文档内容
重庆市高 2024 届高三第五次质量检测
物理试题
2024.1
考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书
写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一
项是符合题目要求的。
1.“香炉初上日，瀑水喷成虹”是孟浩然在《彭蠡湖中望庐山》的描述彩虹的诗句，彩虹的形成原理可简化
为右图，阳光由空气射入球形水滴后，可分成颜色不同的单色光，其中 、 是射出的两束单色光，则下列
说法正确的是（ ）
A.彩虹的形成是光的干涉现象 B. 光对水滴的折射率大于 光
C.在真空中， 光的波长大于 光 D.在水中， 光的传播速度大 光
2.2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航
天员乘组入驻“天宫”空间站，浩瀚宇宙再现中国人太空“会师”的经典场面。如图空间站轨道半径是同步
卫星轨道半径的六分之一，空间站与同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期和线速度分别为 、 、 、 ，
则下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
3.小型发电机的工作原理如图甲所示，两磁极之间可视为匀强磁场，可产生如图乙所示的正弦交流电，则下
列说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司甲 乙
A.该交流电的频率为50Hz B.电动势的有效值为12V
C. 时，线圈平面转到中性面 D. 时，穿过线圈的磁通量最大
4.如图，质量 、 的A、B两物体在水平推力 的作用下，沿光滑水平面做匀
加速直线运动，物体A、B始终保持相对静止。A和B接触面竖直，且A不与地面接触。已知物体A和B之间
的滑动摩擦因数为0.9，重力加速度g取 ，则下列说法正确的是（ ）
A.A、B两物体的加速度大小为 B.A、B两物体之间的压力大小为1.2N
C.A、B两物体之间的摩擦力大小为1.08N D.B物体对地面的压力大小为4N
5.如图甲所示，一个匝数 的圆形导体线圈，总电阻 ，在线圈内存在面积为 且垂直线
圈平面的匀强磁场区域，外电路中灯 、 的电阻始终为6Ω（可忽略温度对电阻影响），L是自感系数很
大、直流电阻可忽略的自感线圈。 时刻闭合开关S，同时控制线圈内的磁感应强度B随时间t变化的规
律如图乙（取垂直线圈平面向外的磁场方向为正），则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.0~8s通过灯L的电流方向始终为
学科网（北京）股份有限公司B.若 时断开开关，灯 会立马熄灭
C.由于自感线圈的存在，灯 的亮度始终比灯 亮
D.2~4s内灯 产生的热量为3J
6.在如图所示的电路图中，电源的电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片滑动时，理想电流表、理想电
压表的示数也会相应的改变。已知电压表、电流表的示数和示数的变化量分别为U、I、 、 ，电阻
消耗的功率为 ，电源的效率为 。则当滑动变阻器的阻值变化时，下列有关物理量之间变化关系的图像正
确的是（ ）
A. B. C. D.
7.某“L”形荧光屏幕由两个平面均为正方形的荧光屏组合而成，其简化模型如图所示，在三维坐标系
中，面OMNE、面OMPF为荧光屏，荧光屏内部存在平行z轴且沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小
为B，坐标 处有一平行z轴柱形电子发射源（发射源体积不计），可同时均匀连续的发射垂直z
轴的大量电子，电子打到荧光屏幕上时荧光屏便发亮，若某段时间内发射电子的速度大小均为 ，已
知电子的质量为m，电荷量为e，正方形荧光屏的长度为 ，不考虑电子重力及电子间的作用力。则
“L”形荧光屏上发亮的面积范围为（ ）
学科网（北京）股份有限公司A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项
