2024届河北省金科大联考高三年级下册4月质量检测（二模）物理试卷（解析版）

2024届高三4月质量检测

物理

全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上

的指定位置。

2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答

题区域均无效。

3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上

作答；字体工整，笔迹清楚。

4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。

一、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。

137

—137fQ

1.钠,155^"无色无味，会发生D衰变同时释放丫射线，半衰期约30年，放射性较强，如果人接触到

一定剂量，会对人体造成伤害甚至致死。下列说法正确的是（）

A.锌-137发生B衰变时，原子核中放出一个电子

B.锚-137发生B衰变时释放的/射线，来自能-137

C.B粒子的速度为光速的十分之一

D.一定量的饱-137,经过60年将全部衰变完

【答案】A

【解析】

【详解】A.钠-137发生B衰变时，原子核中放出一个电子，衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子时

释放出来的，故A正确；

B.葩-137发生B衰变时释放的/射线，来自衰变产生的新核，故B错误；

C.B粒子速度约为光速的十分之九，故C错误；

D.一定量的铀-137,经过60年即经过两个半衰期，还剩原来的!没有衰变，故D错误。

故选Ao

2.如图所示，竖直平面内的半圆形金属圆环ACD固定在水平向右的匀强磁场中，边与磁感线平行，C

为圆弧最高点，将圆环中通入沿顺时针方向的电流，则下列说法正确的是（）

B.半圆环有收缩趋势

C.俯视看，半圆环有绕CO沿顺时针转动的趋势

D.整个圆弧ACD段受到安培力不为零

【答案】C

【解析】

【详解】根据左手定则可知，圆环右半边受到的安培力方向垂直纸面向外，左半边受到的安培力方向垂直

纸面向里，因此俯视看，圆环有绕CO沿顺时针转动的趋势，圆环有运动趋势，由于两半边受到的安培力等

大反向，则受到的合安培力为零。

故选C。

3.如图所示，完全相同的。、方两小球用轻质细线1,2悬挂在天花板上，现用一水平拉力厂作用在6球上，

再次静止时，细线1与竖直方向的夹角为戊，细线2与竖直方向夹角为e，贝Utan8:tane等于（）

1

2

A.2:1B.3:2C.4:3D.5:3

【答案】A

【解析】

【详解】对6球，根据平衡条件及力的平行四边形法则可知

八F

tan。二——

mg

把两球以及它们间的连线看成整体，根据平衡条件及力的平行四边形法则可知

F

tana=----

2mg

则

tang：tano=2:l

故选Ao

4.如图所示，ABC是边长为L的等边三棱镜，一束单色光照射在A5边上的。点，入射角为45。，折射光

线在5C面的反射光照射到AC面的E点（图中未标出）。不考虑光在AC面的反射，已知三棱镜对该光的

折射率为0，光在真空中的传播速度为c,则下列说法正确的是（）

A.光有可能在面上发生全反射

B.光从。点传播到E点所用时间为旦

2c

C.保持入射方向不变，入射点从。点向下移，光从。点传播到AC面所用时间一定不变

D.保持入射点不变，将入射角略增大一些，光从。点传播到AC面所用时间可能变短

【答案】C

【解析】

【详解】A.作出光路图如图所示

r=30°

根据几何关系，光在5C面上的入射角

6>=30°

由于

sinC=-

n

解得

C=45°

因此光在面上不会发生全反射，A错误；

B.根据几何关系可知，光从。点传播到E点传播距离为L,则传播时间

LA/2L

t=—=-----

VC

B错误；

C.保持入射方向不变，人射点从。点向下移，光从。点传播到AC面传播距离仍为L所用时间不变，C

正确；

D.保持入射点水变，将入射角略增大一些，光从。点传播到AC面的距离增大，所用时间变长，D错误。

故选C。

5.学校运动会上，某同学参加铅球比赛，他将同一铅球从空中同一位置A先后两次抛出，第一次铅球在空

中轨迹如图乙中1所示，第二次铅球在空中轨迹如图乙中2所示，两轨迹的交点为瓦已知铅球两次经过8

点时机械能相同，不计空气阻力，不计铅球大小，则关于两次抛出，下列说法正确的是（）

A.两次拖出的初速度相同

B.两次铅球落地时重力的瞬时功率相同

C.两次铅球在空中运动过程中重力做功平均功率相同

D.两次铅球在最高点机械能相同

【答案】D

【解析】

【详解】A.在A点初速度大小相等，方向不同，A错误;

