文档内容
2023~2024 学年度第二学期高三年级质量监测（一）
物理学科试卷
本试卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共 100分。考生务必将自己的姓名、准考证号
填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，
将答题卡交回。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（每小题 5 分，共 25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确
的。）
1.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（
）
A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒
B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究发现了质子
C.爱因斯坦第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱
D.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
2.下列说法正确的是（ ）
A.由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低
B.由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C.由图丙可知，当分子间的距离r>r 时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
0
D.由图丁可知，在r由r 变到r 的过程中分子力做正功
1 2
3.千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式（菱形）千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使
A、B间距离变小，千斤顶的两臂靠拢（螺旋杆始终保持水平），从而将重物缓慢顶起。若物重为G，AB与
AC间的夹角为θ，不计千斤顶杆件自重，下列说法正确的是（ ）
A.AC、BC两杆受到的弹力大小均为B.当θ=60°时，AC、BC两杆受到的弹力大小均为G
C.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，AC、BC杆受到的弹力将减小
D.摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物受到的支持力将增大
4.北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标
志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号于11月24日在中国文昌航天发射场发射升空并进
入地月转移轨道，然后实施2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入环月圆轨道。已知嫦娥五号探测器在环
月圆轨道上的运行周期为T，轨道半径为r，月球半径为R，引力常量为G，则（ ）
A.月球的质量为
B.月球表面的重力加速度大小为
C.月球的第一宇宙速度为
D.“嫦娥五号”探测器运行的速率为
5.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，实线为一个带正电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，
P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是（ ）
A.三个等势面中，等势面a的电势最高
B.粒子在Q点时的电势能比在P点时大
C.粒子在Q点时的动能比在P点时大
D.粒子在Q点时的加速度比在P点时大
二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）
6.杜甫在《曲江》中写到：“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。”平静水面上的 S处，“蜻蜓点水”时形
成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S在同一条直线上。某时刻A在波谷且与水平面
的高度差为H，B、C在不同的波峰上，其波形如图中虚线所示。已知波速为 v，A、B在水平方向的距离为
a。则下列说法正确的是（ ）A.水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射
B.到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
C.经过 的时间，质点B、C之间的距离为14a
D.从图示时刻开始计时，A点的振动方程是
7.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机输出电压 经变压器升压后向远处
输电，输电线总电阻R =8Ω，用户端用降压变压器把电压降为U=220V。已知输电线上损失的功率P
线 4 线
=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A.发电机输出的电流 B.输电线上的电流
C.降压变压器匝数比 D.升压变压器匝数比
8.2020年12月2日22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多
压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号，当压力改变时有电流通过霍尔元件。
如图所示，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电
子，通入如图所示方向的电流时，电子的定向移动速度为v。若元件处于磁感应强度为B、方向垂直于上表面
向下的匀强磁场中，前后两表面会形成电势差U。下列说法中正确的是（ ）
A.自由电子受到的洛伦兹力方向为垂直前表面向外
B.前表面的电势比后表面的高
C.自由电子受到的洛伦兹力大小为
D.前、后表面间电势差
第Ⅱ卷（共60分）
9.（12分）（1）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。
①在白纸上放好玻璃砖， 和 分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两
枚大头针 和 ，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 和 。
在插 和 时，应使________（选填选项前的字母）。
A. 只挡住 的像 B. 只挡住 的像 C. 同时挡住 、 的像
②为了减小实验误差，实验时应注意的是________。
A.入射角应尽量小些
B.玻璃砖的宽度应小一些
C.大头针 、 之间的距离及大头针 、 之间的距离应适当大些
③甲同学在画界面时，不小心将两界面 和 间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折
射率与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。
④乙同学在完成光路图以后，以入射点O为圆心，适当长度为半径画圆，分别交入射光线 于A点，交入
射点O与出射点 连线的延长线于C点。过A点、C点作法线 的垂线AB、CD，垂足为B点、D点，
如图丙所示。用刻度尺量得AB=8.50cm，CD=5.00cm，由此可得出该玻璃的折射率n=________。
（2）将铜片和锌片插入苹果中制成一个“水果电池”，利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和
内阻r。
电流表A（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
1
电流表A（量程20mA，内阻约10Ω）
2
电压表V（量程3V，内阻约1kΩ）
1
电压表V（量程15V，内阻约4kΩ）
2
滑动变阻器R（0~10Ω）
1
滑动变阻器R（0~1000Ω）
2
待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω）
开关S，导线若干
①为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择________；电压表选择________；滑动变阻器选________。
（填写字母代号。）
②甲、乙两个实验电路中最合理的电路为________（选填“甲”或“乙”）。③甲同学根据实验数据画出U-I图线，如图所示。由图线可得“水果电池”的电动势 E=________V，内阻
r=________Ω。（计算结果保留3位有效数字）
④乙同学利用图像对所选最佳实验电路进行误差分析。在下图中实线是根据实验数据描点作图得到的 U-I图
像；虚线是没有电表内阻影响的理想情况下该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像。则与该实验对应
