河北省冀州中学2024年高三下学期5月阶段验收-物理试题试卷

河北省冀州中学2024年高三下学期5月阶段验收-物理试题试卷
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是
A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变
B．摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零
C．在最低点，乘客处于失重状态
D．摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变
2、我国高铁舒适、平稳、快捷。

设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300km/h和350km/h 的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为（）
A．6∶7 B．7∶6 C．36∶49 D．49∶36
3、某静电场在x轴正半轴上的电势Φ随x变化的关系如图所示，则（）
A．x1处跟x2处的电场强度方向相同
B．x1处跟x2处的电场强度大小相等
C．若把带正电的粒子从x1处移到x2处，电场力先做正功再做负功
D．同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于x2在处的电势能
大小为1E ，磁感应强度大小为1B 、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为14圆弧，圆弧的半径()OP 为R ，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E ，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。

一带电粒子以速度v 沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q 点，不计粒子重力。

下列说法正确的是（ ）
A ．速度选择器的极板1P 的电势比极板2P 的低
B ．粒子的速度11
B v E
C ．粒子的比荷为212
1E ERB D ．P 、Q 两点间的距离为2
211
2ERB E B 5、在平直公路上甲乙两车从同一地点出发，两车位移x 和时间t 的比值
x t
与时间t 之间的关系如图所示。

下列说法正确的是（ ）
A ．甲车的加速度大小为5m/s 2
B ．6s 末乙车速度减小到零
C ．甲车追上乙车前，2s 末甲乙两车相距最远
D ．乙车速度减小到零时，甲车速度为30m/s
6、在闭合电路中，以下说法中正确的是（ ）
A ．在外电路和电源内部，电荷都受非静电力作用
B ．在电源内部电荷从负极到正极过程中只受非静电力而不存在静电力
C ．静电力与非静电力对电荷做功都使电荷的电势能减少
D ．静电力对电荷做功电势能减少，非静电力对电荷做功电势能增加
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、如图所示，两光滑平行金属导轨MN 与PQ ，其间距为L ，直导线ab 垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。

电容器接在P 、M 两端，其电容为C ，除电路中的电阻R 外，导轨和直导线的电阻均不计。

现给直导线ab 一初速度，使之向右运动，当电路稳定后，直导线ab 以速度v 向右匀速运动，则（ ）
A ．电容器两端的电压为BLv
B ．电阻两端的电压为零
C ．电容器所带电荷量为CBLv
D ．直导线ab 所受安培力为22B L v R
8、下列说法中正确的是 A ．物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大
B ．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变
C ．质点做简谐运动，在半个周期的时间内，合外力对其做功一定为零
D ．用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球
E.交通警察向远离警车的车辆发送频率为1f 的超声波，测得返回警车的超声波频率为2f ，则12f f
9、如图所示，用粗细均匀、总电阻为r 的导线围成一个边长为L 的等边三角形闭合线框，线框以速度v 匀速穿过一个水平方向宽度为2L ，竖直方向足够长的磁场区域，该磁场的磁感应强度为B 。

线框在匀速穿过磁场区域过程中BC 边始终与磁场边界（图中虚线所示）平行，则下列说法正确的是（ ）
A ．导线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势为E BLv =
B ．导线框从刚进入磁场到导线框完全离开磁场过程中，导线框不受安培力作用的时间为(43)2L v -
C ．导线框BC 边刚进入和刚离开磁场时BC 两间的电势差相等
D ．导线框从BC 边进入磁场的水平距离为L 时刻开始到导线框完全离开磁场过程中通过线框的电荷量为234q BL r
= 10、卫星导航系统是全球性公共资源，多系统兼容与互操作已成为发展趋势。

中国始终秉持和践行“中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗”的发展理念，服务“一带一路”建设发展，积极推进北斗系统国际合作。

