2024年高三物理试卷练习题及答案（七）

一、选择题

「如图L水平面上有一平板车，某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下，打在车的左

端，打后车与锤相对静止.以人、锤子和平板车为系统（初始时系统静止），研究该次挥下、打

击过程，下列说法正确的是（）

图1

A.若水平面光滑，在锤子挥下的过程中，平板车一定向右运动

B.若水平面光滑，打后平板车可能向右运动

C.若水平面粗糙，在锤子挥下的过程中，平板车一定向左运动

D.若水平面粗糙，打后平板车可能向右运动

【答案】D

【解析】以人、锤子和平板车为系统，若水平面光滑，系统水平方向合外力为零，水平

方向动量守恒，且总动量为零，当锤子挥下的过程中，锤子有水平向右的速度，所以平板车一

定向左运动，A错误；打后锤子停止运动，平板车也停下，B错误；若水平面粗糙，在锤子挥

下的过程车由于受摩擦力作用，可能静止不动，所以C错误；在锤子打平板车时，在最低点与

车相碰，锤子与平板车系统动量向右，所以打后平板车可能向右运动，D正确.

2.如图2所示，将一小球从水平面AW上方/点以初速度区向右水平抛出，经过时间Z1

打在前方竖直墙壁上的尸点，若将小球从与/点等高的6点以初速度%向右水平抛出，经过

时间&落在竖直墙角的/V点，不计空气阻力，下列选项中正确的是（）

MN

图2

A.B.C.tr>t2D.A二&

【答案】A

[2h

【解析】小球在竖直方向上为自由落体运动，则根据广、/万可知，在水平方向

x

上为匀速直线运动，根据1/=],因及，则吻＞吃故选A.

3.在空间建立三维坐标系如图3所示，xOz在水平面内，"沿竖直方向.空间充满沿

方向的磁感应强度为6的匀强磁场和沿+z方向的匀强电场，电场强度£=质量为m、电

荷量为-17的带电小球从坐标原点。以初速度4沿+x方向抛出，设空间足够大，贝女）

\yB

图3

A.带电小球做加速度不断变化的变速曲线运动

B.带电小球做匀变速直线运动

C.若带电小球运动到某位置，坐标为（沏-/0）,则速度与+X方向的夹角e满足tane

二凶

一2x0

D.若带电小球运动到某位置，坐标为（无，-%0）,则速度与+X方向的夹角e满足tane

2y0

x0

【答案】D

【解析】带负电的小球从。点沿+x方向抛出，则电场力方向沿-z方向，洛伦兹力沿

+z方向，因可知田=即沿z轴方向受力平衡，则小球将在重力作用下做平抛

运动，即带电小球做匀变速曲线运动，选项A、B错误；若带电小球运动到某位置，坐标为（先，

1,2

11/129t2

一刃0）,则用=KVy=gt、於=5"，速度与+x方向的夹角满足tan==—=~^,

乙UbI/O1Ao

选项C错误，D正确.

4.阳因核聚变释放出巨大的能量，其质量不断减少.太阳光从太阳射到月球表面的时间

约500s,月球表面每平方米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为l/xlCfj,根据爱因斯坦质能

方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（）

A.4xl09kgB.4x1012kg

C.4xl018kgD.4xl024kg

【答案】A

【解析】由题意可知,太阳每秒钟辐射的能量为：F=Wxl.4xlO3J,其中500x3x10s

m,由爱因斯坦质能方程可知，△/??=/,代入解得：△刀心4.4xlC）9kg,故A符合题意.

