物理
本试卷共8页，15 题，全卷满分 100 分，考试用时 75 分钟。
祝考试顺利
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题
卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试
卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答
题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共 10 小题，每小题4 分，共 40 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，第 8~10 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0分。
1.用如图所示电路研究光电效应现象，A、K 两个电极密封在真空玻璃管中。先后用频率为v1 、 v2 的入射光照
射K 极，电压表测出遏止电压分别为 Uc1 和Uc2 ，下列说法正确的是（ ）
A.光电子在K、A 间加速运动
e U- U
B.普朗克常量 h = c1 c2
v1- v 2
C.增大入射光的光强，K 极金属的逸出功也增大
D.当微安表示数最大时，电压表示数即为遏止电压
2.某高速飞行器正在做直线飞行，雷达探测其6 秒时间内的位置并通过数据拟合出飞行器的位置x（单位：米）
与时间t（单位：秒）关系的表达式为 x=39 t2 + 468 t - 428 0 t 6s ，下列说法正确的是（ ）
A.飞行器先减速后加速运动B.飞行器的加速度大小为 39m / s2
C. t = 0 时刻，飞行器的速度大小为 468m / s D.飞行器在第 1s 时间内的位移大小为 79m
3.某位同学在媒体上看到一篇报道称：“地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象
被称为‘火星冲日’，平均 780 天才会出现一次。2022年 12月8 日这次‘冲日’，火星和地球间距约为 8250
万千米。”他根据所学高中物理规律，设火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所
示，已知地球的公转周期为 365 天，引力常量 G =6.67 10-11 N m 2 / kg 2 。由以上信息，他可以估算出下列
哪个物理量（ ）
A.火星的半径B.火星的质量
C.火星表面的重力加速度D.火星绕太阳运动的公转周期
-9
4.如图所示，A、B 是点电荷电场中同一条电场线上的两点，电荷量q1 =1 10 C 的试探电荷从无穷远运动到
-8 -9
A 点，静电力做的功为 4 10 J ；电荷量 q2 = -2 10 C 的试探电荷从A 点匀速运动到B 点，电势能增加了
2 10-8 J 。下列说法正确的是（ ）
A.场源电荷是正电荷 B.A、B 间的电势差UAB =10V
C.A和B 的中点的电势 j< -45V D.从A到B，电场对 q2 做功的功率减小
5.如图所示为气压式升降椅和简易结构切面图，在气缸和气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，气缸密封性和
导热性良好，忽略一切摩擦。设无人坐椅时，气缸内气体的初始状态为A；有人慢慢地坐到座椅上后，双脚离
地，椅面下降，气缸内气体稳定后的状态为B；空调开启，室内温度下降至某值并保持恒温，气缸内气体稳定
后的状态为C；最后此人离开座椅，气缸内气体稳定后的状态为D。关于气缸内气体的描述，下列说法正确的
是（ ）
A.状态A到B，外界对气体做功，气体内能一直增大
B.状态B到C，气体分子热运动的平均动能保持不变
C.状态C到D，气体对外界做功，气体从外吸收热量
D.状态A 与状态D 的气体分子热运动的平均动能相等
6.如图所示水平面上，固定的装置是由半径为R 的绝缘圆环和沿半径方向的绝缘细杆组成，空间中的匀强电场
平行于细杆向左。圆环上套有一带正电小球A，细杆上套有一带正电小球B。初始时A 静止在离P 点较近处，
A、B 间距为R，现用外力使B 缓慢向P 点移动，则A 沿圆环缓慢右移。在这过程中，若两小球所带电量不改
变且不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A.圆环对A 的弹力一直减小 B.A、B 间的库仑力先增大后减小
C.B对A 的库仑力可能大于圆环对A 的弹力 D.B对A 的库仑力小于匀强电场对A 的作用力
7.如图所示，一平面简谐横波在 t = 0 和 t =1s 时刻的波形曲线分别为图中实线和虚线。介质中平衡位置在坐标