B.两次铅球落地时的速度大小相等，竖直方向分速度不同，因此重力的瞬时功率不同，B错误;

C.重力做功相同，由于运动时间不同，因此重力的平均功率不同，C错误；

D.小球在空中运动过程中机械能守恒，由于两次铅球在8点机械能相同，因此两次铅球在空中运动过程机

械能相等，D正确。

故选D。

6.如图所示，哈雷彗星绕太阳运行的轨道为椭圆，哈雷彗星最近出现在近日点的时间是1986年，预计哈雷

彗星下次回归到近日点将在2061年。已知椭圆轨道的近日点到太阳中心的距离是地球公转轨道半径R的0.6

倍，则椭圆轨道远日点到太阳的距离为（痂=3.56）（）

哈雷慧星

A.17.2/?B.17.87?C.35RD.36R

【答案】C

【解析】

【详解】地球绕太阳公转的周期T为1年，哈雷彗星的周期Ti为

Ti=2061年一1986年=75年

根据开普勒第三定律得

工2-T2

解得

a=17.87?

又近日点到远日点的距离为2a,已知近日点到太阳中心距离为0.6R,故

d远—2a—0.6R—357?

故选C。

7.一个封闭绝缘环由两个直径相同的半圆环石E4和两段直杆48、组成，A3DE是矩形，封闭

环固定在绝缘水平面上，ABCD段和段分别均匀分布等量的异种电荷，在环的中心O垂直水平面固

定一根粗细均匀的粗糙绝缘杆，一只带正电的小球套在杆上，从P点由静止释放，小球向下运动，在小球

从尸点运动到。点的过程中，下列说法正确的是（）

A.小球的电势能越来越大B.小球受到的摩擦力越来越大

C.小球运动的加速度越来越大D.小球的动能一定越来越大

【答案】B

【解析】

【详解】A.将封闭环上的电荷看成是由若干组等量异种电荷组成，根据电场的叠加可知，绝缘杆所在处的

电场方向与杆垂直且从上向下电场强度越来越大，根据等量异种电荷的电势分布可知小球向下运动过程中，

电势能不变，A错误；

B.电场力越来越大，正压力越来越大，滑动摩擦力越来越大，B正确；

CD.由于有摩擦力，小球可能先做加速运动后做减速运动，即可能加速度先减小后增大，速度先增大后减

小，则动能可能先增大后减小，CD错误。

故选B。

二、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，有多项符

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，电表均为理想电表，变压器为可调的理想自耦式变压器，与、R3为定值电阻，&为

滑动变阻器，在。、6两端输入有效值恒定的正弦交流电，则下列说法正确的是（）

A.仅将Pi向下移，电压表示数变大B.仅将Pi向下移，电流表示数变大

C.仅将P2向下移，电压表示数变小D.仅将P2向下移，电流表示数变大

【答案】AB

【解析】

U\n.u

【详解】A.仅将滑片Pi向下移，原线圈匝数减小，根据可知，/增大，根据欧姆定律/=—可

U2n2R

知副线圈总电流增大，及分得电压增大，电压表的示数变大，故A正确；

TJ2

B.仅将P向下移，副线圈两端电压增大，根据箍=。，可知负载消耗的功率增大，由以=%，可知

R

原线圈输入功率变大，由尸入=。/,可知电流表的示数变大，故B正确；

CD.仅将滑片P2向下移，及接入电路的电阻变大，根据欧姆定律/=g,副线圈中的电流减小，R两端

的电压变小，电压表的示数变大，根据3=生，电流表的示数变小，故CD错误。

故选AB。

9.图甲为交警正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的情景，图乙为气体酒精浓度测试仪的原理图，均为气敏

