绝密★启用前
2023—2024学年高中毕业班阶段性测试（一）
物理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
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1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．如图所示为某质点运动的位移一时间图像．，关于质点在时间内的运动，下列说法正确的是（ ）
A．时间内和时间内位移相同
B．时间内和时间内平均速度不同
C．时间内做加速运动，时间内做减速运动
D．时间内做减速运动，时间内做加速运动
2．如图所示为氢原子能级示意图，现有大量氢原子处于能级上，用其跃迁辐射的光子照射某金属时，有三种频率的光子能使该金属发生光电效应，则该金属的逸出功可能为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平天花板上，另一端与一小球相连，在小球上施加一个拉力使小球处于静止状态．现保持拉力的方向不变，将拉力适当增大，要使小球仍静止在原来的位置，需再施加一个力，则施加的这个力可能是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，菱形金属框架由五段完全相同的金属棒连接组成，为菱形对角线，整个框架固定在垂直于框架平面向外的匀强磁场中．若由两端通入恒定电流，菱形框架四条边受到的总安培力大小为；剪断段金属棒，保持两端通入的电流不变，菱形框架四条边受到的总安培力大小为，则为（ ）
A． B． C． D．
5．2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利送入太空，与神舟十五号乘组胜利会师，会师时的情景如图1所示．若宇航员在空间站中测得空间站对地球的张角为，如图2所示，已知地球的第一宇宙速度为，则空间站在轨绕地球做圆周运动的线速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一个小球在离地一定高度处以大小为的速度水平向右抛出．在小球运动过程中一阵风从左向右沿水平方向吹来，使小球受到一个水平向右大小恒定的风力，风力作用时间为小球下落时间的一半．不计空气阻力，则风力作用时间越早（ ）
A．小球落地时的速度越大 B．小球落地时速度与竖直方向的夹角越大
C．风力对小球做功越少 D．小球在空中运动的水平位移越大
7．如图所示，半径为、粗细均匀的光滑圆环固定在竖直面内，一个质量为的小球套在圆环上可自由滑动．橡皮筋一端与小球连接，另一端固定在点，在圆环圆心正上方．将小球拉至点，此时橡皮筋处于伸长状态，且刚好与圆环相切，与竖直方向夹角为，为圆环最高点，为段圆环的中点．将小球由点静止释放，小球运动到点时橡皮筋处于原长，小球恰好能到达点，重力加速度为，橡皮筋在弹性限度内，则下列判断正确的是（ ）
A．小球运动到点时对圆环的作用力恰好为零
B．小球运动到点时速度最大
C．小球运动到点时的加速度大小为
D．小球开始运动时橡皮筋具有的弹性势能为
8．如图1所示为医生用超探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号就形成了超图像．若探头发出的超声波在人体内传播时在时刻的图形如图2所示，波沿轴正向传播，是波传播路径上的两个质点，质点的振动比质点的振动超前，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，质点与质点振动情况相同
B．超声波在人体中传播速度大小为
C．反射的超声波传播速度会小于探头发射的超声波速度
D．从时刻开始，当质点第一次回到平衡位置时，质点的位移和时刻的位移相同
9．如图所示，半径为的圆处在匀强电场中，电场线与圆所在的平面平行．和是圆的两个直径，为圆心，两直径的夹角为．沿直线从到，每过电势降，沿直线从到，每过电势降，则下列判断正确的是（ ）
