物理试卷
本试卷共 6 页，15 题。满分 100 分。考试用时 75 分钟。
考试时间：2024年 5 月 31 日上午 9:0010:15
祝考试顺利
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，并将准考证号条形码贴在
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。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
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 810 题有多项符合题目要求。全都选对的得 4 分，选对但不
全的得 2 分，有选错的得 0 分 。）
1．光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛
的应用。图 a 是研究光电效应的实验电路，图 b 是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的 IU 图
线，UU、 表示遏止电压，图 c 是遏止电压U 与入射光的频率 v 间的关系图像。下列说法中正确的是
cc12 c
（ ）
A．发生光电效应时，将滑动变阻器滑片从 C 端往 D 端移动时，电流表示数一定增加
B．图 c 中图线的斜率表示普朗克常量 h
C．丙光比甲光更容易发生明显衍射
D．甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
2．如图，火星与地球的轨道近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大
约是地球的 1.5 倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺
行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位
于地球两侧时，称为火星冲日，2022 年火星冲日的时间为 12 月 8 号。已知地球轨道以外的行星绕太阳运
动的轨道半径如下表所示，忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（ ）
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
A．在 2025 年内一定会出现火星冲日
B．在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行
C．图表中的地外行星中，火星相邻两次冲日间隔时间最短
8
D．火星的公转周期是地球的 倍
27
3．如图所示，一列简谐横波沿 x 轴负方向恰好传播至 x0m处， MN, 为介质中的两个质点，从该时刻
开始计时，已知此时质点 M 的位移为10 2 cm ，再经过1s时间第一次到达波峰位置，下列说法正确的是
（ ）
5
A． M 点的振动方程为 yt20sin
44
B． t0 时， N 点的振动方向向上
C． 0 2s时间内， M 点的加速度先减小后增大
D． t5s时，质点 N 的位移为10 2 cm
4．如图所示，在平行板电容器中固定一个带负电质点 P ，电容器下极板接地，电源电动势和内阻分别为
和 ，电流表和电压表均视为理想电表，电压表和电流表示数为 和 。当滑动变阻器 的滑片向
E r U I R4 b
端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表和电流表示数都变大
B． P 质点的电势能增加
． 消耗的电功率变大
C R3
D．电源的输出功率一定减小
5．如图所示，用一根轻质细绳将一重力大小为10 N 的相框对称地悬挂在墙壁上，画框上两个挂钉间的距
离为 05m． 。已知绳能承受的最大张力为10 N ，为使绳不断裂，绳子的最短长度为（ ）
3 23
A． 05m． B．10m． C． m D． m
3 3
6．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个物体 A、 BB（ 物体与弹簧栓接）， A 的质
量为 2 kg，B 的质量为1 kg ，弹簧的劲度系数为 k100 N m ，初始时系统处于静止状态。现用竖直向
上的恒定拉力 F90 N 作用在物体 A 上，使物体 A 开始向上运动，重力加速度的大小 g 取10 m s2 ，
空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A． F 作用瞬间， A 和 B 的加速度均为 30 m s2
B． B 的最大位移为 04m．
C． B 的速度最大时弹簧压缩量为 02m．
D． A 和 B 在弹簧原长处分离
7．如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B ，再变化到状态 C ，最后回到状态 A 。已知气
体在状态 A 时的热力学温度为 600 K ，下列说法正确的是（ ）
A．该气体在状态 B 时的热力学温度为 300 K
B．该气体在状态 C 时的热力学温度为 600 K
C．该气体从状态 A 到状态 B 的过程中，温度在升高
D．该气体从状态 A 经过一个循环回到状态 A 的过程中吸收的热量为 200 J
