2024届河北省高三年级上册联合测评物理试题及答案

2023-2024学年高三上学期期末考试

物理

注意事项：

1.本卷满分100分，考试时间75分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题

卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区城内。写在试题卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域均无效。

4.本卷命题范围：高考范围。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要

求。

1.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于能级，该氢原子吸收能量为12.75eV的光子后发

生跃迁，可以向外辐射光。则下列说法正确的是（）

A.有的氢原子可以电离

B.氢原子能向外辐射出三种频率的光子

C.向外辐射的频率最小的光子是由〃一2向72一1能级跃迁产生的

D.〃-4向〃-3能级跃迁向外辐射的光波动性比较显著

O

2.如图所示的LC振荡电路中，电流向右流过灵敏电流计t时指针向右偏，线圈的自感系数工、电容器的电

南票是为已加量。开关S开始时扳到a,某时刻将开关S扳到6,且将该时刻作为计时。点。下列说法正确

3nVLC

B.时，电流表的指针向右偏转

44

C.三半时，线圈的磁场能为零D.1J历时，电容器所带的电荷量为零

3.草原旅游的滑草项目深受小朋友的喜爱，假设某滑草场的轨道可视为倾斜的直轨道，坡顶到坡底的间距为

L400mo一小朋友和滑板的总质量为机30kg,小朋友从坡顶由静止滑下，经f20s的时间到达底

端，然后进入水平的缓冲区。已知滑板与倾斜轨道、水平缓冲区之间的动摩擦因数相同，轨道的倾角为

a-37,重力加速度g取：（0m/s2,sin370.6o则下列说法正确的是（

A.滑板与轨道之间的动摩擦因数为0.5B.下滑过程中小朋友处于超重状态

C.小朋友运动到底端时的速度大小为20m/sD.小朋友在缓冲区滑行的距离为80m

4.如图甲所示为半径为R-4m的半圆，为半圆的直径。现在M、N两点放置两振源，M、N振源的振

动方程分别为y-2sin5n/cm、2sin（5n?+TI）cm

,两振源形成的波在介质中的传播速度为

v-5m/so/9时刻两波源同时振动，当稳定时，半圆弧上振幅为4cm的点有几处（不包括M、N两点）

A.3B.4C.6D.8

5.如图所示，两物体A、B之间有一压缩的轻质弹簧并置于光滑的水平面上，两物体与轻弹簧不连接，开始

用细线将两物体拴接，某时刻将细线烧断。已知弹簧储存的弹性势能为耳，物体A、B的质量分别为3根、

mo则下列说法正确的是（）

AWWWB

，，〃〃〃〃〃，〃〃〃〃〃〃〃〃〃

2B.两物体与弹簧分离时，物体B的速度为

A.两物体与弹簧分离时，物体A的速度为

3m

C.轻弹簧对两物体做的功相同D.轻弹簧对两物体的冲量大小相等

6.如图甲所示的交变电路中，灯泡和电动机的额定电压相等，当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时，

灯泡刚好正常发光，已知电动机的内阻为厂-01Q,电动机的额定功率2W、效率为80%,灯泡正常发光时

电阻值为0.5。。则下列说法正确的是（）

7.如图所示，两个等量异种电荷分别固定在A、2两点，。点为两电荷连线的中点，给一带负电的试探电荷

一初速度使其由C点运动到。点，轨迹如图，该试探电荷只受电场力的作用。则下列说法正确的是（）

A.A位置固定的是负电荷B.试探电荷C点所受的电场力比。点所受的电场力小

C.试探电荷在C点的动能小于。点的动能D.试探电荷由C到。的过程，电势能先减小后增加

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.我国在2023年11月将“威海壹号”“远遥壹号”发射升空，这两颗卫星采用太阳同步轨道，轨道高度距

地520公里，在轨运行时将对渔船等海上目标进行管控。发射’'威海壹号"时，首先将“威海壹号”发射到

圆轨道1,经调试将“威海壹号”在A点点火使其进入椭圆轨道2,最终“威海壹号”由8点进入预定的圆

轨道3。已知卫星在轨道1、3均做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A.“威海壹号”的发射速度大于11.2km/s

