河北省保定市徐水区2024年高三下学期联合考试物理试题含解析

河北省保定市徐水区2024年高三下学期联合考试物理试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（）
A．-160J
B．-100J
C．100J
D．-40J
2、据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（）
A．可以经过地球北极上空
B．轨道半径将变小
C．加速度将变大
D．线速度将变小
3、投壶是古代士大夫宴饮时做的一种投掷游戏，也是一种礼仪。

某人向放在水平地面的正前方壶中水平投箭（很短，可看做质点），结果箭划着一条弧线提前落地了（如图所示）。

不计空气阻力，为了能把箭抛进壶中，则下次再水平抛箭时，他可能作出的调整为（）
A．减小初速度，抛出点高度变小
B．减小初速度，抛出点高度不变
C．初速度大小不变，降低抛出点高度
D．初速度大小不变，提高抛出点高度
4、在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（）
A．电路再次稳定时，电源效率增加
B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．灯L1变亮，电压表的示数减小
D．电容器存储的电势能增加
5、在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。

对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是（）
A．饱和光电流B．遏止电压
C．光电子的最大初动能D．逸出功
6、如图所示，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力，若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是
A．增大抛射速度0v，同时减小抛射角θ
B．增大抛射角θ，同时减小抛出速度0v
C．减小抛射速度0v，同时减小抛射角θ
D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度0v
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、小明同学尝试用图1所示的电路图进行实验，定值电阻R1=8Ω，在滑动变阻器由a端向b端移动的过程中，分别用两个电流传感器测量了电流I1与I2关系，并得到的完整图象如图2所示，其中C点为图线最低点，则由图可知
A．当滑动头P滑到b点时得到图2中B点B．图2中A点纵坐标为0.375A
C．滑动变阻器总阻值为16ΩD．电源电动势为6V
8、下列说法正确的是____________
A．两个分子间的距离r存在某一值r0（平衡位置处），当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0时分子间斥力小于引力
B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以反映出分子在做无规则运动
C．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙
D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度
E.对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
9、核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。

是反应堆中发生的许多核反应中的一种，是某种粒子，是粒子的个数，用分别表示核的质量，
表示粒子的质量，为真空中的光速，以下说法正确的是（）
A．为中子，
B．为中子，
C．上述核反应中放出的核能
D．上述核反应中放出的核能
10、如图所示,倾角为30°的斜面体置于水平地面上。

一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O,A的质量为m,B的质量为4m。

开始时,用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动。

将A由静止释放,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止。

下列判断中正确的是()
A．物块B始终处于静止状态
B．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右
C．物块B受到的摩擦力一直减小
D．小球A、B系统的机械能不守恒
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）学校实验小组为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验室备选了如下器材：
A电流表A1，量程为10mA，内阻r1=50Ω
B电流表A1，量程为0.6A，内阻r2=0.2Ω
C电压表V，量程为6V，内阻r3约为15kΩ
D．滑动变阻器R，最大阻值为15Ω，最大允许电流为2A
E定值电阻R1=5Ω
E.定值电阻R2=100Ω
G.直流电源E，动势为6V，内阻很小
H.开关一个，导线若千
I.多用电表
J.螺旋测微器、刻度尺
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，则金属丝的直径D=___________mm．
(2)实验小组首先利用多用电表粗测金属丝的电阻，如图2所示，则金属丝的电阻为___________Ω
(3)实验小组拟用伏安法进一步地测量金属丝的电阻，则电流表应选择___________，定值屯阻应选择___________．(填
对应器材前的字母序号)
(4)在如图3所示的方框内画出实验电路的原理图．
(5)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝电阻的表达式Rx=___________，用刻度尺测得待测金属丝的长度为L，则由电阻率公式便可得出该金属丝的电阻率_________．(用字母表示)
12．（12分）某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。

