河北省卓越联盟2024届高三下学期期中联考物理试题理试题

河北省卓越联盟2024届高三下学期期中联考物理试题[理]试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示，a、b、c、d为圆O上的四个点，直径ac、bd相互垂直，两根长直导线垂直圆面分别固定在b、d处，导线中通有大小相等，垂直纸面向外的电流，关于a、O、c三点的磁感应强度，下列说法正确的是A．都为零B．O点最大C．a、c两点方向相反D．a、c两点方向相同2、如图，竖直平面内的Rt△ABC，AB竖直、BC水平，BC=2AB，处于平行于△ABC平面的匀强电场中，电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能Ek沿AB方向从A点射出，小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则（）A．从A到C，小球的动能增加了4EkB．从A到C，小球的电势能减少了3EkC．将该小球以3Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点D．将该小球以4Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点3、有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大4、如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述正确的是A．小球A、B受到的拉力TOA与TOB相等，且TOA＝TOB＝3B．弹簧弹力大小2C．A球质量为6D．光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg5、如图所示，竖直平面内的光滑固定轨道由一个半径为R的圆弧AB和另一个圆弧BC组成，两者在最低点B平滑连接。一小球（可视为质点）从A点由静止开始沿轨道下滑，恰好能通过C点，则BC弧的半径为（）A． B． C． D．6、如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，则()A．点电荷所受电场力增大 B．点电荷在P处的电势能减少C．P点电势减小 D．电容器的带电荷量增加二、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，方向竖直向上的匀强磁场中固定着两根位于同一水平面内的足够长平行金属导轨，导轨上静止着与导轨接触良好的两根相同金属杆1和2，两杆与导轨间的动摩擦因数相同且不为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于导轨的恒力F拉金属杆2使其开始运动，在足够长时间里，下列描述两金属杆的速度v随时间t变化关系的图像中，可能正确的是（）A． B． C． D．8、如图所示，在一个倾角为的长斜面底端点正上方的点处将一小球以速度水平抛出，恰好垂直击中斜面上的点，。下列说法正确的是（）A．小球的初速度B．点离点的距离C．保持不变，将小球以的速度水平抛出，则击中斜面的位置到点的距离小于D．若抛出点高度变为，欲使小球仍能垂直击中斜面，小球的初速度应调整为9、如图所示，一段均匀带电的绝缘圆弧，所带电荷量为。圆弧圆心为O，两端点分别为P、Q、M、N为圆弧上的两点，且PN和MQ均为直径。已知O点场强大小为，电势为。则圆弧PM在圆心O点处产生的场强E的大小和电势分别为（）A． B． C． D．10、我国成功研制了世界最高水平的“”石墨烯超级电容器。超级电容器充电时，电极表面将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附着于电极表面上形成相距小于、相互绝缘的等量异种电荷层，石墨烯电极结构使得该异种电荷层的面积成万倍增加。下列有关说法正确的是（）A．该电容器充满电后的带电荷量为B．该电容器最多能储存的电能C．超级电容器电容大的原因是其有效正对面积大、板间距离小D．当该电容器放电至两端电压为时，其电容变为三、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）用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________；（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度______；（3）主要实验步骤如下：①测量木板（含遮光条）的质量，测量两遮光条间的距离，按图甲正确连接器材。②将木板左端与轨道左端对齐。由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数及遮光条先后经过光电门所用的时间，则可以测出遮光条通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度和细线拉力对木板做的功的相关图像，分析得出实验结论。（4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）；②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功将_______（填“会”或“不会”）成倍增加；③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“”“”或“”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为________（用已知物理量的符号表示）。12．（12分）如图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，并可沿固定的圆弧形轨道移动。B固定不动，通过光滑铰链连接一轻杆，将细绳连接在杆右端O点构成支架，调整使得O点位于圆弧形轨道的圆心处，保持杆沿水平方向。随后按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；②对两个传感器进行调零；③用另一绳在O点悬挂住一个钩码，记录两个传感器读数；④取下钩码，移动传感器A，改变θ角，重复上述步骤①②③④，得到图示数据表格。(1)根据表格数据，可知A传感器对应的是表中的力____（填“F1”或“F2”），并求得钩码质量为______kg（保留一位有效数字，g取10m/s2）；(2)实验中，让A传感器沿圆心为O的圆弧形（而不是其它的形状）轨道移动的主要目的是__________。A．方便改变A传感器的读数B．方便改变B传感器的读数C．保持轻杆右端O的位置不变D．方便改变细绳与杆的夹角θ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，汽缸开口向上，缸内壁有固定小砧，质量为m的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为2p0+，g为重力加速度，活塞到缸底的距离为h，活塞横截面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0，活塞与汽缸内壁气密性好且无摩擦，汽缸与活塞的导热性能良好。①缓慢降低环境温度，使缸内气体的体积减半，则环境温度应降低为多少；此过程外界对气体做的功为多少?②若环境温度不变，通过不断给活塞上放重物，使活塞缓慢下降，当活塞下降h时，活塞上所放重物的质量为多少?14．（16分）如图，xOy坐标系中存在垂直平面向里的匀强磁场，其中，x≤0的空间磁感应强度大小为B；x>0的空间磁感应强度大小为2B。一个电荷量为+q、质量为m的粒子a，t=0时从O点以一定的速度沿x轴正方向射出，之后能通过坐标为（，）的P点，不计粒子重力。(1)求粒子速度的大小；(2)在a射出后，与a相同的粒子b也从O点以相同的速率沿y轴正方向射出。欲使在运动过程中两粒子相遇，求。（不考虑粒子间的静电力）15．（12分）滑雪是人们喜爱的运动之一。如图甲所示，固定于安全坐垫上的小孩抱一玩具熊，从如图乙所示雪道的点沿倾角为的雪道下滑，雪道面水平，滑到点时把玩具熊平抛后小孩和玩具熊分别落在两点。已知雪道上、两点的高度差为，，长度为，安全坐垫与雪道间的动摩擦因数为，。不计空气阻力和小孩经过点时的能量损失。重力加速度为。求：（1）小孩滑至点时的速度大小；（2）抛出玩具熊后，小孩的水平速度与玩具熊的水平速度之比。

