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2024 年秋季学期高三年级第四次诊断考试物理试卷
一、单选题（每小题4分，共28分）
1. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C. 丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
的
D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针 旋转方向符合物理事实
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中导线中的电流反向，根据安培定则和左手定则可知，两导线应相互排斥，故A错误；
B．磁感线为闭合曲线，没有起点和终点，故B错误；
C．丙图中导线通电后导线下方的磁场垂直纸面向里，故小磁针N极向纸面内旋转，故C正确；
D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置的磁场垂直纸面向外，故小磁针N极向纸面外旋转，故D错误。
故选C。
2. 如图AO、CO为不可伸长的轻绳，BO为可绕B点自由转动的轻质细杆，杆长为L，A、B两点的高度差
也为L。在O点用轻绳CO悬挂质量为m的重物，杆与绳子的夹角 ，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳AO、CO对O点作用力的合力沿杆由O指向B
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学科网（北京）股份有限公司B. 轻杆对O点的力垂直BO斜向右上
C. 轻绳AO对O点的拉力大小为mg
D. 轻杆BO对B点的力大小为
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．对悬点O受力分析，重物拉力，OB支持力和轻绳AO拉力，处于平衡状态，如图所示
由平衡条件可知，轻绳AO、CO对O点作用力的合力沿杆由O指向B，T与 的合力大小等于重物的拉
力mg，由相似三角形关系可得
绳对O点的拉力大小为
故BC错误，A正确；
D．由相似三角形关系有
可得杆对O点的力大小为
故D错误。
故选A。
3. 为了使汽车快速安全通过弯道，高速公路转弯处的路面通常设计成外侧高、内侧低。已知某高速公路转
弯处是一圆弧，圆弧半径r=850m，路面倾角θ=6°（tan6°=0.105），汽车与路面的摩擦因数μ=0.6，则在该
弯道处（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 汽车受到重力、支持力和向心力
的
B. 汽车所需 向心力等于其所受地面的支持力
C. 当汽车速度等于120km/h时，汽车会受到平行于路面指向弯道内侧的摩擦力
D. 若汽车速度小于60km/h，汽车会向内侧滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车受到重力、支持力和摩擦力，这些力的合力提供向心力，故A错误；
B．汽车所需的向心力等于其所受地面的支持力和摩擦力的合力的水平分力，故B错误；
C．结合上述，对汽车进行分析有
解得
当速度大于108km/h时，汽车会受到沿路面指向内侧的摩擦力，故C正确；
D．根据题中给出的数据可知
所以无论汽车以什么速度过弯道都不会向内侧滑动，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个电子从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达
A点，然后返回。已知O、A两点相距为h，电子质量为m，电子的电荷量为e，则此电子在O点射出时的
速度为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】依题意，由功能关系有
联立两式求得：电子从O点射出时的速度大小为
故选B。
5. 如图所示是某电场中的一条电场线，A、B、C、D是该电场线上四个点， ，一
个带电量 的点电荷放在A点具有电势能 ，放在B点具有电势能
，放在C点具有电势能 ，下列说法正确的是（ ）
A. B点的电势
B. 该电场的电场强度一定是
C. 将该电荷放在D点具有的电势能一定是
D. A、C两点的电势差一定是
【答案】D
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【分析】
【详解】A．根据电势的定义
可得
A项错误；
D．同理可得
A、C两点的电势差一定是
D项正确；
BC．由于只有一条电场线，不能确定该电场是匀强电场，所以无法计算该电场的电场强度，也无法计算将
该电荷放在D点具有的电势能，BC错误。
故选D。
6. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将竖直放置的平行板电容器与静电计组成回路， 点
为极板间的一点。可动极板在垂直于极板的水平风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动极
板不会到达 点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度越大
C. 风力越大， 点的电势越高 D. 风力越大，静电计指针张角越小
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学科网（北京）股份有限公司【答案】D
【解析】
【详解】AD．可动极板在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大，则板间距离 越小，根据电
容决定式 ，可得电容越大，极板上电荷量保持不变，根据电容定义式 ，可得板间电压越
小，则静电计指针张角越小，故A错误，D正确；
BC．风力越大，板间距离越小，极板间电场强度
可得极板间电场强度保持不变，风力越大， 点与接地的负极板的距离 越小，根据
，
可知 点与接地的负极板的电势差越小，则 点的电势越低，故BC错误。
故选D。
7. 在图1的电路中，电源电动势为E，内阻为r， 为定值电阻、 为滑动变阻器（0～ ）。闭合开
关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流表示数变化的