电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，凡为报警器的电阻（阻值不变），几大于电源内阻，当报

警器两端的电压达到一定值时，报警器报警测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为。时，调节滑

动变阻器&的滑片，使电压表示数为。（），调零后耳的滑片位置保持不变•测试时，当气体酒精浓度达到酒

驾指定浓度时，电压表示数增大为U,报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确

的是（）

甲乙

A.当用两端的电压减小U-时，报警器开始报警

B.电源的输出功率增大

C.移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小

D.若不小心将&的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大

【答案】BC

【解析】

【详解】A.根据题意可知与、鸟及电源内阻总的电压减小时，报警器才开始报警，A错误;

B.当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，为变小，由于凡大于电源内阻，因此外电阻减小,

电源的输出功率变大，B正确；

C.移去电压表，报警器部分的电阻变大，两端要达到报警时的电压，传感器的电阻必须更大，因此报警时

气体酒精浓度比指定的浓度小，C正确；

D.若不小心将&的滑片向下移了一些，则报警时传感器的电阻比正常设计报警时的电阻大，报警时气体

酒精浓度比指定的浓度小，D错误。

故选BC。

10.电磁驱动技术现已广泛应用于生产、生活和军事中，如图所示为一电磁驱动模型，水平面内，连续排列

的边长为L的正方形区域内存在竖直方向的匀强磁场，相邻区域的磁感应强度方向相反，大小均为A质量

为机、总电阻为R的矩形金属线框。次力处于匀强磁场中，边长为L当匀强磁场水平向右以速度v匀速

运动时，金属线框能达到的最大速度为%。线框达到最大速度后做匀速直线运动，线框运动中受到的阻力

恒定，则下列说法正确的是()

XXX：*••：xXX1：•••1：XX1X：•••:

XXX;e••；xXX;•••;XXX{•••!

XXX!e••XXX：*••：XXX：•••;

d。

A.图示位置时，线框ab边中感应电流方向从。到6

B.线框运动中受到的阻力大小为“B七3一％)

R

C.线框匀速运动后，受到安培力所做的功等于回路中产生的焦耳热

D.线框匀速运动后，外界每秒提供给线框的总能量为4"二＞"")

R

【答案】BD

【解析】

【详解】A.线框相对于磁场向左运动，根据右手定则知，线框油边中感应电流方向从。到。，故A错误；

B.因阻力恒定，又线框最后做匀速直线运动，由二力平衡知，阻力应与安培力大小相等，由于磁场以速度

U向右运动，当金属框稳定后以最大速度W向右运动，此时金属框相对于磁场的运动速度大小为V-W,根据

右手定则可以判断回路中产生的感应电动势E等于。从反边分别产生感应电动势之和，即

E-2BL[V-VQ)

根据欧姆定律可得，此时金属框中产生的感应电流为

E2BL(v-v)

1=-=----0-------

RR

金属框的两条边ad和be都受到安培力作用，边长等于说明ad和be边处于的磁场方向一直相反，电流方向

也相反，根据左手定则可知它们所受安培力方向一致，故金属框受到的安培力大小为

452L2(V-V)

F=于=2BLI=------——0

故B正确；

C.线框匀速运动后，磁场的匀速运动产生了感应电流从而产生了焦耳热，与安培力做功无关，故C错误；

D.线框匀速运动后，外界提供给线框的总能量等于回路中的焦耳热和克服阻力做功之和，即外界每秒提供

给线框的总能量为

222222

F_4B£(v-v04B£(v-v0)v0_4B£v(v-v0)

总=N九=RR=R

故D正确。

故选BD

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度。用细线拴一块形状不规则的铁块并悬挂，铁块下面吸一

小块磁铁，手机放在悬点。正下方桌面上，打开手机的磁传感器。

(1)用毫米刻度尺测量摆线长度/，使铁块在竖直面内做小角度摆动，手机的磁传感器记录接收到的磁感

应强度随时间变化的图像如图乙所示，则铁块摆动的周期7=.