符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8.电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在M、N
两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列
说法正确的是（ ）
甲 乙
A.图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则N点的电势高于M点
B.图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点
C.图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属
D.图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
9.如图，小球A和B之间用轻绳连接，悬挂在劲度系数为10N/m轻质弹簧上，两小球均处于静止状态。某时
刻，剪断两球之间的轻绳，小球A经过0.4s达到最高点，已知小球A、B的质量分别为20g和30g，重力加速
度g取 ，则关于小球A的运动，下列说法正确的是（ ）
A.小球A运动过程中的最大加速度为
B.小球A上升的最大高度为5cm
C.从剪断轻绳开始计时，小球A的振动方程为 （cm）
学科网（北京）股份有限公司D.从剪断轻绳开始计时，小球A的振动方程为 （cm）
10.如图甲，有一长为L的绝缘轻杆栓接一个质量为m，带电量为 的小球，球处在与竖直平面平行的匀强
电场中（图中未画出），现用外力将小球置于与O点等高的A点，并以竖直向下的速度 释放，释放后小球
能够在竖直平面内做完整的圆周运动，运动过程中小球的电势能 随路程s的变化图像如图乙。重力加速度
为g，小球可视为质点，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.电场强度的方向与OA成60°斜向左下方 B.电场强度的大小为
C.速度 的最小值为 D.速度 的最小值为
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11.（7分）小索同学为了验证机械能守恒定律设计了如图所示的实验装置。在悬点O处不可伸长细绳与拉力
传感器连接，细绳末端系有一个质量为m的小球。将小球向左拉起适当的角度后自由释放，分别记录下摆过
程中拉力传感器的最小值 和最大值 （已知重力加速度为g）。
（1）实验中，小索同学应该选择什么材质的小球（ ）
A.小钢球 B.小木球 C.小弹力球 D.均可
（2）验证下摆过程当中小球机械能守恒的表达式为 ________（用题目中所给物理量的符号表示）
（3）实验中产生误差的主要原因可能为________________。
12.（9分）小发同学用如图甲所示的电路图测量多用电表欧姆档某倍率的内阻r和内部电池的电动势E。实
验器材分别为：
电流表G（满偏电流为 ，内阻 ）
学科网（北京）股份有限公司电流表A（量程2mA，内阻 ）定值电阻
滑动变阻器R（阻值范围0~60Ω）
实验的主要步骤为：
甲 乙 丙
（1）将开关转至欧姆挡待测倍率，将红黑表笔短接，进行欧姆调零。
（2）改变滑动变阻器R的阻值，分别读出多组电流表G和A的示数分别为 和 ，根据测量数据作出
图线如图乙所示。
（3）根据图线得到电动势 ________V，内电阻 ________Ω。（结果保留三位有效数字）
（4）利用欧姆表该倍率档进行电阻测量，欧姆表示数如图丙所示，则待测电阻阻值为________Ω；若该欧姆
表已经使用较长时间了，电源电动势减小，内阻增大，则待测电阻测得的值比真实值偏________（填“大”
或“小”）
13.（10分）如图所示，空间中存在竖直向下的磁感应强度为2T的匀强磁场，两根足够长的光滑平行金属导
轨MN、PQ置于水平面内，导轨之间接有 的定值电阻，金属导体棒ab垂直放在轨道上，且与轨道接
触良好。在金属棒的中点位置施加一垂直于金属棒水平向右的恒力F，使导体棒由静止开始运动，向右运动
3m后，导体棒开始匀速运动。已知，恒力F大小为2N、金属导体棒质量为1kg、阻值为0.5Ω、两导轨间距
为0.5m、导轨电阻不计。求：
