物理试题
（本试卷满分 100 分，考试时间 75 分钟）
一、选择题（本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一
项符合题目要求，每小题 4 分；第 810 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选
对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
1．在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理研究方法，如控制变量法、极限法、
等效替代法、理想模型法、微元法等。下列图示的问题研究中，关于科学方法叙述正确
的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A B C D
A．研究物体沿曲面运动时重力做的功——微元法
B．“探究向心力大小的表达式”实验——等效替代法
C．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量——理想模型法
D．伽利略对自由落体运动的研究——极限法
2．北方冬季高空冰溜坠落容易伤及过往行人。若一冰溜（冰溜可看成质点）从楼顶坠落
地面，其在最后 1 s 内下落的高度为 15 m。重力加速度 g 取 10 ms2，不计空气阻力。
则冰溜自由下落的时间为（ ）
A．1.5s B．2.0s
C．2.5s D．3.0s
3．如图所示，轻杆一端固定在 O 点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径
为 R 的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力大小为 F。则下列说法中正确的是
（ ）
A．小球在最高点时受到的弹力 F 的方向一定竖直向下
B．小球在最高点时受到的弹力 F 的方向可能竖直向上
C．小球在最高点时受到的弹力 F 的大小一定不能为零
D．小球在最高点时受到的弹力 F 的大小一定不能与小
球的重力等大
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4．甲、乙两车在同一直线上沿同一方向同时开始运动，二者的 vt 图象如图所示。已知
甲、乙在第 1 s 末相遇，由此可知（ ）
A．乙车做匀变速直线运动
B．初始时刻甲车在乙车前方 3 m 处
C．甲、乙两车在第 3 s 末再次相遇
D．0~3s 内，甲、乙两车速度相等时相距最远
5．如图所示，倾角为且表面光滑的斜面固定在水平地面上，轻绳跨过光滑定滑轮，一
端连接物体 c，另一端连接物体 b。b 与物体 a 用轻弹簧连接，c 与地面接触且 a、b、c
均静止。已知 a、b 的质量均为 m，重力加速度大小为 g。
则（ ）
A．c 的质量一定等于 2msin
B．剪断竖直绳瞬间，b 的加速度大小为 gsin
C．剪断竖直绳之后，a、b 将保持相对静止并沿斜面下滑 mgsin
D．剪断弹簧瞬间，绳上的张力大小为 mgsin
6．如图所示电路中，电压表和电流表均视为理想电表，灯泡 L
的电阻恒定不变，电源内阻不可忽略。闭合电键 S，将滑动变阻
器滑片 P 缓慢向右移动过程中，电压表示数变化量的绝对值为U
电流表示数变化量的绝对值为I，则下列判断正确的是（ ）
A．灯泡变亮 B．电容器的带电量变大
U
C． 变大 D．电源的效率增大
I
7．如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向里和向
外，磁场宽度均为 L。距磁场区域的左侧 L 处，有一边长为 L 的正方形导体线框，总电
阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直。现用水平外
力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域，以初始位
置为计时起点。规定：电流沿逆时针方向时电动势
E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量为正，水平
外力 F 向右为正。则下列关于线框中的感应电动势
E、所受外力 F、消耗的电功率 P 和通过线框的磁通
量随时间变化的图象正确的是（ ）
A B C D
物理试题 第 2页（共 6页）
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8．如图所示，A 点的离子源在纸面内沿垂直 OQ 向上射出一束负离子，为使离子约束在
q
OP 之下的区域，可加垂直纸面的匀强磁场。已知 O、A 间的距离为 l，离子的比荷为 ，
m
速率为 v，OP 与 OQ 间夹角为 37。不计重力及离子间相互作用力，则所加磁场的磁感
应强度 B 应（ ）
8mv
A．垂直纸面向里， B
3ql P
2mv
B．垂直纸面向里， B
3ql v
37
8mv O Q
C．垂直纸面向外， B A
3ql
3mv
D．垂直纸面向外， B
2ql
9．在一个固定的正点电荷产生的电场中，一个试探电荷 q（q0）两次以大小相等、方
向不同的初速度从 P 点出发，分别抵达 M、N 点，运动轨迹如图所示。若 q 在 M、N 点
时的速度大小也相等，且运动中仅受电场力，则下列判断正确的是（ ）
A．M 点电势高于 N 点电势 N
B．q 在 P 点的动能大于在 N 点的动能
C．q 从 P 点运动到 M 点的过程中电势能减小
P M
D．q 在 M、N 两点的加速度大小相等
10．“食双星”是一种双星系统，两颗恒星互相绕行的轨道几乎在视线方向，这两颗恒
星会交互通过对方，造成双星系统的光度发生周期性的变化。双星的光变周期就是它们
