高三物理试卷
命题学校：随州市第一中学 命题教师：龚华刚 万源 邹付庭 审题学校：龙泉中学 恩施高
中
考试时间：2024 年 1 月 23 日上午 10：30—11：45 试卷满分：100 分
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，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
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：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和
答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 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，第 题有多项符合题目要求，全部选对的得 分，选对但不全的
8 10 4
得 2 分，有选错的得 0 分。
1．图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，是光电效应实验中 a、b 两种单色光的光电流与电压的
关系图像，下列说法正确的是（ ）
．在同一介质中 光的波长大于 光的波长 ． 光单个光子的能量比 光单个光子的能量大
A a b B a b
C．若正向电压不断升高，则光电流不断增大 D．若增大光强，则反向遏止电压增大
2．2023 年 9 月 21 日 15 时 45 分，“天宫课堂”第四课在轨道高度约为 400km 的空间站问天实验舱开讲，地
面传输中心调用两颗轨道高度约为 36000km 的地球同步静止卫星“天链一号”03 星和“天链二号”01 星实
现太空授课，下列说法正确的是（ ）
A．在空间站问天实验舱内的宇航员手中的陀螺仪释放后，将看到陀螺仪作自由落体运动
B．空间站问天实验舱的角速度小于“天链一号”03 星的角速度
C．“天链一号”03 星和“天链二号”01 星动能一定相同
D．“天链一号”03 星和“天链二号”01 星只能分布在赤道的正上方，且两星相对静止
3．图甲和图乙是某手动发电的手电筒内部发电机的两个截面示意图，多匝线圈 a 处于辐向的磁场中，线圈 a
连接理想变压器的原线圈，副线圈接一小灯泡，当推动手柄使线圈 a 沿轴线做振幅一定的往复运动，其 vt 图
像为如图丙所示的正弦曲线时，小灯泡恰好能正常发光。该小灯泡长期使用导致灯丝变细，要使旧灯泡恢复之
前的亮度，下列措施可行的是（ ）
A．仅减小线圈 a 的匝数 B．仅增加变压器原线圈的匝数
．增大推动手柄时的周期 ．增大推动手柄时的最大速度
C T0 D v0
4．如图所示，在纸面内水平放置两根长直导线 AB 和 CD，只有一条导线中通有恒定电流。在纸面内，一电子
由 E 点开始经过 F 运动到 G 的轨迹如图中曲线所示，阻力忽略不计。下列说法中正确的是（ ）
A．导线 AB 中通有从 A 到 B 方向的电流 B．导线 AB 中通有从 B 到 A 方向的电流
C．导线 CD 中通有从 C 到 D 方向的电流 D．导线 CD 中通有从 D 到 C 方向的电流
5．如图所示，倾角为 30的粗糙斜面固定在水平地面上，一根轻绳的一端与斜面上的物块 a 相连，另一端绕
过光滑的定滑轮系在竖直杆上的 P 点，用光滑轻质挂钩把物块 b 挂在 O 点，此时竖直杆与绳 OP 间的夹角为
60，a 与斜面之间恰好没有摩擦力且保持静止。已知物块 a 的质量为 M，物块 b 的质量为 m，重力加速度为
g。下列判断正确的是（ ）
．
A M 3m
B．剪断轻绳的瞬间，a 的加速度大小为 0.5g
C．将竖直杆缓慢向右移动一小段距离（此过程中 a 始终保持静止），a 将受到沿着斜面向下的摩擦力
D．将 P 端缓慢向上移动一小段距离（此过程中 a 始终保持静止），a 将受到沿着斜面向下的摩擦力
6．如图所示阴影部分为某玻璃砖的截面图，ABCD 是边长为 L 的正方形，DC 是半圆弧 CPD 的直径，O 是其
圆心，一束单色光从 AD 边的 E 点射入玻璃砖，入射角为 i，折射光线正好照射到半圆弧的顶端 P，并且在 P
3
点恰好发生全反射，反射光线正好经过 BC 边的 F 点。已知sini = ，光在真空中的传播速度为 c，则该单
3
