高三学年考试
物 理 试 题
考试时间：75 分钟 分值：100分
一、选择题（本题共 10 小题，共 46 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，每小题4 分，第 8~10 题有多项符合题目要求，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，
有选错的得0分）
1．2024年3 月，山东威海实现自主核能供热，全球首座第四代核电站开始向居民供暖，是核能综
235 1 144 1
合利用的一次突破。目前核电站获取核能的基本核反应方程： 92 U+0 n 56 Ba + X + 3 0 n ，其中
144
56 Ba 不稳定，衰变的半衰期为T ，下列说法正确的是（）
A．反应产物 X 的中子数为 50
B．上述核反应也称热核反应，由于质量亏损而释放出能量
235
C．反应产物 X 的比结合能比 92 U 的比结合能小
1
D．1.5kg 的 144 Ba 原子核，经过3T 后 144 Ba 剩余的质量是开始时的
56 56 8
2．一物体在水平面上做直线运动，其图像如图所示。下列说法正确的是（）
a
A．若该图像为 v- t 图像，则在 0 - c 时间内物体的平均速度小于
2
B．若该图像为 x- t 图像，则在 0 - c 时间内物体先做加速运动再做减速运动
C．若该图像为 v- t 图像，则在 0 - c 时间内物体的最大位移出在 b 时刻
D．若该图像为 x- t 图像，则在 0 - c 时间内物体的最大位移出在 c 时刻
3．2024年3月 27日 18时 36 分在四川阿坝州壤塘县（北纬 31.69 度，东经 101.31 度）发生 4.1
级地震，震源深度 15 千米。地震发生时监测站监测到一列沿 x 轴传播的地震横波，t=0 时刻波形
如图甲所示，质点 P 从 t=0 时刻开始的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）
A．该波沿 x 轴正方向传播
B．该波沿 x 轴传播 20km 距离需要 5s
C．Q 点的振动方程为 y=2sin（2t）cm
D．该波与频率为 2Hz 的简谐横波相遇，一定能形成干涉图样
4．“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，春天正是踏青放风筝的好时节。如图所示，在细线拉力
的作用下，风筝静止在空中，若气流对风筝的作用力大小不变，下列说法正确的是（）
A．地面受到人的作用力方向斜向右上方
B．细线由实线位置变为虚线位置，细线的拉力变小
C．细线由实线位置变为虚线位置，地面对人的支持力变大
D．细线由实线位置变为虚线位置，地面对人的摩擦力变大
5.如图甲所示，无线充电是近年来发展起来的新技术，具有使用方便、不易老化磨损等优点，同时
也存在着传输距离短、能量损耗大等不足。图乙为其工作原理图，其送电线圈与受电线圈匝数比为
20 :1，若在 ab 端输入U1 = 220 2 sin100 t V 的交流电压，则 cd 端的输出电压U2 可能为（ ）
A．10V B．11V C．22V D．44V
6.嫦娥五号是中国探月工程第六次任务，标志着探月工程“绕、落，回”三步走的圆满完成。如图
所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图：是地月转移轨道．、是绕月球运行
的椭圆轨道，是绕月球运行的圆形轨道。P，Q 分别为椭圆轨道的远月点和近月点，椭圆轨道
的半长轴为 a，嫦娥五号在椭圆轨道运行周期为 T．圆轨道到月球表面的距离为 h，月球半径
为 R，月球表面的重力加速度为 g，万有引力常量为 G，不考虑月球的自转，则（ ）
A．嫦娥五号在轨道上稳定运行时经过 P 点的加速度大于经过 Q 点的加速度
B．嫦娥五号由轨道进入轨道，需要在 P 处向后喷气加速
C．由题中已知条件，可以推知月球的密度
gR2
D．嫦娥五号在轨道上绕月运行的速度大小为
R + h
7．如图所示，一物块置于足够长的水平传送带上，弹簧左端固定在竖
直墙壁上，弹簧右端与物块接触但不栓接，墙壁与物块间系不可伸长的轻绳使水平方向的弹簧处于
压缩状态，压缩量为 0.2m（弹性限度内）。已知物块质量为 0.5kg。物块与传送带间的动摩擦因数
= 0.5、重力加速度 g = 10m/s2。若传送带不动，剪断轻绳，当弹簧刚好恢复原长时物块的速度为
零；若传送带以 v = 3m/s 的速度顺时针匀速转动，则剪断轻绳后（ ）
A．在弹簧恢复原长的过程中，物块向右先做加速运动，后做减速运动
B．弹簧恢复原长时，物块速度大小为 2m/s
C．物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为 2.5J
