沧衡名校联盟高三年级 2023—2024 学年上学期期末联考 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、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分．每小题只有一个选项符合题目要
求.
1. 2023 年 8 月 25 日，新一代人造太阳“ 中国环流三号 ”取得重大科研进展，首次实现 100 万安培等离子
体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。关于聚变反应
1 (2)H +1 (3) H 2 (4) He + X ，下列说法正确的是( )
A. X 为质子
B. 核聚变和核衰变均是可逆的
C. 质量亏损相同时，聚变比裂变释放更多的能量
D. 1 (2)H 的比结合能小于2 (4)He
【答案】D
【解析】
【详解】A ．根据质量数、电荷数守恒， X 应为中子，故 A 错误：
BC ．核聚变和核衰变是不可逆的，亏损相同的质量时，聚变和裂变释放的能量相同，故 BC 错误；
D ．聚变放出能量，所以 1 (2)H 的比结合能小于2 (4)He ，故 D 正确。
故选 D。
2. 如图所示， 一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光 a、b，光束 a、b 与法线的
夹角分别为a 、 β ,则光束 a 、b 通过玻璃砖的时间之比为( )
sin2β sin2a cosa sina
A. sin2a B. sin2β C. cosβ D. sinβ
【答案】A
【解析】
【详解】根据折射定律为
sinθ c
n = =
sina v
几何关系可得
l = d
cosa
时间
t =
联立解得
dsinθ
t =
csina . cosa
所以有
ta sin2β
=
tb sin2a
故选 A。
3. 光滑的水平面上有一个静止的物体，某时刻一水平向右的恒定拉力作用在物体上，以向右为正方向，物
体的动能Ek 与拉力的冲量 I 之间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对物体应用动量定理可得
I
由动能表达式
Ek =
= mv 一 0
1 2 I2
mv =
2 2m
根据数学知识可知动能Ek 与拉力的冲量 I 之间关系为一开口向上的二次函数的右半部分。
故选 C。
4. 我国自主研制了大型客运机 C919 。一架 C919 大飞机自身质量为5 104 kg ，不载客时离地起飞速度为 80m/s，载客首航离地起飞速度为 88m/s。设飞机获得的升力大小与飞机在平直跑道上滑行的速度平方成正
比，若每位乘客及所带行李的平均质量为 75kg，则可估算该飞机首航载客人数约为( )
A. 130 人 B. 140 人 C. 150 人 D. 160 人
【答案】B
【解析】
【详解】飞机获得的升力大小与飞机在平直跑道上滑行的速度平方成正比，设比例系数为 k ，飞机空载起
飞时有
kv1 (2) = Mg
载客离地起飞时有
kv2 (2) = (M + nm)g
解得飞机首航载客人数约为
n = 140人
故选 B。
5. 如图所示，细绳拉着小球在竖直平面内沿逆时针方向做半径为 R 的圆周运动，P 是过圆心的直线上的一
点，OP 所在直线为竖直方向。A 是圆周上的一点，OA 连线与竖直方向成 60。角，当小球运动到 A 点时，
细绳断了，小球经过 P 点时速度方向刚好与 OP 垂直。不计空气阻力， P 点与圆心 O 的距离为( )
A. 2R B. 1.75R C. 1.5R D. 1.25R
【答案】D
【解析】
【详解】细绳断后，小球做斜抛运动，运动至 P 点的时间为
水平方向有
竖直方向有
P 点与圆心 O 的距离为
故选 D。
v sin 60。