A．点电势比点电势高
B．匀强电场的电场强度大小为
C．电场方向与垂直
D．将一个带负电的粒子从沿圆弧顺时针移动到，电势能不断增大
10．如图所示，间距为的光滑平行直导轨倾斜固定放置，导轨平面的倾角为，导轨上端接有阻值为的定值电阻．垂直于导轨平面向上的有界磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为，磁场的边界均垂直于导轨，两个磁场的宽度均为，磁场Ⅰ的下边界与磁场Ⅱ的上边界间的距离也为．质量为、有效电阻为的金属棒垂直导轨放置，离磁场Ⅰ上边界的距离为，由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒进入两个磁场时的速度相同，导轨电阻不计，重力加速度为，则（ ）
A．金属棒通过磁场Ⅰ的过程中，通过电阻的电荷量为
B．金属棒出磁场Ⅰ时的速度大小为
C．金属棒通过磁场Ⅰ过程中金属棒重力的冲量大小为
D．金属棒通过两个磁场过程中，电阻中产生的焦耳热为
二、非选择题：本题共6小题，共70分．
11．（6分）某课外兴趣小组用如图1所示的实验装置测当地的重力加速度．图中金属框由粗细均匀的金属条折成，实验时用铁夹夹着金属框．
（1）实验前用游标卡尺测金属条的直径，如图2所示，则金属条的直径______；
（2）用刻度尺测出金属框上、下两边的距离，实验时松开铁夹，金属框通过光电门，数字计时器先后两次测得挡光时间分别为，由此可求得当地的重力加速度为______（用测量的物理量符号表示）；
（3）调节光电门的高度多次实验，测得多组金属框先后挡光的时间，作图像，若图像与纵轴的截距为，则当地的重力加速度______（用表示）；如果用金属框上、下两边内侧间的距离作为上、下两边间距离，则测得的重力加速度与实际值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）．
12．（9分）某同学要测量电源电动势和内阻，设计了如图1所示电路．
（1）请根据图1电路图将图2实物图连接完整；
（2）实验时先将电阻箱接入电路的电阻调到最大，将开关合向1，闭合开关，调节电阻箱使电流表的指针偏转较大，记录电流表的示数、电压表示数、电阻箱接入电路的电阻，由此测得电流表内阻______；
（3）将开关合向2，多次调节电阻箱接入电路的电阻，测得多组电压表、电流表的示数，作图像，若图像与纵轴的截距为，图像的斜率绝对值为，则电池的电动势为______，内阻______（用表示）；实验结果______（填“存在”或“不存在”）因电表内阻引起的系统误差．
13．（10分）如图1所示，导热性能良好、内壁光滑的汽缸开口向上放置，其上端口装有固定卡环．质量为、面积为的活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内，开始时缸内封闭气体的体积为．现缓慢升高环境温度，使气体从状态变化到状态，缸内气体体积随温度变化的图像如图2所示，气体质量保持不变，已知大气压强为，重力加速度取．求：
（1）开始时环境的温度多高；气体变化到状态时气体的压强多大（压强保留2位小数）；
（2）若气体在整个过程中吸收的热量为，则整个过程缸内气体内能的增加量为多少．
14．（12分）如图1所示，质量为的单匝正方形金属线框用绝缘细线悬挂于天花板上且处于静止状态．线框平面在纸面内，线框的边长为，电阻为，线框的下半部分（总面积的一半）处于垂直纸面的有界磁场中，磁场的磁感应强度按图2所示规律变化，垂直纸面向里为正，线框始终不动，重力加速度为，图中为已知量．求：
（1）时刻，细线中的拉力多大；
（2）时间内，线框中的平均电动势多大；
（3）线框中感应电流的电功率多大．
