广东省广州市2024-2025学年高三上学期阶段训练物理试题（B）
1．（2024高三上·广州月考）钠盐在酒精灯上灼烧时会发出黄光，这种现象叫焰色反应，其原理是：钠原子被灼烧时，原子中的电子跃迁到高能级，因不稳定，又向低能级跃迁并辐射出电磁波。下列说法正确的是（ ）
A．钠原子光谱是连续谱
B．钠原子向高能级跃迁时不需要吸收能量
C．钠原子发光是衰变过程
D．钠原子辐射的可见光有黄光波段的电磁波
2．（2024高三上·广州月考）如图为一磁吸支架的示意图，磁吸平面为一斜面。由于磁吸支架倾角过大.放在磁吸支架上的小铁块匀速下滑。若磁吸平面对铁块的磁吸力垂直平面向下，则下列说法正确的是（ ）
A．铁块受到四个力的作用
B．铁块对磁吸支架的作用力方向竖直向上
C．铁块受到的滑动摩擦力小于重力沿磁吸平面向下的分力
D．磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力
3．（2024高三上·广州月考）为研究超重、失重现象，某同学在盛水的塑料瓶的侧壁扎了一个小孔，水从小孔喷出，如图所示。t=0时刻，他提着水瓶向上加速运动，t1时刻松手，t2时刻水瓶上升到最高点，之后水瓶自由下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内，没有水从侧壁流出
B．t1~t2时间内，水和水瓶处于超重状态
C．t1~t2时间内，没有水从侧壁流出
D．t2时刻之后，水和水瓶处于超重状态
4．（2024高三上·广州月考）2024年6月25日，嫦娥六号携带1935.3克月背土壤准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域。如图是嫦娥六号绕月运行的简化图：轨道I为绕月圆轨道，嫦娥六号在A点可以沿椭圆轨道II运动到B点，且A点为轨道II的远月点，B点为近月点。下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥六号在A点加速可由轨道I进入轨道II
B．嫦娥六号在轨道II运行时A点速度大于B点速度
C．嫦娥六号在轨道I的机械能比轨道II的机械能大
D．嫦娥六号在轨道I上A点的加速度大于其在轨道II上A点的加速度
5．（2024高三上·广州月考）如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明工件，光在圆心O处发生折射和反射，折射光线的强度随着的变化而变化（如图乙所示），光在真空中的传播速度为c，，结合图像信息可知，单色光在工件中的传播速度为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高三上·广州月考）图（a）是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。为实现点火，变压器原、副线圈的匝数应满足（ ）
A． B． C． D．
7．（2024高三上·广州月考）在某次演训中，直升机距海面上方28.8m处沿水平方向以大小为2m/s2的加速度匀加速飞行。t1时刻，物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成53°；t2时刻另一物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成37°，如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．物资下落所需要的时间为3s
B．t1时刻直升机的速度大小为24m/s
C．两次投送物资的时间间隔是7s
D．t2时刻投放的物资接触水面时的速度大小为32m/s
8．（2024高三上·广州月考）一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起质点Q在一段时间内的振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为2m B．该波的频率为2Hz
C．该波沿x轴正向传播 D．0~1s内，P点通过的路程为40cm
9．（2024高三上·广州月考）如图（a）所示，一个质量m=1kg的物块静止在水平面上，现用水平力F向右拉物块，F的大小随时间变化关系如图（b）所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度大小g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内，重力的冲量大小为0
B．0~4s内，重力的冲量大小为
C．4s末，物块的速度大小为8m/s
D．4s末，物块的速度大小为9m/s
10．（2024高三上·广州月考）为测定纸面内匀强电场的场强，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径作圆。如图甲b、c、d是半圆ace的等分点。从x轴上的a点开始沿逆时针方向，测量圆上各点的电势φ及各点所在半径与x轴正方向的夹角θ，描绘φ-θ图像如图乙，则（ ）
A．a、e两点电势相等 B．电场强度沿aO方向
C．场强大小为 D．电势差
11．（2024高三上·广州月考）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作或计算。
（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离 （选填“减小”“增大”或“不变”）；把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离 （选填“减小”“增大”或“不变”）。
（2）在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置，按照正确的步骤操作，发现多用电表的指针偏转角过大，则应将选择开关旋至欧姆挡 （选填“×1”或“×100”）的位置，重新欧姆调零后测Rx的阻值，多用电表的示数如图（a）所示，则Rx= Ω。