t =
g
R sin 60。= vt cos 60。
(v sin 60。)2 = 2gh
d = h + R cos 60。= 1.25R
6. 如图所示，劲度系数为 k 的轻弹簧，一端固定于倾角为θ的光滑绝缘斜面顶端的挡板上，另一端连接绝 缘带正电可视为质点的小球 A，小球的质量为 m ，电量为 q，弹簧处于原长时小球在 O 点。在空间中加一 平行于斜面向上的匀强电场， 电场强度大小为 E，将小球从 O 点由静止释放， 小球沿斜面运动至 M 点时加
速度为零，重力加速度为 g，则小球从 O 点运动至 M 点过程中，小球的( )
A. 机械能一直增加 B. 机械能先增大后减小
C. 位移大小为x = D. 电势能的增加量等于重力势能的减少量
【答案】C
【解析】
【详解】AB ．小球沿斜面运动至 M 点时加速度为零，该过程中弹力和电场力均做负功，所以机械能减
小，故 AB 错误；
C ．在 M 点时
mg sinθ= Eq + kx
位移大小
mg sinθ- qE
x =
k
故 C 正确；
D ．根据能量守恒可知，电势能和弹性势能的增加量等于重力势能的减少量，故 D 错误。
故选 C。
7. 据报道，新一代人造太阳磁约束原理简化为如图所示，在环形区域Ⅱ内存在垂直纸面的匀强磁场，中心 区域Ⅰ内为粒子源且无磁场，所有粒子都不会越出环形区域磁场的外边界。已知等离子体中带电粒子的平均
动能与等离子体的温度T 成正比。下列说法正确的是( )
A. 核聚变的原理已成功应用于工业核发电
B. 核能是可再生能源
C. 若带电粒子比荷为k ，最大速度为 v ，环形磁场的宽度为 d，则磁感应强度至少为
D. 若等离子体的温度变为原来的 2 倍，则所需的磁感应强度也变为原来的 2 倍
【答案】C
【解析】
【详解】A ． 目前核发电的原理是核裂变，而可控核聚变尚未实现工业核发电，故 A 错误；
B ．核能是一种不可再生的能源，故 B 错误；
C ．由图可知
粒子运动的最大半径等于 ，由
qBv = m
可得半径公式
mv
r =
qB
其中
q = k
m
故
2v
B =
kd
故 C 正确；
D ．由
(
B
=
=
kd
qd
)2v 2
可知，磁感应强度B 正比于 ，而 Ek 正比于温度T ，所以 B 正比于 ，故若等离子体的温度变为原
来的 2 倍，则所需的磁感应强度也变为原来的 倍，故 D 错误。
故选 C。
二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．每小题有多个选项符合题目要
求．全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分.
8. 如图所示， 一列简谐波沿x 轴正方向传播，实线为t = 0 时刻的波形，虚线为t = 1s 时的波形，下列说法
正确的是( )
A. 该波的周期为4s
B. t = 2s 时， x = 2m 处的质点正在向y 轴正方向运动
C. 波速大小可能为5m/s
D. 0 - 2s 内该波上所有质点运动的路程可能为4m
【答案】CD
【解析】
【详解】A ．简谐波沿x 轴正方向传播，由波形图可知
nT + = 1s
故 A 错误；
C ．波速
λ
v =
T
当n = 1 时， v = 5m/s ，故 C 正确；
B ．根据“上下坡 ”规律可得， t = 2s 时， x = 2m 处的质点恰好向下通过平衡位置，故 B 错误； D ．当周期为4s时，传播时间为半个周期，则所有质点运动的路程均为2A = 4m ，故 D 正确。
故选 CD。
9. 2023 年 5 月，货运飞船天舟六号对接中国空间站，形成的组合体绕地球飞行的轨道视为圆轨道，轨道半
径为地球半径的 16 (17) ，周期为 T 。地球视为均匀球体，引力常量为 G ，则( )
A. 飞船的发射速度大于11.2km / s
B. 组合体绕地球飞行的速度小于7.9km / s
