2023-2024 学年高三上学期期末考试
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 1～7 题只有一
项符合题目要求，每小题 4 分；第 8～10 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 m／s2，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
物理试题 第 1页（共 6页）
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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 v－t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θ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 2msinθ
B．剪断竖直绳瞬间，b的加速度大小为 gsinθ
C．剪断竖直绳之后，a、b将保持相对静止并沿斜面下滑 mgsinθ
D．剪断弹簧瞬间，绳上的张力大小为 mgsinθ
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
C U．
I 变大 D．电源的效率增大
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Φ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Φ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
OP q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
B 2mvB．垂直纸面向里， 3ql v
8mv 37 Q
C O．垂直纸面向外， B A3ql
B 3mvD．垂直纸面向外， 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（q＞0）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θ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、θ、L、g表示）。
1
（2）用△E 2k＝ 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：
△E －p（×10 2 J） 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38
△Ek（×10－2 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θ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 Ω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 Ω）
B．电流表（0～3 A，内阻约 0.025 Ω）
C．电流表（0～0.6 A，内阻约 0.125 Ω）
D．电压表（0～3 V，内阻约 3 kΩ）
E．电压表（0～15 V，内阻约 15 kΩ）
F．滑动变阻器（0～5 Ω，额定电流 1 A）
G．滑动变阻器（0～1000 Ω，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________Ω
（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θ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；
（2 1）金属杆 ab运动的加速度为 g sin 时，金属杆2 ab消耗的电热功率 P。
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μ，求 B在 A上滑过的距离△x；
（2）若 B以 v1＝3.0 m／s的初速度冲上 A，木板 A最终速度的大小为 v＝1.5 m／s；若 B
以 v2＝6.5 m／s冲上 A，木板 A最终速度的大小也为 v＝1.5 m／s。已知 B与 A间的动摩
擦因数μ＝0.3，g取 10 m／s2。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θ＝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 d1＝1.0 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 L＝1.2 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 d2＝0.3 m。现将一带负电
的小球从桌面上的 P点以初速度 v0＝3 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 m＝10 C/kg，P点与
小孔 M在垂直于电场方向上的距离 s＝0.2 m。不考虑空气阻力。sin53 ＝0.8，cos53 ＝0.6。
（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 t＝0 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
v 桌面0 5/3
s
c θ L d21 Q
M O x 0 π 2π 3π t/s
d1 B c 25 25 253
－5/3
c2
甲 乙
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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
11． （1） ? (2分)（2） d t (2分) （3） C (2分)
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)
mg sin 2
13. (1) mg R r sin 答案 (2) r
B2L2
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 mgsinθ＝FA，(1分)
又 FA＝BIL，(1分)
E
由闭合电路欧姆定律可得 I ，(1分)
R r
E=BLvm （1分）
v mg R r sin 联立解得 m B2L2
。(1分)
(2) 由牛顿第二定律mg sin BIL ma (2分)
I mg sin 可得
2BL
又 P＝I2r，(2分)
mg sin
2
解得P r (1分)。
2BL
2
14．（1 Mv） 0 （2）2.5m
2 (M m)g
【详解】（1）由题意可知，木板 A和滑块 B的系统动量守恒，则有：
(1分)
1 1
由系统能量守恒定律有 mv20 m M v2 Q (1分)2 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 mv1 (M m)v：(1分) mv2 Mv mv3 (2分)
1
由动能定理 mg(x L) 1 mv2 1 23 mv2 ； (2分) mgx Mv
2 0 (1分)
2 2 2
以上方程联立可求得：L=2.5m (1分)
15.答案 (1)6N/C(2) 1 T B 3≤ ≤ 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 s＝v0t，(1分)
在平行于电场方向上，有 at＝v0tanθ，(1分)
根据牛顿第二定律有 qE＝ma，(1分)
代入数据解得 E＝6N/C。(1分)
(2) v0小球通过M点的速度 v＝ ＝5 m/s，(1分)
cosθ
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 L－R1
几何关系有 ＝ ，(1分)
L＋d2－R1 R1
qvB v
2
由 ＝m ，(1分)
R
mv mv 2
得 B＝ ，即 B1＝ ， 解得 R1＝ m，
qR qR1 3
B 31＝ 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 R2＝d1，(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 T≤B≤ T。(1分)
2 4
(3) 小球进入磁场中做匀速圆周运动，半径 r mv＝ ＝0.3 m，(1分)
qB
2 r 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β＝30°，一个周期内小球沿 x 轴方向运动的位移为 2r＋2rsinβ＝0.9 m，而 L－0.9 m＝
0.3 m r 330 11 ＝ ，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， t1 T360 0
s(1分)
100
小球离开磁场到打在平板 c3上所用时间
t d22＝ ＝0.06s s，(1分)v
小球从M点到打在平板 c3上所用时间
t t 11 6 11 6 1 t2 0.4 s。(1分)结果是分数的也给分100 100 100
答案第 3页，共 3页
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