（3）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已知滴入水中的油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为4.0×10-6mL，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，所看到的图形如图（b）所示。则该油膜的面积约为 cm2（保留两位有效数字）。由此可估算出油酸分子的直径约为 m（保留一位有效数字）。
12．（2024高三上·广州月考）某实验小组利用实验系统测量某动力学轨道的动摩擦因数。实验步骤如下：
（1）将动力学轨道倾斜放置在水平桌面上，如图（a）所示，运动传感器和小车分别放在动力学轨道的高端和低端，将小车配有的弹力器压缩至最大，顶住末端的缓冲器。
（2）点击系统软件“启动”按钮采集数据，按下弹力器开关释放小车，小车瞬间弹开，让小车上下往复运动几次即可停止。根据软件中处理得到的位置—时间图象建立小车重力势能随时间变化的曲线，如图（b）所示；并根据速度—时间图象建立小车动能随时间变化的曲线，如图（c）所示。则小车第一次离开缓冲器时的动能Ek= J。（结果保留两位小数）
（3）由以上两图，计算出小车第一次沿斜面向上运动的过程中，小车的机械能减少量 J。（结果保留两位小数）
（4）记录动力学轨道与水平面的夹角θ，若小车沿斜面向上运动的过程，机械能的减少量与重力势能的增加量之比为k，推导动摩擦因数μ与θ、k的关系式，可得μ= （用θ和k表示）
（5）若θ=37°，利用小车第一次沿斜面向上运动过程的数据，得μ= 。（结果保留两位小数）
13．（2024高三上·广州月考）如图（a）所示，竖直放置、开口向上的汽缸内用质量m=10kg的活塞封闭着一部分理想气体，活塞横截面积S=0.01m2，能无摩擦的滑动。初始时活塞处于静止状态，距离气缸底部的高度h1=9cm。若汽缸、活塞导热性好，气体温度始终保持不变，已知大气压强p0=1×105Pa，重力加速度g取10m/s2，求
（1）初始时刻气体的压强p1；
（2）将汽缸缓慢倒置后，如图（b）所示，活塞距气缸底部的高度h2。
14．（2024高三上·广州月考）如图所示（俯视图），光滑水平面上固定一个半圆形挡板，两个可视为质点的小球A、B可沿半圆弧挡板内侧在水平面内做圆周运动，A、B两球的质量分别为mA=3kg、mB=2kg，半圆弧挡板半径为R=3m。半圆弧挡板的另一端安装有一个弹射器，B球与其碰撞后可原速率弹回。初始时，B球静止放在半圆弧挡板的最左端，A球以v0=5m/s的速度从一端沿半圆弧运动，并与B球发生弹性碰撞。求
（1）A球和B球第一次碰撞前，半圆弧挡板对A球支持力N的大小；
（2）A球和B球第一次碰撞后，二者速度v1、v2的大小；
（3）若A球和B球第二次碰撞后，立即被锁定在一起，求该过程系统损失的机械能。
15．（2024高三上·广州月考）如图所示，在平面直角坐标系xOy内，有一个质量不计、带正电的粒子从y轴上的P点以沿x轴正向的速度进入匀强磁场（磁场区域未画出，P点在磁场的边界上）。已知粒子的比荷，速度大小，P点的坐标为（0，1m）。
（1）若磁场方向垂直于纸面向外，且为半径R=1m的圆形区域，其圆心位于（1m，1m）处，粒子恰能够垂直于x轴离开圆形磁场区域，求磁感应强度B的大小；
（2）若磁场方向垂直于纸面向外，且充满第一象限，粒子经过点离开第一象限，求粒子在磁场中运动的时间t；
（3）若磁场为一矩形区域，粒子沿与y轴平行的方向向上离开磁场区域，已知磁场区域面积的最小值为，求粒子做圆周运动的半径（结果可用根号表示）。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；电磁波谱
【解析】【解答】A．由于能量是不连续的，所以钠原子光谱是线状谱，故A错误；
B．钠原子由低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，故B错误；
C．钠原子发光只是钠原子中的电子从高能级跃迁到低能级，能量以光子辐射出去，不是衰变过程，故C错误；
D．能看见黄光，说明钠原子辐射的可见光有电磁波中的黄光波段，故D正确。
故选D。
【分析】本题考查能级跃迁和光谱。解决问题的关键是清楚能级间跃迁时，辐射(吸收)能量， 由于量子化，原子光谱是线状谱 。
2．【答案】A
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A．铁块匀速下滑，受到重力、磁吸引力、支架的支持力和滑动摩擦力四个力的作用，故A正确；
B．铁块处于平衡状态，合力为零，铁块受到支架对其的作用力应该与重力等大反向，即支架对铁块的作用力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，铁块对支架的作用力方向竖直向下，故B错误；
CD．根据受力平衡可知，铁块受到的滑动摩擦力等于重力沿磁吸平面向下的分力，磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力与磁吸引力之和，故CD错误。
故选A。
【分析】手机始终受力平衡，合力为零，任何方向合力为零。按受力分析步骤和手机的状态受力分析。
本题主要考查了共点力平衡条件的运用，注意对手机进行正确的受力分析是关键。
3．【答案】C
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A．时刻，手提着水瓶向上加速，整体处于超重状态，水对侧壁压力大于重力，一定会有水从小孔流出，故A错误；
BC．时刻水和水瓶只受重力的作用，处于完全失重的状态，水和水之间无相互作用，水对侧壁无压力，因此不会有水从侧壁流出，故B错误，C正确；
D．时刻之后，水瓶和水依然只受重力作用，处于完全失重的状态，没有水从侧壁流出，故D错误。
故选C。
【分析】加速度向上，是超重状态，加速度向下，是失重状态，本题解题关键在于理解在完全失重状态下，瓶中水的压强都为零，小孔均不再喷水。
