2024届河北省石家庄高三调研联合测评物理试题及答案

河北省2024届高三年级调研联合测评

物理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.原子核是由核子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量，这就是原子核的结合能。反过来,

核子结合成原子核要放出能量，如图1所示。不同原子核的比结合能是不一样的，如图2是按照实际测量结果

画的图线，下列有关说法正确的是

核子分开4核子结合

吸收能量+放出能量

©4()KII［而］

图1图2

A.图1中，对同一个原子核而言，把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量一样大

B.要把原子核分开，需要的能量越多原子核的比结合能越大

C.两个笊核结合成一个氮核，需要吸收能量

D.比结合能越大，原子核的核子平均质量也越大

2.某同学在单人练习场练习网球，如图中1、2为两次网球打出后的运动轨迹，两轨迹均与墙壁垂直，设两次

网球打出时的速度分别为％、v2,网球在空中运动的时间分别为t2,不计空气阻力，下列说法正确的是

A.%、匕的方向可能相同B.%、丫2的大小可能相同

c"、可能相同D.>r2

3.我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研站，开展系统、连续的月

球探测和相关技术试验验证。假设在月球上的宇航员，如果他已知月球的半径R,且手头有一个钩码、一盒卷

尺和一块停表，利用这些器材和已知数据，他能得出的是

A.引力常量B.钩码的质量

C.月球的质量D.月球的“第一宇宙速度”

4.司机李师傅跑长途前有检查汽车胎压的习惯，某次他通过车内的胎压监测发现左前轮的胎压较小（2.0

bar）,如图所示。李师傅马上通过充气机给轮胎充气直到和其他轮胎胎压相同，已知轮胎的容积为30L,充气

机每分钟可以将压强为Ibar、体积为5L的空气充入轮胎，忽略充气过程中轮胎温度和体积的变化，则李师傅

需要充气的时间为

A.1minB.2minC.3minD.4min

5.浅水波是指当水深与波长的比值较小时，水底边界影响水质点运动的波浪。浅层水波可看成简谐横波，如

图甲所示是t=ls时的波形图，图乙是水中平衡位置在x=2.5m处的可看成质点的浮标P的振动图像，浮标Q

的平衡位置在x=3m处，下列说法正确的是

A.浮标P向浮标Q的方向移动

B.t=0s时,x=l.5m处的质点位移为-6cm

C.t=3s到t=4.5s浮标P的路程为（6+36cm

D.t=3.5s时，浮标P与浮标Q的位移等大反向

6.电容式麦克风（图甲）是利用导体间的电容器充放电原理，以超薄的金属或镀金的塑料薄膜为振动膜感应

音压，以改变导体间的静电压直接转换成电讯号，能实现原音重现，具有超高灵敏度、快速的瞬时响应等特点,

是音响专家的最佳选择。图乙为电容式麦克风的原理示意图。E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属板。

从左向右对着振动片P说话，P振动而Q不动。某歌手歌唱前有拍话筒的习惯，于是P、Q间距先变小再变大,

若电源负极接地，在这个过程中

绝缘固定支架

A.板间场强先变小再变大

B.Q板上电荷量先变小再变大

C.电阻R中先有从N到M的电流，再有从M到N的电流

D.若P、Q正中间固定一带负电粒子，P、Q靠近过程中（不碰到粒子），粒子的电势能变小

7.如图所示，绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆，沿两金属杆方向分别建立x轴和y轴。另有

两光滑金属杆1、2与两固定杆围成正方形，金属杆间彼此接触良好，空间存在竖直向上的匀强磁场。已知四

根金属杆完全相同且足够长，下列说法正确的是

A.分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2,回路中电流方向为顺时针

B.分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2,回路中电流随时间均匀增加

C.分别沿x轴正向和y轴负向移动金属杆1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变，回路中的电流方

向为顺时针

D.分别沿x轴正向和y轴负向移动金属杆1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变，通过金属杆截面

