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呼和浩特市 2023-2024 学年第一学期高三年级学业质量监测
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、座位号涂写在答题卡上。本试卷满分100分，
考试时长100分钟。
2.作答时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
一、选择题（1-8为单选题，9-12为多选题，共48分，每题4分）
1. 下列实验用到“控制变量”实验方法的是（ ）
A. 甲图：理想斜面实验
B. 乙图：卡文迪许扭秤实验
C. 丙图：共点力合成实验
D. 丁图：“探究加速度与力、质量的关系”实验
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．理想斜面实验是利用了合理递推的实验方法，A错误；
B．卡文迪许扭秤实验是利用了放大的实验方法，B错误；
C．共点力合成实验利用了等效替代的实验方法，C错误；
D．“探究加速度与力、质量的关系”实验利用了控制变量法的实验方法，D正确。
故选D。
【点睛】
2. 弩是利用张开的弓弦急速回弹形成的动能，高速将箭射出。如图所示，某次发射弩箭的瞬间，两端弓弦
的夹角为90°，弓弦上的张力大小为F ，则此时弩箭受到的弓弦的作用力大小为（ ）
T
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学科网（北京）股份有限公司A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两端弓弦的夹角为90°，弓弦上的张力大小为F ，则此时弩箭受到的弓弦的作用力大小为
T
故选B。
3. 如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为4.0×103kg，在飞船与空间站对接
后，其推进器的平均推力F为1000N，推进器工作5s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，则（
）
A. 飞船对空间站的力比空间站对飞船的力大
B. 飞船对空间站的推力为1000N
C. 飞船的加速度为0.25m/s2
D. 空间站的质量为9.6×104kg
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞船对空间站的力与空间站对飞船的力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；
C．由于推进器工作5s内，测出飞船和空间站的速度变化是0.05m/s，根据加速度的定义式有
故C错误；
D．对飞船和空间站整体分析，根据牛顿第二定律有
解得
故D正确；
B．对空间站分析，根据牛顿第二定律有
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学科网（北京）股份有限公司解得
故B错误。
故选D。
4. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动。如图所示为运动员在蹦床运动中完
成某个动作的示意图，图中水平虚线PQ是弹性蹦床的初始位置，一质量为m的运动员，某次弹跳中从床
面上方A处由静止落下，落到床面上屈伸弹起后离开床面上升到D处，已知AB=h，DB=H，重力加速度大
小为g，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员运动到B处时，合外力为零
B. 运动员从A处运动到D处的全过程中，运动员重力的冲量不为0
C. 运动员从A处运动到D处的全过程中，运动员的机械能增加量mgH
D. 运动员向下由A到B运动的过程中，处于完全失重状态，其机械能减少
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员运动到B处时，受到重力作用，合外力不为零，故A错误；
B．运动员从A处运动到D处的全过程中，运动员重力的冲量为
故B正确；
C．运动员从A处运动到D处的全过程中，运动员的机械能增加量为
故C错误；
D．运动员向下由A到B运动的过程中，只受重力作用，处于完全失重状态，只有重力做功，其机械能守
恒，故D错误。
故选B。
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学科网（北京）股份有限公司5. 宇航员登上某球形未知天体，在该天体表面将某一小球竖直上抛，得到小球的动能随小球到未知天体表
面的高度变化情况如图所示，图中E 、h 为已知量，已知小球质量为m，该未知天体的半径大小为R，不
k0 0
计阻力，求该星球的第一宇宙速度（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图像得
则
图线斜率为
重力加速度为
根据
得该星球的第一宇宙速度为
故选B。
6. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带正电的粒子只在电场力作用下的运动
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学科网（北京）股份有限公司轨迹，设M点和N点的电势分别为 、 ，粒子在M点和N点时加速度大小分别为 、 ，速度大
小分别为 、 ，电势能分别为 、 。下列判断正确的是（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】C
【解析】
【详解】根据电场线越密集的地方电场强度越大，则有
根据牛顿第二定律有
可得
