2023-2024学年高三下学期开学考试物理试题
一、选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于近代物理，下列说法正确的是
A．放射性元素的半衰期要随温度和压强的变化而变化
B．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子核外电子轨道是量子化
C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D．原子核的比结合能越大，表明取出一个核子就越困难，原子核越稳定
2．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行的玻璃砖上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为、两束单色光射出。下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率小于光的频率
B．光束a在空气中的波长较大
C．出射光束a、一定相互平行
D．a、两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大
3．如图所示，一质量为的光滑圆管道，竖直静置在固定的底座上，有一质量为的小球（半径远小于圆管道的半径），在圆管道内做圆周运动，小球在最低点时圆管道对底座的压力大小恰好为，重力加速度为g。当小球运动到圆管道的最高点时，圆管道对底座的压力大小为（ ）
A．0 B． C． D．
4．杨利伟是成龙同学的偶像。当2020年11月24日嫦娥五号探测器发射升空后，再次刺激了他的宇航员之梦。他很想知道月球的密度，假如他梦想成真乘坐嫦娥六号飞船绕月球做圆周运动，并测出飞船离月球表面高度为H，环绕的周期为T，已知月球的半径为R，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，他计算出的月球密度应该是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示为某电场中的一条电场线，在a点由静止释放一个带正电的粒子（所受重力不能忽略），到达b点时速度恰好为零，则（ ）
A．电场线的方向一定竖直向下
B．该粒子从a→b速度先增加后减小
C．a点场强有可能比b点大
D．该电场可能是负的点电荷形成的电场
6．如图所示，磁场中固定一个电荷量为Q的正点电荷，一个电荷量为q，质量为m的带电粒子（重力不计）以正点电荷为圆心，在匀强磁场中做匀速圆周运动，测得以不同的绕行方向绕正电荷做半径为r的圆周运动时，周期之比为2：1，已知静电力常量为k，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子可能带正电，以不同的绕行方向做圆周运动时，所受洛伦兹力大小相等
B．粒子一定带负电，且沿逆时针方向旋转时的线速度是沿顺时针方向时的
C．粒子顺时针旋转时，向心加速度大小为
D．粒子逆时针旋转时，向心加速度大小为
7．如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移随时间的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．时，振子的速度方向向右
B．振子做简谐运动的表达式为
C．和时，振子的加速度大小相同，方向相反
D．从到的时间内，振子的速度先增大后减小
8．如图所示为一条由2n个铁环组成的铁链，其两端等高地悬挂在竖直的铁桩上，铁环从左到右依次编号为。在重力作用下自然下垂形成一条曲线，曲线两端点的切线与竖直方向的夹角均为，第n个和第个铁环水平穿连，每个铁环质量相等，均为m，关于铁环之间的弹力，下列说法正确的是（ ）
A．每个铁环受上方铁环的弹力比受下方铁环的弹力小
B．第1个和第2n个铁环受到铁桩的弹力等于nmg
C．第n个和第个铁环之间的弹力为mg
D．第个和第n个铁环之间的弹力为
二、选择题：本大题共2小题，共10分。在每小题给出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
9．如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是( )
A．小球通过最高点时的最小速度是
B．小球通过最高点时的最小速度为零
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力
D．小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力
10．体育课上，甲同学在距离地面高h1处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为v0；乙同学在离地h2处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量m，取重力加速度大小为g。不计空气阻力。则（ ）
A．排球被垫起前的飞行时间为
B．排球被垫起前飞行的水平距离为
C．排球与乙同学作用过程中，合力对排球做的功为0
D．排球与乙同学作用过程中，合力对排球的冲量大小为2mv0
三、非选择题：本题共5 小题，共58分。
11．（本题6分）某实验小组做“验证力的平行四边形定则”实验。
（1）进行实验的主要步骤如下：
A．只用一个弹簧测力计把细绳与橡皮条的结点拉到位置O，并记下弹簧测力计示数和细的方向，按照同一标度，作出力F的图示
B．记下两个弹簧测力计的示数；
C．用平行四边形定则作出与的合力，比较与F的大小和方向；
D．描出两根细绳的方向，按照所选的标度，在纸上作出这两个力，的图示；