4．【答案】C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．嫦娥六号在A点减速，万有引力大于向心力，做近心运动，可由轨道I进入轨道II，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，A点为轨道II的远月点，B点为近月点，则嫦娥六号在轨道II运行时A点速度小于B点速度，故B错误；
C．由低轨到高轨，需要对卫星做功，所以同一卫星轨道越高，机械能越大，嫦娥六号在轨道Ⅰ的高度更大，则嫦娥六号在轨道I的机械能比轨道II的机械能大，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力可得
可得
故嫦娥六号在轨道I上A点的加速度等于其在轨道II上A点的加速度，故D错误。
故选C。
【分析】对于做圆周运动的物体，提供的力大于需要的力，物体做近心运动，提供的力小于需要的力，物体做离心运动；根据开普勒第二定律可以得到：近月点速度大于远月点速度；卫星由低轨到高轨，需要对卫星做功，机械能增加，由高轨到低轨，需要对卫星做负功，机械能减少；根据万有引力提供向心力列式比较加速度大小。
解答本题时，要掌握万有引力提供向心力这一重要思路，并能灵活运用。
5．【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】由图乙确定此工件的临界角，当时，光发生全反射，根据全反射临界角公式求出工件的折射率n，
代入数据解得
根据折射率求出单色光在工件中的传播速度，
故选A。
【分析】由图乙确定此工件的临界角，根据全反射临界角公式求出工件的折射率n，再根据折射率求出单色光在工件中的传播速度。
6．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
由题意和题图可知
，
解得
故选B。
【分析】根据图(b)得到原线圈最大电压，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比得到变压器原、副线圈的匝数应满足的条件。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比。
7．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．物资下落的过程中，竖直方向是自由落体，根据
可得竖直速度
根据
可得下落时间
故A错误；
B．时刻直升机的速度即为第一个物资平抛运动时的初速度，由
可得初速度
故B错误；
C．同理，时刻飞机的速度
飞机做匀加速直线运动，经历时间
故C正确；
D．时刻投放物资接触水平面时的速度大小
故D错误。
故选C。
【分析】 物资做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据自由落体运动规律列式求解落地瞬间竖直速度，和下落时间；根据运动的合成与分解求解 t1时刻直升机的速度大小和物资接触水面时的速度大小 。
本题主要考查了平抛运动的灵活运用，关键是抓住飞机的运动特点和物资的运动特点。
8．【答案】A,D
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】AB．由题图（a）可知，该波的波长为2m，由题图（b）可知，该波的周期为2s，则频率为
故A正确，B错误；
C．由图（b）可知时刻质点Q沿轴正向振动，根据“上坡向下，下坡向上”可知，该波沿x轴负向传播，故C错误；
D.0~1s内，P点振动半个周期，故P点通过的路程为
故D正确。
故选AD。
【分析】本题考查了波的图像和振动图像，关键是读懂图像的意义，从图像中分析出质点运动信息。
根据图像得到周期和波长，根据周期与频率关系得到频率大小；根据“上坡向下，下坡向上”判断波的传播方向；一个周期质点振动四个振幅长度，根据时间与周期关系计算质点的路程。
9．【答案】B,D
【知识点】动量定理；冲量
【解析】【解答】AB.0~4s内，根据
可得重力的冲量大小为
故A错误，B正确；
CD．当水平力大于等于滑动摩擦力时物块才开始运动，即
则内由图像可知水平力F的冲量大小为
则内由动量定理可得
其中
解得4s末，物块的速度大小为
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】根据计算重力的冲量；图像的面积表示冲量，根据图像的 计算冲量，结合动量定理求解4s末物块的速度大小。
本题主要考查冲量的计算和动量定理的应用，理解图像的面积表示冲量是解题的关键。
10．【答案】C,D
【知识点】电势；电势差；等势面；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】B．令剩下等分点分别为f、g、h，如图所示
根据图乙，b点电势最高，f点电势最低，则电场强度方向沿bf方向，故B错误；
A．电场强度方向沿bf方向，则
故A错误；
C．电场强度方向沿bf方向，场强大小为
故C正确；
D．电场强度方向沿bf方向，根据
得
所以
故D正确。
故选CD。
【分析】本题考查匀强电场电势差与电场强度的关系、电势、电势差等知识点。沿电场线方向电势降低最快，要知道匀强电场中沿同一方向前进相同距离电势差相同，同时掌握公式E=Ud，U为两点间的电势差，d为两点沿电场方向的距离。
11．【答案】（1）减小；增大
（2）“×1”；20
（3）83；5×10-10
【知识点】用双缝干涉测光波的波长；用油膜法估测油酸分子的大小；电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，根据
换用间距更大的双缝，d变大，相邻两亮条纹中心的距离减小；把绿色滤光片换成红色滤光片，波长λ变大，相邻两亮条纹中心的距离增大。
（2）在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，无论选用哪个挡位，独属于倍率的乘积不变，将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置，按照正确的步骤操作，发现多用电表的指针偏转角过大，表明选择挡位过大，则应将选择开关旋至欧姆挡 “×1”的位置，重新欧姆调零后测Rx的阻值，多用电表的示数如图（a）所示，则