B.“威海壹号”在A点的喷气方向与运动方向相反

C.“威海壹号”在轨道1上过A点的加速度大于在轨道2上过A点的加速度

D.“威海壹号”在轨道2上过A点的速度大于在轨道2上过8点的速度

9.云顶滑雪公园位于张家口市境内，这里年平均气温只有33C,积雪时间长达150天，2022年冬奥会单

板、自由式滑雪比赛在这里成功举行，随着冬季的来临这里成为了小朋友滑雪的天堂。如图所示为滑雪场地

的简易图，小朋友由。点静止下滑，从A点沿水平方向离开轨道，经过一段时间落在倾角为”的斜坡上的

。点，假设小朋友可视为质点，且空气的阻力可忽略。小朋友由A到。的过程，下列说法正确的是（）

o

A

c

A.在任意相等时间内，小朋友动量的变化量相等

B.在下落任意相同的高度，小朋友动量的变化量相等

C.小朋友落在D点时速度与水平方向夹角的正切值等于2tan”

D.若从。点下方静止下滑，则小朋友落在BC段时速度与水平方向的夹角增大

10.如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，其截面是半径为广的半圆，。为半圆的圆心，直径沿

竖直方向，A点为弧形面上的点，且A。一MN,一细光束由A点斜射入棱镜，光束与AO的夹角为

a=60。，已知该透明介质的折射率为〃-出，真空中的光速为金则下列说法正确的是（）

A.光束射到上的点到。点的距离为-

2

B.光束射到时发生全反射

C.光束从A到第一射出棱镜的时间为—

D.若仅将光束改为频率更大的光束，则光束从射入到第一次射出棱镜的时间变长

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.（6分）某同学利用如图甲所示电路测量了电源的电动势和内阻，通过改变滑动变阻器的滑动触头，得到