与其他卫星导航系统携手，与各个国家、地区和国际组织一起，共同推动全球卫星导航事业发展，让北斗系统更好地服务全球、造福人类。

基于这样的理念，从2017年底开始，北斗三号系统建设进入了超高密度发射。

北斗系统正式向全球提供RNSS 服务，在轨卫星共53颗。

预计2020年再发射2-4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。

北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h ，地球半径为R ，地面附近重力加速度为g ，则有（ ）
A ．该卫星运行周期可根据需要任意调节
B ．该卫星所在处的重力加速度为 2())
R g R h + C ．该卫星运动动能为2
2()mgR R h + D ．该卫星周期与近地卫星周期之比为23(1)h R
+ 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）要描绘一只标有“9V 、5W”字样小灯泡的完整伏安特性曲线，实验室可供如下器材：
A ．电流表A 1（量程1．6A ，内阻约为1.5Ω）
B ．电流表A 2（量程3A ，内阻约为1.2Ω）
C ．电压表V （量程3V ，内阻v 3r =kΩ）
D．滑动变阻器1R（阻值1~11Ω，额定电流1.8A）
E．滑动变阻器2R（阻值1~111Ω，额定电流1.5A）
R=kΩ
F．定值电阻36
=）
G．直流电源（电动势E10V
H．导线和开关
（1）请在虚线框中画出电路图_______
（2）滑动变阻器应选______；电流表应选______（填写元件前序号）
U与电压表读数U关系式为______
（3）灯泡两端实际电压0
（4）根据该电路设计图进行实验，测得电压表的读数为U、电流表读数为I，若考虑电表的内阻，则此时灯泡的电阻为______（用题目中所给字母或符号表示）
12．（12分）某同学利用如图1所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”，具体实验步骤如下:
A．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）。

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。

C．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m，并记录数据。

D．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2，并测量光电门甲、乙之间的距离为s.
E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤D。

请回答下列各问题：
（1）若砂桶和砂子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________。

（2）用游标卡尺测得遮光片宽度（如图2所示）d =_________mm。

（3）在误差允许的范围内，若满足__________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。

（用题目所给字母表示）
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．（10分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。

有一质量为m，电荷量为q，带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴负方向成45°角。

当粒子第一次进入电场到达P点时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同，P点坐标为（4L，L）。

求：
（1）粒子从O点射入磁场时速度v的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子从O点运动到P点所用的时间。

14．（16分）从安全的角度出发，驾校的教练车都经过改装，尤其是刹车装置。

为了测试改装后的教练车刹车性能，教练们进行了如下试验：当车速达到某一值v0时关闭发动机，让车自由滑行直到停下来。

假设车做的是匀减速直线运动，测得车在关闭发动机后的第1s内通过的位移为16m，第3s内通过的位移为1m。

回答下面问题。

(1)改装后的教练车的加速度a的大小及开始做匀减速运动的速度v0的大小是多少？
(2)如果想让教练车用时t′=2s停下来，那么教练员应额外提供多大的加速度？
15．（12分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻的波动图象如图甲所示，其中处于x=12m处的质点c的振动图象如图乙所示。

求：
①质点a的运动状态传到质点d所用的时间；
②从t=0时刻开始，5.5s内质点b运动的路程和t=5.5s时质点b的位移。

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、B
【解题分析】
A ：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力势能随高度不断变化，乘客的机械能不断变化．故A 项错误．
B ：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零．故B 项正确．
C ：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态．故C 项错误．
D ：摩天轮匀速转动过程中，重力与速度的夹角α不断变化，乘客所受的重力的瞬时功率cos P mg v α=⋅不断变化．故D 项错误．
2、C
【解题分析】
列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则
f kv =
则克服阻力的功率为
2p fv kv ==
所以高铁分别以300km/h 和350km/h 的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为
2112223649
p kv p kv == 故ABD 错误，错C 正确。

故选C 。

3、A
【解题分析】
A ．x 1和x 2处的斜率都是负值，说明场强方向相同，故A 正确；
C ．从x 1处到x 2处，电势逐渐降低，则移动正电荷，电场力一直做正功，电势能一直减小，故C 错误；
D ．根据
E p =q φ可知，正电荷在R 处具有的电势能为零，在x 2处的电势小于零，所以正电荷在此具有的电势能小于零，
电势能为标量，正负号表示大小，所以同一个带正电荷的粒子在R 处具有的电势能大于在x 2处的电势能，故D 错误。

