福建省莆田市涵江区2023-2024学年下学期高三最后一测
物理试卷
一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 24 分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目 要求。）
1．2024 年 2 月 10 日 20 时，在厦门环岛路黄厝沙滩和金门烈屿沙滩同步开启约 30 分钟的海峡两岸春节焰 火晚会，共燃放 7 万余枚赛事级环保微烟低硫的盆花造型、花束造型和特效造型烟花，璀璨的烟花为 观众呈现了一场焰火视觉盛宴。这场晚会不仅寄托着民众对新春的祝福与期待，也蕴涵了两岸同胞血 浓于水的亲情。下列说法正确的是
A．观察烟花造型时可以把烟花看成质点
B．烟花的速度变化越快，加速度一定越大
C．每个烟花从点燃到炸开的过程中重力做功一定相等 D．“2024 年 2 月 10 日 20 时”和“30 分钟”都表示时间
2．日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海，引起国际社会的共同谴责，核废水即使经处理，但还 是含有氚、锶-90、铯-137、碘-129 等放射性元素，核废水一旦排海将在 57 天内扩散至太平洋大半个区 域，10 年后蔓延至全球海域。其中137Cs是最具危害的放射性元素，半衰期为 30 年。它能通过 衰变 放射出 射线，并衰变为新核，用X 表示其元素符号。其下列说法正确的是
A．铯发生 衰变的衰变方程为155Cs 156X 1e B．核废水排放到海水中，可以减小放射性元素的半衰期 C．核能来自于原子核反应中的质量亏损，遵循规律 E mc
D．137Cs的比结合能大于新核137 X的比结合能大
3．如图将一根筷子竖直插入装有水的圆形玻璃杯中，从图中视角方向观察到筷子水中的像与筷子位置发 生了侧移，下列判断正确的是
A．此时增大玻璃的厚度一定会使像发生更明显的侧移 B．像发生侧移是因为水中筷子反射的光在玻璃壁处发生了两次折射 C．如将筷子放在圆形玻璃杯的中心轴上，也能看到筷子的像侧移 D．如将筷子沿所在直径向左侧移动，筷子在水中的像会一直在筷子的右侧
4．电场方向平行于 x 轴，其电势 随 x 的分布可简化为如图所示的折线。一个带负电的粒子( 忽略重力)在 电场中以 x 0为中心、沿 x 轴方向做周期性运动。规定 x轴正方向为电场强度 E 、加速度a、速度v的 正方向，下图分别表示 x 轴上各点的电场强度 E ，粒子的加速度a、速度v和动能Ek 随 x 的变化图像，其中正确的
A． B．
C． D．
二、双项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题给出的四个选项中，每题有 2 项符合题 目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分）
如图，半径为 R 的光滑半球体固定在水平面，球的最高点处有一个小物体，若小物块无初速下滑，小 物块在 A 点离开球面，此时通过圆弧的圆心角为，不计空气阻力，则
A．小物块离开球面时的速度为 2
B．cos = 3 C．小物块离开球面时下降的高度 h=2R
D．小物块落地时与圆心的距离为 3 R+27R（ 23 5）
6．地球本身是一个大磁体，其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种 理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流，且地球自西向东的自转速度正在变慢。 基于此理论，下列判断正确的是
A．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
B．环形电流方向与地球自转方向相同
C．对垂直射向地球表面的宇宙射线中的高能带电粒子，在南北极所
受到阻挡作用最弱，赤道附近最强
D．低纬度地区不易看到极光，是因为低纬度地区磁场最弱
10．（3 分）为测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学以纸面内一点 O 为原点建立 x 轴，P 为 x 轴上
一点（未画出），以 O 为圆心、OP 为半径画圆，从 P 点起沿圆周顺时针测量圆上各点的电势φ和转过的
角度θ并绘制φ-θ图像，当 OP 距离分别为 r0、2r0、3r0 时对应图像①、②、③，在θ0 时它们的电势均达到
最大值，其值分别为 2φ0、3φ0、4φ0，M、N 为三条曲线的交点，则 O 点的电势为 ，场强的大小
为 ，曲线③对应的 r 取值为 。
11．（3 分）图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中 有
一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，初始气体压
强为 p0 、温度为 0 ，现启动加热模式使气体温度升高到 3 0 ，此过程中气体吸
收的热量为 Q，内胆中气体体积不变，气体的内能 （填“增加”“减小”
或“不变”），且其变化量 U = ，此时内胆中气体的压强 p= 。
12．（6 分）某同学设计了实验验证力的平行四边形定则，实验步骤如下：①用天平测得物块 A 的质量为 m，
②如图甲两根竖直杆相距为 D，用长为 L 的不可伸长的轻绳，穿过光滑的轻质动滑轮，动滑轮下端连接物
体 A，轻绳两端分别固定在杆上 P、Q 两点，在轻绳的左端连接力传感器，力传感器的重力忽略不计。改
变物块 A 的质量 m，记录力传感器的示数 F，重力加速度为 g。
（1）要验证力的平行四边形定则，力传感器的示数 F 与物块 A 的质量 m 满足关系式 （用题中给出
的物理量表示）。
（2）轻绳的 Q 端沿杆向上移动到 Q'的过程中，可以观察得出滑轮与细绳接触点 O 的轨迹是在一条
（填“曲线”或“直线”）上。将两根竖直杆间距 D 增大，力传感器的示数 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）某同学改变物块 A 的质量，作 F－m 的图像，如图乙，图像的斜率为 k，但是他忘记了记录绳长 L 的大小，可否利用图乙和已知物理量求出 L？ （填“可以”或“不可以”）。
