物理试题
2024.3
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．大熊猫是我国的国宝，其憨态可掬的形象深受全世界人们的喜爱，通过大熊猫，我国与诸多国家建立了良
好的合作贸易关系。如图，是一只大熊猫静静的躺在一树枝上，则树对熊猫的作用力方向为（ ）
A．竖直向下B．竖直向上C．沿树枝向上D．垂直树枝向上
2．下列说法正确的是（ ）
A．比结合能较大的原子核转化成比结合能较小的原子核时，会释放能量
B．光电管实验中，若用黄光和蓝光都能产生光电流，则黄光的遏止电压更大
C．a 粒子散射实验发现，绝大多数a 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进
D．一个处于 n = 4 能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多可以产生6 种频率的光子
3．如图，一粗糙的水平木板以速度 v1 向右做匀速直线运动，一可视为质点的煤块从木板上的某点P 以垂直
于 v1 的速度 v2 滑上木板，则煤块在木板上留下的痕迹可能是（ ）
A．B．C．D．
4．我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，其侧截面如图所
示，一束复合光以入射角i（ i 0 ）从轴心射入光导纤维后分为a、b 两束单色光，下列说法正确的是
（ ）
A．a 的折射率比b 的大
B．a 在真空中的波长比b 的小
C．在内芯介质中a 的传播速度比b 的小
D．用a、b 光分别照射同一双缝干涉实验装置，a 光的相邻亮条纹间距比b 光的大
5．为了研究波的传播，小南利用一波源起振器产生的波进行观察，已知起振器位于O 点， t = 0 时开始振
动， t = 2s 时的波形图如图所示，则 t = 5.5s 时，O 点的位移为（ ）
A．4cm B． -4 cm C． 2 2 cm D． -2 2 cm
6．双星系统由两颗恒星组成，若某双星系统中的两恒星经过长时间的演化，总质量变为原来的n 倍，距离变
为原来的k 倍，则周期变为原来的多少倍（ ）
k 2 k 3 n2 n3
A． B． C． D．
n n k k
3mg
7．如图所示，空间存在水平向右、大小为 E = 的匀强电场，小开将一质量为m，带量为 +q 的小球从
3q
空中某处以大小为v，方向和竖直方向成 60 夹角斜向上抛出，若小球落地时速率为2v，重力加速度为g，
则小球在空中运动的时间为（ ）
v v 3v 2v
A． B． C． D．
2g g 2g g
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．如图所示，一理想变压器原线圈两端接入电压为U 的交流电源，小灯泡正常发光，则当滑动变阻器的滑
片P 向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡的发光强度变暗B．小灯泡的发光强度不变
C．原线圈的输入功率变小D．原线圈的输入功率变大
9．如图所示，竖直平面内三根长为L、带电均匀的绝缘细棒首尾相连组成一等边三角形 ABC ， BC 棒水平
放置，所带电量为 +2Q ， AB 棒和 AC 棒所带电量均为 +Q ，此时置于三角形正中心O 处的微粒恰好处于静
止状态。已知微粒的质量为m、带电量大小为q，重力加速度大小为g。则（ ）
A．微粒带正电
B．微粒带负电
C．撤去 BC 棒瞬间，微粒的加速度大小为g
D．撤去 BC 棒瞬间，微粒的加速度大小为2g
10．如图所示，直角边长为L 的等腰直角三角形 abc 区域内存在垂直于直面向内、大小为B 的匀强磁场，在
c 点有粒子源，可以沿纸面各个方向均匀的射出质量为m、电量为 +q 、速度大小为 v= BqL/ m 的粒子，不
计重力，不计粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的半径为L
B．从c 点沿与 cb 方向成 30 射入磁场的粒子，恰能从a 点射出磁场
