释放较大能量
D．A和B聚合成C的过程中，C的结合能小于A和B的结合能之和
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、在用单摆测定重力加速度的实验中，为了减小测量误差，下列措施正确的有（ ）
A．对于相同半径的木球和铁球，选用铁球
B．单摆的摆角从原来的改变为
C．测量摆球振动周期时，选取最高点作为计时的起、终点位置
D．在测量单摆的周期时，防止出现“圆锥摆”
E.测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长
8、如图所示。在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（ ）
A．粒子c带正电，粒子a、b带负电
B．射入磁场时粒子c的速率最小
C．粒子a在磁场中运动的时间最长
D．若匀强磁场磁感应强度增大，其它条件不变，则a粒子运动时间不变
9、如图所示，某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向的夹角α＝60°，使飞行器恰好沿与水平方向的夹角θ＝30°的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速直线飞行，飞行器所受空气阻力不计．下列说法中正确的是( )
A．飞行器加速时动力的大小等于mg
B．飞行器加速时加速度的大小为g
C．飞行器减速时动力的大小等于mg
D．飞行器减速飞行时间t后速度为零
10、如图所示，一定质量的理想气体，由A状态经历两个不同的变化过程到C状态（A→C．A→B→C）且A．C处于同一条等温线上，以下说法正确的是（ ）
A．气体在A→C的过程中吸收的热量大于对外做的功
B．气体在A→C的过程中，气体分子的平均动能不变，分子密集程度减小，因此压强减小
C．气体在A→C过程吸收的热量小于在A→B→C过程吸收的热量
D．气体在B→C过程中，压强减小的原因是气体分子平均动能减小
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）光敏电阻是阻值随着光照度变化而发生变化的元件。照度可以反映光的强弱。光越强，照度越大，照度单位为lx。某光敏电阻R在不同照度下的阻值如图甲所示。
某同学采用光敏电阻以及其他器材，通过改变光照度来测定一节干电池的电动势和内阻。现备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表：量程0~0.6A，内阻0.1Ω
C．电流表：量程0~3A，内阻0.024Ω
D．电压表：量程0~3V，内阻约3kΩ
E.电压表：量程0~15V，内阻约15kΩ
F.光敏电阻（符号：）
H.开关，导线若干
在测定电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中电流表选___，电压表选___（填写选项前的字母）；
(2)在图乙方框中两出相应的实验电路图____；
(3)多次改变光的照度，得到多组电压、电流值。利用测出的数据在图丙所示的坐标图中描出对应的点，由此绘出U－1图象____，在修正了实验系统误差后。得出干电池的电动势E=1.50V，内电阻r=___Ω；
(4)当电流表读数为0.30A时，光的照度为___lx。（结果保留两位有效数字）
12．（12分）某研究性学习小组的一同学想测量一下某电阻丝的电阻率，实验室供选择的器材如下：
A．量程0.6A，内阻约0.5Ω的电流表
B．量程3A，内阻约0.01Ω的电流表
C．量程0.6A，内阻0.5Ω的电流表
D．量程15V，内阻约30kΩ的电压表
E.阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器
F.阻值为0~10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器
G.阻值为0~99.9Ω的电阻箱
H.电动势为3V的电池
I.开关一个、导线若干
（1）如图甲是他先用螺旋测微器测量电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径D=____mm，用多用电表粗测了该电阻丝的电阻如图乙所示，则多用电表的读数为____Ω；
（2）该同学想用伏安法精确测量该电阻丝的电阻，他检查了一下所给器材，发现所给电压表不能用，就用电流表改装一电压表，你认为所给电压表不能用的理由是____；如果要改装成量程为3V的电压表，需要串联的电阻R=____Ω；如果他选好器材后设计了如图所示的电路，电流表他应选用_____；滑动变阻器应选用_____；
（3）该同学连好电路后，测出该电阻丝的长度为L，直径为D，然后改变滑动变阻器滑动头的位置读出两个电流表和电阻箱的若干数据，其中电流表A1、A2的读数分别用I1、I2来表示，从而测出该电阻丝的电阻率ρ，则ρ的表达式是___；(用所有测量的物理量的字母表示)
（4）如果要求电流表A2的读数从零开始，请你根据上图将电路添加一条线改画在电路图上。（__________）
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，小球C在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它左边有一垂直于轨道的固定挡板，右边有两个小球A和B用处于原长的轻质弹簧相连，以相同的速度v0向C球运动，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在A和D继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被第一次锁定不能伸长但还能继续被压缩。然后D与挡板P发生弹性碰撞，而A的速度不变。过一段时间，弹簧被继续压缩到最短后第二次锁定。已知A、B、C三球的质量均为m。求：
(1)弹簧长度第一次被锁定后A球的速度；
(2)弹簧长度第二次被锁定后的最大弹性势能。