（3）油膜面积约为
油酸分子的直径约为
【分析】（1）根据 判断 相邻两亮条纹中心的距离的变化；
（2）多用表使用要点：①电表使用前要使指针指在0刻线位置，通过调节调零旋钮实现；②据测量要求进行选档；③欧姆表测量前要进行欧姆调零；④欧姆表中值电阻附近刻度线最均匀，读数误差最小，故测量电阻时，要通过选择恰当的倍率使指针指在中值电阻附近；每次换挡要重新调零；⑤欧姆表读数=刻度盘读数×倍率；
（3）根据浓度按比例算出一滴纯油酸的体积，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积。由，求出油酸分子直径。
（1）[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，根据 ，换用间距更大的双缝，d变大，相邻两亮条纹中心的距离减小；把绿色滤光片换成红色滤光片，λ变大，相邻两亮条纹中心的距离增大。
（2）[1][2]在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置，按照正确的步骤操作，发现多用电表的指针偏转角过大，表明待测电阻太小，则应将选择开关旋至欧姆挡 “×1”的位置，重新欧姆调零后测Rx的阻值，多用电表的示数如图（a）所示，则Rx=20Ω。
（3）[1]油膜面积约为
[2]油酸分子的直径约为
12．【答案】0.90；0.06；；0.05
【知识点】功能关系；滑动摩擦力与动摩擦因数；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】（2）由图（C）中数据可知，小车第一次离开缓冲器时的动能
（3）由图（b）中数据可知，小车第一次到达最高点时的重力势能
因此减少的机械能为
（4）小车沿斜面向上运动的过程，根据功能关系可知，机械能的减少量等于克服摩擦力所做的功
重力势能的增加量等于克服重力所做的功
根据题意可知
可得
（5）将，，θ=37°代入可得
【分析】(2)由图（C）中数据得到小车 第一次离开缓冲器时的动能 。
(3)由图（b）中数据得到小车的机械能，用总的机械能减去剩余机械能得到 小车的机械能减少量 。
(4)根据功能关系列式求解动摩擦因数的表达式 ；
(5)根据动摩擦因数的表达式和题中数据计算摩擦因数。
本题考查 利用实验系统测量某动力学轨道的动摩擦因数 ，这个实验对于我们可能是一个新的实验，但该实验的原理都是我们学过的物理规律。做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决。对于系统问题处理时我们要清楚系统内部各个物体能的变化。
13．【答案】（1）对活塞进行受力分析，有
初始时刻气体压强
（2）对活塞进行受力分析，有
解得
由等温变化规律，有
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】本题考查了气体实验定律的综合应用，解题关键是要分析好压强p、体积V、温度T三个参量的变化情况，选择合适的规律解决。
（1）对活塞进行受力分析，根据平衡条件求出缸内气体的压强；
（2）对活塞进行受力分析，根据平衡条件求出倒置后缸内气体的压强，再利用理想气体状态方程列式求解活塞距气缸底部的高度 。
（1）对活塞进行受力分析，有
初始时刻气体压强
（2）对活塞进行受力分析，有
由等温变化规律，有
解得
14．【答案】（1）半圆弧挡板对A球支持力提供向心力，根据
可得大小为
（2）A球与B球发生弹性碰撞，根据动量守恒与机械能守恒可得
解得
（3）若A球和B球第二次碰撞后，立即被锁定在一起，设速度为，根据动量守恒有
解得
该过程系统损失的机械能
【知识点】功能关系；竖直平面的圆周运动；碰撞模型
【解析】【分析】本题主要考查动量守恒与机械能守恒的应用，系统动量守恒的条件为不受外力，或者所受的外力合力为零；机械能守恒的条件为只有重力或者系统内弹力做功；
（1）对于做圆周运动的物体，指向圆心的合力提供向心力，列式求解半圆弧挡板对A球支持力大小；
（2）A球与B球发生碰撞瞬间动量守恒，根据动量守恒与机械能守恒列式求解碰后A、B速度；
（3）根据碰前和碰后机械能计算 系统损失的机械能。
（1）半圆弧挡板对A球支持力的大小为
（2）A球与B球发生弹性碰撞，根据动量守恒与机械能守恒可得
解得
，
（3）若A球和B球第二次碰撞后，立即被锁定在一起，设速度为，根据动量守恒有
解得
该过程系统损失的机械能
15．【答案】（1）根据几何关系可知，轨迹圆半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）作出粒子的运动轨迹，如图所示
根据几何关系有
解得
根据
解得
由和可得根据圆周运动的规律，时间
（3）由于磁场方向未知，因此要分两种情况讨论，如下方左右图所示，
假设左图的轨迹圆半径为，右图轨迹圆半径为。左图中，最小矩形磁场区域面积
解得
右图中，最小矩形磁场区域面积
解得
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1)粒子在圆形匀强磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可得到电子的运动半径，根据伦兹力提供向心力求解磁感应强度大小；
(2)画出符合条件的粒子的轨迹，由几何关系求得圆心角，利用周期和轨迹圆心角求解电子在磁场中运动时间；
(3)分磁场方向不同的两种情况，作出粒子在面积最小的矩形磁场中做圆周运动的轨迹图，用半径表示出最大的矩形磁场面积，代入面积值求解半径。
本题考查了带电粒子在圆形和矩形磁场中运动问题。对于带电粒子在匀强磁场只受了洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。
（1）根据几何关系可知，轨迹圆半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）作出粒子的运动轨迹，如图所示
根据几何关系有
根据圆周运动的规律，时间
解得
（3）由于磁场方向未知，因此要分两种情况讨论，如下方左右图所示，假设左图的轨迹圆半径为，右图轨迹圆半径为。
左图中，最小矩形磁场区域面积
