保密★启用前
2023—2024学年度第一学期期末考试
高三物理试题（B）
2024.01
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2，答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出“光子”概念并给出光电效应方程，密立根通过实验验证其理论的正确性。如图所示，当频率为v的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过，则（ ）
A．用频率小于v的可见光照射阴极K，电流表上一定没有电流通过
B．当滑动变阻器的滑片位于左端时，电流表的示数一定为0
C．在光照条件不变的情况下，在滑动变阻器的滑片由左向右移动的过程中，通过电流表的电流可能先增大后不变
D．对调电源的正负极，由左向右移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数刚减小到零时，电压表的示数为5.6V，则阴极K金属的逸出功是5.6eV
2．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是（ ）
A．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
B．运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
C．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细
D．运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗
3．如图甲，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。一物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后与薄板始终粘连在一起。物块从开始下落到最低点的过程中，位移-时间图像如图乙所示，其中为物块刚接触薄板的时刻，为物块运动到最低点的时刻。弹簧形变在弹性限度内，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A．时刻物块的速度最大
B．时刻物块的加速度大小为
C．时间内物块所受合力的方向先竖直向下后竖直向上
D．段曲线和段曲线分别为抛物线的一部分
4．2023年12月27日，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，采取一箭四星的方式成功将天目一号气象星座19-22卫星发射升空。若天目一号卫星绕地球的运行可视为匀速圆周运动，其轨道离地高度h小于同步卫星的离地高度，地球的半径为R，地球表面附近重力加速度大小为g，忽略地球的自转，下列关于天目一号卫星的说法正确的是（ ）
A．从发射到进入预定轨道整个过程均处于失重状态
B．进入预定轨道后的运行速度大小为
C．进入预定轨道后的向心加速度大小为
D．进入预定轨道后的运行周期大于24小时
5．关于图中所示的热学相关知识，描述正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙中，在由变到的过程中分子力做负功
C．图丙中，曲线1对应的温度比曲线2对应的温度低
D．图丁中，完成循环需要外界对理想气体做功
6．如图所示，一个边长为的正六边形处于匀强电场中，匀强电场方向与该正六边形在同一平面内，将一个电荷量为的试探电荷从点移动到点电场力做功，从点移动到点电场力做功。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的电场强度大小为
B．匀强电场的方向为从点指向点
C．点和点间的电势差
D．点和点问的电势差
7．如图所示，两个波源和分别位于和处，产生两列简谐横波分别沿轴正方向和轴负方向相向传播，两列波的传播速度均为，振幅均为时刻的波形图如图，此刻平衡位置在和处的质点刚开始振动，下列说法正确的是（ ）
A．时，经过平衡位置向上振动
B．波源和刚开始振动时的起振方向都向下
C．时，处的质点处于波峰处
D．形成稳定干涉图样后，处的质点为振动加强点
8．如图所示，轻质细线一端连接在物体上，另一端绕过三个光滑轻质小滑轮1、2、3后连接在地面上，轻弹簧竖直放置，上端与物体相连，下端固定在水平面上，小物体挂在小滑轮2上。物体质量分别为和，用手托住物体，使细线刚好被拉直，时刻将物体由静止释放，运动过程中始终未接触地面。时刻，物体具有向上的加速度和向上的速度。已知重力加速度为，弹簧劲度系数为，且始终在弹性限度内，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．物体组成的系统机械能守恒
B．时刻物体的加速度大小为
C．运动过程中的任意时刻，与重力的功率之比始终为
D．时间内弹簧的弹性势能减少了
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，理想变压器所接电源的输出电压为为三个完全相同的灯泡，灯泡和变压器的原线圈串联，灯泡并联接在副线圈回路中，定值电阻，交流电流表为理想电表，当开关闭合时三个灯泡都正常发光，电流表示数为。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原副线圈的匝数比为
B．灯泡的额定电压为
C．电源输出的功率为
D．当开关断开时，灯泡会变暗
10．某半径为的类地行星表面有一单色点光源，其发出的光经过厚度为、折射率的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如图所示，则（ ）