原点的质点P 在图示的两个时刻的位移都为 y =1cm 。已知该波的周期1s 可表示为（ ） 4p 5 p 4p p A. y=2sin t + cm B. y=2sin t + cm 3 6 3 6 2p 5 p 2p p C. y=2sin t + cm D. y=2sin t + cm 3 6 3 6 8.如图所示是一个磁悬浮花盆和它的原理图，上方的花盆内有一个强永磁体，底座内有一个线圈，给线圈通电 后，花盆就可以悬浮起来。下列说法正确的是（ ） A.线圈中通的是交流电 B.图乙中接线柱a 接的是电源负极 C.若仅增大线圈中的电流，花盆悬浮得更高 D.若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的花盆受到的磁力增大 9.某景区有一喷泉，水柱从横截面积为S 的喷口以恒定速度竖直向上持续喷出，水柱最大高度为H。工作人员 将一质量为M 的玩具放在水柱中某高度处，玩具恰好可以稳定悬停在空中。已知水的密度为 r ，水柱冲击玩 具底部后，在竖直方向的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，下 列说法正确的是（ ） Mg A.喷口处喷出的水的速度 v = rS B.喷口单位时间内喷出的水的质量为 m= r S2 gH g C.单位时间内与玩具作用的水的质量为 m = M 2H M 2 D.悬停在空中的玩具底面相对于喷口的高度为 h= H - 4HSr 2 2 10.如图所示，空间中有一圆心为O 的半圆，P、 P1 、 P2 为圆周上的三点，且 POP1 = 90 、 POP2 =120 。一带电粒子从 P 点沿 PO 方向以一定速度 v0 射入，若空间中只有磁感应强度大小为 B 且垂 直纸面的匀强磁场，粒子经时间 t1 恰好以动能 Ek1 到达 P1 点，这段过程洛伦兹力的冲量大小为 I1 ；若空间中只 有电场强度大小为 E 且平行于 OP1 方向的匀强电场，粒子经时间 t2 恰好以动能 Ek2 到达 P2 点，这段过程电场 力的冲量大小为 I2 。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. t1: t 2 = p :3 B. BE:= 3 3 : 4 C. EEk1: k2 = 3: 7 D. II1: 2 = 6 : 2 二、非选择题：本题共5 小题，共 60分。 11.（7 分） 实验小组的同学用以下器材验证平抛运动过程中机械能守恒：二维运动传感器、平抛轨道、计算机、数据线、 铁架台、重锤线。 如图甲所示，二维运动传感器是由小球和接收器组成。接收器每隔 0.02s 采集一次小球发射出的定位信号，并 将数据发送给计算机进行处理。 （1）调节平抛轨道，使轨道末端____________； （2）将小球从轨道的某高度处由静止释放。计算机接收到的数据如下表所示，并根据数据自动绘出了小球运 动的点迹如图乙所示。 点迹 A B C D E F G x（cm） 6.60 9.00 11.40 13.80 16.20 18.60 21.00 y（cm） 0.67 1.89 3.50 5.50 7.89 10.67 13.84 （3）分析实验数据可知，小球水平方向的分运动是__________运动，选取图中B 点到F 点为研究过程，小球 运动到这两点时竖直方向分速度的大小分别为 vBy 和 vFy ，其中 vBy = ______ m / s （结果保留2 位有效数字）， 将数据带入等式__________________（用 vBy 、 vFy 、B和F 间高度差 Dy 、重力加速度g 表示）。在误差允许 范围内等式成立，即可验证平抛运动过程中机械能守恒。 12.（10 分） 某实验小组为测量一款旧移动电源的电动势和内阻，准备了以下实验： （1）查看移动电源的铭牌，如图甲所示，若持续输出 2A 的电流，该移动电源最多供电时长为_____h。 （2）实验室有以下器材： 待测移动电源（内阻小于 1.0）； 电流表A：量程 0.6A，内阻约为 0.3 电压表V：量程 3.0V，内阻为 3000 定值电阻 R1 =9 W 定值电阻 R2 =3000 W 滑动变阻器、开关、导线若干 同学们用以上器材设计了四种测量电路如下，其中最合理的测量电路是________ （3）用最合理的测量电路进行实验，调节滑动变阻器的阻值，并记录不同阻值时电压表示数U 和电流表示数 I，做出UI- 图线如图乙所示，则该移动电源的电动势为 E = ______V，内阻为 r = ______ W 。（结果保留2 位有效数字） （4）同学们在实验过程中发现，用不同最大阻值的滑动变阻器调节效果不同。因此分别接入最大阻值为 10、 50、500 的滑动变阻器到上述实验的电路中进行实验，之后以滑动变阻器接入电路中的有效长度l 与总长度 L 的比值为横轴，以电压表示数U 为纵轴，做出如图丙所示的三条图线，对应最大阻值为 10 的滑动变阻器 的图线是________（选填A、B、C） 13.（10 分） 水平放置的不透明水槽里盛有 12cm 深的透明液体。一束激光以一定角度从P 点斜射入液体中，如图所示在水 槽A、B、C 三个位置可观察到光斑。