的电荷量随时间均匀增加

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个

或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表。三个定值电阻阻值分别为R。、

及、R2,其中用＞氏2。在M、N两端接电压有效值为U的交流电源，开始时开关S接触b点，现使S接触

a点，下列说法正确的是

A.电流表示数变小B.电压表示数不变

C.变压器的输出功率一定变大D.整个电路消耗的功率变小

9.国庆节，某游乐场在确保安全的情况下燃放烟花。质量m=0.3kg的烟花点燃后，在t=0.01s时间内发生

第一次爆炸，向下高速喷出少量高压气体（此过程烟花位移可以忽略）。然后被竖直发射到距地面h=20m的

最高点。在最高点时剩余火药在极短时间内发生第二次爆炸，烟花被炸成两部分，其中质量为㈣=02格的

部分以匕=20加/s的速度向东水平飞出，不计空气阻力和火药的质量，g取10加/$2.则

A.第一次火药爆炸，烟花动量变化量的大小为3.0kg•m/s

B.第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为603N

C.第二次火药爆炸过程有180J的化学能转化为机械能

D.第二次火药爆炸后两部分烟花落地点间距为120m

10.如图所示，在水平面内半径为R的圆周上的4等分点A、B、C、D处各固定一个点电荷，所带电荷量大

小均为Q，其中A、C处为正电荷，B、D处为负电荷，E、F分别为BC和AD中点。在距圆心。点正上方R

处的M点固定一个试探电荷q（图中未画出），规定无穷远处电势为零，不考虑试探电荷对电场的影响，下列

说法正确的是

B.移走D处点电荷，M点的场强为/乌

2R2

C.移走D处点电荷，将试探电荷q由M点移到。点，试探电荷q的电势能一定增加

D.移走D处点电荷，F点与M点的电势差大于M点与E点的电势差

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.（6分）某同学用DIS装置（由位移传感器、数据采集器、计算机组成，可以通过电脑软件作出物体运动

的v-t图像）探究加速度与力的关系，如图a：

图b

（1）实验时需要先平衡摩擦力，该同学在不悬挂钩码的情况下在轨道上由静止释放小车，反复调整右侧垫块

的位置，直到释放小车后电脑作出的v-t图像为.

（2）平衡摩擦力后，该同学悬挂n个相同钩码（n=K2、3、4）,调整滑轮使细线和轨道平行，从图示位置

由静止释放小车，作出对应钩码个数时小车运动的v-t图像（1、2、3、4）如图b所示.分析图像该同学发现

图像1、2、3、4的加速度分别为0.25m/s2、0.5m/s2>0.74m/s2>0.95m/s2.图像4的加速度增量较小的原因

为o

A.钩码个数增多后需要重新平衡摩擦力

B.钩码个数较多后钩码的质量不能满足远小于小车质量（含车上传感器）的条件

C.释放小车的位置离接收器太远

（3）根据以上实验数据可知，小车质量（含车上传感器）约为每个钩码质量的倍。（g=9.8m/s2,

结果保留两位有效数字）

12.（9分）某同学找到一组采用“三串两并”方式连接的电池，即将6块相同的铅蓄电池分成3组，每组2

块，将三组电池串联起来，将每组的两块并联起来。该同学想要测量这样的一组电池中每块电池的电动势和内

阻，可供选择的器材如下：

A.待测电池组（电动势约为6.0V,内阻较小）；

B.电流表A（量程为0〜3A,内阻约为1Q）；

C.电压表V（量程为0〜3V,内阻约为1000。）；

D.电压表V2（量程为0〜8V,内阻约为20000）；

E.滑动变阻器Ri（0-5Q）；

F.滑动变阻器R2（0〜50。）；

G.导线若干、开关。

（1）本实验中电压表应选择,滑动变阻器应选择.（填写器材前面的代号）

（2）探究小组设计了甲、乙两种实验方案，（填“甲”或“乙”）方案更好。

（3）探究小组测得多组U、I数据，绘制出如图丙所示的U—I图线，则每块铅蓄电池的电动势为

V,内阻为。（结果均保留两位小数），铅蓄电池电动势的测量值（填“大于”

