广东省2023-2024学年高三上学期期末物理试题试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是（ ）
A．大气压强增加
B．环境温度升高
C．向水银槽内注入水银
D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移
2、如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，下列说法中正确的是( )
A．水平拉力先增大后减小
B．水平拉力先减小后增大
C．水平拉力的瞬时功率先减小后增大
D．水平拉力的瞬时功率逐渐增大
3、用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下列四个选项中全部都应用了比值定义法的是
①加速度②电场强度③电容④电流⑤导体电阻⑥磁感应强度
A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②③④⑥ D．①③④⑥
4、图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则
A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应
B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应
C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变
D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
5、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的功率为P，司机为合理进入限速区，减小了油门，使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从司机减小油门开始，汽车的速度v与时间t的关系如图所示，则在0～t1时间内下列说法正确的是
A．汽车的牵引力不断减小 B．t=0时，汽车的加速度大小为
C．汽车行驶的位移为 D．阻力所做的功为
6、跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，已知运动员和他身上装备的总重量为G1，圆顶形降落伞伞面的重量为G2，有12条相同的拉线（拉线重量不计），均匀分布在伞面边缘上，每根拉线和竖直方向都成30°角。那么每根拉线上的张力大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，一根水平横杆上套有A、B两个轻环，拴柱水杯的等长细绳系在两环上，整个装置处于静止状态，现缓慢增大两环距离，则下列说法正确的是
A．杆对A环的支持力逐渐增大
B．杆对A环的摩擦力保持不变
C．杆对B环的支持力保持不变
D．细绳对B环的拉力逐渐增大
8、如图，在一个光滑水平面上以速度v运动的小球，到达A处时遇到一个足够长的陡坡AB，已知AB与竖直线之间的夹角为α，重力加速度取g。则小球（ ）
A．离开A到落到斜坡前的加速度为g
B．经时间t=落到斜面上
C．落在斜坡上的位置距A的距离为
D．落到斜坡上时的速度大小为
9、如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、3m、2m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g，则需要满足的条件是（ ）
A．木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2
B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为
C．轻绳拉力FT最大为
D．水平拉力F最大为
10、如图甲所示，一个匝数为n的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内P端电势高于Q端电势
B．0~t1时间内电压表的读数为
C．t1~t2时间内R上的电流为
D．t1~t2时间内P端电势高于Q端电势
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg＝10Ω、满偏电流Ig＝10mA的电流表、标识不清电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。
(1)其中电阻R2=_____Ω。
(2)选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为________mA。
(3)兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：
①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；
②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为____。
③用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为Rx＝____Ω。 (保留三位有效数字)
④小组成员拿来一块电压表，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中______表笔(填“红”或“黑”)接电压表的正接线柱，该电压表示数为1.45V，可以推知该电压表的内阻为________Ω。
12．（12分）把较粗的铜丝和铁丝相隔约几毫米插入苹果中就制成了一个水果电池。水果电池的电动势较小（约为），而内阻较大（约为）。用下列提供的器材设计电路，实现准确测量电动势和内阻。
A．苹果一个 B．较粗的铜丝和铁丝各一根
C．电流表（量程，内阻约） D．电流表（量程，内阻）
E.定值电阻（阻值为） F.滑动变阻器（）
G.开关、导线若干
(1)根据上述的器材设计测量电动势和内阻的实验电路，如图甲所示请根据图甲在图乙中进行实物连线______。
(2)实验中测量出多组数据，电流表的示数记为，电流表的示数记为，画出随变化的图像如图丙所示，根据图像可得，该水果电池的电动势________V，内阻________。
(3)要内阻减小，可采取________。
A．铜丝和铁丝距离近一些B。铜丝和铁丝插入深一些C。铜丝和铁丝更细一些
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，在光滑水平面上静止放置质量M=2kg、长L=2.17m、高h=0.2m的长木板C。距该板左端距离x=1.81m处静止放置质量mA=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ=0.2。在板右端静止放置质量mB=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计。A、B均可视为质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。现在长木板C上加一水平向右的力F，求：
