广东省部分学校2024-2025学年高三上学期开学联考物理试卷
1．（2024高三上·广东开学考）鸽子的羽毛在不同的角度观察下会呈现出不同的颜色，伴随着观察角度的变化，紫色逐渐转换成绿色，同时绿色也逐渐转换成紫色。在电子显微镜下研究发现，鸽子的透明小羽枝呈现片状，覆盖在体表，厚度约为650nm，则鸽子羽毛的彩色可能主要源于（ ）
A．光的折射 B．光的反射 C．光的干涉 D．光的衍射
2．（2024高三上·广东开学考）如图所示为嫦娥六号着陆器着陆月球背面时的现场照片，已知嫦娥六号在月球表面的重力为G，着陆在水平面上时由四只支架支撑，且每只支架与竖直方向的夹角都为，则嫦娥六号在月球表面静止时，每只支架对地面的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．（2024高三上·广东开学考）图甲是利用光电效应工作的一种光电传感器，可以将可见光信号转换为电信号，主要用在自动控制电路中，其原理电路如图乙所示。正常工作时，可见光照在阴极K上，电路导通，电信号由电阻R两端输出，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，A端接电源负极，B端接电源正极
B．换用紫外线照射光电管时，电路就不会有电信号输出
C．正常工作时，光照强度越大，电阻R两端的电压越大
D．正常工作时，电阻R上的电流方向是自下而上的
4．（2024高三上·广东开学考）在播种季节，农民经常采用抛秧的方式种植水稻。如图所示，两颗秧苗a、b从同一位置以相同的速率抛出，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，下列判断正确的是（ ）
A．秧苗a在空中运动的时间大于秧苗b在空中运动的时间
B．在轨迹的最高点，秧苗a的速度大于秧苗b的速度
C．在轨迹的交点处，秧苗a的速度大于秧苗b的速度
D．秧苗a与秧苗b落地时的速度相同
5．（2024高三上·广东开学考）2024年6月2日，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。其发射过程简化示意图如图所示：嫦娥六号在地球上发射，经地月转移轨道的P点实施近月制动进入环月圆形轨道Ⅰ，再经过一系列调整进入准备落月的椭圆轨道Ⅱ，最终实现月背着陆，下列关于嫦娥六号的说法正确的是（ ）
A．嫦娥六号的发射速度大于地球的第一宇宙速度
B．嫦娥六号在轨道Ⅰ运行时的速度大于月球的第一宇宙速度
C．嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度小于轨道Ⅱ上经过P点时的加速度
D．嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动时，越靠近月球机械能越小
6．（2024高三上·广东开学考）已知地球是电荷的良导体（如图甲所示），若取地球表面电势为零，将地球视为带电的导体球，地球周围某点的电势随该点到球心的距离r的变化如图乙所示，为地球半径，下列说法正确的是（ ）
A．地球可能带正电
B．在时，地球内部电场强度为零
C．在时，电场强度随r的增大逐渐增大
D．负电荷在离地球越远的地方，电势能越大
7．（2024高三上·广东开学考）已知家用交流电的电压按照的规律变化。若在家用电路中使用规格为“12V，48W”的低压交流卤素灯（图甲）进行照明，需要使用变压器进行变压，电路结构如图乙所示，卤素灯恰好正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．家用交流电的周期为0.01s
B．卤素灯正常工作时的电流的最大值为4A
C．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
D．卤素灯正常工作时，变压器原线圈中的电流大于副线圈中的电流
8．（2024高三上·广东开学考）地震波是由震源产生的向四周辐射的弹性波，可分为纵波（P波）、横波（S波）和面波（L波）三种类型。一列沿x轴正方向传播的地震波（S波），在时的波形图如图所示，其中a、b、c是波上的三个质点，且质点a恰好位于波峰，质点c恰好位于波谷，下列说法正确的是（ ）
A．时，质点a与质点c的动能均为零
