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2023-2024 学年度上学期高三期末考试
大连二十四中、大连八中、辽宁省实验中学、东北育才学校、鞍山一
中五校联考物理试题
2023-2024 学年度上学期期末考试高三年级物理科试卷
一、选择题（本题共 10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只有一项符
合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，
选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 下列关系式中不是利用物理量之比定义新的物理量的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比值法定义
的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量大小的变化而变
化。由于电场强度由场源电荷与空间位置到场源电荷的距离决定，与试探电荷与试探电荷所受电场力的大
小没有决定的关系，因此 是比值定义式，A错误；
B．根据上述，由于电势是由场源电荷、空间位置到场源电荷的距离已经零电势的选择决定，与试探电荷、
电势能没有决定的关系，因此 是比值定义式，B错误；
C．由于加速度与合力成正比，与质量成反比，即加速度大小由物体所受外力的合力与物体的质量共同决
定，则表达式 不属于比值定义式，C正确；
D．根据上述，由于角速度由圆周运动的受力与线速度决定，与物体转过的角度与时间没有决定的关系，
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学科网（北京）股份有限公司因此 是比值定义式，D错误。
故选C。
2. 2023年9月，杭亚会滑板男子碗池决赛，中国年仅15岁 小的将陈烨以84.41分夺冠。图示为陈烨在比赛
中腾空越过障碍物，若忽略空气阻力，那么腾空过程中（ ）
A. 在最高点的时候人的速度为零，但加速度不为零
B. 运动员和滑板构成的系统机械能守恒
C. 运动员和滑板构成的系统动量守恒
D. 上升过程是超重状态，滑板对人的作用力不为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．在最高点的时候人的竖直方向的速度为零，水平方向的速度不为零，故在最高点的时候人的
速度不为零，受到重力作用，加速度为重力加速度，加速度不为零，故A错误；
B．运动员和滑板构成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，故B正确；
C．在开始起跳到脱离滑板瞬间，在竖直方向上运动员和滑板所受合力不为零，故运动员和滑板构成的系
统动量不守恒，故C错误；
D．上升过程是运动员只受重力作用，有竖直向下 重的力加速度，运动员处于完全失重状态，滑板对人的
作用力为零，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，半径相同、质量均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起静止在水平地面上，E、M之间无摩
擦力，M下表面粗糙。现用过E的轴心的水平力F，缓慢地将E拉离地面直至滑到M的顶端，M始终处于
静止状态。则E拉离地面后的过程中（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 地面所受M的压力变大 B. E对M的弹力逐渐增大
C. 拉力F由最大逐渐减小为0 D. 地面对M的作用力等于拉力F
【答案】C
【解析】
【详解】A．取整体为研究对象，根据平衡条件和牛顿第三定律，地面所受M的压力不变，大小等于二者
的总重力，故A错误；
BC．对圆柱体受力分析，圆柱体E受重力G、拉力F、半圆柱体的支持力N作用处于平衡状态，这三个力
构成封闭三角形，如图所示
开始时N与竖直方向成60°角，对应图中的最大三角形。此时拉力F和半圆柱体的支持力N都最大，其大
小为
随着E向上移动，三角形逐渐减小，拉力F、半圆柱体的支持力N都逐渐减小，当E移动到M顶端时，F
减小到零，N减小到G。根据牛顿第三定律，半圆柱体的支持力N等于E对M的压力，故开始时拉力F最
大，且为 ，以后逐渐减小为0，故C正确，B错误；
D．地面对M的作用力是地面的支持力和摩擦力的合力，而取整体为研究对象，地面对M的摩擦力等于拉
力F，所以地面对M的作用力大于拉力F，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，小明“跑饭”的 图像为一不过坐标原点的直线，假定从小明的教室门口到餐厅的道路为
一水平直线道路，以教室门口为坐标原点，教室到餐厅方向为x轴正方向，下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 小明运动到 的时间为
B. 小明运动到 的时间为
C. 小明运动的速度与位移成线性规律变化
D. 小明运动的速度随位移的增加而增加，但不成线性规律
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据位移公式可知x=vt，则有
则可知，图象的面积可以表示运动的时间，因此时间
故A正确，B错误；
的
CD．由图可知，位移随速度 减小而增大，二者不是线性关系，故CD错误。
故选A。
5. 华为mate 60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示三颗赤道
上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球同步卫
星离地高度为6R，地球表面重力加速度为 ，引力常量为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. 三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小相等
.