(1)当F=3N时，小物块A的加速度；
(2)小物块A与小物块B碰撞之前运动的最短时间；
(3)若小物块A与小物块B碰撞之前运动的时间最短，则水平向右的力F的大小(本小题计算结果保留整数部分)；
(4)若小物块A与小物块B碰撞无能量损失，当水平向右的力F=10N，小物块A落到地面时与长木板C左端的距离。
14．（16分）如图所示，真空中有以O1为圆心，R为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端与y轴相切于坐标原点D，圆的最上端与平行于x轴的虚线MN相切于P点，磁场方向垂直纸面向里，第一象限内在虚线MN上方沿v轴负方向有平行于y轴的有界匀强电场（上边界平行于x轴，图中未画出）。现从坐标原点O在纸面内向坐标系的第一象限和第四象限内的不同方向发射速率均为v0的质子。己知沿x轴正方向发射的质子恰好从P点离开磁场进入电场，能到达电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度E和磁感应强度B大小未知，但满足关系，不计质子的重力、质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。
(1)求匀强电场上边界与虚线MN的间距d；
(2)在第四象限内沿与x轴正方向成角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终离开磁场区域的过程质子运动的时间t；
(3)若电场方向改为沿x轴的负方向，场强大小不变，如图所示，电场上边界位置也不变，y0=4R处有一平行于x轴的荧光屏，与y轴相交于Q点，由O点发射的所有质子最终均能打在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。
15．（12分）高空杂技表演中，固定在同一悬点的两根长均为L的轻绳分别系着男、女演员，他们在同一竖直面内先后从不同高度相向无初速摆下，在最低点相拥后，恰能一起摆到男演员的出发点。已知男、女演员质量分别为M、m，女演员的出发点与最低点的高度差为，重力加速度为g，不计空气阻力，男、女演员均视为质点
（1）求女演员刚摆到最低点时对绳的拉力大小；
（2）若两人接着从男演员的出发点一起无初速摆下，到达最低点时男演员推开女演员，为了使女演员恰能回到其最初出发点，男演员应对女演员做多少功？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
管内密封气体压强
绳子的拉力等于
S表示试管的横截面积，要想拉力增大，则必须使得玻璃管内部的液面高度上升，当增大，则h增大；温度升高，气体体积增大，对外膨胀，h减小；向水银槽内注入水银或者略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，都使得h下降，故A正确，B、C、D错误；
故选A。
2、D
【解析】
AB．
小球是以恒定速率运动，即做匀速圆周运动，小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T，三者的合力必是沿绳子指向O点，设绳子与竖直方向夹角是θ，F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上，则有
(1)
球由A点运动到B点θ 增大，说明水平拉力逐渐增大，故AB错误；
CD．由几何关系可知拉力F的方向与速度v的夹角也是θ，所以水平力F 的瞬时功率是
(2)
联立两式可得
从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F 的瞬时功率是一直增大的．故C错误，D正确。
故选D。
3、D
【解析】
①加速度与速度的变化量无关，所以加速度属于比值定义法；②电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以电场强度不属于比值定义法；③电容是由电容器本身的性质决定，其大小与带电量以及两板间的电压无关，所以电容属于比值定义法；④电流的大小由导体两端的电压和导体的电阻决定，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度，电流属于比值定义法；⑤电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，所以导体的电阻不属于比值定义法；⑥磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以属于比值定义法；
A. ①③⑤⑥与分析不符，故A错误；
B. ②③⑤⑥与分析不符，故B错误；
C. ②③④⑥与分析不符，故C错误；
D. ①③④⑥与分析相符，故D正确。
4、A
【解析】
在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，，此种光的频率大于金属的极限频率，故发生了光电效应.A、,同样光的频率大于金属的极限频率，故一定发生了光电效应，则A正确.B、，也能让金属发生光电效应，则B错误；C、由光电效应方程，入射光的频率变大，飞出的光电子的最大初动能也变大，故C错误；D、由知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定，而与入射光的光强无关，则D错误；故选A.
【点睛】波尔的能级跃迁和光电效应规律的结合；掌握跃迁公式，光的频率，光电效应方程.
5、C
【解析】
A．减小油门后，机车的功率保持不变，当速度减小时，根据P=Fv可知，牵引力增大，故A错误；
B．汽车以速度v0匀速行驶时，牵引力等于阻力，即有：F=f，发动机的功率为P，由
P=Fv0=fv0
得阻力
t=0时，功率为原来的一半，速度没有变，则
根据牛顿第二定律得：
故大小为，故B错误。
CD．根据动能定理得：
解得阻力做功为
设汽车通过的位移为x，由Wf=-fx，解得
故C正确，D错误。
故选C。
6、A
【解析】
以一根拉线为例，每根拉线拉力向上的分力
由共点力的平衡条件可知：
12F1=G1
解得：
；
A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、CD
【解析】
AC. 设水杯的质量为，以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力，力图如图所示，根据平衡条件得：
可得：
可见，水平横梁对铁环的支持力不变，故A错误、C正确；
B. 以环为研究对象，竖直方向：
水平方向：
联立解得：
减小时，变大，故B错误；