B．时，质点a与质点b的速度方向相反
C．时，质点a的速度沿y轴负方向
D．质点a与质点c的加速度大小始终相等
9．（2024高三上·广东开学考）链球运动是田径项目中的一个投掷类竞技项目，比赛时运动员紧握链球把手，通过身体旋转，将链球沿预定角度掷出。某次比赛中，假设链球脱手前做匀速圆周运动，其圆周平面与水平面夹角为，如图所示，不计连接链球的铁链质量，忽略空气阻力影响，在链球脱手前做匀速圆周运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．铁链的拉力大小不变，方向时刻指向圆心
B．铁链的拉力在最高点最小，最低点最大
C．链球上升过程中，克服重力做功的瞬时功率先增大后减小
D．下降过程中，铁链拉力一直做负功
10．（2024高三上·广东开学考）如图甲所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡等组成，结构示意图如图乙所示，励磁线圈是一对彼此平行共轴的圆形线圈，当线圈通有励磁电流时，两线圈之间将产生垂直线圈平面向外的匀强磁场，且磁感应强度的大小与励磁线圈中的电流大小成正比。电子在电子枪中经加速电压加速后形成高速电子束，垂直磁场方向射入，若电子束径迹在磁场中呈闭合圆形，下列说法正确的是（ ）
A．励磁线圈中电流方向为顺时针方向
B．仅将励磁线圈中的电流加倍，电子在磁场中运动的轨迹半径一定减半
C．仅将励磁线圈中的电流减半，电子在磁场做圆周运动的周期一定减半
D．若励磁线圈中的电流加倍，且电子枪的加速电压变为原来的4倍，则电子的运动轨迹不变
11．（2024高三上·广东开学考）某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，小铁球吸附在电磁铁下方，在小球正下方固定一光电门，断开电磁铁的电源，小球自由下落。
（1）关于本实验，下列操作或测量正确的是______（填正确答案标号）。
A．用天平测量小球的质量m
B．用毫米刻度尺测量小球底部到光电门中心的距离h
C．用游标卡尺测量小球的直径d
D．用数字计时器测量小球经过光电门的挡光时间
（2）小球经过光电门时的速度大小为 ，重力加速度的测量值为 。（用（1）中测量物理量的字母表示）
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则测得的重力加速度将 （填“偏大”或“偏小”）。
12．（2024高三上·广东开学考）某实验小组设计了测量铅笔芯电阻率的实验，实验器材有：电源E，电压表V（内阻很大），定值电阻（阻值为10.0Ω），滑动变阻器R，螺旋测微器，毫米刻度尺，开关S，单刀双掷开关K，圆柱形铅笔芯，导线若干等。实验电路如图甲所示，请完成下列实验步骤：
（1）测量待测铅笔芯的电阻
①取适当长度的圆柱形铅笔芯接入图甲所示测量电路。
②将滑动变阻器的滑片滑至最 （填“左”或“右”）端，闭合开关S。
③将开关K接1，移动滑动变阻器的滑片使电压表有适当的读数，记录电压表的读数，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，将开关K接2，记录此时电压表的读数。
④改变滑动变阻器的阻值，重复步骤③的操作，得到多组测量数据。
⑤以为纵坐标， （填“”或“”）为横坐标，作图得到一条直线，若图像的斜率为k，则待测铅笔芯的阻值 （用和k表示）。
（2）计算铅笔芯的电阻率若实验测得铅笔芯的长，螺旋测微器测得铅笔芯的直径d，读数如图乙所示，则直径 mm，铅笔芯的电阻，则铅笔芯的电阻率为 Ω·m（结果保留两位有效数字）。
13．（2024高三上·广东开学考）在深度为h的湖泊底部产生一直径为的球形气泡，气泡由水底上升时，直径变为，若该过程中气体膨胀对外做的功为W，气泡内的气体可视为理想气体，忽略气泡上升过程中的温度变化，气泡内气体的压强始终等于气泡外水的压强，大气压强恒为，水的密度恒为，重力加速度。求：
（1）气泡上升10m的过程中，气泡内的气体与湖水交换的热量Q；（用字母表示）
（2）湖水的深度h（计算结果保留整数）。