(2)多次改变摆线的长度，重复实验，得到多组摆线长度/及铁块摆动的周期T,作出的72_/图像如图丙

所示，根据图丙可得重力加速度的测量值为m/s2=(万取3.14,计算结果保留3位有效数字)

(3)图丙中的图像不过原点的原因是,图像不过原点对重力加速度的测量______(填“有”或“没

有”)影响。

【答案】(1)2to

(2)9.86(3)①./是摆线的长，不是摆长②.没有

【解析】

【小问1详解】

由图乙可知，铁块摆动的周期

7=2%

【小问2详解】

设铁块和磁铁整体重心到细线下端距离为广，根据周期公式

fc忆+r

可得

4万2

T=3(L+r)

g

故该图像的斜率为

解得重力加速度的测量值为

g®9.86m/s2

【小问3详解】

[1]图像不过原点的原因是/是摆线的长，不是摆长；

⑵由(2)中表达式可知，图像不过原点对重力加速度的测量没有影响。

12.某实验小组要将一个量程为100mA、内阻未知的电流表改装成量程为3V的电压表。

V0A-V-Q

oo

g0)

S

甲乙

（1）小组成员先用多用电表的欧姆挡粗测电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的

（填“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱，将欧姆表倍率调为“XI”，经过

欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，测得电流表的内阻么=Qo

（2）为了精确测量电流表的内阻，小组成员连接了如图乙所示电路，将电阻箱R的电阻调到零，滑动变阻

器用的滑片调到最右端；闭合开关S,调节变阻器用的滑片，使得电流表达到满偏电流3保持滑动变阻

器的滑片位置不变，调节电阻箱的电阻，使得电流表的示数为:4；读出电阻箱的电阻值&），可以认为电

流表的内阻人=；为了减小实验误差，选用电源的电动势应尽量______（填“大”或“小”）一些。

⑶由于⑵测得的电阻存在系统误差，因此改装成的电压表的量程实际（填“大于”或“小于”）

3Vo

【答案】（1）①.负②.13.0##13

（2）①.Ro②.大

（3）小于

【解析】

【小问1详解】

[1]根据“红进黑出”的规律，可知红表笔应接电流表的负接线柱；

⑵根据欧姆表的读数规律，测得电流表的内阻为

13.0xlQ=13.00

【小问2详解】

[1]图乙中控制电路采用滑动变阻器的分压式接法，为了确保测量数据的连续性，滑动变阻器的总电阻较小，

滑动变阻器右侧与测量电路并联部分的电阻较小，可以近似认为调节电阻箱前后，控制电路输出的电压较

稳定，滑动变阻器输出电压近似不变，则满偏时有

I。工

%

当电流表的示数为时有

2

2°4+9

解得

「A=RO

⑵结合上述可知，为了减小误差，滑动变阻器右侧与测量电路并联部分的电阻需要较小，由于使得电流表

满偏的输出电压一定，当电源电动势越大，在滑动变阻器右侧与测量电路并联部分的电阻分担电压一定时，

该部分的电阻越小，测量的系统误差越小。

【小问3详解】

根据上述可知，由于电阻箱调节后有一定接入电阻，导致并联部分的总电阻增大，则控制电路输出电压增

大，即电阻箱两端电压大于电流表两端电压，则电阻箱接入的电阻值大于电流表的内阻，可知，电流表内

阻的测量值大于真实值，根据

4=4（凡+大）

由于电流表测量值大于真实值，导致在改装电压表时，接入的串联电阻的阻值偏小，即改装成的电压表的

量程实际小于3V。

13.汽车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全.发生交通事故时，强烈的碰撞使三氮化钠完全分解产生

钠和氮气而快速充入气囊.充入氮气后的瞬间安全气囊的容积为70L,温度为300K,压强为Pi，囊内氮气的

密度夕=1.25kg/m3；随后，驾乘人员因惯性挤压安全气囊，气囊的可变排气孔开始泄气，当内部气体体积

变为50L、温度降为280K、压强变为0.8乃时，不再排气，将气体视为理想气体。求：

（1）充气后瞬间，气囊内含有的氮气分子个数；（己知氮气的摩尔质量”=28g/mol,阿伏加德罗常数

=6xl023mor'）

（2）驾乘人员挤压安全气囊过程中，排出去的气体质量占原来囊内气体总质量的百分比（此间结果保留2

位有效数字）。

【答案】（1）1.875x1（）24个；（2）39%

【解析】

【详解】（1）充气后一瞬间，气囊内氮气的质量

2

m=pVx=8.75x10-kg

气囊内含有氮气分子个数

〃=—NA=1.875x1024(个)