带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，所以粒子受到的电场力方向斜向右下，又粒子带正电，所以电
场线的方向从左上指向右下，根据沿电场线方向电势降低可知
又
粒子带正电，所以有
从M运动到N过程中电势能增大，则电场力做负功，动能减小，所以有
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学科网（北京）股份有限公司故选C。
7. 如图所示，一光滑半圆形轨道固定在水平地面上，圆心为O、半径为R，一根轻橡皮筋一端连在可视为
质点的小球上。另一端连在O点正上方距离O点为R的P点。小球放在与O点等高的轨道上A点时，轻橡
皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放，小球沿圆轨道向下运动，通过最低点B时对圆轨道的压力恰
好为零。已知小球的质量为m，重力加速度为g，则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是
（ ）
A. 小球通过最低点时，橡皮筋的弹力等于mg
B. 橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大
C. 小球运动过程中，橡皮筋弹力所做的功等于小球动能的增加量
D. 小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．小球通过最低点B时
则
故A错误；
B．根据
可知，开始时小球的速度
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学科网（北京）股份有限公司则橡皮筋弹力做功的瞬时功率
在最低点时，小球的速度方向与F方向垂直，则橡皮筋弹力做功的瞬时功率
故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小，故B错误；
C．小球运动过程中，根据动能定理知，重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能的增加量，故
C错误；
D．小球和橡皮筋组成的系统机械能守恒，知小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增
加量，故D正确。
故选D 。
8. 如图所示，两带电小球1、2用绝缘丝线拴接在天花板上，当系统平衡时，小球1、2处在同一水平线上，
两丝线与竖直方向的夹角分别为α=45°、β=30°，忽略空气的阻力。某时刻两丝线同时断裂，整个过程保持
两小球所带的电荷量不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球1、2的电荷量之比为1∶3
B. 小球1、2的质量之比为
C. 小球1、2的落地点到释放点的水平距离之比为
D. 小球1、2落地瞬间的速度大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．小球1受重力、水平向左的库仑斥力和丝线的拉力，则由力的平衡条件可知
同理对小球2得
两小球1、2间的库仑斥力相等，则由
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学科网（北京）股份有限公司解得
由于两小球间的库仑力是相互作用力，由库仑定律无法确定电荷量的关系，AB错误；
C．丝线断后两小球在竖直方向上只受重力作用，则两小球在竖直方向上做自由落体运动，又由于下落的
高度相同，由公式
两小球同时落地，在水平方向上两小球做加速运动，又由牛顿第二定律
两小球在水平方向上的加速度之比为 :1，所以小球1、2的落地点到释放点的水平距离之比为 :1，C
正确；
D．由C选项分析可知，两小球落地瞬间竖直方向的分速度相等，水平方向的分速度之比为 :1，显然两
小球落地瞬间的速度大小关系不能确定，D错误。
故选C。
9. 如图所示，质量相同的两个小球A、B分别从3L和L的高度水平抛出后落地，A、B的水平位移大小分
别为L和2L，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B的飞行时间之比为3∶1
B. A、B的初速度大小之比为
C. A、B落地时重力的瞬时功率之比为
D. A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率之比为
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学科网（北京）股份有限公司【答案】CD
【解析】
【
详解】A．平抛运动竖直方向上做自由落体运动，则有
，
解得
故A错误；
B．平抛运动水平方向做匀速直线运动，则有
，
结合上述解得
故B错误；
C．A、B落地时竖直分速度分别为
，
令落地速度与竖直方向夹角分别为 ， ，则A、B落地时重力的瞬时功率分别为
，
结合上述解得
故C正确；
D．A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率分别为
，
结合上述解得
故D正确。
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学科网（北京）股份有限公司故选CD。
10. 如图所示，水平地面上固定一倾角为30°的光滑斜面，有一质量为 、长为 的绝缘直导线放在斜面
上并通有垂直纸面向外的恒定电流，大小为 ，空间同时存在一竖直向上的匀强磁场，使得导线静止在斜
面上，下列说法中正确的是（ ）
A. 导线所受安培力的方向水平向右
B. 导线所受安培力的大小为
C. 在磁场顺时针旋转90°的过程中，若使导线一直保持静止状态，则磁感应强度的最小值为