14．（2024高三上·广东开学考）如图所示，间距为d的平行金属长导轨ab和cd固定在水平面内，导轨间存在着等大反向的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。两根质量均为m、长度均为d、电阻均为R的金属杆PQ和MN垂直于导轨放置，现使金属杆PQ始终以速度向左做匀速直线运动，某时刻闭合开关K，金属杆MN开始运动，整个过程中金属杆PQ和MN始终分别在磁场区域Ⅰ和Ⅱ中运动。已知从闭合开关K到金属杆MN匀速运动的过程中，通过金属杆MN的电荷量为q，导轨的电阻不计，忽略所有摩擦阻力，求：
（1）开关K闭合瞬间，金属杆MN的加速度a；
（2）金属杆MN匀速运动时的速度大小；
（3）整个过程中金属杆MN产生的焦耳热Q。
15．（2024高三上·广东开学考）为研究碰撞过程中的规律，某实验小组设计了如下实验：如图所示，一质量为m的物块A在粗糙水平面上向右运动，经过O点时的速度大小为（未知），最终停在O点右侧处。现将质量也为m的物块B放在距离O点右侧处，让物块A从O点出发也以速度大小向右运动，并与物块B发生碰撞，物块A、B碰撞时间极短。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为，物块B与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：
（1）速度大小；
（2）若物块A与B发生弹性碰撞，求碰后瞬间物块A、B的速度大小分别多大；
（3）设物块A与B碰前瞬间的速度为v，碰后瞬间物块A、B的速度分别为、，在物理学上通常定义碰撞恢复系数为；若要求物块A、B至少发生两次碰撞，求恢复系数e的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】薄膜干涉
【解析】【解答】干涉是两列或两列以上的波在空间中相遇时发生叠加或抵消从而形成新的波形的现象。鸽子羽毛的彩色属于光的薄膜干涉现象，故C项正确，A、B、D项错误。
故选C。
【分析】根据光的干涉、衍射、折射、反射特点结合题中描述分析解答。
2．【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】 将支架和着陆器看作整体分析，竖直方向受重力和地面提供的支持力 ，支持力都为，根据牛顿第三定律可知每只支架对地面的压力大小为。
故选A。
【分析】根据二力平衡，即可每只支架受到地面的支持力。
3．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】AD．正常工作时，可见光照在阴极K上，光电管阴极K上逸出光电子，因此A端接电源正极，B端接电源负极，电流方向与电子运动方向相反，电阻R上的电流方向自上而下，故AD项错误；
B．紫外线的频率比可见光大，频率越大，越有可能发生光电效应，则换用紫外线照射光电管时有光电效应发生，电路有电信号输出，故B项错误；
C．正常工作时，光照强度越大，光电流越大，电阻R两端的电压越大，故C项正确。
故选C。
【分析】根据题意结合光电效应的实验原理以及光电效应的条件及光电流与光照强度的关系分析。
4．【答案】A
【知识点】斜抛运动；机械能守恒定律
【解析】【解答】AB．根据两秧苗竖直方向运动特点和两秧苗上升的最大高度，利用逆过程处理方法可比较时间长短。根据运动的分解，秧苗a上升的最大高度较大，根据速度位移关系
可知抛出时秧苗a的竖直速度大于秧苗b的竖直速度，秧苗a的水平速度小于秧苗b的水平速度，秧苗a在空中的运动时间大于秧苗b在空中的运动时间，A正确，B错误；
CD．根据机械能守恒定律可知，两秧苗在轨迹交点处和落地处，重力势能相等，动能也相等，速度大小相等，但方向不同，CD错误。
故选A。
【分析】根据两秧苗从抛出到轨迹交点过程两者水平方向位移的大小关系，利用x=vt分析两者水平方向速度大小关系，在轨迹最高点，两者速度大小等于水平方向速度。
5．【答案】A
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度，嫦娥六号从地球反射到月球没有脱离地球的束缚，因此发射速度需要小于第二宇宙速度而大于地球的第一宇宙速度，故A项正确；
B．第一宇宙速度是卫星绕月球表面运行时的速度，是最大环绕速度。由月球的万有引力提供向心力可得
可得
因，则嫦娥六号在轨道Ⅰ运行时的速度小于月球的第一宇宙速度，故B项错误；