C. 地球密度为(|（1 (1)6 (7)3 . G (3)T (π)2
D. 周期T 大于24h
【答案】BC
【解析】
【详解】A ．11.2km / s 是第二宇宙速度，是脱离地球引力束缚的最小发射速度，而天舟六号绕地球飞行，
则其发射速度小于11.2km / s ，故 A 错误；
BD ．设地球质量为M ，组合体质量为 m ，轨道半径为 r ，由
G r (M)2 (m) = m r (v2)
= m 2 r
可得
v =
(
GM
r
)
3
r
(
,
)T = 2π
GM
可知r 越大，线速度v 减小，周期T 越大，组合体的轨道半径大于地球半径而小于地球同步卫星轨道半径，
其绕地球飞行的速度小于7.9km / s ，周期小于 24h，故 B 正确， D 错误；
C ．设地球的轨道半径为R ，由万有引力充当向心力有
G r (M)2 (m) = m (|（T (2π)2 r
解得
4π2 r3
M =
GT2
而地球的体积
V = πR3
则可得地球的密度
p =
由已知条件可得
r = 16 (17) R
联立以上各式解得
p = (|（ 1 (1)6 (7)3 . G (3)T (π)2
故 C 正确
。
故选 BC。
10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1 = 100 ，副线圈匝数 n2 = 20 ，正弦式交流电源的电压有效值
为E = 170V ，电源内阻不计。开关 S 断开，小灯泡L(20V, 40W)、L1 (30V, 30W) 均恰好正常发光，
L2 与L1 相同，电容器 C 极板间有一质量为m = 0.01kg 的带电小球处于静止状态，极板间距为
d = 3 cm 。重力加速度g 取10m/s2 ，下列说法正确的是( )
A. 小球带负电，电荷量为1x 10一4 C
B. R1 = 100a
C. 开关S 闭合后，要使小球保持静止，需左移滑动变阻器R 的滑片
D. 开关S 闭合后，要使小球保持静止，需右移滑动变阻器R 的滑片
【答案】AB
【解析】
【详解】A ． L1 正常发光，所以n3 电压为U3 = 30V ，电流 I3 = 1A ，由于二极管的单向导电性，电容器
上极板带正电，小球带负电，且
U3
mg = q
d
解得
q = 1x 10 4 C
故 A 正确；
B ．L 正常发光， n2 两端电压U2 = 20V ，电流 I2 = 2A ，根据
U1 n1
=
U2 n2
解得
U1 = 100V
由能量守恒
U1I1 = U2I2 + U3I3
解得
I1 = 0.7A ，R1 = = 100Ω
故 B 正确；
CD ．开关S 闭合后，电容器所带电荷量不变，场强不变，不需要移动滑动变阻器，小球就能保持静止，移
动滑动变阻器不影响电容器，故 CD 错误。
故选 AB。
三、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分.
11. 某同学观看“天宫课堂 ”的惯性演示实验后受到启发，自行设计了一个在“天宫实验舱 ”内探究弹簧 弹性势能的实验方案。实验装置如图 1 所示，实验仪器有：轻弹簧、带有遮光片的滑块、游标卡尺、刻度
尺、光电门。
（1）实验中涉及到下列操作步骤
A ．用游标卡尺测遮光片的宽度 d；
B ．重复D、E 中的操作，得到与x 的关系如图 3 所示；
C ．将轻弹簧放在桌面上，左端固定，右端与一带有遮光片的滑块接触但不拴接；
D ．向左推滑块使弹簧压缩一段距离，用刻度尺测量弹簧的压缩量x ；
E ．由静止释放滑块，滑块离开弹簧后，记录滑块通过光电门的挡光时间 Δt ；
上述步骤正确的操作顺序是： A （填写步骤前面的字母）。
（2）用游标卡尺测遮光片的宽度示数如图 2 所示，则d = mm 。
（3）滑块离开弹簧时速度大小的表达式为 （用 Δt, d 表示）.