测量出OA =15cm ， OB =16.5cm ， OC = 30cm ，求该液体的折射率。 14.（15 分） 如图所示，半圆槽左端A 与一块竖直挡板平滑无缝拼接并固定，总质量 M = 2kg ，在水平拉力 F 的作用下沿 光滑水平面向右匀加速直线运动，这时一个可看作质点的滑块恰好能静止在挡板右侧面的B 点。滑块的质量 m =1kg ，与挡板间的动摩擦因数 m = 0.25，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g 取10m / s2 。 （1）求水平拉力F 的大小。 （2）若换用较小的水平拉力使半圆槽从静止开始向右匀加速运动，同时滑块从B 点开始沿挡板无初速下滑， 经时间 t = 0.25s 恰好滑至A 点进入半圆槽内，这时撤去拉力，滑块继续下滑至最低点C。已知A、B 间距 h = 0.125m ，半圆槽的内壁光滑，切面半径 R = 0.25m ，求滑块滑到C 点时的速度大小。 15.（18 分） 如图所示，一足够长的倾角为q 的光滑斜面固定在水平地面上，斜面中段有一垂直于斜面方向的匀强磁场区域， 磁感应强度大小 BT=1 ，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行。斜面顶端放有一质量 M= 0.06 kg ，电阻 忽略不计的 型导体框 P PQQ ， PQ 长度为 L= 0.6 m 且与斜面底边平行。一质量 m = 0.02kg ，电阻 R =3 W 的金属棒 AB 的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路 ABQP 。初始时，金属棒与导体框同时由 4 静止开始下滑。金属棒进入磁场瞬间，立即做匀速运动，速度大小为 v = m/s ，直至离开磁场区域。金属棒 0 3 离开磁场的瞬间， PQ 边正好进入磁场，并匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触 良好，且与PQ 边始终不相碰，重力加速度 g 取10m/s2 ， sinq = 0.6 ，求： （1）金属棒与导体框之间的摩擦力。 （2）金属棒和导体框在磁场中匀速运动的时间分别为多少？ 武昌区 2024 届高三年级上学期期末质量检测 物理评分标准 一、选择题：本题共 10 小题，每小题4 分，共 40 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，第 8~10 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D B C D A BC BD ACD 二、非选择题：本题共5 小题，共 60 分。 11.（7 分） （1）水平（1 分）； 2 2 （3）匀速直线（2 分），0.71（2 分）， vFy- v By =2 g D y （2 分） 12.（10 分） （1）5（2 分）；（2）C（2 分）； （3）4.8（2 分）、0.80（0.70~0.95 均可）（2 分）；（4）C（2 分） 13.（10 分） 作光路图，补全反射光线和折射光线，E为A 处法线与液面的交点，Q 为光线从液面出射点，根据反射定律 和几何知识有， RtCDP 和 RtBDQ 互为相似三角形。设 PE= EQ = x CD BD 则 = …………2分 PD QD 其中 CD =30 - 12 = 18cm ， BD =16.5 - 12 = 4.5cm PD= x +15cm ， QD=15cm - x 带入中解得 x = 9cm ………………2分 PD 4 4 所以，在 RtCDP 中 tana = = ，即 sina = …………1分 CD 3 5 PE 3 3 在 RTAEP 中 tan b = = ，即 sin b = ………………1分 AE 4 5 sina 由 n = ………………2分 sin b 4 有 n = ………… 3 14.（15 分） （1）以物块为研究对象，画受力分析图 分 FN1 = maLLLL 1 分 Ff1 = mgLLLL 1 物块恰好静止在挡板上，即所受摩擦力为最大静摩擦力 又 FFf= m N ………………1分 以整体为研究对象 F=() m + M a ………………1分 由有 F =120N ………………2分 （2）以物块为研究对象，画受力分析图 设物块沿挡板下滑，竖直方向的加速度为 ay ，水平方向的加速度为 ax 分 FN2 = max LLLLL 1 分 mg- Ff 2 = may LLL 1 又滑块在竖直方向的运动有 1 h= a t 2 ………………1分 2 y 由有 2 ax = 24m / s 2 ay = 4m / s 物块滑到B 点时的速度在水平、竖直方向的分量分别为 vx 、 vy ， vx= a x t = 6m / s 1分 则 LLLL 分 vy= a y t =1m / sLLLL 1