5.某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图4甲所示，在干电池的负极吸上一

块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支

点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图.若线框逆时针转动

（俯视），下列说法正确的是（）

图4

A.线框转动是因为发生了电磁感应

B.磁铁导电，且与电池负极接触的一端是S极

C.若将磁铁的两极对调，则线框转动方向不变

D.线框转动稳定时的电流比开始转动时的大

【答案】B

【解析】根据安培力的方向可以确定B正确

6.如图5所示，通电导线AW与单匝矩形线圈abed共面，AW固定不动，位置靠近ab

且相互绝缘.当AW中电流突然增大时，贝!］（）

图5

A.线圈所受安培力的合力方向向左

B.线圈所受安培力的合力方向向右

C.感应电流方向为abeda

D.感应电流方向为adcba

【答案】AC

【解析】当AW中电流突然增大时，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应

电流，即方向；由左手定则可知ab边和cd边受安培力均向左，可知线圈所受安培力

的合力方向向左，选项A、C正确，B、D错误.

7.两电荷量分别为附和4的点电荷固定在x轴上的/、6两点，两点电荷连线上各点电势

0随坐标x变化的关系图象如图6所示，其中0点电势最高，且XAP〈XPBI贝［］（）

图6

A.）和仇都是负电荷

B.%的电荷量大于S的电荷量

C.在/、6之间将一负点电荷沿x轴从0点左侧移到右侧，电势能先减小后增大

D.一点电荷只在电场力作用下沿x轴从尸点运动到8点，加速度逐渐变小

【答案】AC

【解析】由题图知，越靠近两电荷，电势越低，则/和S都是负电荷，故A项正确；0

-X图象的斜率表示电场强度，则户点场强为零，据场强的叠加知两点电荷在户处产生的场强

等值反向，即凸=片，又XAP〈XPB、所以＜71的电荷量小于少的电荷量，故B项错误；由题

XAPXBP

图知，在/、6之间沿X轴从户点左侧到右侧，电势先增加后减小，则负点电荷的电势能先减

小后增大，故C项正确；0-X图象的斜率表示电场强度，则沿x轴从0点运动到6点场强逐

渐增大；据3=铜知，电荷只在电场力作用下沿X轴从户点运动到8点，加速度逐渐增大，

故D项错误.

8.如图7所示，带有孔的小球/套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球6通过轻绳连

接，处于静止状态.给小球8施加水平力尸使其缓慢上升，直到小球/刚要滑动.在此过程

中（）

A

图7

A.水平力尸的大小不变

B.杆对小球/的支持力增加

C.轻绳对小球8的拉力先变大后变小

D.杆对小球/的摩擦力先变小后变大

【答案】BD

【解析】小球6受拉力尸、重力和轻绳的拉力片，合力为零如图所示：

由此可知，随着a的增加，拉力尸和轻绳张力片均增大，故A、C错误；

再对48球整体分析，受重力、拉力尸、支持力凡和静摩擦力片如图所示：

设杆与水平方向的夹角为0,根据平衡条件，在垂直杆方向有%=（例+/7?）gcos9+/sin9,

随着尸的增大，支持力K增大；

在平行杆方向，有：/cos9+F^={M+/77）psin3,可得：A=（A7+/77）psin9-/cos9,可知

随着尸的增大，静摩擦力逐渐减小，当（例+/77）奂in时，摩擦力为零，此后静摩擦力

反向增大，故B、D正确.

9.某实验小组为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光条.如

图8甲所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过

第一光电门的时间△/!为0.05s,通过第二个光电门的时间△&为0.01s,遮光条从开始遮住第

一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间1为0.20s.用游标卡尺测量遮光条的宽度a游

标卡尺示数如图乙所示.

数字计时器

甲

012cm

图8

⑴读出遮光条的宽度d=cm.

⑵估算滑块的加速度a=m/s《保留两位有效数字).

(3)为了减小实验误差，下列措施最合理的是.

A.尽量减小钩码质量

B.遮光条宽度越宽越好

C.其他条件不变多次测量取平均值

【答案】(1)0.45(2)1.8(3)C

【解析】(1)读出遮光条的宽度d=0,4cm+0.1mmx5=0.45cm；

....d0.45x10-2

(2)遮光条通过第一个光电门的速度：比=丽=—而1—m/s=0.09m/s

d0.45x10-2

遮光条通过第二个光电门的速度：w=—=———m/s=0.45m/s,

LXL2U.U.L

,,,..%一%0.45-0.09「,2

故加速s度a=——=——m/s=1.8m/s；

⑶尽量减小钩码质量，对实验结果没有影响，故A错误；遮光条宽度应尽量窄些，故B

错误；其他条件不变，多次测量取平均值，可以减小实验误差，故C正确.

