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2024 年1 月“九省联考”考后提升卷
高三物理
（考试时间：150 分钟 试卷满分：150 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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、选择题 本题共10 小题，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，
共28 分，第8~10 题有多项符合题目要求，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，有选错的得0 分。
1．“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测
等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为
的光子从基态能级I 跃
迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为
的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁
到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为
的光子回到基态。该原子钟产生
的钟激光的频率
为（ ）
A．
B．
C．
D．
1
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【答案】D
【详解】原子吸收频率为
的光子从基态能级I 跃迁至激发态能级Ⅱ时有
且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I 的过程有
联立解得
故选D。
2．ΔABC 是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°。一细光束从AB 边以平行于BC 边的方向入射后直
接射到AC 边，恰好在AC 边发生全反射，则棱镜的折射率为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】设光从AB 边射入时折射角为α，射到AC 面上N 点时入射角为β，光路图如下所示
根据折射定律有
光在AC 边上恰好发生全反射有
又由几何关系知
2
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根据三角函数关系有
联立上式解得
故选A。
3．在一个导线框架中通以如图所示的电流，
边的正中间用绝缘线悬挂金属环，环面与框架平面在同一
平面内，在电流Ⅰ减小的过程中
A．环向
边靠拢B．环向
边靠拢
C．悬线中拉力变小
D．悬线中拉力增大
【答案】C
【详解】根据安培定则知，弯曲成“п”导线中电流的磁场方向为：垂直纸面向里，且大小减小．由楞次定
律可知，感应电流的方向为顺时针，根据左手定则可知，安培力的方向背离圆心，由于弯曲成是“п”导线，
所以金属环下边圆弧受到的安培力小于上边圆弧受到的安培力，因此导致挂环的拉力减小，但由于金属环
左右两侧受安培力等大反向，则环仍处于静止状态；
A．环向AB 边靠拢，与结论不相符，选项A 错误；
B．环向CD 边靠拢，与结论不相符，选项B 错误；
C．悬线中拉力变小，与结论相符，选项C 正确；
D．悬线中拉力增大，与结论不相符，选项D 错误；
4．如图所示，一物体自倾角为θ 的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物体与斜面接触时速度
与水平方向的夹角φ 满足 ( )
A．tanφ＝sinθ
B．tanφ＝cosθ
3
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C．tanφ＝tanθ
D．tanφ＝2tanθ
【答案】D
【详解】竖直速度与水平速度之比为
竖直位移与水平位移之比为
故
tanφ=2tanθ
故选D．
5．如图所示，理想变压器原线圈接
的正弦交流电源，副线圈中
是定值电阻，R 是滑
动变阻器，所有电表均为理想电表，且电压表示数为
，下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中电流的频率为
B．电流表
和
的示数比值始终为
C．滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，电压表示数不变，电源输入功率增大
D．滑动变阻器滑片向上滑动的过程中，电流表
示数增大，电源输入功率增大
【答案】C
【详解】A．副线圈中电流的频率等于原线圈中电流的频率，为
故A 错误；
B．输入电压有效值为
4
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根据电压与匝数成正比可得变压器原、副线圈的匝数比为