14．（16分）细管 AB 内壁光滑、厚度不计，加工成如图所示形状。长 L＝0.5m 的 BD 段竖直，其 B 端与半径 R＝0.3m 的光滑圆弧轨道平滑连接，P 点为圆弧轨道的最高点。CD 段是半径 R＝0.3m 的四分之一圆弧，AC 段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球 a、b， 质量分别为 ma＝6kg、mb＝2kg。最初 b 球静止在管内 AC 段某一位置，a 球以速度 v0 水平向右运动，与b 球发生弹性碰撞。重力加速度g 取10m/s2。
（1）若 v0＝4m/s，求碰后 a、b 两球的速度大小：
（2）若 a 球恰好能运动到 B 点，求 v0的大小，并通过分析判断此情况下 b 球能否通过 P 点。
15．（12分）如图甲所示，水平足够长的平行金属导轨MN、PQ间距L＝0.3 m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R＝0.8 Ω的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m＝0.01 kg、电阻r＝0.4 Ω的金属杆cd，整个装置处于磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨平面的外力F沿水平方向拉金属杆cd，使之由静止开始运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示。求：
（1）在t＝4 s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；
（2）4 s内金属杆cd位移的大小；
（3）4 s末拉力F的瞬时功率。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D
【解析】
A．库仑利用扭秤实验，得到两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的平方成反比，与电量的乘积成正比，从而推导出库仑定律，但当时的实验条件无法测出力的数值和电荷量的数值，选项A错误；
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，不是电磁感应现象，选项B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯通过实验总结出了法拉第电磁感应定律，人们为了纪念法拉第，所以将其命名为法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．欧姆定律是个实验定律，适用于金属导体和电解质溶液，对气体导电、半导体导电不适用。故D正确。
故选D。
2、A
【解析】
设AB高为h，则从A点抛出的小球运动的时间
从D点抛出的小球运动的时间
在水平方向上有


代入数据得
x=m
故A正确，BCD错误。
故选A。
3、A
【解析】
A、由题可知，电荷均匀地分布在外表面上，球壳AB是一个等势体，各点的电势是相等的．故A正确；B、球壳AB是一个等势体，AB的外表面处，各点的电场强度的方向与球壳的外表面垂直，所以A点与B点的电场强度的方向一定不同，故B错误；C、由于A、B的电势是相等的，所以将带正电的试探电荷从A点移到B点，电场力不做功，电势能不变．故C错误，D错误．故选A．
【点睛】
静电平衡后，金属球壳AB的外表面均匀带电，外部各点的电场强度大小相等，方向不同；金属球壳AB是一个等势体，各点的电势相等．
4、C
【解析】
从图乙中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应500Ω滑动变阻器，c图线电流几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器，故ABD错误，C正确。
故选C。
5、B
【解析】
A.如果小球受电场力大于重力，则到达C点后小球可能沿杆向上运动，选项A错误；
B.小球受重力、电场力、洛伦兹力、弹力和滑动摩擦力的作用，由于，故下滑过程中洛伦兹力减小，导致支持力和滑动摩擦力变化，故小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功不等，选项B正确；
C.由于小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功不等，故小球在D点时的动能也就不为50J，选项C错误；
D.该过程是小球的重力势能、电势能、动能和系统的内能之和守恒，故小球电势能的增加量不等于重力势能的减少量，选项D错误；
故选B。
6、A
【解析】
AC．重核F裂变成D和E的过程中要释放处能量，会产生质量亏损；相反，较重的核D和E聚合成F的过程中，会吸收较大能量，选项A正确，C错误；
BD．较轻的核A和B聚合成C的过程也要释放能量，有质量亏损，则核子平均质量变小，C的结合能大于A和B的结合能之和，选项BD错误；
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ADE
【解析】
A．对于相同半径的木球和铁球，选择铁球可以忽略空气阻力以及悬线的重力，A正确；
B．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过，B错误；
C．为了减小测量周期时的误差，应取摆球通过的最低点作为计时的起、终点位置，C错误；
D．摆球做圆锥摆时周期表达式为
若用
算出重力加速度误差较大，为了减小测量误差，应防止出现“圆锥摆”，D正确；
E．测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长，E正确。
故选ADE。
8、AC
【解析】
A．带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转，根据左手定则可知粒子c带正电，粒子a、b带负电，A正确；