右图中，最小矩形磁场区域面积
分别解得
，
1 / 1广东省广州市2024-2025学年高三上学期阶段训练物理试题（B）
1．（2024高三上·广州月考）钠盐在酒精灯上灼烧时会发出黄光，这种现象叫焰色反应，其原理是：钠原子被灼烧时，原子中的电子跃迁到高能级，因不稳定，又向低能级跃迁并辐射出电磁波。下列说法正确的是（ ）
A．钠原子光谱是连续谱
B．钠原子向高能级跃迁时不需要吸收能量
C．钠原子发光是衰变过程
D．钠原子辐射的可见光有黄光波段的电磁波
【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；电磁波谱
【解析】【解答】A．由于能量是不连续的，所以钠原子光谱是线状谱，故A错误；
B．钠原子由低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，故B错误；
C．钠原子发光只是钠原子中的电子从高能级跃迁到低能级，能量以光子辐射出去，不是衰变过程，故C错误；
D．能看见黄光，说明钠原子辐射的可见光有电磁波中的黄光波段，故D正确。
故选D。
【分析】本题考查能级跃迁和光谱。解决问题的关键是清楚能级间跃迁时，辐射(吸收)能量， 由于量子化，原子光谱是线状谱 。
2．（2024高三上·广州月考）如图为一磁吸支架的示意图，磁吸平面为一斜面。由于磁吸支架倾角过大.放在磁吸支架上的小铁块匀速下滑。若磁吸平面对铁块的磁吸力垂直平面向下，则下列说法正确的是（ ）
A．铁块受到四个力的作用
B．铁块对磁吸支架的作用力方向竖直向上
C．铁块受到的滑动摩擦力小于重力沿磁吸平面向下的分力
D．磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力
【答案】A
【知识点】受力分析的应用；共点力的平衡；区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A．铁块匀速下滑，受到重力、磁吸引力、支架的支持力和滑动摩擦力四个力的作用，故A正确；
B．铁块处于平衡状态，合力为零，铁块受到支架对其的作用力应该与重力等大反向，即支架对铁块的作用力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，铁块对支架的作用力方向竖直向下，故B错误；
CD．根据受力平衡可知，铁块受到的滑动摩擦力等于重力沿磁吸平面向下的分力，磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力与磁吸引力之和，故CD错误。
故选A。
【分析】手机始终受力平衡，合力为零，任何方向合力为零。按受力分析步骤和手机的状态受力分析。
本题主要考查了共点力平衡条件的运用，注意对手机进行正确的受力分析是关键。
3．（2024高三上·广州月考）为研究超重、失重现象，某同学在盛水的塑料瓶的侧壁扎了一个小孔，水从小孔喷出，如图所示。t=0时刻，他提着水瓶向上加速运动，t1时刻松手，t2时刻水瓶上升到最高点，之后水瓶自由下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．0~t1时间内，没有水从侧壁流出
B．t1~t2时间内，水和水瓶处于超重状态
C．t1~t2时间内，没有水从侧壁流出
D．t2时刻之后，水和水瓶处于超重状态
【答案】C
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A．时刻，手提着水瓶向上加速，整体处于超重状态，水对侧壁压力大于重力，一定会有水从小孔流出，故A错误；
BC．时刻水和水瓶只受重力的作用，处于完全失重的状态，水和水之间无相互作用，水对侧壁无压力，因此不会有水从侧壁流出，故B错误，C正确；
D．时刻之后，水瓶和水依然只受重力作用，处于完全失重的状态，没有水从侧壁流出，故D错误。
故选C。
【分析】加速度向上，是超重状态，加速度向下，是失重状态，本题解题关键在于理解在完全失重状态下，瓶中水的压强都为零，小孔均不再喷水。
4．（2024高三上·广州月考）2024年6月25日，嫦娥六号携带1935.3克月背土壤准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域。如图是嫦娥六号绕月运行的简化图：轨道I为绕月圆轨道，嫦娥六号在A点可以沿椭圆轨道II运动到B点，且A点为轨道II的远月点，B点为近月点。下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥六号在A点加速可由轨道I进入轨道II
B．嫦娥六号在轨道II运行时A点速度大于B点速度
C．嫦娥六号在轨道I的机械能比轨道II的机械能大
D．嫦娥六号在轨道I上A点的加速度大于其在轨道II上A点的加速度
【答案】C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A．嫦娥六号在A点减速，万有引力大于向心力，做近心运动，可由轨道I进入轨道II，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，A点为轨道II的远月点，B点为近月点，则嫦娥六号在轨道II运行时A点速度小于B点速度，故B错误；
C．由低轨到高轨，需要对卫星做功，所以同一卫星轨道越高，机械能越大，嫦娥六号在轨道Ⅰ的高度更大，则嫦娥六号在轨道I的机械能比轨道II的机械能大，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力可得
可得
故嫦娥六号在轨道I上A点的加速度等于其在轨道II上A点的加速度，故D错误。
故选C。
【分析】对于做圆周运动的物体，提供的力大于需要的力，物体做近心运动，提供的力小于需要的力，物体做离心运动；根据开普勒第二定律可以得到：近月点速度大于远月点速度；卫星由低轨到高轨，需要对卫星做功，机械能增加，由高轨到低轨，需要对卫星做负功，机械能减少；根据万有引力提供向心力列式比较加速度大小。
解答本题时，要掌握万有引力提供向心力这一重要思路，并能灵活运用。