（4）由此实验可得出对于同一根弹簧，弹簧被压缩x 时的弹性势能Ep 与弹簧的压缩量x 的
（填“一次方 ”或“二次方 ”）成正比的结论。
（5）本实验中若要求出弹簧在某一压缩量时的弹性势能，还需要测量 （填选项序号）。
A ．弹簧原长 B ．滑块离开弹簧时到光电门的距离 C ．滑块（含遮光片）的质量
【答案】 ①. CDEB ②. 3.75 ③. ④. 二次方 ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验目的和实验设计思路，用游标卡尺测遮光片的宽度 d，将轻弹簧放在桌面上，左
端固定，右端与一带有遮光片的滑块接触但不拴接，向左推滑块使弹簧压缩一段距离，用刻度尺测量弹簧
的压缩量x ，由静止释放滑块，滑块离开弹簧后，记录滑块通过光电门的挡光时间 Δt ；重复上述操作，得
到 与x 的关系，故本实验操作顺序应该是 ACDEB。
（2）[2]由游标卡尺读数规则可知，示数为
3mm + 0.05 15mm = 3.75mm
（3）[3]由于“天宫实验舱 ”中物体处于完全失重状态，所以滑块在运动过程始终不受桌面的摩擦力，滑
块离开弹簧后一直做匀速直线运动；根据光电门测速原理得滑块通过光电门速度
d
v =
Δt
这个速度也是滑块离开弹簧时的速度大小。
（4）[4]图线是过原点的倾斜直线，所以滑块的速度v 与形变量x 成正比；弹性势能转化为动能，即
E弹 =
(
Mv
)1 2
2
即弹性势能与速率的平方成正比，则弹性势能与压缩量的平方成正比。
（5）[5]弹簧的弹性势能等于物体离开弹簧时增加的动能，故应求解物体的动能，根据动能表达式可知，
还需测量滑块（含遮光片）的质量。
故选 C。
12. 某同学要测量一段金属丝的电阻率，实验室提供的实验器材有：
A ．粗细均匀的待测金属丝，长度 L 约 0.5m，电阻约 4Ω
B ．电压表（0~3V、内阻约 3kΩ)
C ．电流表（0~0.6A、内阻约 1Ω)
D ．滑动变阻器 R（最大阻值 10Ω)
E ．毫米刻度尺、螺旋测微器
F ．电源（电动势 3V、内阻不计）、开关 S 及导线若干
（1）首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度 L，以下四个读数符合毫米刻度尺读数规则的是
（填选项序号）。
A ．L = 50cm B ．L = 50.0cm C ．L = 50.00cm D ．L = 50.000cm
（2）用螺旋测微器测金属丝直径，如图 1 所示，金属丝直径的测量值d = mm。
（3）为了更准确测出金属丝的电阻，选用图 （选填“2 ”或“3 ”）更能减小实验误差。根据选择
的电路图，完成相应的实物图连线 。
（4）电路连接好之后，调整滑动变阻器触头到最左端，然后闭合开关 S，改变滑动变阻器的触头位置，记 录下电压表读数 U 和对应的电流表读数 I，通过多次调整滑动变阻器的触头位置，得到多组 U、I 数据。利
用图像法处理数据，作出如图 5 所示的U - I 图像。
根据图像可得到金属丝的电阻测量值Rx = a，结合金属丝长度 L 和直径 d 的测量值，可得金属丝
的电阻率p = Ω . m （结果均保留 2 位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. 0.500 ③. 3 ④. ⑤. 4.5
⑥. 1.8 x 10一6
【解析】
【详解】（1）[1]毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度，可精确读数至毫米，并估读一位。符合毫米刻
度尺读数规则的是
L = 50.00cm
故选 C。
（2）[2]金属丝直径的测量值
d = 0 + 50.0 x 0.01mm = 0.500mm
（3）[3]电压表阻值远大于待测金属丝，为减小实验误差，电流表应外接，故为了更准确测出金属丝的电
阻，应选用图 3。
[4]实物图连线如图所示。
（4）[5]金属丝的电阻测量值
ΔU 2.20 一 0.40
R = = a = 4 5a
x ΔI 0.5 一 0.1 .