C．从 ac 边出磁场的粒子数与从 ab 边出磁场的粒子数之比为1: 2
D．从 ac 边出磁场的粒子数与从 ab 边出磁场的粒子数之比为 2 :1
三、非选择题：本题共5 小题，共 57分。
11．（7 分）某学习小组利用如图甲所示的实验装置进行了当地重力加速度的测量。
（1）实验步骤如下：
测量摆线长度及金属球直径，计算摆长l；
将电磁铁断电，金属小球处于自由下垂状态，将手机光传感器置于小球正下方，保证手机位置不变；
将电磁铁通电，金属球被吸至电磁铁处，再将电磁铁断电，使金属球开始摆动，保持做单摆振动；
手机采集得到光照强度与时间的关系如图乙所示，则单摆周期T = ______s；
由此可测得重力加速度 g = ______（用题中所给字母表示）。
（2）学习小组的同学通过该实验装置确定单摆运动周期，用计算机绘制了两单摆的振动图像（如图丙所
示），则两单摆的摆长之比为 l1: l 2 = ______。
12．（9 分）某学习小组通过学习欧姆表的原理，开展了用电压表进行简易欧姆表设计的探究活动。实验室所
提供的器材如下：
A．电源E（电动势为 12V，内阻忽略不计）
B．电源E（电动势为 3V，内阻忽略不计）
C．开关S 一个，导线若干
D．微安表G（ 0 ~ 500A ）
E．电阻箱 R（ 0 ~ 9999.9 ）
F．滑动变阻器R（ 0 ~ 20k ）
（1）小组同学首先进行了电压表的改装，小南同学负责测量微安表G 的内阻，他通过如图甲所示电路图。
连接好电路后，闭合开关S1 ，调节R 的阻值，使微安表G 满偏；随后闭合 S2 ，调节 R的阻值，使微安表G
的示数为 250A ，此时 R的示数为 2000.0 ，则微安表的内阻为______；为使得内阻测量结果更准确，电
源应选择______（填器材前的字母）。
（2）按照测量的微安表G 的内阻，将其改装成量程为 3V 的电压表需要将串联的电阻箱 R的阻值调整为
______ k 。
（3）将改装后的电压表接入如图乙所示的电路图，两端接上红、黑表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易
欧姆表。
（4）为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关S，调节滑动变阻
器，使指针指在“3V”处，此处刻度应标阻值为 ；再保持滑动变阻器阻值不变，在两表笔间接不同阻值的
已知电阻，找出对应的电压刻度，则“1.5V”处对应的电阻刻度为______ k 。
13．（10 分）某兴趣小组参考烟雾报警器的原理，设计了一个简易温度报警装置，原理图如图所示，一导热
性能良好的汽缸竖直放置于平台上，质量为 2kg 活塞下方封闭一定质量的理想气体，固定在天花板上的压力
传感器与活塞通过刚性竖直轻杆连接，当传感器受到竖直向上的压力大小大于 20N 时，就会启动报警装置。
已知当外界温度为 242K 时，压力传感器的示数为0。不计气体体积变化以及一切摩擦，已知大气压强
5 2 2
p0 =1.0 10 pa ，汽缸的横截面积为 2cm ， g =10m/s 。求：
（1）当外界温度为 242K 时，封闭气体的压强大小；
（2）触发报警装置的环境温度值。
14．（13 分）如图所示，在竖直平面内，一半径为 R =1m 、以O 为圆心的光滑圆弧轨道 FGH 与光滑水平轨
道 FM 相切于F 点，轨道 FM 左侧为动摩擦因数 m = 0.25的水平轨道 MN ，其中虚线 FH 右侧的圆弧轨道
处于水平向右的匀强电场中。在轨道 FM 上放着两个质量均为 m = 2kg 的小物块a、b，物块a 不带电，物
块b 的带电量为 q = -1C 。用轻质细绳将a、b 连接在一起，且a、b 间夹着一根被压缩的轻质弹簧P（两端
未与a、b 拴接），现将物块a、b 之间的细绳剪断，脱离弹簧P 后，物块a 向左运动，在轨道 MN 上滑行 5m
后静止；物块b 滑上圆弧轨道后，运动至G 点恰好离开轨道， OG 连线沿水平方向。已知物块b 所带电量始
终不变， g =10m/s2 ，求：
（1）细绳剪断瞬间，物块a 的速度大小；
（2）释放a、b 前弹簧P 所储存的弹性势能 EP ；