色光在玻璃砖中的传播时间为（ ）
4L 2L 3L 4L
A． B． C． D．
c c 2c 3c
7．如图所示，重力不计、初速度可忽略的带电粒子 X 和 Y，经电压为 U 的电场加速后，从 F 点（F 为磁场左
边界 AB 的中点）垂直 AB 和磁场方向进入足够长的边界平行的匀强磁场区域。已知 X 在磁场中转过 90后从
磁场上边界射出，Y 在磁场中转过 53后也从磁场上边界射出（sin53= 0.8）。 则 X 和 Y 在电场和磁场中运
动时，下列说法错误的是（ ）
A．比荷之比为 254 B．在磁场中运动的速度大小之比为 52
C．刚离开磁场区域时的动能之比为 14 D．在磁场中的运动时间之比为 72265
8．一简谐横波沿 x 轴方向传播，已知 t0.1s 时的波形如图甲所示，图乙是 x4m 处的质点的振动图象，则
下列说法正确的是（ ）
A．该简谐波沿 x 轴负方向传播
B．再经过 1s，x2m 处质点向前传播 10m
C．在 t4.55s 时，x2m 处的质点速度方向与位移方向相同
D．经过任意 0.5s 的时间，x2m 处的质点经过的路程一定为 25cm
9．空间中有水平方向上的匀强电场，一质量为 m、带电荷量为 q 的微粒在竖直平面内运动，其电势能和重力
势能随时间的变化如图所示，则该微粒（ ）
A．一定带正电
B．03s 内静电力做的功为9J
C．运动过程中动能不变
D．03s 内除静电力和重力外所受其他力对微粒做的功为 12J
10．如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为 45，其底端固定一轻质弹簧，将质量为 m 的物块从
32mg 1
斜面顶端由静止释放，弹簧的劲度系数为 k，弹簧的最大压缩量为 。已知，弹簧弹性势能为 E= kx2 ，
p
2k 2
m
其中 x 是形变量，弹簧振子简谐运动的周期T = 2 ，则下列说法正确的是（ ）
k
2
A．速度最大时的弹簧压缩量为 mg
2
52mg
B．物块下滑的最大位移为
4k
mg22
C．物块的最大动能为
k
2 m
D．物块从与弹簧接触到速度第一次为零的时间为
3 k
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11．（8 分）
某兴趣小组用如图所示装置测定物块与完全相同的两固定木板间的动摩擦因数 。实验时，将物块从倾斜木板
上 P 点由静止释放，物块最终停在水平木板上的 Q 点，测得 P 点距水平木板的高度为 h。
（1）要测出物块与木板间的动摩擦因数 ，实验中还需要再测出的一个物理量是 。
A．物块在倾斜木板上滑行的距离 L B．倾斜木板与水平面间的夹角
C．P、Q 两点间的水平距离 x
（2）所测得的物块与木板间的动摩擦因数 （用第（1）问中所给字母表达）；
（3）由于实验时两木板连接处不是平滑的，物块经过此处时会有能量损失，这会导致测出的物块与木板间的
动摩擦因数比真实值 ；（ 选 填 “大”或“小”）
（4）为了消除小铁块在转接点处的机械能损失，兴趣小组中某位同学建议将倾斜段做成曲面，其末端与水平
段相切，如图所示，仍然通过上述方法求得动摩擦因数．该方案动摩擦因数的测量值比真实值 ；
（选填“大”或“小”“相等”）
12．（ 10 分）
某实验小组用图甲所示电路测量电源 E 的电动势和内阻（要求尽可能精确），图甲中电压表 V 的最大量程为
3V，虚线框内为用电流计 G 改装的电流表。
甲
（1）已知电流计 G 的满偏电流 I = 200 mA 、内阻 r =1.20 ，电路中已将它改装成量程为 600mA 的电流
G G
表，则 。
R1 =
（2）通过移动变阻器 R 的滑片，得到多组电压表 V 的读数 U 和电流计 G 的读数 I，作出如图乙的图像。某次
测量时，电压表 V 如图丙所示，则电压表示数为 V。
乙 丙
（3）请根据图乙求出电源的电动势 E 等于 V（此空保留到小数点后两位），电源内阻等于
（此空保留到小数点后一位），电源内阻测量值 （“大于”“小于”“等于”）真实值。
13．（ 10 分）
如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气（视为理想气体）。粗细均
匀的细管上端的压力传感器能感知细管中的空气压力，从而控制进水量。初始时，洗衣缸和细管内的水面等高。
封闭的空气长度 ，周围环境的热力学温度为 。已知管内空气温度始终保持与周围环境的温