15．（15分）如图所示，质量均为的物块用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的刚性轻绳连接，与地面接触，离地面的高度为，质量为的圆环套在轻绳上，在上方处．由静止释放圆环下落后与碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，不计与绳之间的摩擦和空气阻力，均可视为质点，重力加速度为，求：
（1）碰撞后瞬间，共同速度为多大；
（2）碰撞后，经过多长时间到达地面；
（3）若与发生的是弹性碰撞，则碰撞后当运动到地面时离地面的高度为多少．
16．（18分）在平面直角坐标系的第一象限内，有沿轴负方向的匀强电场，在第四象限内，虚线与轴之间有垂直于坐标平面向外的匀强磁场（含边界）．磁场下边界由两个半径为的四分之一圆弧和长为的线段组成，两圆弧的圆心均在轴上．在轴上坐标为的点，沿轴正向以速度射出一个质量为、电荷量为的带正电粒子，粒子经电场偏转后从点进入磁场，粒子在磁场中的运动轨迹恰好与圆弧相切，不计粒子的重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子在电场、磁场中运动的总时间．
2023—2024学年高中毕业班阶段性测试（一）
物理·答案
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1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．答案 B
命题透析 本题考查直线运动相关知识，考查考生的物理观念．
思路点拨 由图像可知，时间减速运动，时间内减速运动，C、D项错误；时间内和时间内位移大小相等，方向相反，位移不同，平均速度不同，A项错误，B项正确．
2．答案 C
命题透析 本题考查学生对原子物理章节知识的理解与应用，考查考生的物理观念．
思路点拨 由题意知，只有三种频率的光子能使该金属发生光电效应，则该金属的逸出功介于和之间，C项正确．
3．答案 D
命题透析 本题考查学生对共点力的平衡知识的理解与应用，考查考生的物理观念．
思路点拨 要使小球停留在原处，即弹簧的弹力大小、方向不变，因此方向不变，大小增大，则需要加的力应与方向相反，大小等于的增量，D项正确．
4．答案 A
命题透析 本题考查学生对电路及安培力知识的理解与应用，考查考生的科学思维．
思路点拨 段没有剪断时，设每条边长为，菱形框架四条边受到的安培力，剪断段后，菱形框架四条边受到的安培力，A项正确．
5．答案 A
命题透析 本题考查学生对万有引力定律及宇宙航行知识的理解与应用，考查考生的物理观念．
思路点拨 设地球的半径为，空间站在轨运行的轨道半径为，根据题意有，空间站在轨运行时，，根据题意，，解得，A项正确．
6．答案 D
命题透析 本题考查学生对平抛运动及做功知识的理解与应用，考查考生的科学思维．
思路点拨 小球在竖直方向做自由落体运动，小球运动时间恒定，小球在水平方向受到风力作用，风力大小恒定，作用时间恒定，因此水平方向速度变化量恒定，落地时的速度大小、方向恒定，A、B项错误；风力作用时间内小球水平位移恒定，因此做功恒定，C项错误；风力作用时间越早，水平方向小球以最大水平速度运动的时间越长，水平位移越大，D项正确．
7．答案 D
命题透析 本题考查学生对圆周运动及机械能守恒定律知识的理解与应用，考查考生的推理论证能力．
思路点拨 小球运动到点时速度为零，对圆环的作用力大小等于小球的重力，A项错误；小球从到过程，速度先增大后减小，B项错误；小球运动到点时，沿切线方向加速度大小为，沿半径方向加速度不为零，因此合加速度大于，C项错误；根据机械能守恒，小球开始运动时橡皮筋具有的弹性势能为，D项正确．
8．答案 BD
命题透析 本题考查学生对机械波相关知识的理解与应用，考查考生的物理观念．
思路点拨 时刻，质点与质点振动速度方向相反，振动情况不同，A项错误；超声波的传播速度，B项正确；波在同一介质中传播速度大小相同，C项错误；用平移波形法可知，从时刻开始，当质点第一次回到平衡位置时，质点的位移和时刻的位移相同，D项正确．