C．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
可得
则嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度，故C项错误；
D．嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动时，机械能守恒，故D项错误。
故选A。
【分析】高度越高，运行速度越小。根据万有引力定律和圆周运动知识进行列方程求解加速度，根据机械能守恒定律分析。
6．【答案】B
【知识点】电势能；电势
【解析】【解答】A．沿着电场线电势逐渐降低，电势随r的增大逐渐升高，地球带负电，故A错误；
BC．结合匀强电场电势差与场强关系，可知图像的斜率表示电场强度，在时，图像斜率为零，地球内部电场强度为零，在时，图像斜率随r的增大逐渐减小，地球外部电场强度随r的增大逐渐减小，故B正确，C错误；
D．根据电势能
负电荷在离地球越远的地方，电势越高，电势能越小，故D错误。
故选B。
【分析】根据电势φ的变化分析地球的电性，根据电势能的计算公式分析解答。
7．【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．根据瞬时电压u的表达式，结合圆周运动相关知识，可知家用交流电的周期为
故A错误；
B．根据
，额定电流等于额定功率除以额定电压，
可得卤素灯正常工作的电流有效值为4A，则电流最大值为，故B错误；
C．根据原副线圈电压之比等于匝数比，
可得变压器原、副线圈的匝数比为55∶3，故C正确；
D．因
根据
可得，变压器原线圈中的电流小于副线圈中的电流，故D错误。
故选C。
【分析】解得周期，根据变压器的电压与匝数的关系，即可求得电压；电压表中的电压是交流的有效值，不是瞬时值。
8．【答案】A,D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象
【解析】【解答】A．时，质点a与质点c都在最大位移处，位移处于最大值，速度均为零，动能为零，故A正确；
B．根据周期性可知经过四分之一周期，质点围绕平衡位置做简谐运动，质点a与质点b的速度方向相同，均为轴负方向，故B错误；
C．根据周期性可知经过四分之三周期，质点围绕平衡位置做简谐运动，质点a的速度沿y轴正方向，故C错误；
D．质点a与质点c的平衡位置距离为，任意时刻，质点a与质点c的加速度大小相等，方向相反，故D正确。
故选AD。
【分析】t=0时c点位于负向最大位移处，速度为0；根据波的传播与质点振动的关系分析。
9．【答案】B,C,D
【知识点】匀速圆周运动；功的概念；功率及其计算
【解析】【解答】A．根据匀速圆周运动受力情况可判断，链球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，铁链的拉力和链球的重力的合力大小不变，方向时刻指向圆心，故A错误；
B．根据临界点受力情况，链球做匀速圆周运动的向心力的大小不变，重力为恒力，则拉力在最高点最小，最低点最大，故B正确；
C．根据功率的公式求解，在最高点时，速度方向与重力方向垂直，瞬时功率为零，在最低点时，速度方向与重力方向垂直，瞬时功率为零，而在最高点和最低点之间重力瞬时功率不为零，故链球上升过程中，克服重力做功的瞬时功率先增大后减小，故C正确；
D．根据机械能守恒的条件分析，链球下降过程中，铁链拉力一直做负功，链球的机械能不断减小，故D正确。
故选BCD。
【分析】注意受力分析，指向圆心的合力充当向心力。不一定是合力充当向心力。
10．【答案】B,D
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．根据右手螺旋定则，励磁线圈中电流方向为逆时针方向，故A错误；
B．仅将励磁线圈中的电流加倍，则磁感应强度加倍，洛伦兹力提供向心力
可得
电子在磁场中运动的轨迹半径将减半，故B正确；
C．仅将励磁线圈中的电流减半，则磁感应强度减半，结合粒子周期表达式，由
电子做圆周运动的周期将加倍，故C错误；
D．加速电场中电场力做功等于增加的动能，根据
则
励磁线圈中的电流加倍，且电子枪的加速电压变为原来的4倍时，电子的运动轨迹不变，故D正确。
故选BD。
