2024年高三物理试卷练习题及答案（九）

一、选择题

L2018年5月21日，我国成功发射了为探月任务执行通信中继服务的“鹊桥”卫星，并定点在如图1

所示的地月连线外侧的位置上鹊桥”卫星在位置4时，受到地球和月球共同的引力作用，不需要消耗

燃料就可以与月球保持相对静止，且与月球一起绕地球运动.鹊桥"卫星、月球绕地球运动的加速度分

别为a鹄、a月，线速度分别为/鹊、1/月，周期分别为厂鹄、厂月，轨道半径分别为/•鹊、/月，下列关系正确的是

图1

A.广鹊＜7月B•d鹊＜3月

晕2加2

C.1/鹊/月D.—^二—3

储「月

【答案】C

【解析】因为“鹊桥”卫星与月球一起绕地球运动，与月球保持相对静止，所以周期相同:T鹊二T月,

A错误,

4TT2

对月球有：a月二亍「月、

4n

对卫星有：a鹊二万鹊,

因为周期相同，所以a鹊＞a月，B错误；

根据：＞/=半，周期相同，而卫星的半径大，所以卫星线速度大，1/鹄〉-月，C正确；

m2丁最

因为周期相同，而半径不同，且卫星半径大，所以；一＜K，D错误.

2.如图2所示，a、。为两弹性金属线圈，线圈a套在通电螺线管外部，线圈。置于通电螺线管的内

部，两线圈所在平面都垂直于通电螺线管的轴线，通电螺线管中的电流方向如图1所示.当通电螺线管中

的电流增大时，对两线圈中的感应电流方向和缩扩情况说法正确的是（）

图2

A.自左向右看，a线圈中的感应电流方向为顺时针

B.自左向右看，b线圈中的感应电流方向为顺时针

c.a线圈会扩张

D.b线圈会扩张

【答案】C

【解析】通电螺线管中的电流增大时，穿过线圈a的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，a中产生

的感应电流方向为逆时针（从左向右看）；穿过线圈。的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，匕中产生的感

应电流方向为逆时针（从左向右看），选项A、B错误.因螺线管外部磁场向左，根据左手定则可知，a线圈

的各个小段均受到向外的磁场力，有扩张的趋势，选项C正确.同理可知因螺线管内部磁场向右，根据左

手定则可知，。线圈的各个小段均受到指向圆心向里的磁场力，有收缩的趋势，选项D错误.

3.如图3所示，滑块以速率％沿固定斜面由底端向上滑行，至某一位置后返回，回到出发点时的速率变

为⑸且^<14,则下列说法中错误的是（）

A.全过程中重力做功为零

B.全过程中摩擦力做功为零

C.在上滑和下滑两过程中，机械能减少量相等

D.在上滑和下滑两过程中，摩擦力做功的平均功率不相等

【答案】B

【解析】重力做功等于重力与竖直位移的乘积，全程竖直位移为零，所以重力做功为零，A正确；上

滑时，摩擦力沿斜面向下，做负功，下滑时，摩擦力沿斜面向上，做负功，所以全程始终做负功，总功不

为零，B错误；因为上滑和下滑过程摩擦力大小相等，且位移大小相等，始终做负功，所以上滑和下滑过程

克服摩擦力做功相同，机械能减少量相同，C正确；上滑过程的加速度：a=海'。e+*mgcos0=奂由

—一/7?osin6-umc/c,os9一

〃gcos6；下滑时加速度：a'=-----------------=psin6-〃geos6,位移大小相同，下滑时加速度小，所

M/

以下滑时间长，而上滑和下滑克服摩擦力做功相同，所以由0=7可知，平均功率不同，D正确.

4.如图4,在水平地面上放置一个质量为例的斜面体（斜面光滑），斜面体上放置一个质量为〃的物块,

物块与固定墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行，若物块在斜面上做往复运动的过程中，

斜面体始终保持静止，则图中画出的关于地面对斜面体的摩擦力6与时间的关系图象正确的是（）

e

图4

【答案】A

【解析】因为斜面光滑，所以斜面体的受力如图所示，地面对斜面体的摩擦力为定值，且方向始终

向右，故选A.