A．截面内有光线射向太空的区域所对应的圆心角为60°
B．截面内有光线射向太空的区域所对应的圆心角为30°
C．若大气层的厚度增加则有光线射向太空的区域所对应的圆心角将增大
D．若大气层的厚度增加则有光线射向太空的区域所对应的圆心角将减小
11．某商家为了促销推出弹珠抽奖游戏，游戏模型如图所示，平面游戏面板与水平面成角固定放置，面板右侧长为的直管道与半径为的细圆管轨道平滑连接，两者固定在面板上。圆管轨道的圆心为，顶端切线水平。游戏时，向下拉动“拉手”，放手后将弹簧顶端的小弹珠（可视为质点）弹出，若弹珠直接打中面板底部的中奖区域，则获得相应奖励，若弹珠打中侧面挡板，则抽奖无效。已知弹珠质量，中奖区域长度，其等分为如图所示的五个中奖区域，不计所有摩擦和阻力，弹簧的长度忽略不计，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A．当弹珠从圆管轨道顶端以的速度飞出时，弹珠对轨道的压力为，方向沿斜面向上
B．当弹珠从圆管轨道顶端以的速度飞出时，顾客获得三等奖
C．顾客要想获得一等奖，弹簧初始弹性势能的取值范围应为或
D．只要弹簧初始弹性势能足够大，就一定可以获得一等奖
12．如图所示，导体棒放置于足够长的水平光滑平行金属导轨上，导轨左右两部分的间距分别为和，导体棒的质量分别为和，接入电路的电阻分别为和，导轨电阻忽略不计。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，两导体棒均以相同的初速度开始向右运动，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒始终在窄轨道上运动，导体棒始终在宽轨道上运动，直到最后两导体棒达到稳定状态。下列正确的是（ ）
A．运动过程闭合回路中的最大电流为
B．稳定状态时导体棒和的速度都为
C．运动过程中导体棒产生的焦耳热为
D．从开始运动直到稳定状态时流过导体棒某一横擮面的电荷量为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）一次下雨天，小华不经意间转动手中的雨伞，发现水珠向四周飞出，如图甲。受此启发，小华按此原理设计了一实验测当地重力加速度，实验设计如下：一带槽水平圆盘在电动机带动下匀速转动，槽边缘有一小孔，一较长浅色铁条用细线悬挂，其下端靠近圆盘边缘，如图乙所示。向圆盘槽内注入红色墨水，转动中有红色墨水从小孔沿水平方向甩出，烧断细线，铁条自由下落。实验后在铁条上留有清晰红色细条纹痕迹，在铁条上每连续5条细条纹痕迹做一标记，分别记为A、B、C、D，用刻度尺测得AB、CD段的距离分别为、（单位：米），如图丙所示。已知盘转动周期为T（单位：秒），则（以下结果均用题干所给物理量表示）
甲 乙 丙
（1）相邻标记之间的时间间隔为________；
（2）小孔经过B点时，铁条的速度大小为________；
（3）由此可测得当地重力加速度大小为________。
14．（8分）某物理兴趣小组要测量一个电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
A．待测电源（电动势约为，内阻约为）
B．电压表（量程为，内阻约为）
C．电流表（量程为，内阻约为）
D．滑动变阻器（阻值范围，最大允许电流）
E．电阻箱（最大阻值）
F．开关和导线若干
（1）为了完成实验，该同学先扩大了电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图甲所示的电路图，按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：
甲 乙 丙
①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；
②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到；
③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为时，电阻箱的读数为，则电压表的内阻为________，该值________电压表内阻的真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。
④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________。
（2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图乙所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的蚛头，读出电压表示数和电流表示数，作出图像如图丙所示，则电源的电动势为________，内阻为________（结果保留两位小数）。
15．（8分）如图所示，快递分拣线上有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为，乙的速度为，图中虚线为传送带中线。一质量为可视为质点的小包裏从传送带甲的左端中线处由静止释放，小包裹在离开甲之前已经与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，滑至乙中线处时恰好相对乙静止。已知小包裹与两传送带间的动摩擦因数均为0.25，重力加速度大小取。
（1）要使小包裹在离开传送带甲之前与甲的速度相同，则小包裹释放的位置距传送带乙的左侧边缘L至少为多少？
（2）求小包裹滑上传送带乙后所受摩擦力的大小及方向。