B．洛伦兹力提供向心力
解得
根据几何关系可知粒子运动的半径最小，所以粒子的速率最小，B错误；
C．粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中轨迹对应的圆心角最大，大小为，所以粒子在磁场中运动的时间最长，为半个周期，C正确；
D．洛伦兹力提供向心力
解得粒子运动半径
磁感应强度增大，可知粒子运动的半径减小，所以粒子运动的圆心角仍然为，结合上述可知粒子运动的周期改变，所以粒子运动的时间改变，D错误。
故选AC。
9、BC
【解析】
AB．起飞时，飞行器受推力和重力，两力的合力与水平方向成30°角斜向上，设动力为F，合力为Fb，如图所示：
在△OFFb中，由几何关系得：
F=mg
Fb=mg
由牛顿第二定律得飞行器的加速度为：
a1=g
故A错误，B正确；
CD．t时刻的速率：
v=a1t=gt
推力方向逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°斜向下，推力F'跟合力F'h垂直，如图所示，此时合力大小为：
F'h=mgsin30°
动力大小：
F′＝mg
飞行器的加速度大小为：
到最高点的时间为：
故C正确，D错误；
故选BC。
10、CD
【解析】
A．气体在A→C的过程中，由热力学第一定律，由于A、C处于同一条等温线上，，由A到C体积增大，故，，此过程中吸收的热量等于对外做的功，A错误；
B．气体在A→C的过程中，温度先升高后降低，气体分子的平均动能先增大后减小，B错误；
C．气体在A→B→C过程，，，由p-V图像下方的面积代表功知|WABC|>|WAC│，得到QABC>QAC。C正确；
D．根据影响气体压强的微观因素，气体在B→C过程中，体积不变，气体分子密集程度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，因此压强减小，D正确。
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、B D 0.76（0.74﹣0.78） 0.54（0.50-0.56）
【解析】
(1)[1][2]一节干电池的电动势为1.5V，则电压表选择D，因电流较小，故电流表选择B
(2)[3]电流表的内阻已知，可采用电流表外接电路，电路如图
(3)[4]根据描点，画出U－I图像，如图
[5]由实验原理得
变形得
由图像可知，内阻为
由于误差(0.74V－0.78V)均可
(4)[6]当电流表读数为0.30A时，读出
则
对照图像可知，光的照度为0.54lx，由于误差(0.50-0.56)lx均可
12、2.000 5.0 因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大 4.5 A、C F
【解析】
（1）[1]根据螺旋测微器读数规则读数为2.000mm。
[2]从图上可以看出选择开关放在了“×1挡”，根据读数规则读出电阻为5.0Ω。
（2）[3]因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大。
[4]改装成量程为3V的电压表，选用电流表A改装，需要串联的电阻
R=Ω=4.5Ω
[5]由于所求电阻丝的电阻约为5Ω，两端的电压不超过3V，电流不超过0.6A，为求电表读数准确，量程不能过大，所以电流表选A和C。
[6]阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器阻值太大，为方便调节滑动变阻器应选用F。
（3）[7]根据电阻定律和欧姆定律，有
因此ρ的表达式是
（4）[8]因为要求电压表读数从零开始，所以用分压式接法，又电压表的内阻比待测电阻大的多，故采用电流表外接法，故完整的电路图如图所示
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2)
【解析】
(1)设C球与B球粘结成D时，D的速度为v1，由动量守恒定律可得
解得
当弹簧压至最短时，D与A的速度相等，设此速度为v2，由动量守恒，有
解得A的速度
(2)设弹簧长度第一次被锁定后，储存在弹簧中的势能为Ep1。由能量守恒得
解得
撞击P后，D的速度大小不变，仍为，方向向右；A的速度大小和方向均不变。然后D与A继续相互作用，设当弹簧压缩到最短时，A与D的速度为v3，根据动量守恒定律可得
解得
弹性势能的增加量为
弹簧长度第二次被锁定后的最大弹性势能
14、（1）2m/s,6m/s（2）8m/s,能。
【解析】
(1)由于 a、b 的碰撞是弹性碰撞，碰撞过程中动量守恒
mav0=mava+mbvb
同时，碰撞过程中机械能也守恒
由以上两式可解得
(2) 在 a碰撞以后的运动过程中，a小球机械能守恒。若a恰好运动到B点，即到达B点时速度为 0
解得:
v1=4m/s
由(1)问中计算可知
解得:
v0=8m/s
同理也可求出b球碰撞以后的速度
假设 b球能上到P点，上升过程中机械能守恒
解得
若恰好能运动到P点
解得：
可得 v3>vP因此，b球能够通过 P点.
15、（1）0.75 A 由d指向c （2）12 m （3）0.765 W
【解析】
（1）由题图乙可知，当t＝4 s时，U＝0.6 V
此时电路中的电流（通过金属杆的电流）
I＝＝0.75 A
用右手定则判断出，此时电流的方向由d指向c。
（2）由题图乙知
U＝kt＝0.15t
金属杆做切割磁感线运动产生的感应电动势E＝BLv
由电路分析：
U＝E
联立以上两式得
v＝×0.15t
由于R、r、B及L均为常数，所以v与t成正比，即金属杆在导轨上做初速度为零的匀加速直线运动，匀加速运动的加速度
a＝×0.15＝1.5 m/s2
金属杆在0～4 s内的位移
x＝at2＝12 m。
（3）在第4 s末金属杆的速度
v＝at＝6 m/s
金属杆受安培力
F安＝BIL＝0.112 5 N
由牛顿第二定律，对金属杆有
F－F安＝ma
解得拉力
F＝0.127 5 N
故4 s末拉力F的瞬时功率
P＝Fv＝0.765 W。