D．弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为 2.75J
8.一定质量的理想气体从状态 a 经状态 b、c、d 回到状态 a，此过程气体的 p- V 关系图像如图所
示，其中 d a 过程为双曲线的一部分， a b、 b c、 c d 过程平行于坐标轴.已知在状态 a 时
气体温度为T0 ，则（）
A．在状态 c 时气体的温度为T0
B． a b 过程气体吸热
C． d a 过程气体对外做功3p0 V 0
D．从状态 a 经一次循环再回到状态 a 的过程中气体向外放热大于3p0 V 0
9．如图所示，ABCD 是边长为 l 的正三棱锥，虚线圆为三角形 ABD 的内切圆，M、N、P 分别为 BD、
AB 和 AD 边与圆的切点，O 为圆心，正三棱锥的顶点 A、B 和 D 分别固定有电荷量为+Q、+Q 和-Q 的
点电荷，则（）
A．同一带正电的点电荷分别置于 M、P 两点的电势能相等
B．将质子由 C 移动到 M，电势能减少
C．M、P 两点的电场强度相同
D．将电子由 P 移动到 N，电场力做正功
10.如图所示的等边三角形区域 ACD 内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场
的磁感应强度大小为 B，AC 的中点 O 处有一粒子发射源，能向磁场区域沿垂
直 AC 的方向发射一系列速率不同的同种正粒子，已知粒子的比荷为 k，磁场
区域的边长为 L。则下列说法正确的是（）
A．粒子速度越大在磁场中运动的时间越短
B．从 AC 边离开的粒子在磁场中运动的时间相同
BkL
C．从 AC 边离开的粒子，速率的最大值为
3+ 2 3
BkL
D．从 AD 边的中点离开的粒子，速率为
2
二、实验题（共14分）
11．（6 分）某校举办科技节活动，一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置，
如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内 O 点，细线和摆球
后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静
止时，根据悬绳与竖直方向的夹角 ，便可得到小车此时的加速度。
（1）为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，
该选手利用单摆进行测量，每当摆球经过最低点时记数一次，从计
数 1 到 51 用时 40 秒，则该单摆周期为 s；若已知单摆摆长为 l，周期为 T，则计算当地
重力加速度的表达式为 g ；
（2）该加速度测量仪的刻度 。（填“均匀”或“不均匀”）
12、（8 分）超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，某研究小组将一种
柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为 r =6 10-8 W m ，用多用
电表粗测其电阻 Rx W50 ，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）游标卡尺测量出涂层的长度为 L，宽度为 d。
（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
电源 E（电动势为 3V、内阻约为 0.2W ）
电压表 V（量程 1.0V、内阻为1000W ）
电流表 A1 （量程 0.06A、内阻 r1 =1 W ）、 A2 （量程 6A、内阻 r2 =0.3 W ）
滑动变阻器 R1（阻值 20W ），滑动变阻器 R2 （阻值 2000W ）
定值电阻 R0 （阻值 2000W ）
导线若干，开关一只
（3）测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选 ；为了
测量范围大一些，滑动变阻器 R 应选 。（均用所选仪器的符号表示）
（4）请在图丙虚框中画出所需元件，并在图丁中完成实物连线。
（5）经测量，电压表示数为 U，电流表示数为 I，则该涂层上下总厚度为 （用题目所给的物
理量符号表示）。
三、计算题（共40 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
不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13（10 分）如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上 A 点。质量为 m 的小球和轻弹簧套在
轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为 ，弹簧原长为 0.6L，左端固定在 A 点，右端与小球相连。