[6]金属丝的横截面积为
S =
根据电阻定律
Rx = P
金属丝的电阻率
P = π4 (d)L (2R)x = 3.140 (.5)0 (x)2一2x 4.5 Ω . m 心 1.8 x 10一6 Ω . m
13. 生活中常见到这样的现象：给热水瓶灌上开水并用软木塞将瓶口盖紧，过一会儿，软木塞会蹦起来， 再塞紧软木塞，经过一段时间后，要拔出软木塞又会变得很吃力。如图所示， 一热水瓶的容积为2L，现
倒入温度为90℃的热水1.5L ，盖紧瓶塞，设塞住瓶口瞬间封闭空气的温度为 57℃,压强等于外界大气
压。已知大气压强p0 = 1.0 x 105 Pa ，瓶口的截面积 S = 10cm2 ，瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力为 fm = 11N 。瓶塞密封良好不漏气且重力忽略不计，瓶中气体可视为理想气体，不考虑瓶内水蒸气的影
响。
（1）若热水温度保持不变，通过计算判断瓶塞会不会蹦起来？
（2）当瓶内气体的温度降至 24℃时，至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？
【答案】（1）瓶塞不会蹦起来； （2）F = 21N
【解析】
【详解】（1）设瓶中气体温度升至 90。C ，依题意有
p0 p1
=
T0 T1
其中
T0 = (273 + 57)K = 300K
T1 = (273 + 90)K = 363K
瓶塞内外气体压力差最大值
‘F = (p1 一 p0 )S
其中
S = 10cm2 = 1.0 x 10一3 m2
代入数据解得
‘F1 = 10N < fm
可见瓶塞不会蹦起来；
（2）瓶中气体温度由 57。C 降至24。C ，依题意，有
p0 p2
=
T0 T2
其中
T0 = 300K
T2 = (273 + 24)K = 297K
瓶塞内外气体压力差
‘F2 = (p0 一 p2 )S = 10N
设至少用力F 才能将瓶塞拔出，则根据力的平衡
F = ΔF2 + fm
解得
F = 21N
14. 如图所示，水平平行金属导轨MN、PQ 与固定在竖直面内半径为R = 0.2m 的四分之一圆弧轨道
NO1、QO2 分别相切于N、Q, A、B 分别为NO1、QO2 的中点，轨道左端接有R1 = 0.5Ω 的定值电阻。 质量为m = 1kg 的导体棒ab 接入电路部分的电阻为R0 = 2Ω ,两水平导轨之间有竖直向下的匀强磁场，
磁感应强度大小为B = 1T 。初始时，导体棒静置于磁场左边界， NQ 为磁场右边界，导轨间距为
L = 1.0m 。现给 ab 棒v0 = 3m/s 的初速度使其沿导轨向右运动，运动过程中ab 棒始终与导轨垂直且恰好
能够到达O1O2 处，所有轨道均光滑且不计电阻，重力加速度g 取10m/s2 。求：
（1）ab 棒第一次通过四分之一圆弧轨道的中点时，对 A 点的压力大小；
（2）磁场区域的长度 s 。
(
,
15
)【答案】（1）FA = 2 N ；（2）s = 2.5m
【解析】
【详解】（1）对于导体棒从 AB 到O1O2 ，由动能定理得
(
o
1
2
)一mgRcos 45 = 一 2 mvA
在 AB 处受力分析得
2FA 一 mg cos 45o =
解得
(
A
=
2
)F 15 N
则由牛顿第三定律知ab 棒在中点位置时对 A 点的压力大小为
FA (,) = FA = N
（2）对于导体棒从 NQ 到O1O2 ，由动能定理得
1 2
一mgR = 一 2 mvNQ
对于导体棒从开始运动至第一次到达NQ ，由动量定理得
BILΔt = mv0 一 mvNQ
又导体切割磁感线产生的平均电动势
ΔΦ BLs
E = =
Δt Δt
平均电流
I = E
R0 + R1
解以上各式得
s = 2.5m
15. 如图，水平轨道 OAB 与圆弧轨道BC 在B 点相切连接，水平轨道DE 置于圆弧轨道右上方，三轨道位
于同一竖直平面内。 BC 段圆心为 O, ，圆心角θ= 37o ，半径 r = 0.5m ，D 与 C 点的高度差 h = 0.45m ，
轨道 AB 长l1 = 2m ，DE 长l2 = 3m 。用质量m = 0.2kg 的滑块（视为质点） 将弹簧压缩后由静止释放， 滑 块在 A 点脱离弹簧，从 C 点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道DE 滑行，与挡板EF 弹性碰撞后（无 能量损失， 且碰撞时间极短） 停在距离D 点2m处．轨道 AB 和DE 粗糙， 其他光滑， 不计空气阻力， 滑块
与轨道 AB 间的动摩擦因数 μ = 0.5 ，重力加速度g 取10m / s2 ，sin37o = 0.6 ，cos37o = 0.8 ，求：
（1）滑块与 DE 轨道间的动摩擦因数 μ, 及滑块在DE 轨道上因摩擦产生的热量；
（2）滑块飞离 C 点时对圆弧轨道的压力大小FN (,) ；
（3）弹簧的弹性势能Ep 。
【答案】（1） μ, = 0.2 ，Q = 1.6J ；（2）FN (') = 11.6N ；（3）Ep = 4.7J
【解析】