5．（2024高三上·广州月考）如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明工件，光在圆心O处发生折射和反射，折射光线的强度随着的变化而变化（如图乙所示），光在真空中的传播速度为c，，结合图像信息可知，单色光在工件中的传播速度为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】由图乙确定此工件的临界角，当时，光发生全反射，根据全反射临界角公式求出工件的折射率n，
代入数据解得
根据折射率求出单色光在工件中的传播速度，
故选A。
【分析】由图乙确定此工件的临界角，根据全反射临界角公式求出工件的折射率n，再根据折射率求出单色光在工件中的传播速度。
6．（2024高三上·广州月考）图（a）是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。为实现点火，变压器原、副线圈的匝数应满足（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
由题意和题图可知
，
解得
故选B。
【分析】根据图(b)得到原线圈最大电压，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比得到变压器原、副线圈的匝数应满足的条件。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比。
7．（2024高三上·广州月考）在某次演训中，直升机距海面上方28.8m处沿水平方向以大小为2m/s2的加速度匀加速飞行。t1时刻，物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成53°；t2时刻另一物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成37°，如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．物资下落所需要的时间为3s
B．t1时刻直升机的速度大小为24m/s
C．两次投送物资的时间间隔是7s
D．t2时刻投放的物资接触水面时的速度大小为32m/s
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A．物资下落的过程中，竖直方向是自由落体，根据
可得竖直速度
根据
可得下落时间
故A错误；
B．时刻直升机的速度即为第一个物资平抛运动时的初速度，由
可得初速度
故B错误；
C．同理，时刻飞机的速度
飞机做匀加速直线运动，经历时间
故C正确；
D．时刻投放物资接触水平面时的速度大小
故D错误。
故选C。
【分析】 物资做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据自由落体运动规律列式求解落地瞬间竖直速度，和下落时间；根据运动的合成与分解求解 t1时刻直升机的速度大小和物资接触水面时的速度大小 。
本题主要考查了平抛运动的灵活运用，关键是抓住飞机的运动特点和物资的运动特点。
8．（2024高三上·广州月考）一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起质点Q在一段时间内的振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为2m B．该波的频率为2Hz
C．该波沿x轴正向传播 D．0~1s内，P点通过的路程为40cm
【答案】A,D
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】AB．由题图（a）可知，该波的波长为2m，由题图（b）可知，该波的周期为2s，则频率为
故A正确，B错误；
C．由图（b）可知时刻质点Q沿轴正向振动，根据“上坡向下，下坡向上”可知，该波沿x轴负向传播，故C错误；
D.0~1s内，P点振动半个周期，故P点通过的路程为
故D正确。
故选AD。
【分析】本题考查了波的图像和振动图像，关键是读懂图像的意义，从图像中分析出质点运动信息。
根据图像得到周期和波长，根据周期与频率关系得到频率大小；根据“上坡向下，下坡向上”判断波的传播方向；一个周期质点振动四个振幅长度，根据时间与周期关系计算质点的路程。
9．（2024高三上·广州月考）如图（a）所示，一个质量m=1kg的物块静止在水平面上，现用水平力F向右拉物块，F的大小随时间变化关系如图（b）所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度大小g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内，重力的冲量大小为0
B．0~4s内，重力的冲量大小为
C．4s末，物块的速度大小为8m/s
D．4s末，物块的速度大小为9m/s
【答案】B,D
【知识点】动量定理；冲量
【解析】【解答】AB.0~4s内，根据
可得重力的冲量大小为
故A错误，B正确；
CD．当水平力大于等于滑动摩擦力时物块才开始运动，即
则内由图像可知水平力F的冲量大小为
则内由动量定理可得
其中
解得4s末，物块的速度大小为
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】根据计算重力的冲量；图像的面积表示冲量，根据图像的 计算冲量，结合动量定理求解4s末物块的速度大小。
本题主要考查冲量的计算和动量定理的应用，理解图像的面积表示冲量是解题的关键。
10．（2024高三上·广州月考）为测定纸面内匀强电场的场强，在电场中取O点为坐标原点建立x轴，以O为圆心、R为半径作圆。如图甲b、c、d是半圆ace的等分点。从x轴上的a点开始沿逆时针方向，测量圆上各点的电势φ及各点所在半径与x轴正方向的夹角θ，描绘φ-θ图像如图乙，则（ ）
A．a、e两点电势相等 B．电场强度沿aO方向
C．场强大小为 D．电势差
【答案】C,D
【知识点】电势；电势差；等势面；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】B．令剩下等分点分别为f、g、h，如图所示