L0 = 10.5 cm 300K
度相同，水的密度 33，大气压强恒为 5 ，取重力加速度大小 2 。
=1.0 10 kg / m p0 =1.0 10 Pa g = 10 m / s
（ ）当封闭的空气长度 时，洗衣缸刚好停止进水，求洗衣缸内的水面上升的高度；
1 L1 = 10 cm
（2）若周围环境的温度变为 285K，且注水结束时洗衣缸和细管内的水面高度差和（1）中的相同，求此时细
管内空气的长度
14．（ 15 分）
如图所示，固定竖直面内半径为 R0.4m 的光滑半圆轨道与动摩擦因数为 0.25 的粗糙水平面平滑相连，
整个区域有水平向右、大小为 E750V/m 的匀强电场，一质量为 m0.1kg，电量为 q0.001C 的可视为质
点带正电的小物块从 点静止开始运动，已知 的长度为 ，重力加速度 2 。求：
A AB lAB = 2 m g = 10 m / s
（1）小物块运动到 B 点的速度为多大；
（2）小物块运动轨道最右边 C 点时，轨道对小物块的支持力；
（3）小物块从 D 点离开到落地过程中克服电场力做功的平均功率。
15．（ 17 分）
如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为 L。abcd 区域有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向
竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆 以初速度 向右运动。磁场内的细金属杆 处于静止状态，且到
M v0 N
1
cd 的距离为 x ．两杆在磁场内未相撞且 N 出磁场时的速度为 v ，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始
0 2 0
终与导轨垂直。金属杆 M 质量为 2m，金属杆 N 质量为 m，两杆在导轨间的电阻均为 R，感应电流产生的磁场
及导轨的电阻忽略不计。
（ ）求 刚进入磁场时 两端的电势差 ；
1 M M Uab
（2）
（3）
N
在磁场内运动过程中
（4）
N
在磁场内运动过程中的最小加速度的大小；
N
在磁场内运动的时间
N
上产生的热量；
t。
2024 年宜荆荆随恩高三 1 月联考
高三物理答案
1．B
c
【详解】A．由图可知，a 光的截止电压大，根据逸出功表达式W= hv = h
00
所以 a 光频率大，a 光波长短，故 A 错误；
B．a 光频率大，故单个光子能量高
C．有饱和光电流存在，光电流不能不断增大
D．反向遏止电压与光强无关。
2．D
【详解】A．陀螺仪处于完全失重状态，故 A 错误；
B．高轨低速大周期，故 B 错误；
C．虽然“天链一号”03 星和“天链二号”01 星在同一轨道上具有相同的线速度，但由于他们的质量不一定
相同，他们的动能也不一定相同，故 C 错误；
D．所有的地球同步卫星只能分布在赤道的正上空，他们的环绕周期相同，约为 24h，故 D 正确；
3．D
【详解】A．若保持原副线圈匝数不变，要增大副线圈两端的电压，则必须增加原线圈两端的电压，而根据手
电筒的发电原理可知，推动手柄使线圈 a 切割磁感线产生感应电动势，设线圈 a 的半径为 r，由 vt 图像可得，
2 E
产生的感应电动势的瞬时值的表达式为 ，而原线圈两端电压的有效值为 m
u= NB 2 rv0 sin( V) U1 =
T0 2
NB 2 rv
= 0 ，由此可知，减小线圈 a 的匝数原线圈两端的电压减小，旧灯泡不能恢复之前的亮度，故 A 错
2
L
误；B．根据电阻定律 R = ，可知，当灯丝变细后其横截面积变小，灯丝的电阻增大，而要使其恢复原来
S
的亮度，则需要增大灯泡两端的电压，使通过灯丝的电流达到其额定值，因此需要增大变压器副线圈两端的电
Un n
压，而若保持原线圈两端的电压不变，则根据变压器电压与匝数之间的关系 11= ，可得UU= 2 ，可
Un 21n
22 1
知，增加副线圈的匝数或减小原线圈的匝数才能使副线圈两端的电压增大，故 B 错误；C．增大推动手柄时的
周期 并不会影响原线圈两端电压的有效值，不能使副线圈两端的电压增大，因此不能使灯泡恢复原来的亮
T0
度，故 错误； ．增大推动手柄时的最大速度 ，则原线圈两端电压的有效值增大，从而使副线圈两端电压
C D v0