B 能实现全球通信时，卫星离地高度至少2R
C. 其中一颗质量为m的通信卫星的动能为
D. 通信卫星和地球自转周期之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．通信卫星受到的万有引力大小为
的
由于不知道三颗通信卫星 质量大小关系，所以三颗通信卫星受到地球的万有引力大小不一定相等，故A
错误；
B．三颗通信卫星若要全面覆盖，则其如图所示
由几何关系可知， ， ，其OA为地球半径R，所以由几何关系有
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学科网（北京）股份有限公司解得
所以解得
所以通信卫星高度至少为R，故B错误；
C．对卫星有，其万有引力提供做圆周运动的向心力，有
在地球表面有
其动能为
故C正确；
D．对通信卫星有
地球的自转周期与同步卫星相同，对同步卫星有
整理有
故D错误。
故选C。
6. 有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势
分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势， 、 、 、
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学科网（北京）股份有限公司为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场， 、 为两电荷连线上对称的两点， 、
为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是（ ）
A. 点的电势大于 点的电势
B. 、 两点的电场强度大小相等，方向相反
C. 负电荷在 点的电势能小于在 点的电势能
D. 将带正电的试探电荷从 点移到 点，电场力做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A．c、d两点位于同一条等势线上，则c点的电势等于d点的电势，故A错误；
B．该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，a、b为两电荷连线上对称的两点，根据等量异种电荷的
电场的特点，可以判断、这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同，故B错误；
C．负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在电势低的c点的电势能大于在电势高的a点的电势能，
故C错误；
D．正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从电势低b点移到电势高d点，电场力做
负功，电势能增加，故D正确。
故选D。
7. 一小型发电机通过变压器和电阻R连成如图所示电路，已知匀强磁场（范围足够大）的磁感应强度为
B，线圈面积为S，匝数为n，电阻为r，副线圈中电流的变化周期为T。下列说法中正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 原线圈两端的电压为
B. 图示时刻电流表的示数为0
C. 原线圈中电流大小为
D. 电阻R消耗的功率为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知，发电机产生的电动势的最大值为
电动势的有效值为
但由于线圈有电阻，所以线圈两端电压
故A错误；
B．图示时刻发电机电动势的瞬时值为0，但通过副线圈的电流的瞬时值不为0，电流表示数表示电流的有
效值，不随时间变化，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，有
解得
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学科网（北京）股份有限公司故C错误；
D．根据变压器原副线圈电流与匝数的关系
可得
所以电阻R消耗的功率
故D正确。
故选D。
8. 下列四幅图涉及不同的近代物理知识，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲：电子束穿过铝箔的衍射图样，证实电子具有波动性，质子、原子与分子同样具有波动性
B. 图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射结果，提出原子核式结构模型，并发现了质子和中子
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学科网（北京）股份有限公司C. 图丙：普朗克最早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律，他是量子力学的奠基人之一
D. 图丁：玻尔提出电子轨道是连续变化的，氢原子能级是分立的，成功解释氢原子发光的规律
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图甲：电子束穿过铝箔的衍射图样，证实电子具有波动性，质子、原子与分子同样具有波动
性，故A正确；
B．图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射结果，提出原子核式结构模型；卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核的
实验中发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克发现了中子，故B错误；
C．图丙：普朗克最早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律，是量子力学的奠基人之一，故C
正确；
D．图丁：玻尔提出电子轨道是量子化的，氢原子能级是分立的，成功解释氢原子发光的规律，故D错误。
故选AC。
9. 倾角为37°的足够长斜面，上面有一质量为2kg，长8m的长木板Q，木板上下表面与斜面平行。木板
Q最上端放置一质量为1kg的小滑块P。P、Q间光滑，Q与斜面间的动摩擦因数为 。若P、Q同时从静