8．如图所示，在竖直面内有一方向未知的匀强电场，方向未知，质量为 m 、电荷量为q 的小球从 A 点
以速度 竖直向上抛出，小球运动到 点时速度方向水平，大小为 ，已知重力加速度大小为 ，不
v0 B 3v0 g
计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球从 A 点运动到 B 点，先减速后加速
B． A 点的电势一定低于 B 点的电势
3
C．小球从 A 点运动到 B 点的过程中，动能最小值为 mv2
8 0
．若电场强度大小 ，则 到 的时间为
D E mg q A B 2vg0
9．如图所示，两平行金属板 MN, PQ 之间电势差为U 的加速度电场，在 x 轴的上方有方向向下的匀强偏
转电场，在 x 轴的下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。不同的带正电粒子在入口处由静止释放．然后
以一定的速度平行于 x 轴进入偏转电场，之后进入磁场。若粒子第一次从进入磁场到离开磁场的位移为
d ，在磁场中运动的时间为t 。不计带电粒子重力，则以下说法正确的是（ ）
．氢核 1 和氦核 4 进入磁场的位置不一样
A 1H 2He
B．对于同一粒子，加速电压越大，在磁场中的时间t 越短
．氘核 2 和氦核 4 在磁场中的位移 相等
C 1 H 2He d
D．对于同一粒子，加速电压U 越大，在磁场中的位移 d 越大
10．如图所示， ABC,, 三个物体静止叠放在光滑水平桌面上， AC, 的质量均为1 kg，B 的质量为
2 kg，A和 B 之间的动摩擦因数为 02．，C 和 B 之间的动摩擦因数为 08．，A和 C 之间的距离为 4m，设
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现对 B 施加一水平向右的外力 F ，长木板足够长，下列说法正确的是
（ ）
A． F 作用瞬间， A 的加速度最大为 2m s2
B．当 F6N时， A 与 B 发生相对滑动
C．当 F24 N 时， C 和 B 之间的摩擦力为 8N
D．当 F14 N 时，作用 2s后撤去， A 和 C 碰撞会粘连在一起，则整个过程因摩擦力做功而产生的内能
为10 J
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11．（ 6 分）某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”，支架上有两根竖直杆，两支架
后放置一竖直平板，平板上贴有白纸，左侧杆上固定一拉力传感器 A ，一根不可伸长的细绳一端连接拉力
传感器，另一端连接在右侧固定杆上的 B 点，细绳长度大于两杆间距。实验步骤如下：
用天平测出重物和小滑轮的总质量 m ；
将细绳绕过光滑的小滑轮，重物悬挂于滑轮下，使其处于静止状态；
记下 , 点位置、滑轮与细绳接触点 的位置，读出并记录拉力传感器的示数 ；
AB O F1
改变 B 点在右侧杆的位置，使重物仍处于静止状态，记下滑轮与细绳接触点O 的位置，读出并记录拉力
传感器的示数 ；
F2
多次改变 B 点在右侧杆的位置，重复步骤。
回答下列问题：
（ ）在实验过程中，步骤所记录拉力传感器的示数 （填“ ”“ ”或“ ”）。
1 F1 ______ F2
（2）作图时，下列图像可能正确的______。
A． B． C． D．
（3）根据步骤多次改变 B 点在右侧杆的位置，可以观察得出滑轮与细绳接触点 O 的轨迹是在一个
______上（填“椭圆”“圆”或“直线”）。
12．（ 10 分）图 a 为表面镀有一层很薄的合金薄膜的陶瓷圆筒。现在要测定薄膜的厚度，某同学先用刻度
尺测出陶瓷圆筒长度为 L ，又用螺旋测微器测得简直径 d ，最后用多用电表粗测其两端电阻 R ，并在电工
手册查得合金薄膜的电阻率为 。
图 a 图 b 图 c
（1）该同学用螺旋测微器测得筒直径 d 如图 b 所示，则筒的直径 dmm ，用多用电表欧姆挡的
“100 ”挡测薄膜电阻值时，表盘上指针如图 c 所示，则电阻 R______ 。
（2）该同学利用以上数据，得到薄膜厚度表达式 D______（用题目中给出物理量的字母表示），就可计
算出薄膜的厚度。
（3）为更精确地测量薄膜的电阻 R ，该同学从实验室中找到如下实验器材：
．电压表 （量程 ，电阻 ）
A V 0 3V RV 3k
．电流表 （量程 ，电阻 约为 ）
B A 6 mA RA 30
．滑动变阻器
C R1 (0 20 )
D．电源 (12 V，内阻约为 10)
．定值电阻
E R0 9k
F．开关一只，导线若干
为更加准确地测量出薄膜电阻，根据上述器材在答题卡上方框内画出测电阻的最佳方案的电路图。
若电压表的示数为U ，电流表的示数为 I ，则所测薄膜电阻的表达式 R（用题目中给出物理量
的字母表示）。
13．（ 10 分）一个玻璃圆柱体的横截面如图所示，其半径为 R ，圆心为O 。柱面内侧 A 处的单色点光源发
出的一束光 AB 与直径 AD 的夹角为 ，从 B 点射出，出射光线 BC 与 AD 平行。已知该玻璃的折射率
n 3 ，光在真空中的传播速度为 c ，求：
（1）夹角 的值；
（2）若45 ，从 A 发出的光线经多次全反射第一次回到 A 点的时间。
．（ 分）如图所示，一小物体（可看作质点）从斜面上的 点以 的初速度滑上斜面，上升