10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“2.5V,0.3A”的小灯泡两端

的电压和通过它的电流.现有如下器材：

直流电源(电动势3.0V,内阻不计)

电流表A1(量程3A,内阻约0.1Q)

电流表A乂量程600mA,内阻约5Q)

电压表V1(量程3V,内阻约3Q)

电压表V乂量程15V,内阻约15kQ)

滑动变阻器用(阻值0~10Q,额定电流1A)

滑动变阻器阳阻值0~1kQ,额定电流300mA)

⑴在该实验中，电流表应选择电压表应选择滑动变阻器应选择

⑵为了减小实验误差，应选择以下哪个实验电路进行实验______.

CD

⑶下表是某同学在实验中测出的数据，该同学根据表格中的数据在图9已画出除了第6组

数据的对应点，请你在/-。图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲

线.

123Le7三s10111213

0.10.10.10.10.20.20.20.20.20.3

00.100.13

(A)5689035780

0.30.40.60.81.01.41.82.02.22.5

00.100.20

(V)0000000000

Z/A

0.3077777I；,IN口

0.2()二二二二二二

0.1()/二二二二

UN

0i.62.0.0

图9

(4)实验中，如果把这个小灯泡和一个阻值为9Q的定值电阻串联在电动势为3V、内阻为

1Q的直流电源上.则小灯泡消耗的实际功率约为W.

【答案】⑴A?V、吊(2)C(3)

(4)0.20±0.02

【解析】(1)由于该实验需要测量“2.5VO3A”的小灯泡的伏安特性曲线，故通过小灯

泡的电流约为0.3A,故用量程为600mA的电流表A2即可；电压表选用量程为3V的V1即可；

该实验需要的电压要从0开始调起，故供电部分要用分压式电路，滑动变阻器选用阻值较小的

吊即可；

(2)由于小灯泡的电阻较小，故测量时采用电流表外接会减小误差，供电电路采用分压式连

接，故采用C电路实验；

⑶描出第6组数据对应的点，并用平滑的曲线将各点连接起来即可；

⑷小灯泡相当于与一个电动势为3V,内阻为10Q的电源连接，我们可以在小灯泡的伏安

特性曲线的图中再作出该电源的伏安特性曲线，如图所示，则两个图线相交的位置就是电路中

小灯泡工作时的电压和电流，即灯泡的两端电压为LOV,电流为0.20A,故小灯泡消耗的实

际功率约为0.20W.

0.30

0.20

工工.如图工⑻为玩具弹弓，轻质橡皮筋连接在把手上48两点，一手握住把手不动，使

力6连线水平，C为自由伸长时橡皮筋中点轻弹夹的位置，如图(b)./。=06=6cm,另一手

捏着装有质量为10g弹珠的弹夹，从。点由静止竖直向下缓慢移动到。点，放手后弹珠竖直

向上射出，刚好上升到离。点20.15米高的楼顶处.测得乙/3=44。,406=23。,取tan22。

=0.4,tan11.5°=0.2,g-10m/s2,不计空气阻力.求：

图1

⑴从。到。的过程中，弹珠重力所做的功及手所做的功；

⑵若还将橡皮筋拉到相同长度，仅改变发射方向，弹珠向斜上方运动到高出释放点8m处

的速率.

第二次从释放到〃=8m处，机械能守

【答案】(l)1.5xl0-2J2J(2)15.6m/s

【解析】(1)从C到。，弹珠重力做功：%=

OBOB0.060.06

由题图可得：h=总=mm=0.15m

tan11.5°tan22°0,2

联立解得以=1.5x10-J

从。到。再到最高点的过程中，

由功能关系：\/\/手=mgH-mgh,其中/7=20.15m

解得“手=2J

(2)设弹珠在。点的弹性势能为从。到最高点，由功能关系：&=/77g〃

恒，

,12

贝U:Ep-mgh'+-^mv

联立解得1/—15.6m/s.