13．（6 分）利用 DIS 电流传感器可以测量电容器的电容。让充电后的电容器通过大电阻 R 放电，电流传
感器 A 与计算机连接，记录放电电流 I 随时间 t 变化的图像，图像与坐标轴围成的面积，数值上等于电容
器的带电荷量 Q（可用 DIS 系统软件计算）Q 与充电电压 U 的比值即为电容器的电容 C。
（1）图甲、图乙为放电法测量电容的两种电路原理图，开关 S 先与 1 端相连，充电结束后，读出电压表
的示数。然后把开关掷向 2 端，记录 I t 图像，测量出电容器的带电荷量 Q。为了减小误差，在甲、乙两
图中，应选 图为测量电路。
（2）DIS 系统软件记录的放电电流 I 随时间 t 变化的图像可能是 。
A． B． C． D．
(3)某同学选择了正确的实验电路图，经过实验操作获得了多组数据，如下表所示：
请根据以上数据，在丙图中作出Q U 图象，由图象可得该电容器的
电容是 μF（结果保留两位有效数字）。
(4)该同学在完成电容的测量实验后，把一多用表的选择开关调到欧姆挡，正确调零后把红黑表笔同时与电 容器的两极接触，请你描述接触后多用表指针的偏转情况 。
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14．（9 分）如图所示，在一个足够长，宽为 l 的长方形区域中，存在一垂直纸面向内的匀强磁场，一质量
为 m，电荷量为+q 的粒子以速度 v0 从О点垂直于磁场边界进入匀强磁场，最终粒子会从 A 点离开，且速度
方向与直线 AB 的夹角为 30°，粒子重力不计。求：
（1）О点到 B 点之间的距离；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小 B； （3）粒子在磁场中运动的时间。
15. （12 分）如图所示，半径 R＝0.4 m 的光滑圆弧轨道 BC 固定在竖直平面内，轨道的上端点 B 和圆心 O
的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点 C 为轨道的最低点且与光滑水平面相切，一根轻质弹簧的右端连
接着 M=0.3 kg 的滑块静止在平面上．质量 m＝0.1 kg 的小物块（可视为质点）从空中 A 点以 v0＝2 m/s 的
速度被水平抛出，恰好从 B 点沿轨道切线方向进入轨道，经过 C 点后沿水平面向右运动（g 取 10 m/s2）．求：
（1）小物块经过圆弧轨道上 B 点时速度 vB 的大小和所用时间 t；
（2）小物块经过圆弧轨道上 C 点时对轨道的压力大小； （3）弹簧的弹性势能的最大值 Epm。
16.（18 分）如图，电容器的电容为 C，初始带电量为 Q，开关 S 断开，导轨光滑，处于磁感应强度为 B
的磁场中。甲、乙两棒的有效切割长度均为 L、电阻为 R、质量为 m 的导体棒。求
（1）闭合开关 S 瞬间，甲棒的加速度大小 a；
（2）闭合开关 S，求达到稳定时两棒的速度大小 1；
（3）闭合开关 S，求达到稳定过程中甲棒产生的焦耳热（已知电容器储存的能量为 E 2CU2 ）； （4）若先去掉乙，再闭合 S 释放甲，当甲稳定运动后再在最初释放甲处释放乙，二者最终稳定速度大小
为v2 。通过计算比较 1 和v2 的大小关系。
物理答案
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。
1. 2. 3. 4.
B A B D
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 6. 7. 8.
BD AC CD BD
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14、15、16题为计算题。
9．1:1（1分） 2:3（1分） 不能 （1分）
10．（1分）； （1分）； 3r0（1分）
11．增加（1分）； Q（1分）； （1分）
12．（6分）
（1）（2分） （2）直线 （1分） 变大（1分） （3）可以（2分）
13．（6分）
（1）甲（1分）
（2）C（1分）
（3） (2分） 8.8（8.6~9.0均可）（1分）
（4）多用电表指针先快速偏大角度，后逐渐回复到原位置（1分）
14．（9分）（1）；（2）；（3）
(1)由题意可知，速度的偏转角为30o，即与连线的夹角。由几何关系可得，OB之间的距离
（1分）
何关系可得
（1分）
得 （1分）
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动
（1分）
得 （2分）
(3)粒子在磁场中运动时间
（1分）
（1分）
得 （1分）
15．（12分）（1） ；（2）；（3）
解（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，做平抛运动，由几何关系有
（2分）
（1分）
物块在竖直方向做自由落体运动，故所用时间：
（1分）
（2）小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有
（1分）
在C点处，由牛顿第二定律有
（1分）
联立解得
F=8N （1分）
根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小为8N （1分）
（3）小物块和弹簧、滑块在水平面上运动时，水平方向只有弹簧弹力作用，故当两物块速度相等时，弹簧被压缩到最短，弹性势能最大；取水平向右为正方向，由动量守恒定律可得
（1分）
由能量守恒可得
（1分）
解得
（2分）
16．（18分）解
【答案】（1）；（2）；（3）大小相等
【详解】
（1）将甲、乙两棒做为一个整体，相当于质量为2m，电阻为的导体棒，根据动量定理
（2分）
而
（1分）
最终稳定后
（1分）
而
（1分）
联立解得
（1分）
（2）根据能量守恒
（2分）
甲棒产生的焦耳热
（2分）
解得
（1分）
（3）只释放甲棒稳定后
（1分）
而
（1分）
再释放乙棒，甲板棒中的电流反向，稳定后，对甲棒
（1分）
对电容器
（1分）
对乙棒
（1分）
联立解得
（1分）
可知和的大小相等。（1分）
55
37 37 0
56
55
3
5 4
2
1
4
T
T
v
1
v