可用的器材有：
A．电源（电动势约3V，内阻约10Ω）
B．电压表V（量程0~50mV，内阻为50Ω）
C．电流表A（量程0~100mA，内阻约为2.5Ω）
D．电阻箱R（0~999.9Ω，最小改变值为0.1Ω）
E．定值电阻R1（阻值为2 950Ω）
F．定值电阻R2（阻值为9 950Ω）
G．开关S及若干导线
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
(1)定值电阻应选用____________；（填写器材前面的字母序号）
(2)用笔画线代替导线，按图甲电路将图乙实物完整连接起来______________；
(3)实验步骤如下：
①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100mA，此时电阻箱的阻值为14.3Ω，电压表的示数为U0；
②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0Ω，则电流表的内阻为___________Ω；
③调节电阻箱阻值，记下电阻箱的阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。

做出电压表
示数的倒数1
U
随电阻箱的阻值的倒数
1
R
的图线如图丙所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分
别为_________V、_____________Ω（结果保留三位有效数字）。

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，长为L的轻质细绳上端固定在O点，下端连接一个质量为m的可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中的A点，绳与竖直方向的夹角θ=37°。

此匀强电场的空间足够大，且场强为E。

取
sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。

(1)请判断小球的电性，并求出所带电荷量的大小q；
(2)如将小球拉到O点正右方C点（OC=L）后静止释放，求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小F；
(3)O点正下方B点固定着锋利刀片，小球运动到最低点时细绳突然断了。

求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的过程中重力对小球所做的功W。

14．（16分）如图，水平面上有一条长直固定轨道，P为轨道上的一个标记点，竖直线PQ表示一个与长直轨道垂直的竖直平面，PQ的右边区域内可根据需要增加一个方向与轨道平行的水平匀强电场。

在轨道上，一辆平板小车以速度v0=4m/s沿轨道从左向右匀速运动，当小车一半通过PQ平面时，一质量为m=1kg的绝缘金属小滑块（可视为质点）被轻放到小车的中点上，已知小滑块带电荷量为+2C且始终不变，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2，整个过程中小车速度保持不变，g=10m/s2。

求：
(1)若PQ右侧没有电场，木板足够长，在滑块与小车恰好共速时小滑块相对P点水平位移和摩擦力对小车做的功；
E 方向水平向右，且板长L=2m时，为保证小滑块不从车上掉下，则电场存在的时
(2)当PQ右侧电场强度取3V/m
间满足什么条件？
（附加：若PQ右侧加一个向右的匀强电场，且木板长L=2m，为确保小滑块不从小车左端掉下来，电场强度大小应满足什么条件？）（此附加问为思考题，无需作答）
15．（12分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与x的正方向成45°角。

当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同。

求
(1)粒子从O点射入磁场时的速度v；
(2)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B；
(3)粒子从O点运动到P点所用的时间。

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】
物块所受的摩擦力做的功为：
W =Fx cos θ=-20×(5-3)=-40J ．
A ．-160J ，与结论不相符，选项A 错误；
B ．-100J ，与结论不相符，选项B 错误；
C ．100J ，与结论不相符，选项C 错误；
D ．-40J ，与结论相符，选项D 正确；
故选D ．
【点睛】
本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，知道功是力与力的方向上的位移的乘积．
2、D
【解析】
AB ．由万有引力提供向心力得
222()Mm G m r r T
π= 解得
3
2r T GM
=
当周期变大时，轨道半径将变大，但依然与地球同步，故轨道平面必与赤道共面，故A 、B 错误；
C ．由万有引力提供向心力得
2Mm G ma r
= 可得 2GM a r =
轨道半径变大，则加速度减小，故C 错误；
D ．由万有引力提供向心力得
2
2Mm v G m r r
= 可得
v =轨道半径变大，则线速度将变小，故D 正确；
故选D 。

3、D
【解析】
设小球平抛运动的初速度为0v ，抛出点离桶的高度为h ，水平位移为x ，则平抛运动的时间为：
t =水平位移为：
0x v t v ==由题可知，要使水平位移增大，则当减小初速度或初速度大小不变时，需要时间变大，即抛出点的高度h 增大，故选项ABC 错误，D 正确；
故选D 。