长为 L 不可伸长质量不计的细线一端系住小球，另一端系在转轴上 B 点，AB 间距离为 0.6L。装置
静止时将小球向左缓慢推到距 A 点 0.4L 处时松手，小球恰能保持静止。
接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑
动摩擦力，重力加速度大小为 g，不计转轴所受摩擦。
（1）求弹簧的劲度系数 k；
（2）求小球与轻杆间恰无相互作用力时装置转动的角速度 ；
14.（12 分）随着监控技术的不断发展，现在大街小巷、家家户户都安装了监控摄像等设备。如图
所示为一监控设备上取下的半径为 R 的半球形透明材料，球心为O 点，A 点为半球面的顶点，且满
足 AO 与渡有反射膜的底面垂直。一束单色光平行于 AO 射向半球面的 B 点，折射光线通过底面 D
点，经 D 点反射后射向半球面上的 E 点（图中未画出），光真空传播速度为 c。已知 B 到OA 连线
3R 3R
的距离为 ，OD 长为 。求:
2 3
（1）此材料的折射率；
（2）求该单色光在半球形透明材料中传播时间 t。
15．（18 分）如图所示，倾角为 =30、间距 L=0.5m、 电阻不计的金属轨道固定放置且足够长，
沿轨道建立 x 轴，边界OO与坐标原点 O 在一条直线上且垂直 x 轴。 x0 区域： B1 =1T ，垂直轨
道平面向下； x 0 区域： B2 =0.6 + 0.8 x （T），垂直轨道平面向上。质量为 m1 = 0.3kg 、边长均为
L=0.5m 的 U 形框由金属棒 de（阻值 R1 =0.2 W ）和两绝缘棒 cd 、ef 组成。另有质量为 m2 = 0.1kg 、
长度 L = 0.5m 、阻值 R2 =0.2 W 的金属棒 ab 在离 cf 一定距离处获得沿斜面向下的冲量后沿轨道向下
3
运动。金属棒 ab 及 U 形框与轨道间的动摩擦因数 = 。
3
（1）ab 棒释放后的短时间内比较 d、e 两点的电势高低。
（2）若棒 ab 从某处释放，同时 U 形框解除锁定，为使棒 ab 与 U 形框碰撞前框能保持静止，则释
放 ab 时所加的初速度的最大值。
（3） 若棒 ab 在 x=-0.16m 处释放， 且初速度为
v = 4m/s ，同时 形框解除锁定，求棒 与框发生
0 U ab
完全非弹性碰撞后 ed 棒的最大位移。
1、【答案】D
【详解】A．根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为
235 1 144 89 1
92 U+0 n 56 Ba + 36 X + 3 0 n 可知反应产物 X 的中子数为 53，故 A 错误；
B．该核反应为重核裂变反应，B 错误；C．核反应中生成物比反应物稳定，比结合能大，C 错误；
t 3
T m余 1 1 144
D．根据半衰期公式 1 可知t= 3 T 时 = = 所以 1.5kg 的 Ba 原子核，经过3T 后
m余 = m 56
2 m 2 8
1
剩余的质量是开始时的 ，D 正确。故选 D。
8
2、【答案】A
【详解】AC. 若该图像为 v- t 图像，若为匀变速直线运动，则 0-b 和b- c 时间段内图线均为直线，
a
平均速度为 ，但由于 0-b 时间段内图线为曲线，因线下面积为位移，所以实际位移小于匀变速
2
a
运动位移，则 0 - c 时间内物体的平均速度小于 ，直线在 0 - c 时间内物体的最大位移出在 c 时刻，
2
A 正确，C 错误；
BD. 若该图像为 x- t 图像，图线斜率表示物体运动速度，则在 0 - c 时间内，物体先做加速运动再
做匀速运动，物体的最大位移出在 b 时刻，BD 错误。
故选 A。
3．【答案】B
【详解】A．由图乙可知质点 P 在 t=0 时刻向下振动，根据平移法可知该波沿 x 轴负方向传播，故
A 错误；
l
B．由图甲、乙可知波长为 4km，周期为 1s，则该波的波速为 v = = 4 km/s 沿 x 轴传播 20km 距离
T
x
需要t = =5s 故 B 正确；
v
2p
C．波沿 x 轴负方向传播，则 Q 点在 t=0 时刻向下振动，振动方程为 y=-2sin（ t）cm=-2sin
T
（2t）cm 故 C 错误；
1
D．该波的频率为 f = =1Hz 与频率为 2Hz 的简谐横波相遇，不能形成干涉图样，故 D 错误；故
T
选 B。
4.【答案】B
【详解】A．人在地面上受竖直向下的重力、向上的支持力、向右的摩擦力和斜向左上方的细线拉
力，所以人受到地面的作用力即支持力和摩擦力的合力，方向应斜向右上方，由牛顿第三定律可知，
地面受到人的作用力方向斜向左下方，故 A 错误；
B．当细线由实线位置变为虚线位置，对风筝分析，绳子拉力 T 与风筝重力 G 的
夹角减小，若气流对风筝的作用力大小不变，作出力的三角形，如图所示