电流表
和
的示数比值等于
故B 错误；
C．滑片
向下滑动过程中，变阻器连入电路电阻变小，输入电压及匝数比不变，输出电压不变，即电压
表
示数不变，根据欧姆定律可得副线圈中电流
变大，即
示数变大，则原线圈中电流I1变大，电源输入功率I1U1变大，故C 正确；
D．滑片
向上滑动过程中，变阻器连入电路电阻变大，输入电压及匝数比不变，输出电压不变，副线圈
中电流减小，原线圈电流减小，电流表
示数减小，电源输入功率I1U1减小，故D 错误。
故选C。
6．如图垂直于纸面向里的有界匀强磁场中有一个矩形线框abcd，线框以OO'为轴匀速转动，OO'与磁场右
边界重合。若线框中产生电流的峰值为Im，由图示位置开始计时，则下列可以正确描述线框中电流随时间
变化的图像是（ ）
A．
B．
5
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C．
D．
【答案】D
【详解】在
内，由于线圏在匀强磁场中从中性面开始转动，故产生正弦式交变电流，在
内都有感应电流，整个周期都有感应电流，所以ABC 错误；D 正确；
故选D。
7．如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r 的相同小球，各小球编号如图。
斜面与水平轨道OA 平滑连接，OA 长度为6r。现将六个小球由静止同时释放，小球离开A 点后均做平抛运
动，不计摩擦和空气阻力。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．六个小球将落在地面上同一点
B．六个小球将落在地面上六个不同的点
C．球6 做平抛运动的水平位移最小
D．球1 做平抛运动的水平位移最小
【答案】C
【详解】AB．6 个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒。当有部分小球在水平
轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，球6 在OA 段运动时，斜面上的球在加速，球5 对球6 的作用力
做正功，动能增加，机械能增加；当球1 进入OA 段后，球1、2、3 之间无相互作用力均匀速离开OA 段，
由于有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，水平面上能同时存在三个小球，所以可知
离开A 点时球6 到球4 的速度依次增大，最后三个小球都在水平面上时球之间的作用力为零，最后3 个小
球离开A 点的速度相同，水平射程相同，故AB 错误；
CD．由于离开A 点时，球6 的速度最小，水平射程最小，而最后三个球3、2、1 的速度相等，水平射程相
同，故C 正确D 错误。
6
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故选C。
8．北京时间2021 年9 月中旬至10 月下旬出现了“火星合日”现象，即当火星和地球分别位于太阳两侧与
太阳共线干扰无线电时，影响通信的天文现象，因此中国首辆火星车“祝融号”发生短暂失联。已知地球
与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同。火星的公转周期为T1，地球公转周期为T2，“祝融号”在火星
赤道表面做匀速圆周运动的周期为T，“祝融号”的质量为m，火星的半径为R，万有引力常量为G，则下
列说法正确的是（ ）
A．火星的第一宇宙速度大小为
B．太阳的质量为
C．火星的公转周期为T1小于地球公转周期为T2
D．相邻两次“火星合日”的时间间隔为
【答案】AD
【详解】A．“祝融号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，有
解得火星质量
由
解得火星的第一宇宙速度大小
7
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故A 正确；
B．火星和地球的公转轨道半径未知，所以无法求出太阳的质量，故B 错误；
C．根据开普勒第三定律
可知，火星轨道半径大于地球轨道半径，故火星的公转周期更大，故C 错误；
D．相邻两次“火星合日”的时间间隔满足
解得
故D 正确。
故选AD。
9．如图甲，真空中的两平行金属板间距为d、板长为L。A、B 两板间加上如乙图所示的周期性变化电压。
在t=0 时刻，一质量为m、电量为e 的电子以初速度v0从两板正中间沿板方向射入电场，并在t=2T 时刻从
板间射出，不计电子重力。下列说法正确的是（ ）
A．电子从板间射出时的速度大小为v0
B．电子在板间运动时，电场力的冲量不为零
C．电子从板间射出时机械能增加eU0
D．若电子在
时刻进入，将会水平射出
【答案】AD
【详解】AC.0-2T 内电场力做功为0，机械能增加量为0，所以电子从板间射出时的速度大小为v0，故A 正确，
C 错误；
8
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B.电子在板间运动时，电场力的冲量为
故B 错误；
D.
