文档内容
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
，下列说法正确的是（ ）
A. 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. 的比结合能小于
【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 的比结合能小于 ，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 、 ，则光束a、b通过玻璃砖的时间之比为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据折射定律为
几何关系可得
时间
联立解得
所以有
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 与拉力的冲量I之间的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
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学科网（北京）股份有限公司C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对物体应用动量定理可得
由动能表达式
根据数学知识可知动能 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 ，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 ，飞机空载起
飞时有
载客离地起飞时有
解得飞机首航载客人数约为
故选B。
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学科网（北京）股份有限公司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 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。
6. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧，一端固定于倾角为 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（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 机械能一直增加 B. 机械能先增大后减小
C. 位移大小为 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
位移大小
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 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
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学科网（北京）股份有限公司C. 若带电粒子比荷为 ，最大速度为 ，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
可得半径公式
其中
故
故C正确；
D．由
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学科网（北京）股份有限公司可知，磁感应强度 正比于 ，而 正比于温度 ，所以 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 轴正方向传播，实线为 时刻的波形，虚线为 时的波形，下列说法
正确的是（ ）
A. 该波的周期为
B. 时， 处的质点正在向 轴正方向运动
C. 波速大小可能为
D. 内该波上所有质点运动的路程可能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．简谐波沿 轴正方向传播，由波形图可知
故A错误；
C．波速
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学科网（北京）股份有限公司当 时， ，故C正确；
B．根据“上下坡”规律可得， 时， 处的质点恰好向下通过平衡位置，故B错误；
D．当周期为 时，传播时间为半个周期，则所有质点运动的路程均为 ，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 ，周期为 。地球视为均匀球体，引力常量为 ，则（ ）
A. 飞船的发射速度大于
B. 组合体绕地球飞行的速度小于
C. 地球密度为
D. 周期 大于
【答案】BC
【解析】
【详解】A． 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 ，故A错误；
BD．设地球质量为 ，组合体质量为 ，轨道半径为 ，由
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学科网（北京）股份有限公司可得
，
可知 越大，线速度 减小，周期 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 ，周期小于24h，故B正确，D错误；
C．设地球的轨道半径为 ，由万有引力充当向心力有
解得
而地球的体积
则可得地球的密度
由已知条件可得
联立以上各式解得
故C正确 。
故选BC。
10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为 ，副线圈匝数 ，正弦式交流电源的电压有效值
为 ，电源内阻不计。开关 断开，小灯泡 均恰好正常发光，
与 相同，电容器 极板间有一质量为 的带电小球处于静止状态，极板间距为
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学科网（北京）股份有限公司。重力加速度 取 ，下列说法正确的是（ ）
A. 小球带负电，电荷量为
B.
C. 开关 闭合后，要使小球保持静止，需左移滑动变阻器 的滑片
D. 开关 闭合后，要使小球保持静止，需右移滑动变阻器 的滑片
【答案】AB
【解析】
【详解】A． 正常发光，所以 电压为 ，电流 ，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
解得
故A正确；
B． 正常发光， 两端电压 ，电流 ，根据
解得
由能量守恒
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学科网（北京）股份有限公司解得
，
故B正确；
CD．开关 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 中的操作，得到 与 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 ；
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 ；
的
上述步骤正确 操作顺序是： __________（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 ___________ 。
（3）滑块离开弹簧时速度大小的表达式为__________（用 表示）．
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学科网（北京）股份有限公司（4）由此实验可得出对于同一根弹簧，弹簧被压缩 时的弹性势能 与弹簧的压缩量 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 ，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 ；重复上述操作，得
到 与 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
（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
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 与形变量 成正比；弹性势能转化为动能，即
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）
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学科网（北京）股份有限公司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． B． C． D．
（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 ________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 图像。
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学科网（北京）股份有限公司根据图像可得到金属丝的电阻测量值 ________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 ________ （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.
【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
故选C。
（2）[2]金属丝直径的测量值
（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。
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学科网（北京）股份有限公司（4）[5]金属丝的电阻测量值
[6]金属丝的横截面积为
根据电阻定律
金属丝的电阻率
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 ，现
倒入温度为 的热水 ，盖紧瓶塞，设塞住瓶口瞬间封闭空气的温度为 ，压强等于外界大气压。
已知大气压强 ，瓶口的截面积 ，瓶塞与热水瓶间的最大静摩擦力为 。
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 时，至少要用多大的力才能将瓶塞拔出？
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）瓶塞不会蹦起来；（2）
【解析】
【详解】（1）设瓶中气体温度升至 ，依题意有
其中
瓶塞内外气体压力差最大值
其中
代入数据解得
可见瓶塞不会蹦起来；
（2）瓶中气体温度由 降至 ，依题意，有
其中
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学科网（北京）股份有限公司瓶塞内外气体压力差
设至少用力 才能将瓶塞拔出，则根据力的平衡
解得
14. 如图所示，水平平行金属导轨 与固定在竖直面内半径为 的四分之一圆弧轨道
分别相切于 分别为 的中点，轨道左端接有 的定值电阻。
质量为 的导体棒 接入电路部分的电阻为 ，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 。初始时，导体棒静置于磁场左边界， 为磁场右边界，导轨间距为
。现给 棒 的初速度使其沿导轨向右运动，运动过程中 棒始终与导轨垂直且恰好
能够到达 处，所有轨道均光滑且不计电阻，重力加速度 取 。求：
（1） 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 。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】（1）对于导体棒从 到 ，由动能定理得
在 处受力分析得
解得
则由牛顿第三定律知 棒在中点位置时对A点的压力大小为
（2）对于导体棒从 到 ，由动能定理得
对于导体棒从开始运动至第一次到达 ，由动量定理得
又导体切割磁感线产生 的平均电动势
平均电流
解以上各式得
15. 如图，水平轨道 与圆弧轨道 在 点相切连接，水平轨道 置于圆弧轨道右上方，三轨道位
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学科网（北京）股份有限公司于同一竖直平面内。 段圆心为 ，圆心角 ，半径 ，D与 点的高度差 ，
轨道 长 ，DE长 。用质量 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 点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道 滑行，与挡板 弹性碰撞后
（无能量损失，且碰撞时间极短）停在距离 点 处．轨道 和 粗糙，其他光滑，不计空气阻力，
滑块与轨道 间的动摩擦因数 ，重力加速度 取 ， ， ，求：
（1）滑块与 轨道间的动摩擦因数 及滑块在 轨道上因摩擦产生的热量；
（2）滑块飞离 点时对圆弧轨道的压力大小 ；
的
（3）弹簧 弹性势能 。
【答案】（1） ， ；（2） ；（3）
【解析】
为
【详解】（1）滑块从 点飞出做抛体运动，设飞出时滑块速度 ，如图所示，将 分解
水平方向
竖直方向
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学科网（北京）股份有限公司又
由以上三式，解得
， ，
滑块恰好从 点沿水平方向进入轨道 ，运动 停下，由动能定理有
解得
由功能关系知，滑块在 点的动能最终都转化为热能，即
解得
（2）设滑块飞离 点时，轨道对滑块支持力为 ，对滑块在C点由牛顿第二定律有
代入数据得
依据牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力大小
（3）滑块由A到C，对滑块由能量守恒定律有
代入数据得
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学科网（北京）股份有限公司