4、C
【解析】
A ．电源的效率
=IU U R IE E R r
η==+ 将滑动变阻器的滑片P 向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，则电源的效率减小，选项A 错误；
BC ．将滑动变阻器的滑片P 向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R 与灯L 2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I 增大，路端电压U 减小，则电压表示数减小，灯L 1变亮。

R 与灯L 2并联电路的电压U 并=U -U 1，U 减小，U 1增大，U 并减小，灯L 2变暗。

流过电流表的电流I A =I -I 2，I 增大，I 2减小，I A 增大，电流表的示数增大。

故B 错误，C 正确；
D ．电容器两端的电压等于并联部分的电压，电压变小，由Q=CU 知电容器的电荷量减少，电容器存储的电势能减小，故D 错误。

故选C 。

5、A
【解析】
A ．饱和光电流和光的强度有关，这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和光电流相同，A 正确；
CD ．不同的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：
k E h W ν=-
用同种频率的单色光，光子能量h ν相同，光电子的最大初动能E k 不同，CD 错误；
B ．根据遏止电压和最大初动能关系：
k E U e
= 可知光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B 错误。

故选A 。

6、B
【解析】
由于篮球垂直击中A 点，其逆过程是平抛运动，抛射点B 向篮板方向水平移动一小段距离，由于平抛运动的高度不变，运动时间不变，水平位移减小，初速度减小。

水平速度减小，则落地速度变小，但与水平面的夹角变大。

因此只有增大抛射角，同时减小抛出速度，才能仍垂直打到篮板上。

A.增大抛射速度0v ，同时减小抛射角θ。

与上述结论不符，故A 错误；
B.增大抛射角θ，同时减小抛出速度0v 。

与上述结论相符，故B 正确；
C.减小抛射速度0v ，同时减小抛射角θ。

与上述结论不符，故C 错误；
D. 增大抛射角θ，同时增大抛出速度0v 。

与上述结论不符，故D 错误。

故选：B 。

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、BD
【解析】
A ．滑动头P 滑到a 点时，R 和1R 并联；滑动头P 滑到b 点时，1R 被短路，只有电阻R 接入电路，由闭合电路欧姆定律知，滑到b 点时电流小于滑到a 点时的电流，所以滑动头滑到b 点时得到图2中的A 点，故A 错误；
B ．由A 分析知，滑动头滑到b 点时得到图2中的A 点，电阻1R 被短路，电流表1A 和2A 示数相等，根据图2知： 10.375A I =
所以有：
20.375A I =
即图2中A 点纵坐标为0.375A ，故B 正确；
CD ．根据闭合电路欧姆定律，当滑动头P 位于b 点时，则有：
0.375()E R r =+ ①
图2中的C 点，
10.5A I =，20.25A I =
并联部分两支路电流相等，根据并联电路的特点，得：
18ΩPb R R ==
11 88 Ω4Ω 88
Pb Pb R R R R R ⨯===++并 设滑动变阻器的全值电阻为R
则有：
()0.5(8)0.584E r R R r R =+-+=+-+并 ②
联立①②得：
6V E =，16Ωr R +=
故C 错误，D 正确；
故选BD 。