时刻射入的电子，在
时间内，电子受到向上的电场力，向上做匀加速运动，在
时间内，
电子受到向下的电场力，向上做匀减速运动，在
时刻，电子的速度为
，方向水平。在
时间
内，电子受到向的下电场力，向下做匀加速运动，在
电子受到向上的电场力，向下做匀减速运动，
在
时刻，电子的速度为
，方向水平。如此反复，最后粒子在
时刻离开金属板，速度为
，
方向水平。故D 正确。
故选AD。
10．光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧存在由匀强电场和匀强磁场组成的复
合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为h，电场强度为E、方向竖直向上，磁感应强度为B、方
向垂直纸面向外，重力加速度为g，带电小球的比荷为
，如图所示。现给小球一个向右的初速度，离开
桌边缘立刻进入复合场运动，从下边界射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为
。下列说法正确的
是（ ）
A．小球在复合场中的运动时间可能是
B．小球在复合场中运动的加速度大小可能是
9
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C．小球在复合场中运动的路程可能是
D．小球的初速度大小可能是
【答案】AC
【详解】带电小球的比荷为
，则有
则小球合力为洛伦兹力，所以小球在复合场中做匀速圆周运动，射出时的速度方向与下边界的夹角为
，
则小球运动情况有两种，轨迹如下图所示
若小球速度为
，则根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为
，此时小球在复合场中的运动时间为
根据几何知识可得，其轨迹半径为
则根据洛伦兹力提供向心力有
可得，小球的速度为
则小球的路程为
小球的加速度为
10
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若小球速度为
，则根据几何知识可得轨迹所对应的圆心角为
，此时小球在复合场中的运动时间为
根据几何知识可得，其轨迹半径为
则根据洛伦兹力提供向心力有
可得，小球的速度为
则小球的路程为
小球的加速度为
故选AC。
二、实验题 本题共2 小题，共15 分。
11．同学们用如图所示的“杆线摆”研究摆的周期与等效重力加速度的关系。杆线摆可以绕着立柱
来
回摆动（立柱并不转动），使摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。具体操作步骤如下：
11
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（1）测量“斜面”的倾角。
将铁架台放在水平桌面上，在铁架台立柱上绑上重垂线，调节杆线摆的线长，使重垂线与摆杆垂直。
把铁架台底座的一侧垫高，使立柱倾斜。测出静止时摆杆与重垂线的夹角为
，则“斜面”的倾角
。
（2）根据斜面倾角，求出等效重力加速度
。
（3）测量杆线摆的周期。
尽量减小摆杆与立柱之间的摩擦，将摆拉开一个较小的角度，轻轻释放摆球。用停表测量摆球全振动
次
所用的时间，则单摆的周期为
。
（4）改变铁架台的倾斜程度，重复实验，将所需数据记录在表格中。
序
号
（5）为了直观体现周期与等效重力加速度的关系，请在坐标纸中选择合适的物理量与单位，补全缺少的
数据点并绘图 。
12
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（6）通过图线，可以计算出在摆长一定的情况下，摆的周期与等效重力加速度的关系。若忽略球的尺寸，
本实验中的摆长应为 填“摆线”、“摆杆” 的长度，摆长为
结果保
留位有效数字。
【答案】
摆杆
【详解】（1）[1]摆杆与重垂线的夹角为
为摆杆与水平方向的夹角，根据几何关系可知
（3）[2]根据摆球全振动的次数和所用时间，周期
（5）[3] 根据题图可知等效重力加速度为
根据单摆周期公式有
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在图中以周期
为纵坐标轴、以
为横坐标轴建立坐标系，根据表格中相应的各组数据在坐标系中
描点、作图如图所示：
（6）[4] [5]本实验的摆长为摆杆；
由上述图像
图像的斜率
结合
图像函数可知
解得
12．如图甲所示为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中，
为定值电阻，
为欧
姆调零电阻；表头G 的满偏电流为
，内阻为
。虚线圆框内为选择开关，A 端和B 端分别与
两表笔相连。该多用电表有5 个挡位，5 个挡位为：直流电流
挡，
是电源，分别对应欧姆
、
、
挡，直流电压
挡。
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（1）图中的A 端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）根据题给条件可得
，
；
（3）某次测量选择开关选择
挡时发现多用电表指针偏角过大。换挡重新欧姆调零之后，指针位置如
图乙所示，此时多用电表读数为
；
（4）根据图乙中的信息，可以得出
的电动势为 V。
【答案】 红 20 2990 11.0 1.5
【详解】（1）[1]多用电表电流红进黑出，根据内部电源的正负极可知，A 端与红表笔相连接。
（2）[2]直流电流
挡对应开关旋钮1，则
解得
[3]直流电压
挡对应开关旋钮5，则
（3）[4]欧姆表读数从右往左读，指针从左往右偏，当发现多用电表指针偏角过大，表示示数较小，则需
要换成小挡位
挡，此时多用电表读数为
。
（4）[5]由题可知，
对应的是
挡，此时
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所以