【详解】（1）滑块从 C 点飞出做抛体运动，设飞出时滑块速度为 v ，如图所示，将 v 分解
水平方向
vx = v cos 37。
竖直方向
vy = v sin 37。
又
vy (2) = 2gh
由以上三式，解得
vx = 4m / s ，vy = 3m / s ，v = 5m / s
滑块恰好从D 点沿水平方向进入轨道DE ，运动 s = 4m 停下，由动能定理有
解得
一 μ,mgs = 0 一 mvx (2)
μ, = 0.2
由功能关系知，滑块在D 点的动能最终都转化为热能，即
Q = mvx (2)
解得
Q = 1.6J
（2）设滑块飞离 C 点时，轨道对滑块支持力为FN ，对滑块在 C 点由牛顿第二定律有
FN 一 mg cos 37。= m
代入数据得
FN = 11.6N
依据牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力大小
FN (,) = FN = 11.6N
（3）滑块由 A 到 C，对滑块由能量守恒定律有
Ep 一 μmgl1 = mv2 + mgr(1 一 cos 37。)
代入数据得
Ep = 4.7J沧衡名校联盟高三年级 2023—2024 学年上学期期末联考 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、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分．每小题只有一个选项符合题目要
求.
1. 2023 年 8 月 25 日，新一代人造太阳“ 中国环流三号 ”取得重大科研进展，首次实现 100 万安培等离子
体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。关于聚变反应
1 (2)H +1 (3) H 2 (4) He + X ，下列说法正确的是( )
A. X 为质子
B. 核聚变和核衰变均是可逆的
C. 质量亏损相同时，聚变比裂变释放更多的能量
D. 1 (2)H 的比结合能小于2 (4)He
2. 如图所示， 一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光 a、b，光束 a、b 与法线的
夹角分别为a 、 β ,则光束 a 、b 通过玻璃砖的时间之比为( )
A.
sin2β
sin2a
B.
sin2a
sin2β
C.
cosa
cosβ
D.
sina
sinβ
3. 光滑的水平面上有一个静止的物体，某时刻一水平向右的恒定拉力作用在物体上，以向右为正方向，物
体的动能Ek 与拉力的冲量 I 之间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 我国自主研制了大型客运机 C919 。一架 C919 大飞机自身质量为5 根104 kg ，不载客时离地起飞速度为 80m/s，载客首航离地起飞速度为 88m/s。设飞机获得的升力大小与飞机在平直跑道上滑行的速度平方成正
比，若每位乘客及所带行李的平均质量为 75kg，则可估算该飞机首航载客人数约为( )
A. 130 人 B. 140 人 C. 150 人 D. 160 人
5. 如图所示，细绳拉着小球在竖直平面内沿逆时针方向做半径为 R 的圆周运动，P 是过圆心的直线上的一 点，OP 所在直线为竖直方向。A 是圆周上的一点，OA 连线与竖直方向成 60。角，当小球运动到 A 点时，
细绳断了，小球经过 P 点时速度方向刚好与 OP 垂直。不计空气阻力， P 点与圆心 O 的距离为( )
A. 2R B. 1.75R C. 1.5R D. 1.25R
6. 如图所示，劲度系数为 k 的轻弹簧，一端固定于倾角为θ的光滑绝缘斜面顶端的挡板上，另一端连接绝 缘带正电可视为质点的小球 A，小球的质量为 m ，电量为 q，弹簧处于原长时小球在 O 点。在空间中加一 平行于斜面向上的匀强电场， 电场强度大小为 E，将小球从 O 点由静止释放， 小球沿斜面运动至 M 点时加
速度为零，重力加速度为 g，则小球从 O 点运动至 M 点过程中，小球的( )
A. 机械能一直增加 B. 机械能先增大后减小
C. 位移大小为x = D. 电势能的增加量等于重力势能的减少量
7. 据报道，新一代人造太阳磁约束原理简化为如图所示，在环形区域Ⅱ内存在垂直纸面的匀强磁场，中心
区域Ⅰ内为粒子源且无磁场，所有粒子都不会越出环形区域磁场的外边界。已知等离子体中带电粒子的平均
动能与等离子体的温度T 成正比。下列说法正确的是( )
A. 核聚变的原理已成功应用于工业核发电
B. 核能是可再生能源
(
2
v
kd
)C. 若带电粒子比荷为k ，最大速度为 v ，环形磁场的宽度为 d，则磁感应强度至少为
D. 若等离子体的温度变为原来的 2 倍，则所需的磁感应强度也变为原来的 2 倍
二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．每小题有多个选项符合题目要
求．全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分.