“等于”或“小于”）真实值，内阻测量值（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

13.（10分）如图所示，某无限大水池中的水深度为h,底部装有红绿两个光源（可视为点光源），红、绿光

源在水中的折射率分别为〃”〃2,求：

红绿

（1）红光照亮水面的面积；

（2）若使两束光在水面不交叠，两束光源至少相距多远。

14.（13分）如图所示，一群电荷量为e、质量为m的电子从与y轴平行的虚线处垂直虚线射入圆形匀强磁场

后均从坐标原点O进入x轴上方的匀强磁场区域，这群电子在虚线处的y坐标范围为-2R<y<0。已知圆形区

域磁场和x轴上方磁场的磁感应强度大小均为B,方向相反，圆形磁场区域的半径为R且与x轴相切于O点,

x轴上方磁场范围足够大。在y=1.6R处放置一个长为2R且与x轴平行的荧光屏，荧光屏的中心刚好在。点

正上方，不计电子重力及电子间的相互作用，求：

♦y

（1）电子的初速度大小Vo；

（2）荧光屏上发光区域x坐标的范围；

（3）打在荧光屏上的电子在进入圆形磁场时的y坐标的范围。

15.（16分）如图所示，倾角为0=37°的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一弹性挡板，斜面上距离挡

板一段距离处放置一质量为m的薄板B,其上下表面均与斜面平行，薄板由两段不同材质的板拼接而成，上

半段粗糙、下半段光滑。薄板B最上端放置一质量也为m的物块，初始时A和B在外力作用下均处于静止状

态。t=0时撇去外力，A、B开始运动，在第2s末，物块刚好运动到薄板光滑段，第3s末与薄板同时运动到

3

斜面底端弹性挡板处。已知物体与弹性挡板的碰撞为弹性碰撞，A与B粗糙段间的动摩擦因数4=—,整个

薄板与斜面间的动摩擦因数=。-5，重力加速度g取10掰/s2,sin370=不，设最大静摩擦力等于滑动摩擦

力。求：

A

H

37°

(1)在0〜2s时间内A和B加速度的大小；

(2)薄板B的总长度;