5.如图5所示，是四分之一圆弧，。为圆心，。为圆弧中点，/、D、。处各有一垂直纸面的通电

直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为6的匀强磁场，。处

的磁感应强度恰好为零.如果将。处电流反向，其他条件都不变，则。处的磁感应强度大小为（）

A.2（电-1）6B.2（娘+1）6

C.2BD.0

【答案】A

【解析】。点的实际磁感应强度是力、。、。处电流产生的磁感应强度与空间大小为6的磁感应强度

的矢量和，。处的磁感应强度恰好为零，则/、。在。点产生的磁场与空间磁场的矢量和一定与。单独产

反向，其他条件都不变，。处磁感应强度：夕=2%=2（g-1）6,B、C、D错误，A正确.

6.如图6所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、&c三种光照射下得到的三条电流表与电

压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和截止频率的关系.以

下说法正确的是（）

几种金属的逸出功和截止频率

金属WJeVVc/xlO^Hz

钠2.295.53

钾2.255.44

钢2.135.15

丙丁

图6

A.若6光为绿光，c光可能是紫光

B.若a光为绿光，c光可能是紫光

C.若匕光光子能量为2.81eV,用它照射由金属锄制成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电

子去撞击大量处于〃=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

D.若6光光子能量为2.81eV,用它直接照射大量处于〃=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率

的光

【答案】BC

【解析】由光电效应方程&=-吃和联立解得必，即光子照射同一块金属的

时候，只要遏止电压一样，说明光子的频率一样，遏止电压越大，光子的频率越大，因此可知白光和c光

的频率一样，大于a光的频率，故A错误，B正确；5光的光电效应方程为A=/?1/-必=(2.81-2.13)eV=

0.68eV,电子撞击氢原子，氢原子只吸收两个能级差的能量，因此〃=3能级的氢原子吸收的能量为△&=

-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,这时氢原子处在〃=4的能级上，可辐射6种频率的光，C正确；若用光

子照射氢原子，氢原子只能吸收光子能量恰好为能级能量差的光子，2.81eV能量的光子不被吸收，D错误.

7.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力R、Q分别作用在a、匕上，一段时间后撤去推力，

物体继续运动一段距离后停下.两物体的［图线如图7所示，图中/6〃。,则整个过程中()

图7

A.水平推力R、Q大小可能相等

B.a的平均速度大于b的平均速度

C.合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量

D.摩擦力对8物体做的功小于摩擦力对。物体做的功

【答案】CD

【解析】由题图知，ZI6与。。平行，说明撤去推力后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合

力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等.水平推力作用时，由图象可知a

的加速度大于b的加速度，根据尸-6可知水平推力月大于Q故A错误；设两物体的最大速度为匕

1/1/

加水平推力时两物体的平均速度均为5,撤去水平推力后两物体的平均速度仍为5,可知a的平均速度等于Z?

的平均速度，故B错误；根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，即介-4=0,故C正确；由

题图可知，a的位移小于b的位移，因两物体的摩擦力相等，可知摩擦力对a物体做的功小于摩擦力对b

物体做的功，故D正确.

8.有一匀强电场的方向平行于/平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图8所示，cd、必分别垂

直于x轴、"轴，其中a、b、c三点电势分别为：4V、8V、10V,使一电荷量为g=-2xl0「5C的负点电

荷由a点开始沿abed路线运动，则下列判断正确的是（）

图8

A.坐标原点。的电势为6V

B.电场强度的大小为/V/m

C.该点电荷在c点的电势能为2X10-5J

D.该点电荷从a点移到d点过程中，电场力做功为8X10TJ

【答案】AD

【解析】由于是匀强电场，所以沿同一方向前进相同距离电势的变化量相等，所以/-0=0。-0,

代入数据解得：°。=6V,故A正确；

a。中点e的电势为口=6V,连接Oe则为等势面，如图所示，

由几何关系可知，ab垂直于Oe,贝IJab为一条电场线，且方向由b指向a,电场强度为:E=:

8-6l

/22--------V/m=100\/2V/m,故B错误；

A/22+2227

—xlO-2

该点电荷在c点的电势能为：EVc=qcpc=-2x10-4〕，故C错误；

b、d在同一等势面上，该点电荷从a点移动到d点电场力做功为：

5-5

Wad=qUad=qUab=(^-8)x(-2xl0')J=8xl0J,故D正确.