D. 在磁场顺时针旋转90°的过程中，若使导线一直保持静止状态，则磁感应强度的最小值为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由题意，根据左手定则判断知，导线所受安培力的方向水平向左；导线受到安培力、重力及
垂直斜面向上支持力的作用处于平衡状态，根据三力平衡可得
故A错误，B正确；
CD．若磁场顺时针旋转90°的过程中，若使导线一直保持静止状态，根据三力平衡可知，当导线受到的安
培力平行斜面向上时，此时导线受到的安培力最小，可得
可得磁感应强度的最小值为
故C正确，D错误。
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学科网（北京）股份有限公司故选BC。
11. 如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异号点电荷+Q、 Q，虚线是以+Q所在点为圆心、
为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点位于x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列
判断正确的是（ ）
A. 四个点中b、d两点的电场强度大小相等
B. 四个点中a点电势最高，c点电势最低
C. 将一试探电荷由b点移至c点，静电力不做功
D. 将一正试探电荷由c点移至a点，电荷的电势能增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据电场的叠加及对称性可知，四个点中b、d两点的电场强度大小相等，故A正确；
BD．沿着电场线的方向，电势逐渐降低，根据等量异种电荷等势面的分布可知，四个点中c点处的电势最
低，a点电势最高，将一正试探电荷由c点移至a点，电荷的电势能增大，故BD正确；
C．b点电势高于c点电势，将一试探电荷由b点移至c点，静电力做功，故C错误；
故选ABD。
12. 如图所示，ab和bc区域的宽度均为d。ab区域存在水平向左、电场强度大小为 的匀强电场（电场未
画出）；bc区域存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向上，电场强度大小为 ，磁场方向垂
直纸面向里，磁感应强度大小 。今有一带正电的微粒从a边缘平行电场方向以初速度 水平向右射
入电场，从b边缘的P点进入bc区域时的速度大小不变，方向变为竖直向下。已知重力加速度为g，下列
说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. a、P两点间距离为
B. 微粒在ab区域运动过程中的最小速度为
C. 微粒在bc区域中做半径为 的匀速圆周运动
D. 微粒在ab、bc区域中运动的总时间为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由题意，可知微粒在区域 中，水平方向在水平向左的电场力作用下做匀减速直线运动，竖
直方向在重力的作用下做自由落体运动，由于两个方向上的平均速度大小相等，均为 ，运动时间相等，
则微粒在竖直方向的位移大小和水平方向的位移大小相等，均为 ，故a、P两点间距离为 ，故A正
确；
B．由选项A分析，可得
得
则微粒受到的电场力大小
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学科网（北京）股份有限公司根据运动的合成可得微粒在ab区域运动过程中任意时刻的速度大小
由数学知识可得，当
即
时， 有最小值，为
故B正确；
CD．微粒在 区域中运动时间为
且
在
由于微粒 区域运动时，重力与电场力平衡，故微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据
联立可得微粒做匀速圆周运动的半径为
根据几何知识可知，微粒在复合场中转过的角度为 ，故运动时间为
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学科网（北京）股份有限公司所以微粒在ab、bc区域中运动的总时间为
故C错误，D正确。
故选ABD。
二、实验题（共12分，每空2分）
13. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械
能守恒定律。
（1）对于该实验，下列哪些操作是正确的_____________。
A．重物选用质量和密度较小的物体
B．两限位孔在同一竖直线上
C．实验时，先释放重物，后接通电源
（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____________。
A．动能变化量与势能变化量
B．速度变化量和势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
【答案】 ①. B ②. A
【解析】
【详解】（1）[1]
A．为了减少空气阻力的影响，重物选用质量和密度较大的物体，故A错误；
B．为了减少纸带与打点计时器间的摩擦力，两限位孔在同一竖直线上，故B正确；
C．为了充分利用纸带，实验时，先接通电源，后释放重物，故C错误。
故选B。
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学科网（北京）股份有限公司（2）[2]根据
为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量。
故选A。
14. 某同学利用如图甲所示的电路测量一节电量即将耗尽的磷酸铁锂电池的电动势E和内阻r，选用的器材
如下：
A．毫安表mA（量程为20mA，内阻为96Ω）
B．电压表V（量程为3V，内阻很大）
C．电阻箱R（0~999.9Ω）
1