的绕转周期。如大熊座 UX 星，光变周期为 4 小时 43 分，该双星由 A 星和 B 星组成，A
星为 2.3 个太阳质量，B 星为 0.98 个太阳质量，A 星的表面物质受 B 星的引力开始离开 A
星表面流向 B 星表面，短时间内可认为两星之间距离不发生变化，双星系统的质量之和
也不发生变化。关于该短时间过程描述正确的是（ ）
A．双星之间的万有引力将变大 B．光变周期不变
C．A 星的线速度不变 D．B 星的线速度将减小
二、非选择题（本题共 5 小题，共 54 分）
11．（6 分）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬
挂在铁架台上，钢球静止于 A 点。光电门固定在 A 的正下方，在钢球底部竖直地粘住一
片宽度为 d 的遮光条（质量可忽略不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经
过光电门的挡光时间 t 可由计时器测出，取经过光电门过程中的平均速度作为钢球经过 A
点时的瞬时速度。记录钢球每次下落时细线与竖直方向的夹角和计时器示数 t。计算并
比较钢球在释放点和 A 点之间的重力势能变化的大小Ep 与动能变化的大小Ek，就能
验证机械能是否守恒。
物理试题 第 3页（共 6页）
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（1）已知钢球质量为 m，悬点 O 到钢球球心的距离为 L，重力加速度大小为 g，则Ep
__________（用 m、、L、g 表示）。
1 2
（2）用Ek mv 计算钢球动能变化的大小。若某次测量中测得遮光条的宽度为 d，计
2
时器的示数为 t，则钢球的速度大小为 v__________。
（3）下表为该小组的实验结果：
2
Ep（10 J） 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38
2
Ek（10 J） 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8
表中的Ep 与Ek 之间存在明显差异，可能的原因是__________。
A．夹角测量值偏大造成的
B．由于空气阻力过大造成的
C．测得的速度比小球的实际速度大造成的
12．（10 分）某同学做“测定金属电阻率”的实验，采用伏安法测定一阻值约为 6 左
右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3 V，内阻约 1 ）
B．电流表（03 A，内阻约 0.025 ）
C．电流表（00.6 A，内阻约 0.125 ）
D．电压表（03 V，内阻约 3 k）
E．电压表（015 V，内阻约 15 k）
F．滑动变阻器（05 ，额定电流 1 A）
G．滑动变阻器（01000 ，额定电流 0.3 A）
H．开关，导线
（1）实验时电压表应选用________，电流表应选用________，滑动
变阻器应选用________。（填写各器材的字母代号）
（2）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量的示数如图所示，
则金属丝的直径为___________mm。
物理试题 第 4页（共 6页）
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（3）实验中为了获得较大的电压调节范围，在下列所给实验电路图中应选___________。
（4）某次测量中电流表、电压表的示数如图所示，可计算出金属丝的电阻为________
（结果保留两位有效数字），且电阻测量值 真实值（填“大于”、“小于”
或“等于”）。
13．（10 分）如图所示，MN、PQ 两条固定的光滑平行金属轨道与水平面成角，轨道间
距为 L。P、M 间接有阻值为 R 的电阻。质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上，其有
效阻值为 r。空间存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上。现由
静止释放 ab，若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为 g。求：
（1）金属杆 ab 运动的最大速度 vm；
1
（2）金属杆 ab 运动的加速度为 g sin 时，金属杆 ab 消耗的电热功率 P。
2
14．（12 分）如图所示，木板 A 静止在光滑水平面上，一小滑块 B（可视为质点）以某
一水平初速度从 A 的左端冲上木板。
（1）若 A 的质量为 M，B 的质量为 m，初速度为 v0，且滑块 B 未从木板 A 的右端滑出。
已知 B 与 A 间的动摩擦因数为，求 B 在 A 上滑过的距离x；
（2）若 B 以 v13.0 ms 的初速度冲上 A，木板 A 最终速度的大小为 v1.5 ms；若 B
以 v26.5 ms 冲上 A，木板 A 最终速度的大小也为 v1.5 ms。已知 B 与 A 间的动摩
擦因数0.3，g 取 10 ms2。求木板 A 的长度 L。
v0
B
A
物理试题 第 5页（共 6页）
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15．（16 分）如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立 xOy 坐标系，在第二象限内有平
行于桌面的匀强电场，场强方向与 x 轴负方向的夹角53。在第三象限垂直于桌面放置
两块相互平行的平板 c1、c2，两板间距 d11.0 m，板间有竖直向上的匀强磁场；两板右
端在 y 轴上，板 c1 与 x 轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔 M，小孔 M 离坐标原点 O 的