9．答案 ABD
命题透析 本题考查学生对电场相关知识的理解与应用，考查考生的科学思维及推理论证能力．
思路点拨 由题意知，从到电势降低，从到电势降低，因此点比点电势高，A项正确；中点与点等势，点与中点连线即为等势线，由几何关系可知，这个连线与垂直，因此电场方向沿方向，C项错误；电场强度大小，B项正确；沿圆弧从点移到点，电势逐渐降低，因此带负电的粒子的电势能不断增大，D项正确．
10．答案 BD
命题透析 本题考查学生对电磁感应、机械能、动量定理等知识的理解与应用，考查考生的科学思维及推理论证能力．
思路点拨 金属棒通过磁场Ⅰ的过程中，通过电阻的电量，A项错误；根据金属棒进两个磁场时的速度相同知，金属棒出磁场Ⅰ时的速度与金属棒从静止开始运动距离时的速度相同，即，B项正确；金属棒刚进磁场Ⅰ时的速度大小，金属棒通过磁场Ⅰ过程，根据动量定理，，解得，C项错误；设电阻上产生的焦耳热为，根据能量守恒有，解得，D项正确．
11．答案（1）8.40 （2） （3） 偏大
命题透析 本题金属框的竖直下落为背景，考查自由落体等相关知识，考查学生的实验探究能力．
思路点拨 （1）20分度的游标卡尺的精确度为，则小球的直径为；
（2）根据运动学公式，解得；
（3）由得，根据题意有，解得；若用金属框上、下两边内侧间的距离作为上、下两边间距离，则的测量值偏小，则测得的重力加速度与实际值相比偏大．
12．答案（1）如图所示
（2） （3） 不存在
命题透析 本题以测电动势、内阻为背景，考查闭合电路欧姆定律等相关知识，考查学生的实验探究能力．
思路点拨 （1）电路连接如图所示；
（2）电流表的内阻；
（3）由得到，结合图像得电源电动势，由，得到，因为数据处理时考虑了电流表内阻，实验不存在因电表内阻引起的系统误差．
13．命题透析 本题考查学生对热力学定律知识的理解与应用，考查考生的科学思维．
思路点拨 （1）气体从变化到发生的是等压变化
则
由图2可知，
解得
开始时，缸内气体压强
气体从状态变化到状态，发生等容变化，则
解得
（2）气体从到过程对外做功为
根据热力学第一定律，整个过程气体内能增量
14．命题透析 本题考查学生对电磁感应、电功率等知识的理解与应用，考查考生的科学思维．
思路点拨 （1）时刻，，因此感应电流为零，安培力为零
根据力的平衡，悬线的拉力
（2）时间内，
根据法拉第电磁感应定律，这段时间内平均电动势
（3）由于磁感应强度随时间按余弦规律变化，则产生的电流为正弦交流电，则电动势的最大值
有效值
则电功率
15．命题透析 本题考查学生对机械能、动量守恒、弹性碰撞等知识的理解与应用，考查考生的科学思维．
思路点拨 （1）设与碰撞前瞬间速度大小为，根据机械能守恒有
解得
设碰撞后共同速度为，根据动量守恒有
解得
（2）与碰撞后粘在一起，一起向下做匀加速直线运动，设加速度为，根据牛顿第二定律
解得
设运动时间为，根据运动学公式
解得
（3）若和发生的是弹性碰撞，设碰撞后和的速度大小分别为，根据动量守恒有
根据能量守恒
解得
碰撞后做匀速直线运动，从碰撞到运动到地面所用时间
这段时间内，圆环做竖直上抛运动，设运动的位移为，则
即当物块到达地面时，也刚好运动到地面，即这时离地面的高度为0
16．命题透析 本题考查学生对带电粒子在电场、磁场中的运动等知识的理解与应用，考查考生的科学思维及推理论证能力．
思路点拨 （1）设匀强电场的电场强度大小为，粒子在电场中做类平抛运动，则
根据牛顿第二定律
解得
（2）根据题意，粒子在磁场中做圆周运动的半径
设粒子进磁场时的速度大小为，根据动能定理
解得
设粒子第一次进磁场时，速度与轴正向的夹角为，则，解得
设匀强磁场的磁感应强度大小为，根据牛顿第二定律
解得
（3）设粒子第一次出磁场的位置离距离为，则
根据对称性可知，粒子第三次进磁场的位置离点的距离为
根据对称性可知，粒子第三次进磁场后的轨迹恰好与段圆弧相切，由此可知
粒子在电场中运动的时间
粒子在磁场中运动的时间
粒子在电场、磁场中运动的总时间