【分析】根据动能定理和牛顿第二定律导出带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径的表达式，由表达式分析解答。
11．【答案】（1）B；C；D
（2）；
（3）偏大
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】（1）小球通过光电门时间极短，速度变化很小，可以近似看成匀速运动，小球通过光电门的速度大小为
所以需要用数字计时器测量小球经过光电门的挡光时间和用游标卡尺测量小球的直径d，小球从静止释放到经过光电门过程，根据自由落体运动规律可得
还需要用毫米刻度尺测量小球底部到光电门中心的距离h，故BCD正确，A错误。
故选BCD。
（2）与（1）同理小球通过光电门的速度大小为
根据自由落体运动规律代入下落高度求解速度可得
联立解得
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则挡光时间偏小，求得通过光电门时间偏短，测得的重力加速度将偏大。
【分析】（1）小球通过光电门的速度大小为光电门宽度除以通过的时间，根据运动学规律分析解答；
（2）求得速度，根据自由落体运动规律求解；
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则挡光时间偏小，从而分析误差。
（1）小球通过光电门的速度大小为
所以需要用数字计时器测量小球经过光电门的挡光时间和用游标卡尺测量小球的直径d，小球从静止释放到经过光电门过程，根据自由落体运动规律可得
还需要用毫米刻度尺测量小球底部到光电门中心的距离h，故BCD正确，A错误。
故选BCD。
（2）[1][2]小球通过光电门的速度大小为
根据自由落体运动规律可得
联立解得
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则挡光时间偏小，测得的重力加速度将偏大。
12．【答案】（1）右；；
（2）1.220；
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）②为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，电阻最大，电流最小，故将滑动变阻器的滑片滑至最右端。⑤根据欧姆定律可得
则以为纵坐标，为横坐标作图，能得到一条直线，图像的斜率
解得
（2）螺旋测微器的分度值为0.01mm，要估读到最小刻度后一位，铅笔芯的直径
由电阻定律可得
又根据面积公式
代入数据联立解得
【分析】（1）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，根据欧姆定律结合图像斜率解得电阻值；
（2）螺旋测微器的分度值为0.01mm，其读数等于固定刻度读数与可动刻度读数之和，需要估读；根据电阻定律求解电阻率的表达式。
（1）[1]②为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，故将滑动变阻器的滑片滑至最右端。
[2]⑤根据欧姆定律可得
则以为纵坐标，为横坐标作图，能得到一条直线，图像的斜率
解得
（2）[1]铅笔芯的直径
由电阻定律可得
又
代入数据联立解得
13．【答案】（1）解：气泡上升过程中温度不变，则内能不变，即
根据热力学第一定律可得
解得
即气体从外界吸收的热量为W
（2）解：设气泡在湖底时气体的压强为，气泡由湖底上升时气体的压强为，有
根据玻意耳定律可得
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】 【分析】（1）热力学第一定律公式ΔU=Q+W，ΔU＞0表示内能增大，ΔU＜0表示内能减少，Q＞0表示吸热，Q＜0表示放热，W＞0表示外界对气体做功，W＜0表示气体对外界做功；
（2）气体发生等温变化，根据玻意耳定律可解出。
（1）气泡上升过程中温度不变，则内能不变，即
根据热力学第一定律可得
解得
即气体从外界吸收的热量为W。
（2）设气泡在湖底时气体的压强为，气泡由湖底上升时气体的压强为，有
根据玻意耳定律可得
解得
14．【答案】（1）解：开关K闭合瞬间，金属杆MN产生的电动势