止释放，以下关于P、Q两个物体运动情况的描述正确的是（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10m/s2）（
）
A. P、Q两个物体加速度分别为6m/s2、4m/s2
B. P、Q两个物体加速度分别为6m/s2、2m/s2
C. P滑块在Q上运动时间为1s
D. P滑块在Q上运动时间为2s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．对P受力分析，受重力和Q对P的支持作用，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： 6m/s2
对Q受力分析，受重力、斜面对Q的支持力、摩擦力和P对Q的压力作用，根据牛顿第二定律有：
解得： m/s2，A错误，B正确；
CD．设P在Q上面滑动的时间为t，因 =6m/s2> m/s2，故P比Q运动更快，根据位移关系有：
代入数据解得：t=2s，C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示在空间直角坐标系O-xyz中有一等腰直角三角形线框，其中一条直角边与z轴重合，另一条直
角边在xOy平面内，线框总电阻为r，直角边长为l，当线框在外力作用下绕着z轴以角速度ω匀速转动时，
线框上的P点先后经过x轴和y轴，整个装置处于沿y轴方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，则下列
判断正确的是（ ）
A. 当线框经过x轴时，OP两点间的电势差
B. 当线框经过y轴时，P、Q两点电势差为
C. 线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，通过线框截面的电量为量
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学科网（北京）股份有限公司D. 线框在转动一圈的过程中电流方向改变一次
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．当线框经过x轴时，此时线框平面与磁场垂直，属于中性面，中性面的电压为零 ，
故A错误；
B．当线框经过y轴时，线框的有效切割长度为l，此时产生的感应电动势
根据几何关系可知PQ的长度为 ，由右手定律可知PQ切割磁感线， P点的电势高于Q点的电势，
P、Q两点电势差为路端电势差
故B正确；
C．线框由x轴位置转到y轴位置的过程中，线框中磁通量的变化量为
联立解得
故C正确；
D．每经过一次中性面，电流方向改变一次，线框在转动一圈的过程中，经过两次中性面，所以电流方向
改变两次，故D错误。
故选BC。
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
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学科网（北京）股份有限公司11. （1）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量
一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。己知他们使用的小车完全相同，小车
的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
①实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______（填“甲”、“乙”或“丙”）。
②实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的 图线如图（丁）中A、B、C所示，
则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______。（选填“ABC”、“BCA”或“CAB”）。
（2）小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数 F
为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的 图像是图（丁）中的一条直线，根据图线与横坐标的夹角求
得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
【答案】 ①. 甲 ②. CAB ③.
【解析】
【详解】（1）①[1]乙有弹簧测力计测量绳的拉力，丙有力的传感器测量绳的拉力，甲图中没有弹簧测力
计，必须用重物的重力替代绳的拉力，为了使绳的拉力近似等于重物的重力，甲图必须满足“M远大于
m”。
②[2]根据牛顿第二定律，三个小车的加速度分别为
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学科网（北京）股份有限公司乙的比例系数最大，斜率最大，对应图线A；甲和丙的比例系数相等，斜率相等，但是甲不能直接测量绳
的拉力，用重物的重力替代，小车的加速度越大，重物的重力与绳的拉力相差越大，实验误差越大，图线
弯曲程度越大，而丙有弹簧测力计直接测量绳的拉力，不产生实验误差，图线不发生弯曲，所以丙对应图
线B，甲对应图线C。故甲、乙、丙对应图线C、A、B。
（2）[3]由
其中
求得
12. 某实验小组用多用电表、电流表G和电阻箱进行一系列实验，分别是练习使用多用电表、测量电流表
的内阻、改装电压表，实验器材如下：
A．多用电表
B．电流表G（满偏电流I= 15mA，内阻未知）
g
C．标准电流表G
0
D．电阻箱R（最大阻值为9999.9Ω）
E．电源（电动势E = 3.0V，内阻可忽略不计）
F．导线、开关若干
（1）用多用电表欧姆挡粗略测量电流表的内阻；
（2）精确测量电流表G的内阻R；
g
①按如图甲所示的电路图连接好电路，先将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关S，断开开关S，调节电
1 2
阻箱R，使标准电流表G 的示数大于量程的 ，且两电流表的示数都没有超过量程，读出标准电流表G
0 0
的示数为I，电阻箱的示数为R；
0 1
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学科网（北京）股份有限公司②保持开关S 闭合，再闭合开关S，调节电阻箱R，使标准电流表G 的示数仍为I，读出电阻箱的示数为