的有效值增大，灯泡可以恢复之前的亮度，故 D 正确。
4．C
mv
【详解】由于电子在运动的过程中，速度大小不变，根据 r = ，可知在 F 点处轨道半径较小，磁感强度较
qB
大，一定是导线 CD 中通有电流，由于电子带负电荷，根据左手定则可知，F 处的磁场方向垂直纸面向内，由
安培定则可知，导线 CD 中电流的方向从 C 到 D。
5．C
【详解】沿斜面方向对 列平衡方程得 ，对结点 受力分析，竖直方向 ，联
M T= Mg sin30 O 2T cos60 = mg
立解得 M2m，A 错误；
B．剪断定滑轮与 a 之间轻绳的瞬间，a 有下滑趋势，由于不知道 M 与斜面之间的动摩擦因数，无法判断其运
动情况，即无法求 a 的加速度，故 B 错误；
C．设轻绳与水平方向夹角为 ，定滑轮处到 P 点轻绳长度为 L，竖直杆到斜面的水平距离为 d，则 Ldcos =
将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，则 d 变大，L 不变， cos 变大，所以 角减小， 2T 'sin = mg 所以轻
绳拉力 T变大，产生了沿斜面向下的摩擦力，C 正确；
D．将 P 端缓慢向上移动一小段距离，根据对 C 项分析可得 d、L 不变，则 cos 不变，即角度不变，所以绳
子的拉力不变，那么 a 的运动状态不变，所受摩擦力依然为零，D 错误。
6．【答案】D
【详解】在 P 点恰好发生全反射，根据几何关系可知，在 E 点的折射角与临界角 C 互余。根据折射定律
sinii sin 1 2 c 3 s
n = = ， sinC = ，解得 n = ，单色光在玻璃砖中的传播速度为 vc= = ， t = ，
sinrC cos n 3 n 2 v
1
2 L 4L
s=2 = nL ，得 t = ，故选 D。
sinC 3c
7．【答案】C
1
【详解】A．带电粒子 X 和 Y，经电压为 U 的电场加速过程中，由动能定理得 qU= mv2
2
v2 12mU
在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力，有 qvB= m ，联立解得 R =
R Bq
依题意，根据粒子在磁场中运动轨迹，如图
RR R 2 qq 11
由几何关系得 = YX，解 得 X = ，因此比荷之比为 XY= = ，故 正确；
cos53 :22 : 25 : 4 A
RY RY 5 mmX Y RR XY
1 2qU
B．在磁场中运动的速度与电场加速后速度相同，根据 qU= mv2 ，可得 v = ，可知速度大小之比为
2 m
5：2，故 B 正确；
1
C．洛伦兹力不做功，刚离开磁场区域时的动能与进入磁场时相等，根据 qU= mv2 = E
2 k
可知动能之比与电荷量成正比，但两粒子电荷量未知，故动能之比无法求解，故 C 错误，故选 C；
D．由tT= ，知时间之比为 72265，故 D 正确
2
8．【答案】AC
【详解】A．结合两个图像可得 A 正确。
B．质点不会随波迁移。
C．去整留零，4.55s 时，质点正从平衡位置向负向最大位移处运动，故 C 正确。
D．任意 0.5s 即 1.25 个周期，位移不一定是 5A
9．【答案】BC
【详解】由于不清楚电场强度的方向，故无法确定微粒的电性，故 A 错误；
由题图可知，03s 内电势能增加 9J，则 03s 静电力做的功为9J，故 B 正确；
由题图可知，电势能均匀增加，即静电力做的功与时间成正比，说明微粒沿静电力方向做匀速直线运动，同理，
沿重力方向也做匀速直线运动，则微粒的合运动为匀速直线运动，所以运动过程中速度不变，动能不变，故 C
正确；
由功能关系可知，03s 内重力势能与电势能共减少 6J，又微粒的动能不变，故 03s 内除静电力和重力外所
受其他力对微粒做的功为 6J，故 D 不正确．
10．【答案】CD
2
【详解】A． mgsin = kx 时，物块的速度最大，此时型变量为 mg ，故 A 错。
1 2k
2
1 32 92
．最低点时重力势能全部转化为弹性势能 ，解得，最大位移为 ，故
B mgxsin = k mg mg B
22k 4k
错。
22
1 32mg 1 2mg 32mg 2 mg mg22
C．由能量守恒 = + + ，解得 = ，
k k mg sin 45 Ekm Ekm
2 2k 22 k 2 kk 2 k
故 C 正确。