MA

(2)设囊中气体温度降为280K、压强变为0.8p］时总体积为匕，根据理想气体状态方程

(一心

解得

匕=口

排出去的气体质量占原来囊内气体总质量的比例

—=^^X1OO%=39%

mV2

14.如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角6=37。，并以大小为％=2m/s的速度逆时针转动。物块A

从传送带上端由静止释放，同时物块B以v=4m/s的速度从传送带底部冲上传送带，当A与传送带刚好共

速时，A、B相碰并粘在一起，已知两物块质量均为%=1kg,与传送带间的动摩擦因数均为〃=0.5,重

力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8,不计物块大小，求：

(1)A、B相碰前瞬间，物块B的速度大小；

(2)碰撞前，两物块在传送带上运动过程中，因摩擦产生的总热量；

(3)碰撞后，两物块在传送带上运动过程中，传送带对两物块的摩擦力的冲量大小(结果可保留根号)。

【解析】

【详解】(1)根据牛顿第二定律可得，A开始下滑时的加速度

ma八-mgsin6+pimgcos6

解得

2

aA=10m/s

A与传送带共速时需要的时间

”生=0.2s

a

A

根据牛顿第二定律可得，B上滑时的加速度

七="①"驾竺=10.2

m

A、B相碰前瞬间，物块B速度大小

以=v-4/=(4-10x0.2)m/s=2m/s

(2)碰撞前，两物块在传送带上运动过程中，因摩擦产生的总热量

3^)=4.8J

Q=QA+QB=+/nmgcos9(%/+

(3)两物块碰撞过程动量守恒，则

mv0-mvB=2加v共

解得

口共=0

碰前物块B沿传送带向上的位移

v+v.„,

s=------Z=0.6m

2

碰后两物块一起由静止加速下滑，加速度为

2ma=2mgsin8+〃•2mgcos6

解得

6?=10m/s2

到达与传送带共速时用时间

—=0.2s

a

向下的位移

=—t=0.2m

21}

此过程中传送带对两物块的摩擦力的冲量

Ifl=2jumgcos0'=1.6N-s

方向向下；以后两物块仍加速下滑，加速度

a=gsin。一jugcos0=2m/s2

下滑到低端时由

S—芯

解得

%2=

（另一值为负值舍掉）此过程中传送带对两物块的摩擦力的冲量

I于2-2〃机gCOS。♦/2=8N-s

方向向上；若以向下为正方向，碰撞后，两物块在传送带上运动过程中传送带对两物块摩擦力的冲量

(48-

T-T

f=勺2N-s

15.如图所示，在三维坐标系Oxyz中，xOz平面左侧区域有沿y轴正方向的匀强电场；xOz平面右侧与垂

直于y轴足够大的荧光屏之间的区域有沿y轴正方向的匀强磁场，荧光屏与y轴交点位置的坐标为（0,2,0）。

一质量为加、电荷量为+4的粒子从坐标为［。，-：/］的P点以大小为%的初速度沿z轴负方向射出，经

2

电场偏转后从。点进入磁场，再经过磁场偏转后击中荧光屏，粒子再次经过y轴的位置离。点距离为

不计粒子的重力。求：

（1）匀强电场的电场强度大小；

（2）粒子打在荧光屏上的位置坐标及匀强磁场的磁感应强度大小；

（3）若在xOz平面与荧光屏之间的区域加上一平行于y轴的匀强电场，要使粒子仍打在荧光屏上（2）问

中所求的位置，则所加匀强电场的电场强度应满足什么条件。

mVn2d37rmVAc

【答案】(1)—;(2)(——,d,0),-7；(3)见解析

qd3兀qd

【解析】

【详解】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，根据题意

d1

————City2

221

d=%：

根据牛顿第二定律

qE=ma

解得

石=皿

qd

(2)设粒子经过。点时速度大小为v,根据动能定理

万1"1212

qEx-a=—mv——mv0

解得