由此可知，细线的拉力减小，故 B 正确；
CD．对人和风筝整体分析，则有
Fsinq = f
FNGGcosq + = + 人
细线由实线位置变为虚线位置，气流对风筝的作用力 F 大小不变，方向与竖直方向的夹角q 变小，
所以地面对人的摩擦力 f 减小，地面对人的支持力 N 减小，故 CD 错误。
故选 B。
5．A
【详解】根据题意可知输入端电压的有效值为
220 2
U = V=220V
1 2
根据变压器电压与线圈匝数的关系有
U n
1= 1
U2 n 2
解得
U2 =11V
实际存在漏磁损耗，所以 cd 端的输出电压U2 可能为 10V。
故选 A。
6、【答案】C
Mm GM
【详解】A．根据牛顿第二定律G= ma 解得 a =
r 2 r 2
在轨道上稳定运行时经过 P 点的加速度小于经过 Q 点的加速度，故 A 错误；
B．由轨道进入轨道，需要制动减速，需在 P 处向前喷气。故 B 错误。
Mm
C．设月球表面有一个质量为 m 的物体，根据万有引力等于重力，在月球表面时，有G= mg 可
R2
gR2
gR 2 M3 g
得月球的质量为 M = 月球的密度 r = =G = 可以推知月球的密度，故 C 正确；
4
G Vp R3 4p GR
3
2
Mm v gR2
D．“嫦娥五号”在轨道上绕月运行时有G2 = m 解得速度大小为 v = 故 D 错误；
R+ h R+ h R+ h
故选 C。
7、【答案】B
【详解】B．若传送带不动，弹簧压缩量为 0.2m 到恢复原长时物块的速度为零，由动能定理
W- mgx = 0
弹簧弹力做功为W = 0.5J 若传送带以 3m/s 的速度顺时针匀速转动，剪断轻绳后。弹簧恢复原长时，
1 2
弹簧弹力做功不变，摩擦力做正功，根据动能定理W+ mgx = mv 弹簧恢复原长时，物块速度大
2 1
小为 v1 = 2m/s B 正确；
A．由 B 选项分析可知，在弹簧恢复原长的过程中物块的速度一直小于传送带速度，物块所受的滑
动摩擦力一直水平向右，弹力水平向右，则物块向右做加速运动，A 错误；
C．物块与弹簧分离后，在摩擦力的作用下做匀加速直线运动，直至共速后做匀速直线运动，匀加
1 1
速运动过程中，摩擦力做功为W ，由动能定理得W = mv2 - mv 2 =1.25J
2 2 1
则物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为WWWf = + =1.75J C 错误；
mg
D．根据牛顿第二定律，物块匀加速运动的加速度大小为 a= = g = 5m/s2 匀加速至共速的时
m
v- v
间为t =1 = 0.2s
a
v+ v
这段时间内，物块运动距离为 x=1 t = 0.5m 传送带运动距离为 x= vt = 0.6m
1 2 2
则弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为Q= mg x2 - x 1 = 0.25J D 错误。
故选 B。
8、【答案】BD
【详解】A． a c 过程，由理想气体状态方程得
2p 2 V 4 p 3 V
0 0= 0 0
TT0 c
解得
TTc = 3 0
A 错误；
B． a b 过程，气体体积增大对外做功，压强不变，温度升高，内能增大，气体吸热；B 正确；
C． d a 过程，气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积，由图得其小于3p0 V 0 ，C 错误；
D．在一次循环过程后，内能不变，整个过程中，外界对气体做功大于3p0 V 0 ，根据热力学第一定
律可知，在一次循环过程中气体放出的热量大于3p0 V 0 ，D 正确。
故选 BD。
9、【答案】AD
【详解】A．根据对称性可知，M 点和 P 点的电势相等，则同一带正电的点电荷分别置于 M、P 两
点的电势能相等，故 A 正确；
B．根据等量异种电荷等势面关系图可知，若仅考虑 B 处和 D 处点电荷时，C 点和 M 点的电势相
等，质子由 C 到 M，靠近 A 处的正点电荷，电场力做负功，电势能增加，故 B 错误；
C．根据对称性可知，M 点和 P 点的电场强度大小相等，方向不同，故 C 错误。
D．在 A 处点电荷产生的电场中，N 点和 P 点的电势相等，在 B 处点电荷产生的电场中，N 点的电
势大于 P 点的电势，在 D 处点电荷产生的电场中，N 点的电势大于 P 点的电势，所以 N 点的电势
高于 P 点的电势，电子在 N 点的电势能小于在 P 点的电势能，则电子由 P 到 N，电势能减小，电
场力做正功，故 D 正确；
故选 AD。
10、【答案】BD
【详解】ABC．当粒子的轨迹与 AD 边相切时，能从 AC 边离开的粒子的速度最大，轨迹如图所示，
轨迹与 AD 边的切点为 H，圆心为O1 ，则由几何关系可知