8、BDE
【解析】
A 、两个分子间的距离r 存在某一值r 0（平衡位置处），当r 大于r 0时，分子间斥力小于引力；当r 小球r 0时分子间斥
力大于引力，所以A错误；
B、布朗运动不是液体分子的运动，是固体微粒的无规则运动，但它可以反映出液体分子在做无规则运动，所以B正确；
C、用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，所以C错误；
D、绝对零度只能无限接近，不能到达，所以D正确；
E、对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位面积上分子数减小，则单位时间碰撞分子数必定减少，所以E正确．
9、BC
【解析】
AB.由核电荷数守恒知X的电荷数为0，故X为中子；由质量数守恒知a=3，故A不符合题意，B符合题意；
CD.由题意知，核反应过程中的质量亏损△m=m u-m Ba-m Kr-2m n，由质能方程可知，释放的核能△E=△mc2=
（m u-m Ba-m Kr-2m n）c2，故C符合题意，D不符合题意；
10、AB
【解析】
小球下摆时做圆周运动，下摆的速度越来越大，所需向心力越来越大，小球达到最低点时速度最大，绳子的拉力最大；小球A下摆过程中只受重力作用，机械能守恒，设绳子的长度是L，由机械能守恒定律得：，在最低点，由牛顿第二定律得：，解得绳子的拉力为F=3mg，即物块B受到绳子沿斜面向上的拉力为3mg，而B
的重力沿斜面向下的分力为4mgsin30°=2mg，所以，斜面对B的静摩擦力沿斜面向下为mg，而物块B在小球A还没有下摆时受到斜面的静摩擦力沿斜面向上为2mg，因此物块B始终处于静止状态，物块B受到的摩擦力先减小后增大，故C错误；对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力，故B正确；在小球下A摆过程中，只有重力做功，则小球A、物块B与地球组成的系统机械能守恒，故D错误。

所以AB正确，CD错误。

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、1.700 60 A E ()()1111R U Ir I r R -+ ()()211114D R U Ir LI r R πρ-=+ 【解析】
（1）由于流过待测电阻的最大电流大约为60.160
I A ==，所以不能选用电流表A 2，量程太大，要改装电流表； （2）根据闭合电路知识求解待测电阻的表达式 【详解】
（1）根据螺旋测微器读数规则可知 1.520.00.01 1.700D mm mm =+⨯=
（2）金属丝的电阻为 6.01060R =⨯=Ω
（3）流过待测电阻的最大电流大约为60.160
I A =
= ,所以选用1A 与1R 并联充当电流表，所以选用A 、E （3）电路图如图所示：
（5）根据闭合电路欧姆定律1
1
x U Ir R r I I R -=+
解得：()()1111x R U Ir R I r R -=
+ 根据2
4x L L R S D ρρπ== 可求得：()()211114D R U Ir LI r R πρ-=
+
【点睛】
在解本题时要注意，改装表的量程要用改装电阻值表示出来，不要用改装的倍数来表示，因为题目中要的是表达式，如果是要计算待测电阻的具体数值的话可以用倍数来表示回路中的电流值．
12、E 2.7 2.90 12.0
【解析】
(1) [1]实验中需要将电流表A 与定值电阻R 串联，改装成一个量程为0~3V 的电压表，由部分电路欧姆定律知 V V 0V
U U U R R -= 代入数据解得
02950ΩR =
故选E 。