了多组实验数据，然后利用得到的实验数据描绘出了如图乙所示的。/图像。

（1）该电源的电动势为V,电源的内阻为Q。（结果均保留两位有效数字）

（2）利用图甲进行测量时，电源电动势的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，电源内阻

的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

12.（8分）某实验小组利用如图甲所示的装置进行实验来验证动量守恒定律。实验时，调节气垫导轨水平,

用两小球将一轻弹簧压缩（小球和轻弹簧不连接）放在桌面的气垫导轨上，并在两小球之间用一轻绳拴接,

某时刻烧断轻绳，轻弹簧将两小球弹开，轻弹簧的原长比气垫导轨的长度短。

请回答下列问题：

甲乙气垫导轨

甲乙

（1）为了完成实验，需要测量的物理量有O

A.小球甲、乙的质量列、加2

B.气垫导轨的上表面到水平面的高度人

C.小球甲、乙的落地点到气垫导轨左、右边缘的水平距离两、X2

D.轻弹簧的压缩量Ax

E.重力加速度g

（2）保持弹簧的压缩量不变，重复操作，小球乙多次的落地点如图乙所示，则该刻度尺的读数为

______cmo

（3）为了完成动量守恒定律的验证，关系式成立的是（用第（1）问中所选的测量量表示）。

（4）为了求解弹簧压缩时储存的弹性势能，除了第（1）问中测量的量外，还需要测量的物理量有

（填第（1）问中的选项），轻绳烧断瞬间，弹簧储存的弹性势能为4=（用第（1）问中、第（4）问

中所选的测量量表不）。

13.（10分）如图所示，高度为L的绝热汽缸的底部被一段细线连接竖直悬挂在天花板上，汽缸内被横截面

积为S的活塞（体积不计）封闭了一定质量的理想气体，活塞与静止于水平地面上的小物体通过一段轻绳连

接，开始轻绳刚好绷紧但无作用力，此时活塞恰好在汽缸的正中央，整个装置处于静止状态。已知大气压强

%*

为Po,开始时气体的热力学温度为热，活塞和小物体的质量均为机-z晨，重力加速度为g。假设可通过

2

特殊方式改变汽缸内气体温度，忽略一切摩擦，系统密封性良好，现让封闭气体的温度缓慢降低,毒，求稳

定后封闭气体的压强和活塞到缸底的距离。

14.（12分）如图所示，间距均为乙-1m的光滑水平导轨和足够长的倾斜导轨平行固定但不衔接，倾斜导轨

的底端接有阻值为R1C的定值电阻，水平导轨部分存在竖直向上的匀强磁场，倾斜导轨部分存在垂直导轨

平面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为32T,水平导轨的右端与倾斜导轨上端的竖直高度差

为h0.45m,水平间距为1.2m。两质量均为m1kg、电阻值均为厂1Q的导体棒垂直水平导轨放

置，导体棒2静止，某时刻给导体棒1—水平向右的初速度Vo」Om/s,经过一段时间导体棒2刚好由倾斜

导轨的上端无碰撞地滑上倾斜导轨，同时立即将导体棒1拿走。已知导体棒与倾斜部分导轨间的动摩擦因数

为口-3,整个过程导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好，重力加速度g取is1”“。求：

4

(1)导体棒2离开水平导轨前的瞬间，导体棒1的加速度大小；

(2)导体棒2沿倾斜导轨滑行的距离。

15.(18分)如图所示，水平虚线和竖直虚线将空间分成四部分，其中I中存在水平向右的匀强电场，II中存

在竖直向下的匀强电场，两区域中电场强度大小相等；III、W区域中均存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感

应强度的大小关系为8b24工。一比荷为七重力可忽略不计的带正电粒子从I中的A点由静止释

kd

放，经过一段时间由c点以速度为沿水平方向进入n中，然后经水平虚线上的。点进入m,最终粒子垂直

竖直虚线经过F点(/点图中未画出)。已知C。—d,DO族/，求：

2

(1)A、C两点间的距离；

(2)粒子在ni中的轨迹半径；

(3)尸点到。点的距离。

参考答案

1.D氢原子跃迁时，吸收或向外辐射的能量等于两能级的能量差，因此基态的氢原子吸收12.75eV能量的

光子后跃迁到〃一4能级，不可能使氢原子发生电离，选项A错误，•氢原子由〃一4能级向低能级跃迁时，向

外辐射的光子种数为C；・6,选项B错误；由能级差可知能量最小的光频率最小，是由〃-4能级跃迁到

n3能级产生的，选项C错误；”4向冏_3能级跃迁向外辐射的光子能量最小，光子的频率最小，光的

波长最长，波动性比较显著，选项D正确。

2.Bt0时刻电容器的下极板带正电，此时刻将开关S扳到"0~工的时间内电容器放电，回路中的电

4

流顺时针，流过灵敏电流计的电流向右，指针向右偏转，工时电容器所带的电荷量为零，回路中的电流最

4

大，线圈产生的磁场能最大，电场能为零；3、丁的时间内电容器正在充电，回路中的电流顺时针，流过灵

42

敏电流计的电流向右，指针向右偏转，工时电容器所带的电荷量最多，回路中的电流为零，线圈产生的磁场

2

能为零，电场能最大。由题意该LC振荡电路的周期为T2nM,伙C为,时刻，此时电容器正在

48

放电，选项A错误；为严为3r时刻,此时电流表的指针向右偏转，选项B正确；7rt为‘时刻，

4824

此时线圈产生的磁场能最大，选项C错误；nJ无为;时刻，此时电容器所带的电荷量最多，选项D错

、口

供O

121

3.A小朋友沿轨道向下做匀加速直线运动，则由公式。产得代入数据解得a-2m/s2,由

2/2

牛顿第二定律得"Zgsin37、u/ngcos37'-"以，代入数据解得Li-0.5,选项A正确；小朋友沿坡道下滑

的过程中，加速度有竖直向下的分量，则小朋友处于失重状态，选项B错误；由公式nG可知小朋友运动

到坡底的速度大小为40m/s,选项C错误；进入水平缓冲区后，由牛顿第二定律得umg-ma,,解得

2

d5m/s12,贝口「二160m,选项D错误。

2a,

4.D由两波源的振动方程可知，两波源的周期均为T0.4s,显然两波源为相干波源，又两列波的

波长为7-vT2m。又由振动方程可知，两波源的振动步调完全相反，则取半圆上一点，到两个波源的距

离分别为X］和工2，则当满足同-(2〃+1)万(〃-0,1,2,3...),则该点是振动加强的点，由以上分析可

知4/.-2&又因为三角形的两边之差小于第三边，故%-引＜27?,贝什-0时，有%%—：或

%-占=0；冏一1时，有苞-助=咨或检xi—；〃-2时，有闲沏一竺或5R

彳

444什4%2X1

〃-3时，有%-%=彳或%-菁=彳，即该圆周的上半圆部分存在8个振动加强点且振幅为4cm,选项

D正确。

5.D由于水平面光滑，则两物体组成的系统动量守恒，又只有弹簧的弹力做功，则系统的机械能守恒，设

Ic1解

分离时物体A、B的速度大小分别为匕、v2,则有0-3机v「机丫2，纥——>3m匕2+_机也2''