8. 如图所示， 一列简谐波沿x 轴正方向传播，实线为t = 0 时刻的波形，虚线为t = 1s 时的波形，下列说法
正确的是( )
A. 该波的周期为4s
B. t = 2s 时， x = 2m 处的质点正在向y 轴正方向运动
C. 波速大小可能为5m/s
D. 0 - 2s 内该波上所有质点运动的路程可能为4m
9. 2023 年 5 月，货运飞船天舟六号对接中国空间站，形成的组合体绕地球飞行的轨道视为圆轨道，轨道半
径为地球半径的 16 (17) ，周期为 T 。地球视为均匀球体，引力常量为 G ，则( )
A. 飞船的发射速度大于11.2km / s
B. 组合体绕地球飞行的速度小于7.9km / s
C. 地球密度为(|（1 (1)6 (7)3 . G (3)T (π)2
D. 周期T 大于24h
10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1 = 100 ，副线圈匝数 n2 = 20 ，正弦式交流电源的电压有效值
为E = 170V ，电源内阻不计。开关 S 断开，小灯泡L(20V, 40W)、L1 (30V, 30W) 均恰好正常发光，
L2 与L1 相同，电容器 C 极板间有一质量为m = 0.01kg 的带电小球处于静止状态，极板间距为
d = 3 cm 。重力加速度g 取10m/s2 ，下列说法正确的是( )
A. 小球带负电，电荷量为1x 10一4 C
B. R1 = 100a
C. 开关S 闭合后，要使小球保持静止，需左移滑动变阻器R 的滑片
D. 开关S 闭合后，要使小球保持静止，需右移滑动变阻器R 的滑片
三、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分.
11. 某同学观看“天宫课堂 ”的惯性演示实验后受到启发，自行设计了一个在“天宫实验舱 ”内探究弹簧 弹性势能的实验方案。实验装置如图 1 所示，实验仪器有：轻弹簧、带有遮光片的滑块、游标卡尺、刻度
尺、光电门。
（1）实验中涉及到下列操作步骤
A ．用游标卡尺测遮光片的宽度 d；
B ．重复D、E 中的操作，得到与x 的关系如图 3 所示；
C ．将轻弹簧放在桌面上，左端固定，右端与一带有遮光片的滑块接触但不拴接；
D ．向左推滑块使弹簧压缩一段距离，用刻度尺测量弹簧的压缩量x ；
E ．由静止释放滑块，滑块离开弹簧后，记录滑块通过光电门的挡光时间 Δt ；
上述步骤正确的操作顺序是： A （填写步骤前面的字母）。
（2）用游标卡尺测遮光片的宽度示数如图 2 所示，则d = mm 。
（3）滑块离开弹簧时速度大小的表达式为 （用 Δt, d 表示）.
（4）由此实验可得出对于同一根弹簧，弹簧被压缩x 时的弹性势能Ep 与弹簧的压缩量x 的
（填“一次方 ”或“二次方 ”）成正比的结论。
（5）本实验中若要求出弹簧在某一压缩量时的弹性势能，还需要测量 （填选项序号）。
A ．弹簧原长 B ．滑块离开弹簧时到光电门的距离 C ．滑块（含遮光片）的质量
12. 某同学要测量一段金属丝的电阻率，实验室提供的实验器材有：
A ．粗细均匀的待测金属丝，长度 L 约 0.5m，电阻约 4Ω
B ．电压表（0~3V、内阻约 3kΩ)
C ．电流表（0~0 6A、内阻约 1Ω)
.