关系如图2所示。不考虑电表对电路的影响，则（ ）
A. 电源的电动势为 ，内阻为
B. 定值电阻 阻值为
C. 当滑动变阻器 的阻值为 时， 上消耗的电功率最大
D. 滑动触头P向右滑动过程中电源的输出功率先增大后减小
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学科网（北京）股份有限公司【答案】B
【解析】
【详解】A．依题意，闭合开关后，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最左端滑到最右端，电路中电阻逐
渐增大，电流随之减小，定值电阻 两端电压减小，滑动变阻器R 两端电压增大，结合图2，可知当
2
时，路端电压 ，当 时，路端电压
根据闭合电路欧姆定律可得
，
解得
，
故A错误；
B．定值电阻 阻值为
故B正确；
C．将R 等效为电源内阻，有
1
根据
可知当滑动变阻器 的阻值为 时， 上消耗的电功率最大。故C错误；
D．根据
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学科网（北京）股份有限公司可知滑动触头P向右滑动过程中
则电源的输出功率一直减小。故D错误。
故选B。
二、多选题（每小题6分，共18分；少选得4分，错选不得分）
8. 2024年10月11日10时39分，我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实
践十九号卫星。某航天器的回收过程如图所示，回收前在半径为 （ 为地球的半径）轨道Ⅰ上做匀速圆
周运动，周期为 ；经过 点时启动点火装置，完成变轨后进入椭圆轨道Ⅱ上运行，近地点 到地心的距
离近似为 。下列判断正确的是（ ）
A. 从 点到 点的最短时间为
B. 探测器在 点的线速度大于第一宇宙速度
C. 探测器与地心连线在Ⅰ轨道和Ⅱ轨道的任意相等时间内扫过的面积相等
D. 探测器在轨道Ⅰ上经过 点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 点时的加速度
【答案】BD
【解析】
【
详解】A．根据开普勒第三定律可知
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学科网（北京）股份有限公司解得在轨道Ⅱ上运行周期
从 点到 点的最短时间为
故A错误；
B．从近地轨道经Q点进入轨道Ⅱ需要在Q点加速，所以探测器在 点的线速度大于第一宇宙速度，故B
正确；
C．根据开普勒第二定律可知，对于同一轨道卫星，与地心连线在任意相等时间内扫过的面积相等，故C
错误；
D．根据牛顿第二定律可知，探测器在轨道Ⅰ上经过 点时所受合外力等于在轨道Ⅱ上经过 点时的合外力，
则探测器在轨道Ⅰ上经过 点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 点时的加速度，故D正确。
故选BD。
9. 滑雪场一段平直坡道倾角为 ，质量为 的滑雪者收起滑雪杖由静止开始自由下滑，下滑的加速度恒
为 （ 为重力加速度），滑雪者沿坡道下滑过程中，竖直方向下降的高度为 。对于下滑过程，下列
说法正确的是（ ）
A. 合外力做的功为 B. 动能增加
C. 克服摩擦力做的功为 D. 机械能损失
【答案】AC
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】A．下滑的加速度恒为 ，则合外力做的功为
故A正确；
B．根据动能定理有
结合上述解得
故B错误；
C．下滑的加速度恒为 ，根据牛顿第二定律有
解得
则克服摩擦力做功
故C正确；
D．根据功能关系可知，机械能损失量大小等于克服摩擦力做的功，即机械能损失 ，故D错误。
故选C。
10. 图甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，图乙为介质中x＝2m处的质点P的振动图像，下列说法正
确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 波沿x轴负方向传播
B. 波速为20m/s
C. t＝0.15s时刻，质点P的位置坐标为（5m，0）
D. t＝0.15s时刻，质点Q的运动方向沿y轴负方向
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．由题图乙可知，t＝0时刻质点P的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向
传播，A错误；
B．由题图甲可知，这列波的波长λ＝4m；由题图乙可知，该波的周期T＝0.2s，则波速为
B正确；
C．
质点P恰好到达正的最大位移处，则位置坐标为（2m，20cm），C错误；
D．这列波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻Q向上运动，经过0.75T，质点Q向负的最大位移处运动，所
以运动方向向下，D正确；
故选BD。
三、实验题（每空2分，共18分）
11. 某学校的实验小组用如图1所示的装置验证物体的加速度与质量的关系。
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学科网（北京）股份有限公司（1）当物体所受的合外力一定时，加速度与物体质量成_____（填“正比”或“反比”），本实验采用了
控制变量法。
（2）图2是打出的一条纸带，计数点A、 、 、 、 间都有4个点没有标出，电源的频率为 ，
则小车的加速度大小为_____ 。
（3）若实验小组在做实验时，保持小车质量 不变，改变槽码的质量 ，由实验数据得到如图3所示的
图像，图像不过原点的原因是_____。
A. 补偿摩擦力时轨道倾角过大
B. 补偿摩擦力时轨道倾角过小
C. 不满足
【答案】（1）反比 （2）1.26
（3）A
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律
可知当 一定时， 与 成反比。
【小问2详解】
由题知，相邻计数点间有4个点没有标出，则相邻计数的时间为
根据逐差法有
代入数据得加速度
【小问3详解】
。
由图3，可知当 时加速度大于0，说明补偿摩擦力过度，即补偿摩擦力时轨道倾角过大