3£1E

D,选项A、B错误；分离时，物体A、B的动能分别为见--3mvj2=—

6m2m24

i3E

EkB机匕2=才，则轻弹簧对两物体做功之比为1:3,选项c错误；由于分离瞬间，两物体的动量大小

相等，所以轻弹簧对两物体的冲量大小相等，方向相反，选项D正确。

6.A由题意可知，电动机的输出功率为P出=80%%=1.6W,则电动机的内耗功率为

PP^-电-0.4W,又由P,-12/，解得/-2A,又。额=。/,解得。-IV,所以灯泡两端的电

rr2r2

压也为IV,灯泡正常发光，则灯泡的额定电压为IV,选项A正确；由前面分析可知副线圈的输出电压为

U

1-

IV,又由图乙可知变压器原线圈两端的电压为U1-22V,则由变压器的工作原理--圻［加看才

5n2可知m2?

选项B错误；灯泡正常发光时，流过灯泡的电流为/——A2A,则流过副线圈的电流为

R0.5

,27工2

/4A,由公式小：」解得原线圈的电流为A-—A,选项C错误；由图乙可知该交流电的周

2An11

2

期为T0.02s,一个周期内电流改变方向两次，由于变压器不改变交流电的周期，则流过灯泡的电流的变

化周期也为0.02s,则Is内流过灯泡的电流改变方向100次，选项D错误。

7.B由等量异种电荷的分布特点可知，等量异种电荷的等势线分布，如图所示，试探电荷的轨迹与竖直的

等势线相交于。’点，试探电荷在。'点的速度以及电场力的方向如图所示，又试探电荷所受的电场力与电场

方向相反，因此A位置固定的是正电荷，选项A错误；等势线的疏密反应电场强度的大小，由于。点的等

势线比C点的等势线密，则。点的电场强度大，试探电荷在。点所受的电场力大，选项B正确；由于A位

置固定的电荷带正电，电场方向大致向右，负的试探电荷在低电势点电势能大，则试探电荷在。点的电势能

大，带负电的试探电荷由C到。的过程中电场力做负功，动能减小，电势能增加，选项C、D错误。

8.BD“威海壹号”在轨运行时环绕地球做匀速圆周运动，其发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s,选项