D ．滑动变阻器 R（最大阻值 10Ω)
E ．毫米刻度尺、螺旋测微器
F ．电源（电动势 3V、内阻不计）、开关 S 及导线若干
（1）首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度 L，以下四个读数符合毫米刻度尺读数规则的是
（填选项序号）。
A ．L = 50cm B ．L = 50.0cm C ．L = 50.00cm D ．L = 50.000cm
（2）用螺旋测微器测金属丝直径，如图 1 所示，金属丝直径的测量值d = mm。
（3）为了更准确测出金属丝的电阻，选用图 （选填“2 ”或“3 ”）更能减小实验误差。根据选择
的电路图，完成相应的实物图连线 。
（4）电路连接好之后，调整滑动变阻器触头到最左端，然后闭合开关 S，改变滑动变阻器的触头位置，记 录下电压表读数 U 和对应的电流表读数 I，通过多次调整滑动变阻器的触头位置，得到多组 U、I 数据。利
用图像法处理数据，作出如图 5 所示的U - I 图像。
根据图像可得到金属丝的电阻测量值Rx = Ω,结合金属丝长度 L 和直径 d 的测量值，可得金属丝
的电阻率p = Ω . m （结果均保留 2 位有效数字）。
13. 生活中常见到这样的现象：给热水瓶灌上开水并用软木塞将瓶口盖紧，过一会儿，软木塞会蹦起来，
再塞紧软木塞，经过一段时间后，要拔出软木塞又会变得很吃力。如图所示， 一热水瓶的容积为2L，现 倒入温度为90℃的热水1.5L ，盖紧瓶塞，设塞住瓶口瞬间封闭空气的温度为 57℃,压强等于外界大气
压。已知大气压强p0 = 1.0 105 Pa ，瓶口的截面积 S = 10cm2 ，瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力为
fm = 11N 。瓶塞密封良好不漏气且重力忽略不计，瓶中气体可视为理想气体，不考虑瓶内水蒸气的影
响。
（1）若热水温度保持不变，通过计算判断瓶塞会不会蹦起来？
（2）当瓶内气体的温度降至 24℃时，至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？
14. 如图所示，水平平行金属导轨MN、PQ 与固定在竖直面内半径为R = 0.2m 的四分之一圆弧轨道
NO1、QO2 分别相切于N、Q, A、B 分别为NO1、QO2 的中点，轨道左端接有R1 = 0.5Ω 的定值电阻。 质量为m = 1kg 的导体棒ab 接入电路部分的电阻为R0 = 2Ω ,两水平导轨之间有竖直向下的匀强磁场，
磁感应强度大小为B = 1T 。初始时，导体棒静置于磁场左边界， NQ 为磁场右边界，导轨间距为
L = 1.0m 。现给 ab 棒v0 = 3m/s 的初速度使其沿导轨向右运动，运动过程中ab 棒始终与导轨垂直且恰好
能够到达O1O2 处，所有轨道均光滑且不计电阻，重力加速度g 取10m/s2 。求：
（1）ab 棒第一次通过四分之一圆弧轨道的中点时，对 A 点的压力大小；
（2）磁场区域的长度 s 。
15. 如图，水平轨道 OAB 与圆弧轨道BC 在B 点相切连接，水平轨道DE 置于圆弧轨道右上方，三轨道位
于同一竖直平面内。 BC 段圆心为 O, ，圆心角θ= 37o ，半径 r = 0.5m ，D 与 C 点的高度差 h = 0.45m ，
轨道 AB 长l1 = 2m ，DE 长l2 = 3m 。用质量m = 0.2kg 的滑块（视为质点） 将弹簧压缩后由静止释放， 滑
块在 A 点脱离弹簧，从 C 点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道DE 滑行，与挡板EF 弹性碰撞后（无 能量损失， 且碰撞时间极短） 停在距离D 点2m处．轨道 AB 和DE 粗糙， 其他光滑， 不计空气阻力， 滑块
与轨道 AB 间的动摩擦因数 μ = 0.5 ，重力加速度g 取10m / s2 ，sin37。= 0.6 ，cos37。= 0.8 ，求：
（1）滑块与 DE 轨道间的动摩擦因数 μ, 及滑块在DE 轨道上因摩擦产生的热量；
（2）滑块飞离 C 点时对圆弧轨道的压力大小FN (,) ；
（3）弹簧的弹性势能Ep 。