16．（8分）如图所示为某款按压式吸液结构原理图，它由导液管、单向阀门A、弹簧、可动塑料管、单向阀门B、储液筒等组成。其中单向阀门A由质量不计的塑料小球和定位装置组成，单向阀门B由质量为m的玻璃小球和定位装置组成。当向下按压顶盖时带动可动塑料管向下移动，储液筒内气体压强变大，阀门B关闭，阀门A打开，使储液筒内气体流出，松手后，弹簧将可动塑料管弹开，阀门A关闭，阀门B打开，液体通过导液管进入储液筒，重复按压就能把液体“吸”出瓶外。已知按压前阀门A、B间气体的体积为，按压至最低位置时，阀门间气体的体积为。假设按压前导液管内外液面相平，阀门B与瓶内液体上表面的高度差为，导液管的横截面积为，瓶内液体密度为。整个过程认为气体的温度保持不变，外界大气压强为，重力加速度为。求：
（1）单向阀门B第一次刚被液体顶开时，储液筒内气体的压强；
（2）此装置要想正常工作，单向划门B中玻璃小球质量的最大值。
17．（14分）某款生物电疗仪结构如图所示，在平面内存在有区域足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。位于坐标原点处的离子源能在平面内持续发射质量为、电荷量为的负离子，其速度方向与轴夹角的最小值为，且各个方向速度大小随变化的关系为，式中为未知定值。已知的离子恰好通过坐标为的点，不计离子的重力及离子间的相互作用，忽略磁场的边界效应。
（1）求关系式中的值；
（2）在的界面上，有离子通过的区域所对应纵坐标的取值范围；
（3）在界面右侧加一定宽度且平行于轴的匀强电场，如图所示，电场强度大小。为使所有离子都不能穿越电场区域的右边界，求所加电场的宽度至少为多大？
18．（16分）如图所示，质量为的木板静止在光滑水平面上，在距离木板右端处有一固定挡板，质量为的小物块从木板的左端以大小为的初速度向右滑上木板，小物块与木板间的动摩擦因数为，木板足够长，小物块可视为质点，木板与挡板的碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短，重力加速度大小取，求：
（1）若在与碰撞前与已达到共同速度，则至少为多少；
（2）若，整个运动过程中相对于运动的路程为多少（结果保留三位有效数字）；
（3）若要使与第一次碰撞前瞬间与的动量相等，则为多少；
（4）若，则和会碰撞几次。
高三物理试题（B）参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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．C 2．A 3．C 4．B 5．C 6．D 7．C 8．D
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．AD 10．AC 11．BC 12．AD
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）
（1）（2分） （2）（2分） （3）
14．（8分）
（1）③4980.2 大于 ④9
（2）7.95 0.60
15．（8分）
（1）设小包裹的质量为
对小包裹
解得
（2）摩擦力的大小
小包裹滑上传送带乙后，相对于传送带的速度有水平向右的和向后的，其合速度方向与水平方向间的夹角如图所示，而滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，
所以小包裹所受摩擦力的方向与水平方向成斜向上
16．（8分）
（1）以单向阀门为研究对象，列平衡方程，有
解得
（2）此装置要想正常工作，则按压第一次后阀门中的玻璃球必须被导液管中的空气顶开，
根据玻意耳定律有
若玻璃球刚被顶开，列平衡方程，有
解得
17．（14分）
（1）由于的离子恰好通过坐标为的点，此时离子的速度为，运动半径为
由牛顿第二定律
得
（2）对于任意的速度方向与轴成角的离子，设其在磁场中的运动半径为，如图所示
由牛顿第二定律得
且有
解得
故所有离子做圆周运动的轨道圆心均在界面上，且速度方向垂直于界面；
所以当时，
故离子通过界面时坐标的最小值为
离子通过界面时坐标的最大值为
故在的界面上，有离子通过的区域所对应纵坐标的取值范围为
（3）为使离子不穿越电场区域的右边界须保证最大速度为的离子不能穿越电场区域
方法一：设离子在进入电场时，除了有垂直于界面的初速度，还有两个大小相等、方向相反的沿界面的速度，且如图所示
令
可得
则离子的运动可等效为：速度为竖直向上的匀速直线运动和速度为的顺时针匀速圆周运动，
其中
与水平方向的夹角
则该离子做圆周运动时满足
可得
则所求电场的最小宽度
方法二：设离子在电磁场叠加区域的水平速度和竖直速度分别为，则恰好能重回界面的离子到达右边界的速度方向与界面平行，设其为，对该离子竖直方
向运用动量定理有
求和得
又由动能定理得
可得电场的最小宽度为
18．（16分）
（1）选向右的方向为正方向，从开始运动到达到共同速度的过程：
对组成的系统根据动量守恒：
得
对根据动能定理：
得
（2）因为，碰撞前已经达到共速，碰撞后原速率反弹向左减速，减速到零后向左加速，最后一起匀速，所以只能碰一次。
A、C碰撞后对A、B根据动量守恒：
全程对根据能量守恒：
得
（3）根据题意：
得
从开始到第一次碰前对A、B：
得
对根据动能定理：
得
（4）方法一：
对A：由得
由得
由得
对B：由得
由于，碰撞次数多于1次，
第一次碰撞时：得
第二次碰撞时：得
由于即，第二次碰撞后总动量为0，速度同时减速到0。
故A和C会碰撞2次。
方法二：
对A：由得
由得
由得
对B：由得
由于，碰撞次数多于1次，
设碰撞次后总动量为0，
则即
从开始到第次碰撞的时间：
由
得，故和会碰撞2次。