A错误；卫星在轨道1、轨道2上过A点时，万有弓I力提供向心力，则由G-以得O-GF，因此

rr

“威海壹号”在轨道1过A点的加速度等于在轨道2上过A点的加速度，选项C错误；假设A点、8点到地

Mmv2

心的距离分别为4、丫2、“威海壹号”在轨道1上做匀速圆周运动，过A点时，有G—机」L,解得

rr

xi

IMmVA22I~~AF

VAIJG-,“威海壹号”在轨道2上由A到B做离心运动，则有G—•根一，解得吸2>』6—，

V\「〔丫6

则以2>VAI，“威海壹号”由轨道1进入轨道2,应在A点加速，由反冲原理可知，点火后其喷气方向与“威

海壹号”的运动方向相反，选项B正确；由开普勒第二定律可知，卫星在椭圆轨道上运行时，近地点的速度

大于远地点的速度，选项D正确。

9.AD小朋友由A到。的过程做平抛运动，由动量定理可知-"际/,相同时间内，小朋友动量的变化量

相等，选项A正确；由于竖直方向小朋友做自由落体运动，则下落任意相同的高度，所用的时间越来越少，

由一\p「机g/可知小朋友下落相同的高度，小朋友动量的变化量逐渐减小，选项B错误；由平抛运动的推

论：速度与水平夹角的正切值为位移与水平夹角正切值的两倍，连接两点，如图所示，假设与水平

方向的夹角为U,所以小朋友落在。点时速度与水平方向夹角的正切值等于2tan0>2tan”,选项C错

误；若从。点下方静止下滑，则小朋友离开A点时的速度减小，小朋友的落地点一定在。点的上侧，落地

点与A点的连线与水平方向的夹角增大，即位移的夹角增大，所以小朋友落在BC段时速度与水平方向的夹

角也增大，选项D正确。

10.CD根据题意作出光路图如图所示，由于透明介质的折射率为〃-,，由折射定律〃-81nL得光束在

sin*«

J3

介质中的折射角为H-30。，光束射到MN上的点B到0点的距离为XOB-rtanO一[,选项A错误；

1h1

光束射到MN边时的入射角为H-30°,光束在棱镜中的临界角为C,贝iJsinC--=^>sin30c=-,所

n32

以光束射到MV时不会发生全反射，选项B错误；由几何关系可知，光束从A点射入到第一次射出棱镜，在

棱镜中传播的距离为-泞r，又光在该棱镜中的传播速度为丫=£=:，则光束从A到第一

3n值

AAB2r

射出棱镜的时间为方一

v-c选项C正确；设频率更大的光束的折射率为〃,光束在介质中的折射角为

H，则由〃，吧竺_,光束在棱镜中传播的距离为X：光束在棱镜中的传播速度为"£,则光

sinficosp

n

束从射入到第一次射出棱镜的时间为t上联立各式解得/=3^,光的频率增大，光在棱镜中的折

vcsin20

射角减小，即［1<30。，则光束从射入到第一次射出棱镜的时间变长，选项D正确。

11.（1）2.0（1分）2.0（2分）（2）小于（1分）小于（2分）

解析：（1）由闭合电路欧姆定律E-U+万得。-E,则图像中，纵截距表示电路中电流为零

时的路端电压，即为电源电动势，则电源的电动势为E-2.0V;图线的斜率的绝对值为该电源的内阻，即

\U2.00.8

为rc2.0口。

\I00.6

（2）由电路图可知，电压表测路端电压，但由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值；实验误

差是由于电压表的分流造成的，当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同，而测量的电流值要小于

真实值，故作出测量值和真实值的图像如图所示，由图可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小

于真实值。

12.（1）AC（2分）（2）55.50（55.48~55.53均可，1分）⑶0-mlx1-m2x2（1分）

⑷BE（2分）翥（2）

miXi+m2%22（2分）

解析：（1）假设小球甲、乙离开气垫导轨的速度大小分别为匕、v2）该速度即为弹簧与小球分离瞬间的速

度，则由动量守恒定律得0-叫匕-m2V2，小球离开桌面后做平抛运动，则竖直方向上有力-水平方

xJ-,所以M=

向上有x=整理得%-代入整理得0-mxmx由此

\2h2h1122

可知需要测量的物理量有小球甲、乙的质量仍、7%以及小球甲、乙的落地点到气垫导轨左、右边缘的水平

距离石、x2,选项A、C正确。

（2）确定落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是小球落点的平均位

置，则小球乙的落地点为55.50cm。

（3）由（1）问可知，若动量守恒，则需验证的关系式为0mxxx-m2x2O

（4）弹簧弹开两小球的过程，系统的机械能守恒，则轻弹簧压缩时储存的弹性势能为

Ep-；吗匕2+1■%也2,将Vl一闲-^―、套代入得耳噫（

V2-X2）

2h

+,因此除了第（1）

22

问中测量的量外，还需要测量g、h,选项B、E正确。miXim2%2

13.解：设开始时气体的压强为Pi，根据活塞受力平衡有p0S-mgipxS（1分）

解土小分）

随着温度的降低，气体的压强减小,小物体对地面的压力减小，当小物体对地面的压力减小为。时，设气体

的压强为p2,此时气体的温度为《。

根据活塞和小物体整体受力平衡有pQS-2mg+p2s（1分）

%匕

此过程中气体做等容变化，根据查理定律有亍7r（1分）

1

解得P2个,T（1分）

2|T0

之后气体的温度再降低，活塞向上缓慢移动气体做等压变化。

2IS

初态：乙二匕—（1分）

21

末态：73=工,丁0、匕二九S（1分）

VV

根据盖一吕萨克定律有7r方（1分）

解得（1分）

4

“oL

故稳定后气体的压强为干，活塞到缸底的距离为一（1分）

24

14.解：（1）导体棒2离开水平导轨后做平抛运动，设导体棒2离开水平导轨时导体棒1、2的速度大小分别

为匕、V2,导体棒2平抛的时间为r,则

竖直方向上有力（1分）

水平方向有X=丫2/

解得"2=4m/s（1分）

由动量守恒定律可得机%mv14mv2（1分）

代入数据解得口