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、C【解题分析】根据右手螺旋定则，d处导线在o点产生的磁场方向水平向左，b处导线在o点产生的磁场方向水平向右，合成后磁感应强度等于1．d在c处产生的磁场方向垂直于cd偏左上，b在c出产生的磁场方向垂直bc偏右上，则根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向上；同理可知，a处的磁场方向竖直向下；则选项C正确，ABD错误．故选C.点睛：解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成．2、D【解题分析】

A．设小球的速度为，则有小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则说明小球在竖直方向上的速度减为0，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，运动的位移为竖直方向上位移的2倍，则平均速度为竖直方向上平均速度的2倍，又这段时间竖直方向的平均速度为故水平方向的平均速度为又解得则从A到C，小球的动能增加了故A错误；B．由动能定理可知重力与电场力做功之和为动能的增加量即，重力做负功，故电场力做功大于，则小球的电势能减小量大于，故B错误；D．由上分析可知：动能为，则速度大小为2v，即小球以2v对速度从C点沿CB方向射出。而由AB分析可知，小球以初速度v沿AB方向从A点射出时，小球将以速度大小为2v，方向沿BC方向通过C点，则小球以2v的速度从C点沿CB方向射出后运动过程恰好可视为其逆过程，所以若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；故D正确；C．由D分析可知，若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；则若将小球小于2v的速度从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧。所以，若将该小球以的动能从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧，不能经过A点，故C错误。故选D。3、B【解题分析】

两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处，在c、c'处距离最远，场强最小，则最终弧光在c、c'处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。故选B。4、C【解题分析】

A、B、隔离对B分析，根据共点力平衡得：

水平方向有：TOBsin45°=F

竖直方向有：TOBcos45°=mg，则TOB=2mg，弹簧弹力根据定滑轮的特性知：TOA与TOB相等；故A，B错误.C、D、对A分析，如图所示：由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相等，夹角为60°，则N和T相等，有：2TOAsin60°=mAg，解得：mA=6故选C.【题目点拨】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．本题采用隔离法研究比较简便．5、A【解题分析】

设BC弧的半径为r。小球恰好能通过C点时，由重力充当向心力，则有：小球从A到C的过程，以C点所在水平面为参考平面，根据机械能守恒得：联立解得：A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A。6、B【解题分析】

A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故A错误；BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P的电势升高，由EP=qφ而q为负值，故电势能减小，故B正确，C错误；D.由Q=CU，又有，故C减小，Q减小，故D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、BD【解题分析】

AB．当力F作用到杆2上时，杆2立刻做加速运动，随着速度的增加产生感应电流，从而产生向左的安培力，此时的加速度则随速度增加，杆2做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时做匀速运动；此时对杆1所受的安培力若小于最大静摩擦力，则此过程中杆1始终不动，则图像A错误，B正确；CD．由上述分析可知，若安培力增加到一定值时杆2开始运动，则随着安培力的增加，棒2做加速度逐渐增加的加速运动，杆1做加速度减小的加速运动，当两杆的加速度相等时，两杆的速度差恒定，此时两杆所受的安培力恒定，加速度恒定，则选项C错误，D正确。故选BD。8、CD【解题分析】

AB．如图甲所示小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正切值可得小球在空中运动的时间初速度故AB错误；C．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示若无斜面，则小球应击中点，实际击中点为轨迹与斜面的交点，显然离底端的距离小于，故C正确；D．若抛出点高度变为，根据小球垂直击中斜面的规律知则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据联立解得故小球的初速度应调整为原来的倍，故D正确。故选CD。9、BC【解题分析】

AB．根据对称性可知圆弧PM和QN在0点的合场强为0，圆弧MN在O点的场强为整个圆弧所带电荷在O点处的场强，又圆弧PM、MN和NQ在O点处的场强大小相等，则圆弧PM在圆心处的场强大小，选项A错误，B正确；CD．电势为标量，圆弧PM、MN和QN在O点的电势相等，，选项C正确，D错误。故选BC。10、AC【解题分析】

A．根据超级电容器“”，结合可知该电容器充满电后的带电荷量C=36000C故A正确；B．电容器是一种储能元件，该电容器充满电最多能储存的电能为J=54000J故B错误；C．借助平行板电容器的决定式分析可知，超级电容器电容大的原因是其有效正对面积大，板间距离小，故C正确；D．电容器的电容只与电容器本身结构有关，与电容器带电荷量和两极板间电压无关，故D错误。故选AC。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、平衡摩擦力0.560变小不会【解题分析】

（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩擦力；（2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为（4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为，根据受力平衡有释放的瞬间，对木板有对钩码有则有故有弹簧测力计的示数会变小[4]由可知，当钩码的个数成倍增加，即加倍时，不是成倍增加的，而每次位移相等，故细线拉力做的功不会成倍增加；[5][6]以木板为研究对象，根据动能定理有故应该建立图像，图像对应的函数关系为故12、