(2) [2]根据电路原理图，实物连接如图所示。

(3)[3]电压表的示数始终为0U ，则说明 A R R R +='
即为
A 17.0Ω14.3Ω 2.7ΩR ＝﹣＝
[4]根据闭合电路的欧姆定律知
00V V 1(1)()R R E U U r R R R
=++⋅ 代入数据变形后
160160r U E R E
=⋅+ 结合题中所给图像的纵截距
6020.7E
=
解得 2.90V E =
[5]斜率
144.920.7600.50r E
-= 求得
12.0Ωr =
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)小球带负电，34mg q E =
；(2)32mg F =；(3)9
mgL 【解析】
(1)因为电场线水平向左，小球带负电
Eq =mg tan θ
化简 34mg q E
= (2)由动能定理得
2102
B mgL EqL mv -=- 在B 点受力分析得
2B mv F mg L
-= 联立得
32
mg F = (3)在断开瞬间由上式得
B v =小球水平方向先减速到0在方向加速，在水平方向
34
Eq g a m == 求小球从细绳断开到再次运动到O 点正下方的时间
2B v t a ==竖直方向自由落体运动
212
h gt = 重力对小球所做的功
9
mgL W mgh == 14、 (1)4m ，-16J ；(2) 0.5 1.08s t s ≤≤；【附加】3V/m E ≥
【解析】
(1)小滑块放在小车上以后，其加速度根据牛顿第二定律
1f mg ma μ==①
解得加速度
212m/s a =
加速到共速时用时t 1
01v at =②
解得
12t s =
此过程中小滑块相对P 点移动的距离
2112
s at =③ 此过程中木板相对P 点移动的距离
201s v t =④
求解可得
14m s =
28m s =
摩擦力对小车做的功
2f W mgs μ=-⑤
求解可得
16J f W =-
(2)当电场3V/m E =时，小滑块相对运动到木板最左端后，会向右做匀加速运动，设时间为t 3后撤去电场，之后滑块做减速运动，经时间t 4，小滑块和小车在小车右端共速，恰好没掉下来，小滑块向右加速度为
3qE mg ma μ-=⑩
解得
234m/s a =
加速的末速度
1033v v a t =+⑪
减速过程中
1014v v a t =+⑫
加速过程中的位移为
221033
2v v s a -=⑬ 减速过程中的位移为
221041
2v v s a -=⑭ 则
34034()s s v t t L +-+=⑮
联立⑩⑪⑫⑬⑭⑮求解解得
30.58s t =≈ 所以电场存在总时间
23() 1.08s t t t =+=
所以电场存在的时间满足关系式0.5 1.08s t s ≤≤（结果可以保留根式）
解法2：当电场3V/m E =时，小滑块相对运动到木板最左端后，会向右做匀加速运动，设时间为t 3后撤去电场 小滑块向右加速度为
3qE mg ma μ-=⑩
解得
234m/s a =
滑块相对小车做加速度为3a ，初速度为零的匀加速运动，经时间t 3后做加速度为1a 的匀减速运动直至相对静止，此过程中的总位移小于等于板长，因此
22
31
22v v L a a += 加速过程的时间
330.58s 3
v t s a ==≈ 所以电场存在总时间
23() 1.08s t t t =+=⑮
所以电场存在的时间满足关系式0.5 1.08s t s ≤≤
附加问：当加有向右电场时，小滑块加速度
2qE mg a m
μ+=⑦ 恰好运动到木板左端共速，共速时间
022
v t a =⑧ 根据两物体的位移关系可得
202221122
L v t a t =-⑨ 联立⑦⑧⑨可得
20.5s t =
3V/m E =
所以电场强度E 满足3V/m E ≥
15、
(1) 0v =；(2) 202mv E qL =；02mv B qL =； (3) 0
(8)4L v π+ 【解析】
(1)若粒子第一次在电场中到达最高点P ，则其运动轨迹如图所示
粒子在O 点时的速度大小为v ，OQ 段为圆周，QP 段为抛物线，根据对称性可知，粒子在Q 点时的速度大小也为v ，方向与x 轴正方向成45︒角，可得
0cos 45v v =︒
解得
02v v =
(2)在粒子从Q 运动到P 的过程中，由动能定理得
2201122
qEL mv mv -=
- 解得 202mv E qL
= 在匀强电场由从Q 运动到P 的过程中，水平方向的位移为
01x v t =
竖直方向的位移为
012
v y t L == 可得
2x L =
OQ L =
由2cos45OQ R =︒，故粒子在OQ 段圆周运动的半径
2R L = 粒子在磁场中做圆周运动，根据牛顿第二定律则有
2
mv qvB R
= 解得
02mv B qL
= (3)在Q 点时，则有
00tan 45y v v v =︒=
设粒子从Q 运动到P 所用时间为1t ，在竖直方向上有 10022
L L t v v ==
粒子从O 点运动到Q 所用的时间为 204L
t v π=
则粒子从O 点运动到P 点所用的时间为 t 总120002(8)44L L L t t v v v ππ+=+=
+=。