9.某同学为了验证“力的平行四边形定则”，设计了如下实验，实验原理如图9甲所示.将三根细绳

套系于同一点。，然后与同学配合，同时用三个弹簧秤分别拉住三根细绳套，以合适的角度向三个不同方

向拉开.当稳定后，分别记录三个弹簧秤的读数.

(1)关于下列实验操作不必要的步骤是：.

A.要保证三根细绳套长度相等

B.实验时需要注意保证各弹簧秤及细绳套在同一水平面内

C.改变拉力重复实验，每次必须保证。点在同一位置

D.记录弹簧秤读数的同时，必须记录各拉力的方向

E.为完成平行四边形定则的验证，实验时还需要测量各拉力间的夹角

⑵某次实验测得弹簧秤读数分别为吊=2.2N,修=2.4N,丘=3.2N,请根据图乙记录的各力的方向,

结合实验原理，在虚线框内画出力的图示，并作出相应的平行四边形，加以验证.

【答案】(l)ACE⑵见解析

【解析】⑴细绳套连接弹簧秤与结点，取合适长度即可，没必要等长，A没有必要；实验时，需要

各弹簧秤及细绳套在同一水平面内，保证各个力在同一个水平面内，才可以进行合成验证，B有必要；三力

平衡条件下，无论结点在什么位置，都满足任意两个力的合力与第三个力等大反向，所以没必要每次必须

保证。点在同一位置，C没有必要；力的合成需要知道分力的大小和方向，所以必须记录各拉力的方向，D

有必要；通过合成平行四边形,

合力与分力方向可以通过作图确定,没必要测量夹角，E没有必要.

(2)根据图乙作出力的图示，如下：

通过测量，尸合与修在误差允许的范围内等大反向，平行四边形定则成立.

10.某同学将电流表A与一电源和滑动变阻器串联改装成欧姆表.并测定电源的电动势P和内阻A,如

图10甲所示，已知电流表内阻吊=7.5Q,满偏电流4=10mA,电流表的表盘如图乙所示，该同学做如下操

作：

丙

图10

(1)首先，将两表笔短接后，调节滑动变阻器用使电流表A达到满偏.移开两表笔，若用电阻箱替代

滑动变阻器/?.仍使电流表满偏.电阻箱读数如图丙所示，则/?=.

(2)保持滑动变阻器/?接入电路阻值不变，重新接回，将两表笔接电阻箱，可以逐一将欧姆表刻度标出，

当电阻箱调至100。时，电流表读数如图乙所示，则此时电流为A.

(3)由此，可以测出电源的电动势三=内阻r=.

(4)改装好的欧姆表使用一段时间后，可认为电源电动势有所降低，电源内阻增大，该同学按照步骤规

范操作，测量某一定值电阻，测得电阻值_______真实值(填“大于”“等于”或“小于”).

【答案】(1)142.0Q(2)0.0060(3)1.5V0.5Q⑷大于

【解析】(1)由题图丙所示电阻箱可知，其读数为：1x100Q+4x10Q+2x1Q+Ox。」Q=142.0Q；

(2)电流表量程为10mA,由题图乙所示表盘可知，其最小分度值为0.2mA,示数为6.0mA=0.0060A；

⑶根据题意,应用闭合电路欧姆定律可知。010A=〜pJ/Dcc，。。°6A=0+

广十飞十kz/_(-/Vg-r_L4/.UkzI1UUkJ

解得：1.5V,r=0.5Q.