1 2 0 0
R。
2
（3）用该电流表G和电阻箱R改装一个电压表；
根据实验回答以下问题：
①用多用电表欧姆挡“ ”挡测量电流表G的阻值，指针如图乙所示，那么电流表阻值为
_________Ω。
②电流表G内阻的表达式为R= _________（用R、R 表示）。
g 1 2
③通过以上测量得到电流表G内阻为R= 100Ω，用电流表G和电阻箱R改装成量程为0 ~ 5V的电压表，
g
应将电阻箱R与电流表G_________（填“串联”或“并联”），将电阻箱R的阻值调到_________Ω。
【答案】 ①. 110 ②. ③. 串联 ④. 233.3
【解析】
【详解】①[1]电流表阻值为读数为
②[2]第一次和第二次电流表读数相同，说明两次电路中总电阻相同，闭合开关S 后电流表G短路，则电阻
2
箱的阻值要增大，电阻箱增大的阻值，即为电流表G的内阻，即
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学科网（北京）股份有限公司③[3][4]改装电压表应将电阻箱R与电流表G串联，串联的电阻为
电阻箱的最大阻值为9999.9Ω，可精确到0.1Ω，故电阻箱阻值调到233.3Ω。
13. 如图所示，在水平轨道AB的末端处，平滑连接一个半径R= 0.4m的光滑半圆形轨道，半圆形轨道与水
平轨道相切，C点为半圆形轨道的中点，D点为半圆形轨道的最高点，整个轨道处在电场强度水平向右、
大小E = 4×103V/m的匀强电场中、将一个质量m = 0.1kg、带正电的小物块（视为质点），从水平轨道的A
点由静止释放，小物块恰好能通过D点。小物块的电荷量 C，小物块与水平轨道之间的动摩
擦因数μ = 0.2，取重力加速度大小g= 10m/s2。求：
（1）小物块通过D点的速度；
（2）A、B两点间的距离L；
（3）小物块通过C点时对轨道的压力大小F 。
N
【答案】（1）2m/s，水平向左；（2） ；（3）5.4N
【解析】
【详解】（1）小物块恰好能通过 点，由牛顿第二定律可知
解得
方向水平向左
（2）从A点到D点由动能定理得
解得A、B两点间的距离
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学科网（北京）股份有限公司（3）从C点到D点由动能定理得
在C点由牛顿第二定律得
根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小
F = N = 5.4N
N
14. 如图所示，传统爆米花机的“爆米”原理是：密封铁炉内米粒和空气同时受热，米粒中的水分蒸发，
与空气形成混合气，炉内产生高压，让米粒中水分继续蒸发受阻。打开铁炉，米粒突遇低温产生内外压力
差，米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米花机的铁炉仓体积为 。工人师
傅封装米粒的实物体积为 ，翻滚铁炉均匀加热，同时观察仪表，当炉内温度升高到
1527℃时，决定开炉，只闻“砰”的一声响，洁白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃，大气压
强为 。忽略米粒因水分蒸发对自身体积的影响，将炉内气体视为理想气体，试求：
（1）不计水蒸气的体积，开炉前瞬间炉内空气的压强是多少；
（2）达到开炉温度时，水蒸气占混合气的体积比例为20%，则开炉前瞬间炉内混合气体的压强是多少。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）对炉内空气系统，刚封装时，状态1
开炉前瞬间，状态2
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学科网（北京）股份有限公司因忽略米粒体积变化，不计水蒸气的体积，空气系统作等容变化，由查理定律
（2）对炉内空气系统，刚封装时，状态1
开炉前瞬间，因水蒸气占混合气的体积比例为20%，状态3
由理想气体状态方程
因炉内空气是混合气的一部分，在相同状态下，混合气的压强同为 。
15. 有一磁场区域，左边 圆内与中间ABCD矩形区域分布如图所示的磁场，磁感应强度大小分别为B 和
0
2B ，方向垂直纸面向里，其中圆半径为R，圆心在B点，AD＝2R，MN为与AD共线的绝缘弹性挡板，粒
0
子与挡板发生弹性碰撞(不计碰撞时间)，且碰撞前后水平方向速度大小不变。现有宽度为R均匀分布的带
电粒子群以相同的初速度向右射入磁场区域，粒子电荷量为 q (q＞0)，质量为m，不计重力及粒子间相互
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学科网（北京）股份有限公司作用，所有粒子经 圆内部磁场偏转后均汇聚于A点，并在A点发生弹性碰撞后进入矩形区域。
（1）求带电粒子初速度 的大小；
（2）某个粒子与挡板碰撞四次(不包括D点碰撞)后恰好到达D点，求该粒子在两个磁场区域运动的总路程
s；
（3）求粒子在矩形磁场区域中运动的时间范围。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意所有粒子经 圆内部磁场偏转后均汇聚于A点，在对下边缘的粒子在圆形磁场中
恰好做 圆，可知圆周运动半径为R，根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）某个粒子与挡板碰撞四次(不包括D点碰撞)后恰好到达D点，作出运动轨迹如图
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学科网（北京）股份有限公司由几何关系可知
因为粒子与挡板发生弹性碰撞，则在矩形区域内根据洛伦兹力提供向心力有
解得
则由几何关系可知
，
所以该粒子在两个磁场区域运动的总路程
（3）上边界的粒子沿着边界通过矩形区域，则时间为
下边界的粒子运动，在圆形区域内轨迹如图
周期
时间为
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学科网（北京）股份有限公司所以粒子在矩形磁场区域中运动的时间范围为
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学科网（北京）股份有限公司