的U-I分析图像是________。
A. B. C. D.
10.（14分）2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，赢得全场
7个10分，并最终夺得冠军。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作
并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖
直向上的初速度v=1m/s，并在距离水面，h=1.6m前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度
0 0
h=2.5m，跳台距水面高度H=10m，运动员质量m=40kg，重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计。求：
（1）运动员距离跳台的最高距离 ；
（2）运动员完成规定动作允许的最长时间 ；
（3）运动员即将入水时速度v的大小和入水至水深h处的过程运动员受到水的平均作用力F的大小。
11.（16分）如图所示是列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身下方固定一单匝矩形线框
abcd，ab边长为L，bc边长为d，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁
场MNPQ，MN边界与ab平行，NP长为d。若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为
v ，cd边刚离开磁场时列车刚好停止运动。已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，摩擦阻力大小恒定为
0
kmg，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）线框ab边刚进入磁场时列车加速度a的大小和安培力对ab边做功的功率P；（2）线框从进入到离开磁场过程中，线框产生的焦耳热Q；
（3）线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量q。
12.（18分）东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要
将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将其从粒
子束中剥离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入垂直于纸
面向外的矩形匀强磁场区域，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打
到下极板，剩下的进入磁场发生偏转并被吞噬板吞噬。已知混合粒子束宽度为 d，各组成粒子均纵向均匀分
布，混合粒子进入两极板的初速度均为 ，方向平行于极板。离子带正电、电荷量为q，质量为
m，两极板间电压为U，间距为d，极板长度为2d，吞噬板长度为2d。离子和中性粒子的重力可忽略不计，
不考虑混合粒子间的相互作用。
（1）要使离子能直线通过两极板，则需在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场 ，求 的大小和方向；
（2）直线通过极板的离子进入偏转磁场，若偏转磁场的磁感应强度 ，且离子全部能被吞噬板
吞噬，求矩形磁场 的最小面积；
（3）撤去极板间磁场 ，且 边界足够大，粒子束有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，若要求进
入偏转磁场的离子全部被吞噬板吞噬，求磁场 的取值范围。2023~20234 学年度第二学期高三年级质量监测（一）
物理学科
答案
选择题（每小题 5分。6~8题每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的
得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）
1 2 3 4 5 6 7 8
A D C B C ABD BC AC
9.（12分）（1）①C（1分） ②C（1分） ③偏小（1分） ④1.7（2分）
（2）（每空1分）①A，V，R ②乙 ③3.78~3.82，186~188 ④C
2 1 2
10.（14分）
解：（1）运动员从起跳到最高点有
得
（2）运动员从起跳到最高点所用时间
设运动员从最高点到距水面1.6m所用的时间为 ，
有
运动员完成规定动作最大允许的时间为
或
（3）运动员即将入水时有
或 或
得
运动员入水至水深h处的过程有
得
11.（16分）解：（1）线框刚进入磁场时 ， ，
由牛顿第二定律有
联立解得
安培力对ab边做功的功率
（2）线框由进入磁场到离开磁场过程中，由动能定理有
又
解得
（3）线框进入磁场的过程，由
解得
12.（18分）
解：（1）离子能直线通过两极板，则洛伦兹力等于电场力
得 方向垂直纸面向里（1分）
（2）由 ，得
即从上极板边缘进入磁场的离子，正好打到其正下方2d处的吞噬板上；从下极板边缘进入磁场的离子，正好
打到其正下方2d处的吞噬板上。则矩形磁场的两边长分别为3d和d， 的最小面积为
（3）对于沿上极板运动的离子，在两极板间做类平抛运动
有 ， ， 得设离子出两极板的速度为v，根据动能定理
离子进入偏转电场时的速度偏向角的余弦值为
得 ，
由
离子射出偏转电场时，与吞噬板上端相距为 ，且当该离子恰好打到吞噬板上端时，偏转半径最小，磁场
最大。
由几何关系有 得
若从距离上极板 射入的离子，将恰好从两极板的右侧下边缘进入偏转磁场，且当该离子刚好打在吞噬板
下边缘时，偏转半径最大，磁场 最小由几何关系有
得
故 的取值范围为