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学科网（北京）股份有限公司故选A。
12. 海口市高中生学习小组设计了一个测量金属棒电阻率的实验方案：
（1）利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度，测量结果分别如图（a）和（b）所示，
则该金属棒的直径d=________mm，金属棒的长度为L=________cm。
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：将多用电表的功能旋钮调至“ 100Ω”挡并进行一系列正确操作后，
指针静止时如图所示，则金属棒的阻值约为________Ω。
（3）用伏安法精确地测量金属棒的阻值，实验室提供器材如下：
A.金属棒
B.两节干电池：电源电压3V
C.电流表A：满偏电流6mA，内阻为50Ω
1
D.电压表V：量程0~3V，内阻约为22kΩ
1
E.滑动变阻器R：阻值范围为0~50Ω
F开关、导线若干
为减小测量误差，实验电路应采用下列电路方案________（选填“甲”，“乙”“丙”“丁”）更合理。
若此时电压表的读数为2.50V，电流表的示数为3.125mA，根据你选择的电路图可得：金属棒的电阻
R=________Ω，测量金属棒的电阻________具有系统误差（选填“有”或者“没有”），由此可以求得金
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学科网（北京）股份有限公司属棒电阻率。
【答案】（1） ①. 1.848##1.849##1.850 ②. 5.015
（2）700 （3） ①. 丙 ②. 750 ③. 没有
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，金属棒的直径
[2]游标卡尺为20分度，其精确度为0.05mm，
金属棒的长度为
【小问2详解】
欧姆表盘可知，金属棒的阻值
【小问3详解】
[1]由于电流表内阻已知，因此采用电流表内接法，由于滑动变阻器阻值小于待测电阻，故才用分压式解法，
故选丙图；
[2]根据
[3]由于消除了电流表的影响，因此没有系统误差。
四、解答题（共36分，13题8分；14题12分；15题16分）
13. 在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和
0.6m（图甲）。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中
直线a、b所示。
（1）求A点和B点的电场强度的大小和方向。
（2）点电荷Q所在位置的坐标是多少?
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ，方向沿 轴正方向， ，方向沿 轴正方向；（2）
【解析】
【详解】（1）由电场强度的定义式可得A点的电场强度的大小为
方向沿 轴正方向。由电场强度的定义式可得B点的电场强度的大小为
方向沿 轴正方向。
（2）由于点电荷在两点产生的电场强度方向相同，且A点电场强度大于B点电场强度，故场源电荷必定
在A点的左侧。设场源电荷的坐标为 ，则有
解得
点电荷Q所在位置的坐标为 。
14. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的
电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为 ，内阻为
。车灯接通电动机未起动时，电流表示数为 ；电动机启动的瞬间，电流表示数达到
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学科网（北京）股份有限公司。求
（1）车灯的电阻R?
（2）电动机未启动时，车灯的功率P?
（3）电动机启动时，车灯的功率减少了多少？
【答案】R=1.2 ；（2） ；（3）ΔP=44.8W
【解析】
【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可得
E=I（R+r）
1
解得
R=1.2
（2）电动机未启动时，车灯的功率
（3）电动机启动时，车灯的电压
.
U=E-Ir=95V
2 2
车灯的功率
车灯的功率变化量
ΔP=P-P=44.8W
1 2
15. 如图，空间存在竖直向下的匀强电场，半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABCD固定在电场中的竖直面内，
BD为圆弧的竖直直径，O为圆心，OA与竖直方向的夹角为 在电场中的P点沿水平方向抛出一个质量
为m、电荷量为q的带正电小球，小球恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道。不计小球的大小，重力加速度
大小为g，匀强电场的电场强度大小 P、O两点在同一水平线上， 求：
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学科网（北京）股份有限公司（1）小球从P点抛出时的初速度大小；
（2）小球沿圆弧轨道向上运动过程中，能到达圆弧轨道的最高位置离O点的高度；
（3）若小球到A点时，保持电场强度大小不变，方向变为水平向右，则此后小球在圆弧轨道上运动的最
大速度多大？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球从P点到A点过程中，小球运动的加速度
设小球的初速度为 ，小球到A点时的速度沿电场方向的分速度为 ，则
解得
在A点根据速度分解有
【小问2详解】
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学科网（北京）股份有限公司小球在A点的速度
设小球刚要离开圆弧轨道时，小球的位置和O点连线与竖直方向夹角为θ，小球的速度为 ，根据牛顿第
二定律
根据动能定理
解得
因此小球能到达圆弧轨道的最高位置离O点的高度
【小问3详解】
根据力与运动的关系分析可知，由于小球受重力和电场力大小相等，当小球运动的位置和O点的连线与
OB的夹角为45°时，即在等效平衡位置时速度最大，根据动能定理
解得
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学科网（北京）股份有限公司