三、计算题：本题共3 小题，共42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后
答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．如图所示，OA 与y 轴的夹角
，在此角范围内有沿y 轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷
量为q（q>0）的粒子以速度v0从左侧平行于x 轴射入电场，入射点为P，经电场后沿垂直于OA 的方向由
Q 点进入一矩形磁场区域（未画出，方向垂直纸面向外），并沿x 轴负方向经过O 点。已知O 点到Q 点的
距离为6l，不计粒子的重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；）
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）矩形磁场区域的最小面积。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）如图所示
带电粒子进入电场时，初速度为v0，带电粒子在电场中运动的时间为t，由牛顿第二定律得
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粒子在电场中做类平抛运动
由
得
又因为
解得，匀强电场的电场强度大小为
（2）粒子在磁场中做圆周运动，设圆心为O1，半径为r，由几何关系得
解得
由于粒子的入射速度与电场垂直，则粒子在电场中做类平抛运动，分解Q 点的速度得
解得
由牛顿第二定律得
联立解得，匀强磁场得磁感应强度大小为
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（3）由图知，带电粒子从Q 点射入磁场，包含圆弧的最小矩形磁场区域为图中虚线所示，矩形区域长为
矩形区域宽为
所以该区域的最小面积为
14．如图1 所示，在绝缘光滑水平桌面上，以O 为原点、水平向右为正方向建立x 轴，在
区域
内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长
、电阻
的正方形线框
，当平行
于磁场边界的
边进入磁场时，在沿x 方向的外力F 作用下以
的速度做匀速运动，直到
边进
入磁场时撤去外力。若以
边进入磁场时作为计时起点，在
内磁感应强度B 的大小与时间t 的
关系如图2 所示，在
内线框始终做匀速运动。
(1)求外力F 的大小；
(2)在
内存在连续变化的磁场，求磁感应强度B 的大小与时间t 的关系；
(3)求在
内流过导线横截面的电荷量q。
【答案】(1)
；(2)
；(3)
【详解】(1)由图2 可知
，则回路电流
安培力
所以外力
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(2)匀速出磁场，电流为0，磁通量不变
，
时，
，磁通量
，则t 时刻，磁通
量
解得
(3)
电荷量
电荷量
总电荷量
15．如图所示，水平传送带保持v=5m/s 的速度沿顺时针做匀速运动，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，
右端与光滑水平凹槽面平滑对接，水平凹槽上间隔放有n 个静止相同的小球，每个小球的质量均为
m0=0.2kg。质量m=0.1kg 的物块从轨道上高h=4.0m 的P 点由静止开始下滑，滑到传送带上的a 点时速度大
小v0=8m/s。物块和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，传送带ab 之间的距离L=4.9m。所有的碰撞都是弹性
正碰，取g=10m/s2。求：
（1）物块从P 点下滑到a 点的过程中，摩擦力对物块做的功：
（2）物块从释放到与小球第一次碰撞过程中，受到传送带的作用力冲量大小；
（3）最终n 个小球获得的总动能。
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【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）物块由P 到A 的过程，由动能定理，有
解得 摩擦力对物块做功
（2）物块滑上传送带后，在摩擦力作用下做匀减速运动加速度大小
减速至与传送带速度相等时所用的时间
匀减速运动的位移
物块与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间
从a 运动到b 的时间
取向右为正方向，水平方向由动量定理，传送带的摩擦力对物块的冲量大小
传送带的支持力对物块冲量大小
方向竖直向上，传送带对物块的冲量大小为
（3）物块与小球1 发生弹性正碰，取向右为正方向，设物块碰后的速度为v1，小球1 被撞后的速度大小为
u1，由动量守恒定律，有
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由动能守恒，有
解得
，
相邻小球之间相互碰撞进行速度交换，小球1 与小球2 碰后，小球1 的速度为0，而物块被反弹回来后，
在传送带上向左运动的位移是
物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小为零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到
v1，再跟小球1 发生弹性正碰，第二次碰后物体和小球的速度大小分别为
，
以此类推，物块与小球1 经过n 次碰撞后，速度分别为
，
相邻小球之间每次相互碰撞都进行速度交换，最终从1 号小球开始，到n 号小球，它们的速度大小依次为
un、
、
、…、
，n 个小球的总动能为
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