(4)欧姆调零时：/?内=1，电源电动势降低，欧姆调零后，欧姆表内阻??内减小，用欧姆表测电阻时：/

/g

二万二方=总万万，由于/?内减小，测电阻时电流/偏小，指针偏左，所测电阻偏大，电阻测量值大

/V内十t\xK内十人r\x

于真实值.

11.如图1所示，在矩形区域/cO内存在一个垂直纸面向外，磁感应强度大小为6的匀强磁场，Oa

边长为水/,勿?边长为/.现从。点沿着。力方向垂直磁场射入各种速率的带正电粒子，已知粒子的质量为

m,带电荷量为氟粒子所受重力及粒子间相互作用忽略不计)，求：

b

图1

⑴垂直数边射出磁场的粒子的速率/；

(2)粒子在磁场中运动的最长时间tm.

…2\[3qBLnm

【答案】⑴号-(2)福

【解析】(1)粒子运动的轨迹如图,

设粒子做圆周运动的轨迹半径为/?,由几何关系可知：tan6=

,n

贝sineO=a^A=/3"Z

粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有＜7出=777万

可解得V=当詈

2Tr/?

⑵由圆周运动的关系可知厂二丁厂

,2TT/77

可得厂二方

因此可知粒子在磁场中做圆周运动的周期和速度无关，周期不变

由几何关系可知最大圆心角a=23=^

(j[71/77

可知粒子在磁场中运动的最长时间

ZTlODCI

12.一长木板置于粗糙水平地面上，木板右端放置一小物块，如图2所示.木板与地面间的动摩擦因数

41=0.1,物块与木板间的动摩擦因数偿=0.41=0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向墙壁运动，当

t=ls时，木板以速度1/1=4m/s与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变，方向相反.运

动过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上掉下.已知木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度

g取10m/s2.求：

图2

(1)£=0时刻木板的速度大小；

⑵木板的长度.

.16

【答案】(1)5m/s(2)—m

【解析】⑴对木板和物块：a(M+m)g=(M+m)ai

设初始时刻木板速度为历

由运动学公式：vi=vo-ait

代入数据求得：％=5m/s

(2)碰撞后，对物块：〃2/7?g=)历

I4214

当速度为0时，设经历时间为4发生位移为则有M=Xi=­t

解得M=2m,f=1s

对木板由牛顿第二定律：/Jimg+/j^M+rri)g=Maz

经历时间f时，发生位移为心

1,

X2=idL'a-

木板长度/=A1+A2,

16

代入数据解得/=§m.

13.以下说法正确的是.

A.当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小

B.当厂＜々时，分子间的弓I力和斥力都随分子间的距离增大而减小

C.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体都没有固定的熔点

D.已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，不可估算出该气体分子间的平均距离

E.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸弓I,

即存在表面张力

⑵(10分)如图3,导热性能良好的水平放置的圆筒形汽缸与一装有水银的U形管相连，U形管左侧上端

封闭一段长度为15cm的空气柱，U形管右侧用活塞封闭一定质量的理想气体.开始时U形管两臂中水银

面平齐，活塞处于静止状态，此时U形管右侧用活塞封闭的气体体积为490mL,若用力尸缓慢向左推动活

塞,使活塞从/位置移动到6位置，此时U形管两臂中的液面高度差为10cm,已知外界大气压强为75cmHg,

不计活塞与汽缸内壁间的摩擦，求活塞移动到6位置时U形管右侧用活塞封闭的气体体积.

---2H：•F

8A

图3

【答案】（l）ABE（2）300mL

【解析】（1）如果气体吸热的同时对外做功，吸收的热量小于对外所做的功，则内能可能减小，故A

正确；分子间同时存在弓I力和斥力，引力和斥力都随着分子间距的增加而减小，但斥力变化得较快，故B

正确；单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故C错误；已知气体的密度可以求出单

位体积气体的质量，已知气体摩尔质量可以求出单位体积气体物质的量，已知阿伏加德罗常数可以求出单

位体积分子个数，然后可以估算出分子间的平均距离，故D错误；液体的表面层分子距离较大，分子间表

现为引力，即为表面张力，故