D．滑动变阻器R（0~50Ω）
2
E．磷酸铁锂电池（标称电压为3.2V）
F．开关一个、导线若干
（1）由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0.5A的电流表，图甲中电阻箱R 应
1
调整为___________ Ω；
（2）改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表的示数为U，毫安表的示数为I；
（3）描点得到如图乙所示的 图像，通过分析可知电源的电动势E=________ V，电源的内阻
r=________ Ω；（结果保留两位有效数字）
（4）电动势的测量值________ （填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 ①. 4 ②. 2.7 ③. 0.66 ④. 等于
【解析】
【详解】（1）[1]根据串并联特点有
即
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学科网（北京）股份有限公司解得
即图甲中电阻箱R 应调整为 。
1
（3）[2][3]毫安表mA与电阻箱R 并联后的电阻为
1
则根据闭合电路欧姆定律有
结合图像有
，
可得
（4）[4]该实验设计上不存在系统误差，所以电动势的测量值等于真实值。
三、解答题（共40分）
15. 质量5kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如
图所示，g取10m/s2，求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）水平推力F的大小；
【答案】（1）0.2；（2）15N
【解析】
【详解】（1）物体在6~10s的加速度大小为
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学科网（北京）股份有限公司根据牛顿第二定律，有
得
（2）物体在0~6s的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有
得
16. 如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一匀强磁场。
磁场方向垂直纸面向里。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度v 垂直y轴射入匀强电
0
场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场，从距离Q点为L的M点射出，
已知OQ=L，不计粒子重力。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）粒子的运动轨迹如图
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学科网（北京）股份有限公司粒子在电场中做类平抛运动，到Q点时，有
联立，解得
（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
根据速度的分解可得
根据几何关系可得
联立解得
17. 如图所示，竖直平面内有等量异种点电荷M、N水平固定放置，其中M为正电荷，N为负电荷，两电
的
荷正下方固定一足够长 光滑水平绝缘直杆，A、B分别为杆上位于M、N正下方的两点，O点为AB的中
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学科网（北京）股份有限公司点。中心开孔的小球a、b穿在杆上，分别位于A、B两点处，其中小球a质量为m、电荷量为q（q>0），
小球b不带电且处于静止状态。将小球a由静止释放，已知两小球碰撞为弹性碰撞，且碰撞过程电量不转
移，取无穷远处电势为零，A点电势为φ，重力加速度大小为g，求：
（1）小球a运动至O点时，小球所受电场力的方向和所受轨道的弹力大小；
（2）若 ，求小球a与b发生弹性碰撞后瞬间小球b的速度；
（3）已知AB两点的距离为L，若AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数 ，小球a由静止释
放后向右运动并与小球b碰撞，为使碰后小球a能一直向右运动，求小球b质量的取值范围。（已知A、B
段运动过程中，小球a的重力mg始终大于电场力在竖直方向的分量）
【答案】（1）向右， ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）根据等量异种点电荷的电场分布规律可知电荷连线的中垂面为等势面，电势均为0，电场线
的方向垂直于中垂面向右，因为小球a带正电，则运动至O点时，小球所受电场力的方向向右，竖直方向
所受合力为零，设所受轨道的弹力大小为 ，方向向上，且
（2）根据对称性可知 点电势为φ， 点电势为0， 点电势为 ，A到B的过程中电场力做功为
设两小球碰前小球a的速度为 ，根据动能定理可得
解得
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学科网（北京）股份有限公司已知两小球碰撞为完全弹性碰撞，且碰撞过程电量不转移，系统动量守恒，机械能守恒
解得
，
（3）分析题意，从A到B，AB段变为粗糙，且与小球a的动摩擦因数
关于O点左右对称的分析摩擦力大小，则克服摩擦力做功为
两小球碰前小球a的速度设为 ，根据动能定理
两小球碰撞过程，系统动量守恒，机械能守恒
则小球a从 到无穷远处，根据动能定理
若使碰后小球a能一直向右运动，则向右到无穷远处小球a的速度
联立解得
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学科网（北京）股份有限公司