（3）匀强电场的场强大小。
15．（18 分）如图所示，带有水平端、倾角q 的绝缘斜面体装置“”固定在地面上，装置表面
ACD- AC1 1 D 1 内对称的固定两根金属导轨 MNGD- M1 N 1 G 1 D 1 ，导轨 MNG- M1 N 1 G 1 间距为L，导轨
GD- G1 D 1 左右宽度为L、右端间距 DD1 = 3 L ，其中导轨斜面、水平部分在N、 N1 处绝缘（断点）。区域
（边界 aa1 、 cc1 ）中的匀强磁场 B1 方向垂直斜面向上，区域（边界 cc1 、 CC1 ）中的匀强磁场 B2 方向垂
直斜面向下，区域（边界 dd1 、 DD1 ）中的匀强磁场 B3 方向垂直水平面向上，其中 BBB1= 3 = 2 2 （具体
大小未知），各边界与 AA1 、 CC1 、 DD1 彼此平行，除区域内的导轨粗糙外其它导轨均光滑。
现将一质量为m、长为3L 的细金属杆甲由距 aa1 上方2L 处静止释放，当甲进入区域时，将另一质量为
m、长为3L 的细金属杆乙（图中未画出）由 aa1 上方某处静止释放，甲恰好开始匀速运动并保持匀速通过
、，其中：当甲进入区域时，乙刚好进入区域并开始匀速运动；当甲离开区域时，乙刚好离开区
域。最终乙在甲进入区域前，与甲发生碰撞后，乙杆被锁定，甲以 v3 = 5 gL sinq 进入区域。已知乙
杆在导轨间的有效电阻为R，甲杆、导轨电阻不计，两杆始终与边界平行，且只与导轨接触并接触良好，经
过 CC1 处杆速度大小不变，重力加速度为g，求：
（1）甲、乙进入区域的速度 v1 、 v2 大小；
（2）区域的 B2 大小及宽度（a到c） L2 大小；
（3）关于甲能否通过区域，某同学做了分析计算，得到极短时间内甲杆速度变化量 Dv 与杆切割的有效长
2
度 lx 、切割的极小位移 Dx 之间满足： Dv 正比于 lx x ，后续无法继续完成并做出结论，请分析论证：若甲
能通过，则求出通过 DD1 时的速度大小；若甲不能通过，则求出最终停下来的位置距 dd1 的距离大小。
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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 C A D C B C BC AD AC
1．B
2．C
3．A【解析】煤块水平方向相对木板向左运动，故轨迹在P 点左侧，煤块在木板上仅受摩擦力，摩擦力方向
与相对运动方向相反，故煤块相对木板做直线运动，A 正确。
sin i
4．D【解析】由图可知b 光的折射角 q 更小，由 n = 可知 n>n ， f>f ， l>l ，A、B 错误；
sinq b a b a a b
c L
由 v = 可知，a 在介质中的传播速度更大，C 错误；根据 x = l 可知a 光的条纹间距更大，D 正确。
n d
2
5．C【解析】由图可知，周期T = 4s ，振幅为 4cm，则再过 3.5s 时，O 点位移为 x=4sin t = 4sin t =
T 2
11
4sin = 2 2cm 。
2 2
m m 424 2 L3
． 【解析】由 1 2 ， 得： ，由此可知演变后
6 B G2= m1 2 r 1 = m 2 2 r 2 r1+ r 2 = L T = 2
LTT G() m1+ m 2
k 3
周期为原来的 ，B 正确。
n
2 3mg
7．C【解析】小球的受力分析如图所示， F= F2 +() mg 2 = ，方向与v 垂直斜向下，故小球做
合 3
2 3g
类平抛运动，加速度 a = ，以v 方向为x 轴，合力方向为y 轴建立直角坐标系得
3
2 3g 3v
v=4 v2 - v 2 = 3 v = t ， t = ，C 正确。
y x 3 2g
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．BC【解析】原线圈两端电压及原、副线圈匝数不变，副线圈两端电压不变，小灯泡的发光强度不变，B
正确；滑片P 上移时，接入电路的滑动变阻器电阻增大，则副线圈电流变小，原线圈电流减小，原线圈输入
功率变小，C 正确。