根据闭合电路欧姆定律可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向水平向右。
（2）解：金属棒MN向右匀速运动时，回路中的电流为零，即
解得
（3）解：整个过程，根据能量守恒定律可知
解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律结合牛顿第二定律求得开关K闭合瞬间，金属杆MN的加速度a；
（2）金属杆MN匀速运动时电路中电流为0，两金属杆MN速度大小相等；
（3）根据能量守恒定律求得整个过程中金属杆MN产生的焦耳热Q。
（1）开关K闭合瞬间，金属杆MN产生的电动势
根据闭合电路欧姆定律可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向水平向右。
（2）金属棒MN向右匀速运动时，回路中的电流为零，即
解得
（3）整个过程，根据能量守恒定律可知
解得
15．【答案】（1）解：对物块A受力分析，则有
解得
根据运动学公式有
解得
（2）解：设物块A与B碰前瞬间的速度为v，根据运动学公式可得
解得
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
联立解得
（3）解：对物块B受力分析，则有
解得
设碰撞恢复系数为时，物块A、B恰好发生两次碰撞
根据动量守恒定律可得
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足
联立解得
故恢复系数e的取值范围为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】（1）由牛顿第二定律结合运动学公式求速度大小v0；
（2）根据动量守恒定律与机械能守恒定律，结合运动学公式求得碰后瞬间物块A、B的速度大小；
（3）由牛顿第二定律、运动学公式结合动量守恒定律、至少发生两次碰撞这一条件，求得恢复系数e的取值范围。
（1）对物块A受力分析，则有
解得
根据运动学公式有
解得
（2）设物块A与B碰前瞬间的速度为v，根据运动学公式可得
解得
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
联立解得
（3）对物块B受力分析，则有
解得
设碰撞恢复系数为时，物块A、B恰好发生两次碰撞
根据动量守恒定律可得
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足
联立解得
故恢复系数e的取值范围为
1 / 1广东省部分学校2024-2025学年高三上学期开学联考物理试卷
1．（2024高三上·广东开学考）鸽子的羽毛在不同的角度观察下会呈现出不同的颜色，伴随着观察角度的变化，紫色逐渐转换成绿色，同时绿色也逐渐转换成紫色。在电子显微镜下研究发现，鸽子的透明小羽枝呈现片状，覆盖在体表，厚度约为650nm，则鸽子羽毛的彩色可能主要源于（ ）
A．光的折射 B．光的反射 C．光的干涉 D．光的衍射
【答案】C
【知识点】薄膜干涉
【解析】【解答】干涉是两列或两列以上的波在空间中相遇时发生叠加或抵消从而形成新的波形的现象。鸽子羽毛的彩色属于光的薄膜干涉现象，故C项正确，A、B、D项错误。
故选C。
【分析】根据光的干涉、衍射、折射、反射特点结合题中描述分析解答。
2．（2024高三上·广东开学考）如图所示为嫦娥六号着陆器着陆月球背面时的现场照片，已知嫦娥六号在月球表面的重力为G，着陆在水平面上时由四只支架支撑，且每只支架与竖直方向的夹角都为，则嫦娥六号在月球表面静止时，每只支架对地面的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】 将支架和着陆器看作整体分析，竖直方向受重力和地面提供的支持力 ，支持力都为，根据牛顿第三定律可知每只支架对地面的压力大小为。
故选A。
【分析】根据二力平衡，即可每只支架受到地面的支持力。
3．（2024高三上·广东开学考）图甲是利用光电效应工作的一种光电传感器，可以将可见光信号转换为电信号，主要用在自动控制电路中，其原理电路如图乙所示。正常工作时，可见光照在阴极K上，电路导通，电信号由电阻R两端输出，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，A端接电源负极，B端接电源正极