(3)通过计算分析物块是否能从薄板左端滑出，若能，求出物块滑离薄板时的速度；若不能，求出与弹性挡

板碰撞后物块在薄板上粗糙部分运动的总路程。

物理参考答案及解析

题号12345678910

答案ABDCDCBADBDBD

1.A【解析】原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，这就是原子核的结合能,

这个能量也是核子结合成原子核而释放的能量，A正确；要把原子核分开，需要的能量越多原子核的结合能越

大，不是比结合能，B错误；核子结合成原子核时，原子核比结合能越大，平均每个核子的质量亏损越大，则

原子核的核子平均质量就越小，由图2可知，两个笊核结合成一个氮核比结合能增大，核子有质量亏损，会放

出能量，CD错误。

2.B【解析】两轨迹均与墙壁垂直，故网球运动可视作从墙壁抛出的平抛运动，根据//二耳目”，可知/(J,

2

选项C、D错误；根据x=vot,可知水平方向vlv>v2x，根据v=2gh,可知竖直方向vly<v2y，故匕、匕的

方向不可能相同，大小可能相同，选项A错误、B正确。

3.D【解析】在月球表面让一重物做自由落体运动，用卷尺测出下落的高度h,用停表测量出下落的时间t,

根据/z=；g/，求得月球表面的重力加速度g,根据加g=竺二得第一宇宙速度v=而，可求出月球的“第

2R

一宇宙速度”，D正确；由题给器材和已知数据无法求出引力常量和钩码质量，A、B错误；根据万有引力等

Mm

于重力得G

万=mg,若想求出月球质量，还需要知道引力常量G,C错误。

4.C【解析】根据气体实验定律21匕=22匕+23匕，代入Pl=2.5bar,P2=2.0bar,P3=LObar，

VX=V2=30£,解得匕=15L,则充气时间为3min,选项C正确。

5.D【解析】质点只会在平衡位置附近做简谐运动，而不会“随波逐流”，A错误；由图乙可知，周期T=4s,

由图甲可知波长2=2加，则波速v=^=0.5加/s,由图乙可知，时P向上运动，根据“质点带动法”

可判断波源在左侧，波的传播方向向右，15=-^,可沿波传播的反方向平移波形工丸，可知/=0s时，

44

x=1.5加处的质点位移为6c加，B错误；由图乙可知/=3s到/=4.5s,浮标P的路程为

x=6+6^1-sincm=^12-3,C错误；加=3.5s-ls=2.5s"=3.5s时，图甲中波形沿x轴

正方向平移x=vA/=L25^,则P、Q之间中点x=2.75加处位于平衡位置，可知浮标P和浮标Q位移大小

相等，方向相反，D正确。选D。

6.C【解析】U不变，d先变小再变大，由场强£=可知，板间场强先变大再变小，A错误；由。=上士

d4兀kd

可知，d先变小再变大，C先变大再变小，因为U不变，由。=C。得Q先变大再变小，先充电再放电，先

有从N到M的充电电流，再有从M到N的放电电流，B错误，C正确；P、Q靠近过程中，场强变大，中点

电势变小，带负电粒子电势能变大，D错误。选C。

7.B【解析】设初始正方形边长为L,金属杆单位长度电阻为“，分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的

速度v匀速移动金属杆1、2,1杆产生的感应电动势为耳=5（L-方向为顺时针，2杆产生的感应电

动势为用=5（L+M）V，方向为逆时针，故回路中电流方向为逆时针，A错误；回路中总电阻

E2>EX,

E_E2BG1

及总=2（L+I4+L—讨）4=4不上不变，故回路中总电流为/=21i=一厂,故B正确。分别沿x轴正

H总火总

向和y轴负向移动金属杆1、2,移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变，则初始时刻回路面积最大，在移