故选A 。

4、C
【解题分析】
A ．由图可知，粒子在磁分析器内向左偏转，受到的洛伦兹力的方向向左，由左手定则可知，该粒子带正电；粒子在速度选择器内向右运动，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力的方向向上；由于粒子匀速穿过速度选择器，所以粒子受到的电场力得方向向下，则电场的方向向下，P 1的电势板比极板P 2的高，故A 错误；
B ．粒子在速度选择器内受力平衡，则
qE 1=qvB 1
可得
11
E v B = 故B 错误；
C ．粒子在静电分析器内受到的电场力提供向心力，则
2
qE mv R
= 联立可得粒子的比荷
22
12
1 E q v m ER ERB =＝ 故C 正确；
D ．粒子在磁分析器内做匀速圆周运动，受到的洛伦兹力提供向心力，则
2
mv qvB r
= 联立可得
11ERB r E B
= P 、Q 之间的距离为1122ERB r E B =
故选C 。

5、D
【解题分析】
A ．根据2012
x v t at =+可得 012
x v at t =+ 甲车的加速度大小为
22111022m/s 10m/s 2
a k ==⨯= 选项A 错误；
B ．由图像可知，乙车的初速度为v 0=15m/s ，加速度为
222252-2m/s 5m/s 2
a k ==⨯=- 则速度减为零的时间为
02
3s v t a == 选项B 错误；
C ．当两车相距最远时速度相等，即
021v a t a t -=
解得
t =1s
选项C 错误；
D ．乙车速度减小到零时需经过t=3s ，此时甲车速度为
130m/s v a t ==
选项D 正确。

故选D 。

6、D
【解题分析】
A.在电源内部，电荷受非静电力作用；在外电路，电荷不受非静电力作用；故A 项错误；
B.在电源内部电荷从负极到正极过程中，电荷既受非静电力又受静电力，故B 项错误；
CD.在闭合电路中，静电力对电荷做功使电荷的电势能减少，非静电力对电荷做功使电荷的电势能增加，故C 项错误，
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、ABC
【解题分析】
AB ．当直导线ab 匀速向右运动时，直导线切割磁感线产生的感应电动势为
E BIv =
电路稳定后，电容器两极板间的电压
U E BLv ==
电容器既不充电也不放电，电路中无电流，电阻两端无电压，故A 、B 正确；
C ．电容器所带电荷量为
Q CU CBLv ==
故C 正确；
D ．电路稳定后，直导线ab 中无电流，根据F BIL =可知直导线ab 不受安培力，故D 错误；
故选ABC 。

8、BCD
【解题分析】
A ． 物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。

故A 错误；
B ． 机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变，故B 正确；
C ． 振子做简谐运动，在半个周期时间内，振子的速率不变，根据动能定理得知合外力做的功一定为0，故C 正确；
D ．为了减小阻力的影响，用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球，故D 正确；
E ． 交通警察向远离警车的车辆发送频率为1f 的超声波，测得返回警车的超声波频率为2f ，因为相互远离，根据开普勒效应可知12f f >，故E 错误。

故选BCD 。

9、BD
【解题分析】
A.根据法拉第电磁感应定律，线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势：
E t
∆Φ=∆，
212B S B L ∆Φ=⋅∆=⋅=，
22t v v
∆==， 解得
12
E BLv =， 故A 错误；
B.导线框完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流，不受安培力作用的时间为：
22L L s t v v -===
故B 正确；
C.线框BC 边刚进入磁场时BC 两端的电势差为：
2333
BC r BLv r U BLv I BLv BLv r =-⨯=-⨯=， 线框BC 边刚离开时，BC 两端的电势差为：
221333
BC BLv U BLv I r BLv r BLv r '=-⨯=-⨯=， 故C 错误；
D.导线框BC 边进入磁场的水平距离为L 时线框已经完全进入磁场，由：
2q I t t BL r t r ∆Φ∆Φ=⋅∆=⋅∆==⋅∆， 故D 正确。

故选：BD 。

10、BC
【解题分析】
A ．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24h ，A 错误；
B ．由
2
22()2Mm v G m r m mg r T r
π=== 可知
'2GM g r = 2GM g R
= 则该卫星所在处的重力加速度是
2
'
2()R g g R h =+ B 正确； C ．由于
2
GM gR v r R h
==+ 该卫星的动能
2
2122()
k mgR E mv R h ==+ 选项C 正确；
D ．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为
32=()T R h T R
+卫近 选项D 错误。