E．把白纸固定在木板上，橡皮条的一端固定在木板上的A点，用两根细绳系在橡皮条另一端；
F.将两个弹簧测力计通过细绳互成角度地拉橡皮条，使细绳与橡皮条的结点达到某一位置，在白纸上标为O点；
请将以上实验步骤按正确顺序排列出来 （用步骤前的字母序号表示）
（2）某次实验中，一弹簧秤的指针位置如图所示，则其读数为 N；
（3）该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，四次实验记录的信息如下图所示，其中对于减小实验误差最有利的选项是 。
12．（本题10分）某实验小组为测量电池组的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，主要器材如下：
A．电池组（两节干电池）
B．毫安表（量程为，内阻）
C．电压表（量程为）
D．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）
E．电阻箱（阻值）
F．开关和导线若干
（1）由于毫安表的是程太小，需将其改装为的量程，则应将图甲中电阻箱调节为 ；
（2）实验步骤如下：
①连接电路，将图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端；
②闭合开关，改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表的示数，多次实验后，依所测数据在如图乙所示的坐标纸上作出图线．某次实验毫安表示数如图丙所示，则其读数为 ；
（3）电池组的电动势 ；
（4）若考虑电压表内阻影响，则电池组内阻的测量值 真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
13．（本题10分）几位同学在空旷的草地上进行投掷飞镖比赛，飞镖投出点的高度h均为。甲同学站在A点投掷飞镖，初速度的大小，与水平方向的夹角，最终在P点插入地面。乙同学站在B点投掷飞镖，初速度水平，最终也在P点插入地面，且插入地面的方向与甲同学的飞镖方向相同。飞镖的飞行轨迹如图所示，不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）甲同学投掷的飞镖飞行过程中离地面的最大高度H；
（2）乙同学投掷飞镖的初速度v的大小：
（3）A、B两点间的距离。
14．（本题14分）如图，直角坐标系xOy处于竖直平面内，x轴沿水平方向，在x轴上方存在水平向右的匀强电场，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，匀强电场的场强大小。在坐标为（-0.4m，0.4m）的A点处将一带正电小球由静止释放，小球沿直线AO经原点O第一次穿过y轴，小球第三次经过x轴时恰好再次经过O点。重力加速度g取。求：
（1）小球的比荷及小球第一次穿过x轴时的速度大小；
（2）小球从释放到第三次经过x轴所经历的时间。
15．（本题18分）如图所示，ABCD是光滑轨道，其中竖直圆轨道的半径为，最低点B处入、出口不重合，C点是最高点，BD部分水平，D点与其右侧的水平传送带平滑连接，传送带以速率逆时针匀速转动，水平部分长度。质量为的小物块从轨道上高处的P位置由静止释放，与静止在B点入口处的另一小物块正碰并黏合在一起，在竖直圆轨道内恰好通过最高点C后经B点进入水平轨道，小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
（1）另一小物块质量的大小：
（2）小物块在传送带上运动的时间t；
（3）小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量Q。
试卷第7页，共7页
参考答案：
1．D
【详解】A、放射性元素的半衰期只与原子核本身有关，与温度、压强等外界因素无关，A错误；
B、卢瑟福的α粒子散射实验表明原子核具有核式结构，B错误；
C、发生光电效应时,根据EKm=hγ W，可知：光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，故C错误；
D、原子核的比结合能表明原子核的稳定程度，比结合能越大，取出一个核子就越困难，原子核越稳定，D正确．
故选D．
2．C
【详解】A．作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，故A错误；
B．a光的频率较大，则波长较小，故B错误；
C．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故C正确；
D．因为a光的折射率较大，由临界角公式，则知a光的临界角小，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】设小球在圆管道最低点时的速度为，圆管道对小球的支持力为，由牛顿第二定律可得
由牛顿第三定律可知，小球在最低点时底座对圆管道的支持力大小为
由平衡条件可知
设小球到达圆管道的最高点时的速度为，圆管道对小球的支持力为，由牛顿第二定律得
小球从圆管道最低点运动到最高点的过程，对小球根据动能定理可得
解得
对圆管道分析由平衡条件得
解得
再由牛顿第三定律可知，圆管道对底座的压力大小为0，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】在月球表面有
结合球体积公式 ，则密度为
在嫦娥六号上有
结合球体积公式 ，则密度为
故选B。
5．B
【详解】A．在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反；粒子带正电，则电场力的方向与电场线方向相同，故电场线的方向向上，故A错误；