距离 L1.2 m。在第四象限内垂直于 x 轴放置一块平行于 y 轴且沿 y 轴负向足够长的竖
直平板 c3，平板 c3 在 x 轴上垂足为 Q，垂足 Q 与原点 O 相距 d20.3 m。现将一带负电
的小球从桌面上的 P 点以初速度 v03 m/s 垂直于电场方向射出，小球刚好垂直于 x 轴穿
q
过 c1 板上的 M 孔进入磁场区域。已知小球可视为质点，小球的比荷 10 C/kg，P 点与
m
小孔 M 在垂直于电场方向上的距离 s0.2 m。不考虑空气阻力。sin530.8，cos530.6。
（1）求匀强电场的场强大小；
（2）要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板 c3 上，求磁感应强度的取值范围；
（3）若 t0 时刻小球从 M 点进入磁场，磁场的磁感应强度按图乙的规律随时间呈周期
性变化（取竖直向上为磁场正方向），求小球从 M 点到打在平板 c3 上所用的时间。（结
果可用分数表示）
y B/T
P
E
桌面
v0 5/3
s
L d2 Q
c1
M O x 0
2 3 t/s
d1 B 25 25 25
c3
5/3
c2
甲 乙
物理试题 第 6页（共 6页）
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2023-2024 学年高三上学期期末考试
物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A B B C D A B BC CD ABD
． （ ） 分 （ ） d 分 （ ） 分
11 1 (2 ) 2 t (2 ) 3 C (2 )
12． （1） D (1 分) C (1 分) F (1 分)
（2）5.465（5.464~5.466） (2 分)
（3）甲 (2 分) （4） 5.2 (2 分) 小于 (1 分)
2
mgR rsin mg sin
13.答案 (1) (2) r
B2 L2 2BL
解析 (1)ab 具有最大速度时处于平衡状态，受力分析如图甲所示。
由平衡条件得 mgsinFA，(1 分)
又 FABIL，(1 分)
E
由闭合电路欧姆定律可得 I ，(1 分)
R r
E=BLvm （1 分）
mgR rsin
联立解得 v 。(1 分)
m B2 L2
(2) 由牛顿第二定律 mg sin BIL ma (2 分)
mg sin
可得 I
2BL
又 PI2r，(2 分)
2
mg sin
解得 P r (1 分)。
2BL
Mv2
14．（1） 0 （2）2.5m
2(M m)g
【详解】（ ）由题意可知，木板 和滑块 的系统动量守恒，则有：
分
1 A B (1 )
1 1
由系统能量守恒定律有 mv2 m M v2 Q (1 分)
2 0 2
由功能关系 Q mg x (1 分)
Mv2
以上方程联立可解得： x 0 (2 分)
2(M m)g
答案第 1页，共 3页
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（2）由题意可知：当滑块 B 以速度 v1 冲上木板，最终滑块与木板有共同速度 v；当滑块 B 以速度 v2 冲
上木板，滑块将冲出木板，设滑块 B 的速度为 v3，在此过程中木板的位移为 x．
根据动量守恒定律有 ： 分 分
mv1 (M m)v (1 ) mv2 Mv mv3 (2 )
1 1 1 2
由动能定理 mg(x L) mv2 mv2 ； (2 分) mgx Mv 0 (1 分)
2 3 2 2 2
以上方程联立可求得：L=2.5m (1 分)
1 3
15.答案 (1)6N/C(2) TB T (3)0.4 s
2 4
解析 (1)小球在第二象限内做类平抛运动，
在垂直于电场方向上，有 sv0t，(1 分)
在平行于电场方向上，有 atv0tan，(1 分)
根据牛顿第二定律有 qEma，(1 分)
代入数据解得 E6N/C。(1 分)
v0
(2)小球通过 M 点的速度 v 5 m/s，(1 分)
cos
如图甲所示，小球刚好能打到 Q 点时，磁感应强度最大，设为 B1，此时小球的轨迹半径为 R1，由
R1 LR1
几何关系有 ，(1 分)
Ld2R1 R1
v2
由 qvBm ，(1 分)
R
mv mv 2
得 B ，即 B1 ， 解得 R1 m，
qR qR1 3
3
B1 T，(1 分)
4
小球恰好不与 c2 板相碰时，磁感应强度最小，设为 B2，此时小球的轨迹半径为 R2，
易得 R2d1，(1 分)
答案第 2页，共 3页
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1
解得 B2 T，(1 分)
2
1 3
所以磁感应强度的范围是 TB T。(1 分)
2 4
mv
(3) 小球进入磁场中做匀速圆周运动，半径 r 0.3 m，(1 分)
qB
2r 3
周期T s，(1 分)
v 25
在磁场变化的半个周期内，小球运动轨迹所对应的圆心角为 120，小球在磁场中的运动轨迹如图乙所示，
根据几何关系有30，一个周期内小球沿 x 轴方向运动的位移为 2r2rsin0.9 m，而 L0.9 m
330 11
0.3 mr，即小球刚好垂直 y 轴方向离开磁场，小球在磁场中运动的时间， t T s(1 分)
1 360 0 100
小球离开磁场到打在平板 c3 上所用时间
d2
t2 0.06s s，(1 分)
v
小球从 M 点到打在平板 c3 上所用时间
11 6 11 6
t t t 0.4 s。(1 分)结果是分数的也给分
1 2 100 100 100
答案第 3页，共 3页
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