14 16 A v0 8m s
到最高点 B 后沿原路返回。若 A 到 B 的距离为 4m，斜面倾角37 。已知
sin37 0., 6 cos37 0.8 ，重力加速度大小 g10 m s2 ，求：
（1）物体沿斜面上滑时的加速度大小；
（2）物体返回 A 点时的速度大小；
（3）若以水平地面为零重力势能面，则物体返回过程中动能与重力势能相等的点C 相对水平地面的高度
h 。
15．（ 18 分）如图所示为电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线 PQ 将水平面分成左右两部分，左侧
平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场是方向垂直于水平面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应强
度大小均为 B10T． ，每个磁场宽度均为 L2m，右侧较远处的阻尼磁场是宽度为 L 、方向垂直于水平
面的匀强磁场，磁感应强度大小 。由漆包线制成的正方形金属线框 （首尾相连构成回路）共计
B0 abcd 5
匝，边长也为 L ，质量为 m40 kg ，总电阻为 r40 ，线框与 PQ 左侧粗糙水平面间的动摩擦因数
。现使驱动磁场以恒定速度 向右运动，线框由静止开始运动，经过一段时间后，线
0． 25 v0 13 m s
框做匀速运动。当 ab 边匀速运动到分界线时，立即撤去驱动磁场，线框继续运动越过分界线，然后继续
向右运动进入阻尼磁场。设整个过程中线框的 ab 边始终与分界线平行，重力加速度大小 g 取10 m s2 ，
求
（1）线框刚开始运动时的加速度大小；
（2）线框在驱动磁场中匀速运动时的速度大小；
（ ）要使线框整体不穿出阻尼磁场， 的大小应满足的条件。
3 B0
湖北省黄冈中学 5 月第四次模拟考试
物理试卷参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D A D B C B B ACD BC AD
11．C 直线
【解析】（1）由于 O 点为活结，同一根绳， AO 绳的拉力等于 BO 的拉力，根据对称性， AO 与竖直方向
d
的夹角和 BO 与竖直方向的夹角相等，设为 ，两竖直杆间距为 d ，由几何关系可知sin 又弹力的大
L
mg
小为 F 可知 B 点上下移动不影响 角，故两次 B 在竖直杆上的不同位置，则 FF 。
2cos 12
（2）以 O 点为研究对象，重力实际作用效果在竖直线上，因为误差的存在，两绳合力的理论值要与实际
值有一定偏差，故 B 图和 D 图不符合实际，由于两绳拉力总是相等，A 图也不符合实际，ABD 错误．C
正确。
（3）改变 B 的位置， B 是在右侧竖直方向运动，由几何关系可知， AO 与竖直方向的夹角不变，所以可
以观察到 O 点的轨迹是直线。
L
12．（ 1）6.725—6.726 1900 (2)
dR
UR( R)
（3）如图所 V 0
RIV U
【解析】（1）螺旋测微器的读数为 d6． 5 mm 22． 5 0． 01 mm 6． 725 mm 多用电表欧姆挡的“100 ”
挡测薄膜电阻值，根据题图可得其阻值为19 100 1900
（2）将薄膜展开，可看成电阻率为 ，长为 L ，横截面积为 Dd 的电阻。根据电阻定律求得
LL L
R 解得 D
S Dd dR
（3）根据电源电压可知，电压表量程偏小，故需要扩量程。由于电压表上电流可求，再结合电流表和
电压表偏转程度，故设计时外接式；由于是小阻值滑动变阻器，故采用分压式接法。综上分析，电路图如
下
U U UR( R)
两端的电压为 流过 的电流为 根据欧姆定律可 V 0
R UxV( RR0 ) R IIx R
RV RV RIC U
46R
13．（1） 30 （2）t
C
【解析】（1）如图所示由图中几何关系可知2
sin sin2
根据折射定律可得 n 2cos 3
sin sin
解得30
（2）设光线在璃圆柱体发生全反射临界角为 C ，
11
则有 sinc sin45
n 3
当45 时，光线经多次全反射回到 A 点的时间为
sR42
t
vv
c
又 n 3
v
46R
联立解得 t
C
．（ ） 2 （ ） （ ） ．
14 1 a1 8m s 2 vA 4 2m s 3 h 0 96 m
【解析】（ ）上滑过程有 2
1 02v01 axAB
解得 2
a1 8m s
（ ）上滑过程
2 mgsin mg cos ma1
下滑过程
mgsin mg cos ma2
2
vA2 ax2 AB
联立以上三式得
vA 4 2m s
（3）物体由 B 到 C 过程由动能定理得
h 1 2
mg( xABsin h) mgcos xAB mvc
sin 2
1
由题意得 mgh mv2
2 c
解得 h0． 96 m
．（ ） ． 2 （ ） （ ）
15 1 a 075m s 2 v1 3m s 3 BT0 22
【解析】（ ）线框开始运动时回路中电动势
1 E102 nBLv
E
回路中电流 I 1
r
线框受安培力
F1 2 nBIL
由牛顿第二定律得
F1 mg ma
联立以上四式得 a075m． s2
（ ）设匀速运动时速度为 则线框中电动势
2 v1 E22 nBL( v 01 v )
E
回路中电流 I 2
r
匀速运动时有 2nBLI mg