9．AD【解析】由对称性可知，若三绝缘棒都均匀带电 +Q ，则三者在O 点合场强为0，以此可知，O 点电
场强度等效于带电量为 +Q 的 BC 在O 处场强，方向竖直向上，根据平衡方程可知电场力 F= mg ，方向竖
直向上，故微粒带正电，A 正确；撤去 BC 瞬间，微粒合力与 BC 对微粒的电场力等大反向，合力为 2mg ，
故加速度为 a= 2 g ，D 正确。
mv
10．AC【解析】 r= = L ，A 正确；若粒子从 ac 边离开磁场，则由 L=2 r sinq = L 可知，粒子从
bq max max
c 点沿与 ac 方向夹角为 0: 30 范围的粒子从 ac 边射出磁场，故B、D 错误，C 正确。
三、非选择题：本题共5 小题，共 57分。
11．【答案】（7 分）
42
（1）2s l
T 2
（2） 4 :9
T 2 l l 4
【解析】（2）根据图像 1 = ，由单摆周期公式T = 2 则摆长之比为 1 = 。
T2 3 g l2 9
12．【答案】（9 分）
（1）2000A
（2） 4k
（4） 4.5k
EU-
【解析】（4）当指针指在“3V”处，由电路连接 R = =18k ；当指针指在“1.5V”处，
Ig
U R并 RRx+ V
= ， R并 = ，可得此时阻值为 4.5k 。
ERR并 + RRx+ V
13．【答案】（10 分）
（1） 2 105 pa
（2）363K
【解析】（1）由受力分析 mg+ p0 S = pS
p =2 105 pa
（2）当达到报警温度时，由受力分析 mg+ p0 S + F= p S
p p
由查理定律 =
TT
T = 363K
14．【答案】（13 分）
（1）5m/s
（2）50J
10
（3） V/m
3
1
【解析】（1）对物块a 列动能定理： mmgx= mv2 ， v = 5m/s
2 0 0
（2）a、b 系统： mva- mv b = 0
\va = v b = v0 = 5m/s
1
E=2 mv2
P 2 0
\EP = 50J
1 1
（3）对物块b从F 运动至G 过程列动能定理： -qER - mgR = mv2 - mv 2
2 2 0
mv2
G 点处电场力提供向心力： qE =
R
10
\E = V/m
3
15．【答案】（18 分）
1
（1） v= 2 gL sinq v= v = gLsinq
1 22 1
1mR g sinq
（2） 4L
2 2LL2
13
（3）甲能通过，速度为 5- gL sinq
6
1
【解析】（1）甲进入时： mg2 L sinq = mv2
2 1
v1 = 2 gL sinq
甲、乙均匀 v1 、 v2 速通过，显然前后电流、总电压不变
故： B1 Lv 1= B 1 Lv 2 + B 2 Lv 1
1
易得： v= v = gLsinq
22 1
BL2 2
（2）甲进入匀速，则满足： mgsinq = 1 v
R 1
mgRsinq mR g sin q
得：
B1 =2 = 2
v1 L2 L L
1 1mR g sinq
即： BB= =
22 1 2 2LL2
L1 v 2
=
v1 g sinq
设、宽度为 L1 、 L2 ，据题意运动时间关系，显然易得：
LL
1= 2
v2 v 1
LL1 = 2
即：
LL2 = 4
（3）假设甲能离开 DD1 ，速度为 v5 ，则甲在内的极小时间 Dt 内：
B2 l 2
动量定理得： -3 x v t = m v
R x
B2 l 2 B 2 l 2 B 2 B 2
v=3x v t = 3 x x = 3( l2 x) = 3 V （微元思想：如上图推演）
mRx mR mR x mR 体积
BBB2 2 2
v- v = 3 V = 3 V = 3 V
4 5 mR体积 mR体积 mR 总体积
1 13
VLLLLLL=(2 + 3 + 9 2 ) = 3
总体积 3 3
13BL2 3 13
v- v =3 = gl sinq
4 5 3mR 6
13 13
v5= v 4 - gLsinq = 5 - gL sin q >0
6 6
故假设成立，所以甲能离开 DD1 。