D. 设与环相连的细绳对水杯的拉力为，根据竖直方向的平衡条件可得：
由于绳子与竖直方向的夹角增大，则变小，绳子拉力变大，故D正确．
8、ABC
【解析】
A．小球离开A后做平抛运动，只受重力，加速度为g，即离开A到落到斜坡前的加速度为g，故A正确；
B．落在斜面上时位移方向与竖直方向的夹角为α，则有
解得
故B正确；
C．落在斜坡上时的水平位移
则落在斜坡上的位置距A的距离
故C正确；
D．落到斜坡上时竖直方向速度
则落到斜坡上时的速度大小
故D错误。
故选ABC。
9、BC
【解析】
A．设左侧A与C之间的摩擦力大小为Ff1，右侧B与D之间摩擦力大小为Ff2设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则
Ff1=4μ'mg，Ff2=3μ'mg
得
Ff1与Ff2之比为4：3，故A错误；
B．对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小
FT=4μ'mg
A刚要滑动时，静摩擦力达到最大值
FT=μmg
联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故B正确；
CD．对B、D整体分析，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以
故C正确，D错误。
故选BC。
10、AC
【解析】
A．时间内，垂直纸面向里的磁场逐渐增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，根据右手定则可知电流从流出，从流入，所以端电势高于端电势，故A正确；
B．时间内，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势为
电压表所测为路端电压，根据串联分压规律可知电压表示数
故B错误；
C．时间内，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可知通过回路的电流
故C正确；
D．时间内，根据楞次定律可知电流从流出，从流入，所以端电势低于端电势，故D错误。
故选AC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、24990 6.9 150Ω 67.4 黑 4350
【解析】
(1)[1]．根据闭合电路欧姆定律得
(2)[2]．由图甲所示电路图可知，选择开关接1时电表测量电流，其量程为10mA，由图示表盘可知，其分度值为0.2mA，示数为6.9mA；
(3)②[3]．由图丙所示电阻箱可知，电阻箱示数为：0×1000Ω+1×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=150Ω，此时指针指在中央，此为中值电阻等于欧姆表内阻都等于此时电阻箱阻值，即RΩ=150Ω；
③[4]．根据闭合电路欧姆定律有 满偏电流时
当电流表示数为
联立解得
E=1.5V
Rx=67.4Ω
④[5][6]．根据电流方向“黑出红进”的规律知，黑表笔接电压表正接线柱，根据闭合电路欧姆定律得 电压表的示数
解得电压表内阻
12、 1.2 300 AB
【解析】
(1)[1]．根据电路图，连接实物图如图。
(2)[2][3]．根据闭合电路欧姆定律，可得
I2（R0+R2）+（I1+I2）r=E
整理得
结合图象得
①
②
联立①②得：
E=1.2V
r=300Ω
(3)[4]．根据电阻定律有： 可知电阻随着L的减小而减小，随着S的增大而增大，故要内阻减小，可采用AB；
故选AB。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)1m/s2；(2)t=0.6s；(3)6N≤F≤26N；(4)x2=0.78m
【解析】
(1)若长木板C和小物块一起向右加速运动，设它们之间是静摩擦力为f，由牛顿第二定律得:
F=（M+mA）a
解得
a=1m/s2
则f=mAa=1N＜μmAg=2N，这表明假设正确，即A的加速度为1m/s2
(1)要使小物块A在与小物块B碰撞之前运动时间最短，小物块A的加速度必须最大，则A所受的摩擦力为最大静摩擦力或滑动摩擦力，有
μmAg=mAa1
解得
t=0.6s
(3)要使小物块A加速度最大，且又不从长木板C的左端滑落，长木板C的加速度有两个临界条件:
①由牛顿第二定律得:
F1=（M+mA）a1
则
F1=6N
②由牛顿第二定律得:
F2-f=Ma2
则
F2=26N
故6N≤F≤26N
(4)若小物块A与小物块B碰撞点距从长木板C的左端距离为x1
F3-f=Ma3
解得
x1=1.45m
设小物块A发生碰撞到从长木板C左端滑落的时间为t1，因有物块A、B发生弹性碰撞，速度交换，故有
解得
t1=0.5s
设小物块A碰撞到从长木板C左端滑落时各自的速度分别为vm、vM，小物块A落到地面时与长木板C左端的距离为x2
F3=Ma4
vm=a1t1
vM=a3t+a3t1
则有
vMt2+-vmt2=x2
x2=0.78m
14、（1）3R;（2） ;（3）
【解析】
(1)经分析，质子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径为R，进入电场后做匀减速直线运动，到达上边界时速度刚好减为零，在电场中，根据动能定理有
在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
又，联立解得
(2)质子在磁场和电场中的运动轨迹如图1所示，由几何知识知，质子第一次在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为，质子第二次在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为，则
质子在磁场中运动的总时间
质子在电场中运动的总时间
质子在无场区运动的总时间
故质子运动的总时间为
(3)经分析，所有质子经过磁场偏转后均沿平行于y轴的方向进入电场，轨迹如图2，质子做类平抛运动，质子刚好打在Q点时，有
联立解得
故沿y轴负方向发射的质子打在荧光屏上的位置离y轴最远，最远距离
出磁场时横坐标x在范围内的质子将打在y轴左侧的荧光屏上，有
联立解得
当时，即时，有最大值，最大值为
故质子打在荧光屏上发光的区域长度为
15、 (1) ；(2)
【解析】
(1)女演员从初始位置到最低点的过程，由机械能守恒定律得
在最低点时，对女演员，由牛顿第二定律得
联立解得
根据牛顿第三定律得女演员对轻绳的拉力大小为。
(2)男演员从初始位置摆至最低点的过程，由机械能守恒定律得
男、女演员在最低点相拥后获得共同速度，水平方向满足动量守恒
他们一起以相同速度摆到男演员的出发点，由机械能守恒定律得
他们再一起从男演员的出发点摆至最低点的过程，由机械能守恒定律得
男演员在最低点推开女演员，女演员恰能摆回初始位置仍满足
此过程男演员对女演员做的功
联立解得