B．由于粒子在a点由静止释放，到达b点也静止，所以该粒子从a→b速度先增加后减小，故B正确；
C．从a到b先加速后减速，该粒子从a到b是做变加速运动，故电场力逐渐变大，故b点场强大于a点场强，故C错误；
D．电场线的方向向上，若是负电荷，则负电荷处于下端，ab之间是吸引力，到达b点速度不能为零，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．若粒子带正电，则受到的电场力一定向外，则当顺时针转动时，合力向外，粒子不可能做圆周运动，故A错误；
B．根据A的分析可知，粒子一定带负电；根据可知，线速度之比为1：2；由于逆时针转动时，向心力较小，故线速度较小，因此沿逆时针方向旋转时的线速度是沿顺时针方向时的；故B正确；
CD．顺时针转动时，洛伦兹力向里，则有
F库+Bqv1=ma1
而逆时针转动时，洛伦兹力向外
F库-Bqv2=ma2
由于v1=2v2则
a1=4a2
且
则有联立解得
故C错误，D错误；
故选B。
7．BCD
【详解】A. 由图像可知，时，振子正在向负方向振动，即速度方向向左，故A错误；
B. 振子的振幅为12cm，周期为1.6s，则
由简谐运动的位移表达式
可得做简谐运动的表达式为
故B正确；
C. 由简谐运动表达式可知，和时，振子偏离平衡位置的位移等大方向，由
可知，振子的加速度大小相同，方向相反，故C正确；
D. 从到的时间内，振子先向平衡位置运动，速度逐渐增大，从到时间内，振子远离平衡位置，速度减小，故D正确。
故选BCD。
8．D
【详解】A.对单个铁环受力分析,如图所示
可知越小，上方铁环施加的弹力越大，故A错误；
B.对整条铁链受力分析，如图所示
可得
故B错误；
C.对半条铁链受力分析，如图所示
可得
故C错误；
D.对第个铁环受力分析，如图所示
可得
故D正确。
故选D。
9．BD
【详解】AB．圆形管外侧、内侧都可以对小球提供弹力，故小球通过最高点的最小速度为零，A错误，B正确。
CD．小球在水平线ab以下时，合外力必须有指向圆心方向的分力提供向心力，故外侧管壁一定对小球有作用力，C错误，D正确。
故选BD。
10．C
【详解】A．排球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动
排球被垫起前的飞行时间为
A错误；
B．排球在水平方向做匀速直线运动
B错误；
C．垫起前后球的速度大小相等，方向相反。则动能不变，合力对排球做的功为0，C正确；
D．根据动量定理，合力对排球的冲量大小为
v为平抛末速度，D错误。
故选C。
11． EFBDAC 2.4 C
【详解】(1)[1]实验步骤正确的排列顺序应该是EFBDAC。
(2)[2]最小分度为0.2N，故不用往下估读一位，示数为2.4N。
(3)[3]A．确定力方向的两个点间距过小，力方向的确定误差较大，A错误；
B．两分力间的夹角过大，造成平行四边形很扁，作图误差较大，B错误；
C．标度选择合力，两分力夹角适当，对减小误差有利，C正确；
D．标度选择过大，在作力的图示时误差较大，D错误。
故选C。
12． 0.6 32 3.0 等于
【详解】（1）[1]当毫安表满偏时，电阻箱的电流为
此时电阻箱的电压等于毫安表的满偏电压
则，根据欧姆定律，电阻箱的阻值为
（2）[2]毫安表的分度值为2mA，故读数为32mA；
（3）[3]根据闭合电路欧姆定律
即
所以图像的纵截距表示电动势，故电源的电动势为
（4）[4] 若考虑电压表内阻影响，由于电流和电压都是真实值，则求得的电动势内阻等于真实值。
13．（1）5m；（2）3.6m/s；（3）8.64m
【详解】（1）甲同学投掷的飞镖水平方向的速度大小为
竖直方向的初速度大小为
在竖直方向从离手到最高点的高度和时间分别为
，
甲同学投掷的飞镖飞行过程中离地面的最大高度
（2）假设甲从最高点做平抛运动，下落时间为
设下落在P点时与水平夹角为，满足
乙做平抛时间为
设下落在P点时与水平夹角为，满足
由题意有
得乙同学投掷飞镖的初速度v的大小
（3）甲从抛出到P点水平位移为
乙的水平位移为
A、B两点间的距离
14．（1），4m/s；（2）
【详解】（1）由题可知，小球由静止释放后在第二象限的匀强电场中所受合力方向由A点指向O 点则有
代入数据解得
由A到O的过程中，由动能定理有
代入数据解得
v＝4m/s
（2）设小球从释放到第一次到达O点的时间为t1，小球在y 方向做自由落体运动，有
代入数据解得
如答图，在第三、四象限中，，小球仅由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动（设运动时间为t2）；小球从第三象限的P点再次进入第二象限后做类平抛运动，经过时间t3再次回到O 点，该过程可将小球的运动分解为沿x 轴方向的匀加速直线运动与沿y 轴方向的竖直上抛运动。由圆周运动的特点可知，小球在P点的速度与x 轴正方向成45°角；由牛顿第二定律知，小球在第二象限x、y 两个分方向的加速度大小为
y 方向
得
x 方向
得
由几何关系可得
得
则小球在x 轴下方运动的时间为
故小球从释放到第三次经过x 轴经历的时间为
15．（1）1.5kg；（2）0.5s；（3）36J
【详解】（1）物块滑到B点时的速度
碰后恰能到达圆弧最高点，则在最高点C时
解得
设两者在最低点时的速度为vB，则由能量关系
解得
vB=4m/s
两物体碰撞过程动量守恒，则
解得
m0=1.5kg
（2）小物块（总质量）滑上传送带时的速度为
vD=vB=4m/s
在传送带上运动的加速度
a=μg=4m/s
则在传送带上运动时由
即
解得
t=0.5s
（另一值t=1.5s舍掉）
（3）小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量
答案第10页，共10页
答案第9页，共10页