12.如图2,竖直平面内(纸面)存在平行于纸面的匀强电场，方向与水平方向成8=60。角，

纸面内的线段AW与水平方向成々=30。角，MN长度为d现将一质量为m、电荷量为优0>0)

的带电小球从例由静止释放，小球沿AW方向运动，到达/V点的速度大小为以待求)；若将

该小球从0点沿垂直于AW的方向，以大小小的速度抛出，小球将经过股点正上方的户点(未

画出)，已知重力加速度大小为0求：

图2

(1)匀强电场的电场强度6及小球在/V点的速度vN；

⑵例点和户点之间的电势差；

(3)小球在户点动能与在例点动能的比值.

［答案］⑴哼巡y［2gd⑵如詈(3)|

【解析】(1)由小球运动方向可知，小球受合力沿AW方向，如图甲，由正弦定理：券售。

OlIIOw

FEq

sin30°=sin120。

得：E=

q

EqE

mgN

甲

合力大小：尸二mg二ma,即3二g

从有：2ad=vN

得:vN=y]2gcl

⑵如图乙，设叱为〃作R7垂直于电场线,作也垂直于AW,小球做类平抛运动：

1,

hcos60°=~af

/7sin60°=vNt

UMC-Ehcos30°

UMP-UMC

-84mgd

传：h^-d,Up-——

oqM

⑶从M-^P,由动能定理：FSMD=ELEkM

SMD-/7sin30°

1,

而EkM=]mvN

故职=[

13.关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是

A.当某一密闭容器自由下落时，因完全失重，容器内密封的气体压强会变为零

B.当物体运动的速度增大时，物体的内能一定增大

C.地球周围大气压强的产生是由于地球对大气的万有引力

D.当分子距离在一定范围内变大时，分子力可能增大

E.布朗运动不是分子的无规则热运动

（2）（10分）如图3所示，在水平地面上放置一个高为48cm、质量为30kg的圆柱形金属容

器，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计.容器顶部通过一个质量为10kg的薄圆柱

形活塞密闭一些空气，活塞与容器内横截面积均为50cm2,打开阀门，让活塞下降直至静止.不

计摩擦，不考虑气体温度的变化，大气压强为LOxiffPa,重力加速度g取：LOm/s：

图3

①求活塞静止时距容器底部的高度；

②活塞静止后关闭阀门，通过计算说明对活塞施加竖直向上的拉力能否将金属容器缓缓提

离地面.

【答案】（l）CDE⑵①20cm②不能

【解析】（1）封闭气体压强是因为大量气体分子频繁对器壁撞击产生的，当容器自由落体,

但内部分子仍在无规则运动，所以气体压强仍存在，A错误；物体的内能等于所有分子的动能

加上所有分子的势能，分子平均动能与温度有关，势能与体积有关，当物体宏观速度增大时，

温度和体积不一定变化，因此内能不一定变大，B错误；大气压强是地球对大气的万有引力作

用在地球表面产生的，C正确；当分子间距从历开始变大时，分子力逐渐增大，后逐渐减小，

所以D正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的无规则热运动，E正确.

（2）①活塞经阀门细管时，容器内气体的压强为：自=L0xl05pa.

容器内气体的体积为：l4=Zi'S,其中乙=24cm

7770J_0x10

活塞静止时，气体的压强为：—于=L0x3Pa+布丁Pa=12xlO5Pa,

根据玻意耳定律：=其中V2=LrS

小S3，pLS1,0X105X24XS

5Cm

代入数据传：L2==22xioxS

=20cm；

②活塞静止后关闭阀门，假设活塞能被拉至容器开口端，此时U=48cm

根据玻意耳定律：p\L、S=psL3s

代入数据得：夕3=5xl04Pa

对活塞受力分析，由平衡条件得尸+p3S=poS