根据图乙，b点电势最高，f点电势最低，则电场强度方向沿bf方向，故B错误；
A．电场强度方向沿bf方向，则
故A错误；
C．电场强度方向沿bf方向，场强大小为
故C正确；
D．电场强度方向沿bf方向，根据
得
所以
故D正确。
故选CD。
【分析】本题考查匀强电场电势差与电场强度的关系、电势、电势差等知识点。沿电场线方向电势降低最快，要知道匀强电场中沿同一方向前进相同距离电势差相同，同时掌握公式E=Ud，U为两点间的电势差，d为两点沿电场方向的距离。
11．（2024高三上·广州月考）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作或计算。
（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离 （选填“减小”“增大”或“不变”）；把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离 （选填“减小”“增大”或“不变”）。
（2）在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置，按照正确的步骤操作，发现多用电表的指针偏转角过大，则应将选择开关旋至欧姆挡 （选填“×1”或“×100”）的位置，重新欧姆调零后测Rx的阻值，多用电表的示数如图（a）所示，则Rx= Ω。
（3）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已知滴入水中的油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为4.0×10-6mL，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，所看到的图形如图（b）所示。则该油膜的面积约为 cm2（保留两位有效数字）。由此可估算出油酸分子的直径约为 m（保留一位有效数字）。
【答案】（1）减小；增大
（2）“×1”；20
（3）83；5×10-10
【知识点】用双缝干涉测光波的波长；用油膜法估测油酸分子的大小；电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，根据
换用间距更大的双缝，d变大，相邻两亮条纹中心的距离减小；把绿色滤光片换成红色滤光片，波长λ变大，相邻两亮条纹中心的距离增大。
（2）在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，无论选用哪个挡位，独属于倍率的乘积不变，将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置，按照正确的步骤操作，发现多用电表的指针偏转角过大，表明选择挡位过大，则应将选择开关旋至欧姆挡 “×1”的位置，重新欧姆调零后测Rx的阻值，多用电表的示数如图（a）所示，则
（3）油膜面积约为
油酸分子的直径约为
【分析】（1）根据 判断 相邻两亮条纹中心的距离的变化；
（2）多用表使用要点：①电表使用前要使指针指在0刻线位置，通过调节调零旋钮实现；②据测量要求进行选档；③欧姆表测量前要进行欧姆调零；④欧姆表中值电阻附近刻度线最均匀，读数误差最小，故测量电阻时，要通过选择恰当的倍率使指针指在中值电阻附近；每次换挡要重新调零；⑤欧姆表读数=刻度盘读数×倍率；
（3）根据浓度按比例算出一滴纯油酸的体积，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积。由，求出油酸分子直径。
（1）[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，根据 ，换用间距更大的双缝，d变大，相邻两亮条纹中心的距离减小；把绿色滤光片换成红色滤光片，λ变大，相邻两亮条纹中心的距离增大。
（2）[1][2]在“用多用电表测量电学中的物理量”实验中，将选择开关旋至欧姆挡“×10”的位置，按照正确的步骤操作，发现多用电表的指针偏转角过大，表明待测电阻太小，则应将选择开关旋至欧姆挡 “×1”的位置，重新欧姆调零后测Rx的阻值，多用电表的示数如图（a）所示，则Rx=20Ω。
（3）[1]油膜面积约为
[2]油酸分子的直径约为
12．（2024高三上·广州月考）某实验小组利用实验系统测量某动力学轨道的动摩擦因数。实验步骤如下：
（1）将动力学轨道倾斜放置在水平桌面上，如图（a）所示，运动传感器和小车分别放在动力学轨道的高端和低端，将小车配有的弹力器压缩至最大，顶住末端的缓冲器。
（2）点击系统软件“启动”按钮采集数据，按下弹力器开关释放小车，小车瞬间弹开，让小车上下往复运动几次即可停止。根据软件中处理得到的位置—时间图象建立小车重力势能随时间变化的曲线，如图（b）所示；并根据速度—时间图象建立小车动能随时间变化的曲线，如图（c）所示。则小车第一次离开缓冲器时的动能Ek= J。（结果保留两位小数）
（3）由以上两图，计算出小车第一次沿斜面向上运动的过程中，小车的机械能减少量 J。（结果保留两位小数）
（4）记录动力学轨道与水平面的夹角θ，若小车沿斜面向上运动的过程，机械能的减少量与重力势能的增加量之比为k，推导动摩擦因数μ与θ、k的关系式，可得μ= （用θ和k表示）
（5）若θ=37°，利用小车第一次沿斜面向上运动过程的数据，得μ= 。（结果保留两位小数）
【答案】0.90；0.06；；0.05
【知识点】功能关系；滑动摩擦力与动摩擦因数；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】（2）由图（C）中数据可知，小车第一次离开缓冲器时的动能
（3）由图（b）中数据可知，小车第一次到达最高点时的重力势能
因此减少的机械能为
（4）小车沿斜面向上运动的过程，根据功能关系可知，机械能的减少量等于克服摩擦力所做的功
重力势能的增加量等于克服重力所做的功
根据题意可知
可得
（5）将，，θ=37°代入可得
【分析】(2)由图（C）中数据得到小车 第一次离开缓冲器时的动能 。