故选BC 。

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、 D A 03U U = V
3U
R U I r =-
【解题分析】
（1）[1]描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由题意可知，灯泡额定电压为9V ，电压表量程为3V ，把电压表量程扩大为9V ，应给电压表串联一个定值电阻R 3；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示
（2）[2][3]灯泡额定电流为
59
P I U ==A≈1.56A 电流表应选A ；为方便实验操作，滑动变阻器应选择D ；
（3）[4]定值电阻阻值是电压表内阻的2倍，则定值电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，故灯泡两端电压为U 1=3U ； （4）[5]由图示电路图可知，电流表读数为I ，则通过灯泡的电流为V
U I r -，则灯泡电阻 V
3U
R U I r =-
12、mg 6.75 mgs =2212d M t （）-21
12d M t （） 【解题分析】
(1)[1]探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D 中小车加速下滑时所受合力大小为mg ；
(2)[2]根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度
d =6mm+ 15×0.05mm =6.75mm
(3)[3]遮光片通过两个光电门1、2的速度分别为
v 1=1
d t 、v 2=2d t 故小车动能变化量为
△E k =2212d M t （）-21
12d M t （） 在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即
mgs =2212d M t （）-21
12d M t （）
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）02v v = （2）0mv B qL =
（3）022L t v π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 【解题分析】
带电粒子以与x 轴成45°垂直进入匀强磁场后，在O 点根据平行四边性定则可得射入磁场时的速度；粒子在电场中运动根据运动学方程和几何关系求出半径，再根据牛顿第二定律求出磁感应强度；求出粒子在电场中的运动时间和在磁场中运的运动时间，即可求得总时间。

【题目详解】
（1）粒子从O 点射入磁场时的速度为002cos45v v v ==︒
（2）粒子在电场中运动，沿y 轴方向：0tan45y v v =︒ ，12y v L t =
沿x 轴方向：01x v t =
解得:2x L =
粒子在磁场中的运动轨迹为14圆周，由几何关系得：22R L == 粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：2
v qvB m R
= 解得0mv B qL
= （3）粒子在电场中的运动时间为12L t v =
粒子在磁场中运的运动时间为20
1242R L t v v ππ⨯== 则从O 点运动到P 点所用的时间为12022L t t t v π⎛⎫=+=+ ⎪⎝
⎭ 【题目点拨】
可将粒子的运动轨迹逆向思考，看成粒子在电场中以一定速度做类平抛运动后，进入匀强磁场中做匀速圆周运动。

14、 (1)8m/s 2，20m/s ；(2)2m/s 2
【解题分析】
(1)设车恰好在第3s 末停下，在第3s 内通过的位移为x ，将匀减速运动看成反向的匀加速运动，由位移公式，根据题意
21(1s)2
x a =
⨯ 221116m (3s)(2s)22a a =⨯-⨯ 联立方程解得
3.2m 1m x =>
可知第3s 内教练车运动的时间小于1s 。

设教练车在第3s 内运动的时间为t ，则由
211m 2
a t =
⨯ 221116m (2s)(1s)22a t a t =⨯+-⨯+ 解得
0.5s t =
28m/s a =
再由
0(2s)v a t =+
得
020m/s v =
(2)如果想让教练车用时t ′=2s 停下来，则
2010m/s v a t '=='
教练员应额外提供的加速度为
2´m s 2/a a a ∆=-=
15、①0.2s ；②5.5m ，10cm
【解题分析】
①由图甲可知，简谐波的波长12m λ=，由图乙可知，简谐波的周期0.4s T =，故该波的传播速度
30m/s v T λ
==
由正弦函数曲线规律可知，质点a 平衡位置的横坐标为5m ，质点d 平衡位置的横坐标为11m ，所以质点a 的运动状态传到质点d 所用的时间
115s 0.2s 30
x t v ∆-=== ②5.5s 内，有
35.5s 5.2s 0.3s 134
t T ∆==+= 故 5.5t s =时质点b 处在正的最大位移处，质点b 运动的位移为10cm ； 质点b 运动的路程
()13430.1m 5.5m s =⨯+⨯=。