（1）请判断导体棒ab两端的电势高低；
（2）求导体棒匀速运动的速度大小；
（3）从释放到导体棒开始匀速运动的过程中，电路中产生的焦耳热Q。
14.（13分）如图所示，竖直面内，用一长为1m的轻绳将质量为 的物块1悬挂于固定的O点，将物
块1拉至一定高度A点，使轻绳与水平方向的夹角为 。静止释放后，小物块1在O点正下方与完全相同的
学科网（北京）股份有限公司小物块2发生正碰，碰撞时间忽略不计。已知初始时小物块2放置于质量为 的长木板的左端，长木
板的右端有一固定挡板，小物块2碰后在木板上滑动，一段时间后在木板的正中间与木板达到相对静止。一
切碰撞均为弹性碰撞，小物块均可视为质点，地面光滑，物块与长木板间动摩擦因数 ，重力加速度g
取 。求：
（1）若 ，小物块1和2碰后的速度大小分别为多少；
（2）若 ，木板的长度为多少。
15.（18分）乳胶照相是探测高能宇宙射线粒子的重要工具，在粒子物理、核物理、天体和宇宙物理等学科具
有特殊的重要意义。某型宇宙射线探测仪的原理如图甲、乙所示，在厚度为d的正方形感光乳胶层的上方和
下方都加有范围大小与正方形重合的相同匀强磁场，磁感强度的大小为B、方向与正方形的一个边平行，整
个装置处于真空中。当高能粒子从乳胶层上表面射入后，受到阻力作用多次减速，然后在磁场中多次圆周运
动，最终停留在乳胶层中，就会被探测仪记录下来。已知高能粒子电量为 、质量为m。不计粒子重力和
地球电磁场的影响。试问：
图甲侧视图 图乙俯视图
（1）如果粒子以速度 恰好垂直于乳胶层表面射入下方磁场，求粒子第一次在下方磁场中圆周运动的直径
D：
（2）问题（1）中的粒子，以后在乳胶层内受到恒定大小的阻力 ，求从进入乳胶层到停留在乳胶层中经历
的时间t；
（3）如果粒子在乳胶层中运动受到的阻力与速度大小成正比，即 ，k是已知阻力系数；又由于安装
学科网（北京）股份有限公司问题，上、下方磁场方向出现了很小的夹角 。某粒子以速度为 垂直于乳胶层上表面射入，最终停留在探
测仪的乳胶层中。若以该粒子在刚进入乳胶层表面的位置为原点O、粒子刚进入下方磁场时的受力方向为x
轴正方向、磁场方向为y轴正方向，建立直角坐标系 ，求粒子最终停留在乳胶层中的坐标 。
（注意：当 为小角时， ， 。）
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物理试题参考答案与评分细则
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
选项 B A C B D C D AD AC BC
1.B【解析】彩虹的形成是光的折射现象，A错误；由图可知当从空气射入水滴中时，入射角相同，a光的折
射角大于b光，故a光的折射率大于b光，a光的波长小于b光，B正确、C错误；由波速公式 ，a光的
波速小于b光。
2.A【解折】空间站与同步卫星的半径之比： ，由 ，可得 ，
，故A正确。
3.C【解析】由图乙可知交流的周期 ，频率 ，A错误；电势的最大俏为12V，有效值
为 ，B错误； 时，电动势为零，故线圈平面与中性面重合，C正确； 时，电动势有
最大值，线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为零，D错误。
4.B【解析】以A、B两物体整体进行受力分析， ，A错误，B对地面的压力
，D错误；对A进行受力分析，水平向： ，故B对A的弹力
，B正确，竖直方向： ，故AB之间的摩擦力大小始终等于A物体的重力大小
1N，C错误。
5.D【解析】0~8s磁感应强度B的变化率恒定，由楞次定律可判断感应电流的方向始终为 ，A错误。
断开开关后，线圈与两灯一起构成一个自感回路， 、 不会立即熄灭，B错误；由于线圈的自感阻碍，A
灯后发光，灯A逐渐变亮，由于线圈的电阻忽略不计，则最后两灯一样亮，C错误；根据达拉第电磁感应定
律可得，电动势 ， ，2~4s内灯 产生的热量
学科网（北京）股份有限公司，D正确。
6.C【解析】电阻 消耗的功率 ，A错误； ，U与I为线性关系，B错误；
， 正确；电源效率 ， ，联立可
得 ，D错误。
7.D【解析】俯视图如图所示，荧光屏上有粒子撞击的长度范围为 ，故发亮的面积为
。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0