(3)由图（b）中数据得到小车的机械能，用总的机械能减去剩余机械能得到 小车的机械能减少量 。
(4)根据功能关系列式求解动摩擦因数的表达式 ；
(5)根据动摩擦因数的表达式和题中数据计算摩擦因数。
本题考查 利用实验系统测量某动力学轨道的动摩擦因数 ，这个实验对于我们可能是一个新的实验，但该实验的原理都是我们学过的物理规律。做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决。对于系统问题处理时我们要清楚系统内部各个物体能的变化。
13．（2024高三上·广州月考）如图（a）所示，竖直放置、开口向上的汽缸内用质量m=10kg的活塞封闭着一部分理想气体，活塞横截面积S=0.01m2，能无摩擦的滑动。初始时活塞处于静止状态，距离气缸底部的高度h1=9cm。若汽缸、活塞导热性好，气体温度始终保持不变，已知大气压强p0=1×105Pa，重力加速度g取10m/s2，求
（1）初始时刻气体的压强p1；
（2）将汽缸缓慢倒置后，如图（b）所示，活塞距气缸底部的高度h2。
【答案】（1）对活塞进行受力分析，有
初始时刻气体压强
（2）对活塞进行受力分析，有
解得
由等温变化规律，有
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】本题考查了气体实验定律的综合应用，解题关键是要分析好压强p、体积V、温度T三个参量的变化情况，选择合适的规律解决。
（1）对活塞进行受力分析，根据平衡条件求出缸内气体的压强；
（2）对活塞进行受力分析，根据平衡条件求出倒置后缸内气体的压强，再利用理想气体状态方程列式求解活塞距气缸底部的高度 。
（1）对活塞进行受力分析，有
初始时刻气体压强
（2）对活塞进行受力分析，有
由等温变化规律，有
解得
14．（2024高三上·广州月考）如图所示（俯视图），光滑水平面上固定一个半圆形挡板，两个可视为质点的小球A、B可沿半圆弧挡板内侧在水平面内做圆周运动，A、B两球的质量分别为mA=3kg、mB=2kg，半圆弧挡板半径为R=3m。半圆弧挡板的另一端安装有一个弹射器，B球与其碰撞后可原速率弹回。初始时，B球静止放在半圆弧挡板的最左端，A球以v0=5m/s的速度从一端沿半圆弧运动，并与B球发生弹性碰撞。求
（1）A球和B球第一次碰撞前，半圆弧挡板对A球支持力N的大小；
（2）A球和B球第一次碰撞后，二者速度v1、v2的大小；
（3）若A球和B球第二次碰撞后，立即被锁定在一起，求该过程系统损失的机械能。
【答案】（1）半圆弧挡板对A球支持力提供向心力，根据
可得大小为
（2）A球与B球发生弹性碰撞，根据动量守恒与机械能守恒可得
解得
（3）若A球和B球第二次碰撞后，立即被锁定在一起，设速度为，根据动量守恒有
解得
该过程系统损失的机械能
【知识点】功能关系；竖直平面的圆周运动；碰撞模型
【解析】【分析】本题主要考查动量守恒与机械能守恒的应用，系统动量守恒的条件为不受外力，或者所受的外力合力为零；机械能守恒的条件为只有重力或者系统内弹力做功；
（1）对于做圆周运动的物体，指向圆心的合力提供向心力，列式求解半圆弧挡板对A球支持力大小；
（2）A球与B球发生碰撞瞬间动量守恒，根据动量守恒与机械能守恒列式求解碰后A、B速度；
（3）根据碰前和碰后机械能计算 系统损失的机械能。
（1）半圆弧挡板对A球支持力的大小为
（2）A球与B球发生弹性碰撞，根据动量守恒与机械能守恒可得
解得
，
（3）若A球和B球第二次碰撞后，立即被锁定在一起，设速度为，根据动量守恒有
解得
该过程系统损失的机械能
15．（2024高三上·广州月考）如图所示，在平面直角坐标系xOy内，有一个质量不计、带正电的粒子从y轴上的P点以沿x轴正向的速度进入匀强磁场（磁场区域未画出，P点在磁场的边界上）。已知粒子的比荷，速度大小，P点的坐标为（0，1m）。
（1）若磁场方向垂直于纸面向外，且为半径R=1m的圆形区域，其圆心位于（1m，1m）处，粒子恰能够垂直于x轴离开圆形磁场区域，求磁感应强度B的大小；
（2）若磁场方向垂直于纸面向外，且充满第一象限，粒子经过点离开第一象限，求粒子在磁场中运动的时间t；
（3）若磁场为一矩形区域，粒子沿与y轴平行的方向向上离开磁场区域，已知磁场区域面积的最小值为，求粒子做圆周运动的半径（结果可用根号表示）。
【答案】（1）根据几何关系可知，轨迹圆半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）作出粒子的运动轨迹，如图所示
根据几何关系有
解得
根据
解得
由和可得根据圆周运动的规律，时间
（3）由于磁场方向未知，因此要分两种情况讨论，如下方左右图所示，
假设左图的轨迹圆半径为，右图轨迹圆半径为。左图中，最小矩形磁场区域面积
解得
右图中，最小矩形磁场区域面积
解得
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1)粒子在圆形匀强磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可得到电子的运动半径，根据伦兹力提供向心力求解磁感应强度大小；
(2)画出符合条件的粒子的轨迹，由几何关系求得圆心角，利用周期和轨迹圆心角求解电子在磁场中运动时间；
(3)分磁场方向不同的两种情况，作出粒子在面积最小的矩形磁场中做圆周运动的轨迹图，用半径表示出最大的矩形磁场面积，代入面积值求解半径。
本题考查了带电粒子在圆形和矩形磁场中运动问题。对于带电粒子在匀强磁场只受了洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。
（1）根据几何关系可知，轨迹圆半径
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）作出粒子的运动轨迹，如图所示
根据几何关系有
根据圆周运动的规律，时间
解得
（3）由于磁场方向未知，因此要分两种情况讨论，如下方左右图所示，假设左图的轨迹圆半径为，右图轨迹圆半径为。
左图中，最小矩形磁场区域面积
右图中，最小矩形磁场区域面积
分别解得
，
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