动过程中穿过闭合回路的磁通量减小，根据楞次定律可知，电流方向为逆时针，C错误；穿过闭合回路的磁通

量为①=BLJ2=BL32L-Lj,随时间并非均匀变化，回路中总电阻保持不变，故回路电流并非定值，则

通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加，D错误。选B。

8.AD【解析】原、副线圈的匝数比为k,则原、副线圈和负载电阻可等效为阻值左2氏的电阻，当S从接触

b点到接触a点时，负载电阻由此变为A，负载电阻阻值变大，等效电阻阻值也变大，M、N两端所接电压

U不变,则原线圈电流变小，电阻几分压变小，电压表示数a变大，选项A正确、B错误;题目未知电阻用、R2

与凡关系及变压器原副线圈的匝数关系，变压器的输出功率如何变化不能确定，选项C错误；开关S接触a

点后，原线圈电路电流变小，电源电压不变，故整个电路消耗的功率变小，D正确。

9.BD【解析】第一次火药爆炸后，设烟花的速度为v,则有F=2g/z,解得”=20加/s,烟花动量变化量

的大小为如=加”0=6.0像•加/s,故A错误；第一次火药爆炸过程对烟花应用动量定理有

（F-mg）t^mv-O,解得高压气体对烟花平均作用力大小为厂=603N,故B正确；第二次爆炸，水平方

向动量守恒，有色匕一（加-加=。，解得％=40加/s,所以另一部分烟花的速度大小为40加/s,方向

水平向西，转化为机械能的化学能E=；加押+；（加-叫）优=102/,故C错误；两部分下落的时间相等，

l2h

均为t=d~g~=2s‘所以两部分烟花落地点间距为》=（匕+匕）'=120加，故D正确。

10.BD【解析】根据对称性和电场叠加原理可知E、F两点场强大小相等、方向相反，A错误；移走D处点

电荷，根据电场矢量叠加可得M点的场强为磐，B正确；移走D处点电荷，根据电势叠加可知M点到O

点电势升高，但不知道试探电荷电性，所以不能确定电势能变化，C错误；根据电势叠加，F点与M点的电

势差大于M点与E点的电势差，D正确。

11.（6分）【答案】（1）平行于t轴的直线（2分）（2）B（2分）（3）37（2分，写成38也可给

分）

【解析】（1）平衡摩擦力后，小车在轨道上做匀速直线运动，小车运动的V-/图像为平行于t轴的直线；

（2）小车的加速度a=一丝^一，当m远小于M时，a=,即加，当m较大不满足远小于M时以

m+MM

上关系不成立，加速度增量较小，选项B正确；

nmg

（3）设小车质量（含车上传感器）为M,每个钩码的质量为加°,钩码个数为n,根据%=——券n7,利用

nm0+M

M

n=l、2、3、4时的数据求出一再求平均值，可得小车质量（含车上传感器）约为每个钧码质量的37倍。

掰o

12.（9分）【答案】（1）D（1分）E（1分）

（2）甲（1分）

（3）1.90（2分）0.15（2分）小于（1分）小于（1分）

阅卷建议：未保留两位小数的不给分

【解析】（1）电池组的电动势约为6.0V,因此电压表选量程为0〜8%的%;为了使电压表示数变化明显些，

滑动变阻器应选择最大阻值较小的用。

（2）电源内阻较小，电流表应采用“相对电源外接法”，误差更小，选甲方案。

3

（3）根据闭合电路欧姆定律有。=3£——ri,由图像可知截距6=3£=5.70K,可得£=1.90%，斜率的

2

3r2

绝对值用=一=—Q,可得ra0.15O；在此实验中，电流表采用“相对电源外接法”，根据等效电源法可

知，测得的电动势和内阻均偏小。

13.（10分）【答案】（1）孕;（2）h^^-+（备注：写成其他形式也给分）

【解析】（1）红光照亮的水面是一个圆形，设圆面半径为今，红光发生全反射的临界角为G，

由几何关系可知八=//tanG（2分）

由sinC；=一（2分）

「1

可得tanG=——

4T

h

联立可得外=

再由5=乃八2（1分）

7ih2

可得S=（1分）

-1

（2）设绿光发生全反射时临界角为G，对应的圆面半径为々，

h

两束光源至少相距£=4+々（2分）

14.（13分）【答案】（1）—（2）-0.87?<%<0.87?（写成—0.8&<x<0.8&也给分）

m

（3）-27?<y<-1.67?（写成—27?<y0—1.6R也给分）

【解析】（1）电子射入圆形磁场后均从坐标原点O进入x轴上方的磁场区域，所以电子运动半径与圆形磁场

2

区域半径相同，根据牛顿第二定律e%8=加专（2分）

解得：％="且（1分）

m

（2）电子到达O点时的速度方向在沿x轴负向到x轴正向180度的范围内，由于磁感应强度大小不变，所以

电子在x轴上方运动的轨迹半径不变，仍为R。

如图所示，沿x轴正向运动的粒子到达荧光屏上的A点，由几何关系可知M、A点距离为0.8R（2分）

粒子到达左侧最远时与荧光屏相切于B点，由几何关系可知M、B点距离为0.8R（2分）

所以荧光屏上发光区域X坐标的范围为—0.8&<x<0.8&（或—0.8&<x<0.8尺）（1分）

（3）到达荧光屏上A点的电子在进入圆形磁场时的y坐标为y=-2R（1分）

到达荧光屏上B点的电子在O点出射的速度方向与x轴正向夹角。满足cos。=—=0.6（1分）