分。
8.AD【解析】图甲中由左手定则可判断负离子向M偏转，故N点电势高于M点，A正确，B错误；真空冶炼
炉的线圈中通高频交流电时，炉内的金属会产生涡流，C错误；D正确
9.AC【解析】未剪断轻绳时，弹簧的弹力 ，伸长量 ；剪断轻绳瞬间，弹簧弹力不
变，对A球进行受力分析可得： ，A正确；剪断轻绳后，A球在竖直方向做简谐振动，
当弹簧弹力等于A的重力时，即平衡位置，此时弹簧的形变量为 ，故振幅为3cm，球A上
升的最大高度为6cm；A球在竖直方向做简谐振动时，因为从A球偏离平衡位置最远处计时，故C正确D错
误。
学科网（北京）股份有限公司10.BC【解析】由图乙可知，当 ，即转过的角度为 ，此时物体有最小的电势能，
如图1所示，电场的方向与OA成30°斜向左下方，B.物体在电场中运动最大的电势差为 ，根据
，可得 ，故B正确；小球的受力分析图如图2，M点为等效最低点，N为等效最高点，若
能做完整的圆周运动，物体运动到N点时的动能为0，A点到N点，由动能定理：
，解得： ，C正确。
图1 图2
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11.【答案】（7分）
（1）A（2分）
（2） （3分）
（3）空气阻力（言之有理均可）（2分）
【解析】（2）设细绳长 ，拉起后细绳与竖直方向的夹角为 ，
联立可得机械能守恒的表达式
12.【答案】（9分）
（3）1.50（2分），150（2分）
（4）60（2分） 大（3分）
【解析】（3）由电路连接 ，
学科网（北京）股份有限公司由图乙斜率 ，
纵截距 ，
（4）由（3）可知，倍率为 ，
13.【答案】（10分）
（1） （2）3m/s （3）1.5J
【解析】（1）由右手定则，可得 （2分）
（2）当 时，导体棒开始匀速运动（1分）
（1分） （2分）
（1分） （3） （2分） （1分）
14.【答案】（13分）
（1）
（2）7.5m或2.5m
【解析】（1）物块1碰前的速度 ， （1分）
物块1、2发生弹碰： （2分）
（1分）
（2）物块1先做自山落体运刻至与初始对称位置： （1分）
绳绷紧后，物块1以切线速度分量 开始做圆周运动： （1分）
学科网（北京）股份有限公司物块1碰前速度 （1分）
物块1、2发生弹碰：
碰后物块1与木板组成的系统动量守恒： （2分）
若未碰： （2分）
若碰一次： （2分）
15.【答案】（18分）
（1）
（2） ，（ ，且N为整数）
（3）i）当 ，即奇数时： ， ；
ii）当 ，即偶数时： ， 。（ ，且n为整数）
【解析】（1）粒子在下方磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力。根据牛顿第二定律，有 （1
分）
圆周运动的直径 （1分）
即 （1分）
（2）粒子运动是一个逆向的回旋加速器。粒子每次穿过乳胶层，动能损失损失都相同，且只要还有动能必做
学科网（北京）股份有限公司半个圆周运动。所以半圆周运动次数N取不小于 的整数，即
（1分）
其中 表示天花板函数，即不小于x的最小整数。
（或者 ，且N为整数）
粒子在磁场中运动周期 （1分）
所以粒子在磁场中运动时间 （1分）
又粒子穿过乳胶层的全部过程，合起来是末速度为0的匀减速，且加速度大小 （1分）
所以在乳胶层中运动的时间 （1分）
从进入乳胶层到停留在乳胶层中经历的时间 （1分）
（若没有正确给出N的取值或表达式，扣1分。不重复扣分）
（3）由于阻力与速度大小成正比，阻力的冲量等于动量的变化量。
即 （1分）
即与穿过的厚度成正比。所以粒子穿过乳胶层后半圆运动的次数
（1分）
其中 表示天花板函数，即不小于x的最小整数：（或者 ，且n为整数）
（此处写成 或 就给分，表达不重复扣分）
粒子第i次在上方或下方磁场中圆周运动的直径
学科网（北京）股份有限公司（1分）
于是，粒子运动过程在 平面内的投影如下图所示：
其中， 到 的距离就是 。将P分成两类，显然有递推公式：
， ， ， ，
， （2分）
经计算知：
；
.
总之：坐标 写成
i）当 ，即奇数时
， ；
ii）当 ，即偶数时
，
学科网（北京）股份有限公司（其中 ，且n为整数）（每个坐标1分，共4分）
学科网（北京）股份有限公司