B．换用紫外线照射光电管时，电路就不会有电信号输出
C．正常工作时，光照强度越大，电阻R两端的电压越大
D．正常工作时，电阻R上的电流方向是自下而上的
【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】AD．正常工作时，可见光照在阴极K上，光电管阴极K上逸出光电子，因此A端接电源正极，B端接电源负极，电流方向与电子运动方向相反，电阻R上的电流方向自上而下，故AD项错误；
B．紫外线的频率比可见光大，频率越大，越有可能发生光电效应，则换用紫外线照射光电管时有光电效应发生，电路有电信号输出，故B项错误；
C．正常工作时，光照强度越大，光电流越大，电阻R两端的电压越大，故C项正确。
故选C。
【分析】根据题意结合光电效应的实验原理以及光电效应的条件及光电流与光照强度的关系分析。
4．（2024高三上·广东开学考）在播种季节，农民经常采用抛秧的方式种植水稻。如图所示，两颗秧苗a、b从同一位置以相同的速率抛出，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，下列判断正确的是（ ）
A．秧苗a在空中运动的时间大于秧苗b在空中运动的时间
B．在轨迹的最高点，秧苗a的速度大于秧苗b的速度
C．在轨迹的交点处，秧苗a的速度大于秧苗b的速度
D．秧苗a与秧苗b落地时的速度相同
【答案】A
【知识点】斜抛运动；机械能守恒定律
【解析】【解答】AB．根据两秧苗竖直方向运动特点和两秧苗上升的最大高度，利用逆过程处理方法可比较时间长短。根据运动的分解，秧苗a上升的最大高度较大，根据速度位移关系
可知抛出时秧苗a的竖直速度大于秧苗b的竖直速度，秧苗a的水平速度小于秧苗b的水平速度，秧苗a在空中的运动时间大于秧苗b在空中的运动时间，A正确，B错误；
CD．根据机械能守恒定律可知，两秧苗在轨迹交点处和落地处，重力势能相等，动能也相等，速度大小相等，但方向不同，CD错误。
故选A。
【分析】根据两秧苗从抛出到轨迹交点过程两者水平方向位移的大小关系，利用x=vt分析两者水平方向速度大小关系，在轨迹最高点，两者速度大小等于水平方向速度。
5．（2024高三上·广东开学考）2024年6月2日，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。其发射过程简化示意图如图所示：嫦娥六号在地球上发射，经地月转移轨道的P点实施近月制动进入环月圆形轨道Ⅰ，再经过一系列调整进入准备落月的椭圆轨道Ⅱ，最终实现月背着陆，下列关于嫦娥六号的说法正确的是（ ）
A．嫦娥六号的发射速度大于地球的第一宇宙速度
B．嫦娥六号在轨道Ⅰ运行时的速度大于月球的第一宇宙速度
C．嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度小于轨道Ⅱ上经过P点时的加速度
D．嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动时，越靠近月球机械能越小
【答案】A
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题；机械能守恒定律
【解析】【解答】A．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度，嫦娥六号从地球反射到月球没有脱离地球的束缚，因此发射速度需要小于第二宇宙速度而大于地球的第一宇宙速度，故A项正确；
B．第一宇宙速度是卫星绕月球表面运行时的速度，是最大环绕速度。由月球的万有引力提供向心力可得
可得
因，则嫦娥六号在轨道Ⅰ运行时的速度小于月球的第一宇宙速度，故B项错误；
C．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
可得
则嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度，故C项错误；
D．嫦娥六号在轨道Ⅱ上运动时，机械能守恒，故D项错误。
故选A。
【分析】高度越高，运行速度越小。根据万有引力定律和圆周运动知识进行列方程求解加速度，根据机械能守恒定律分析。
6．（2024高三上·广东开学考）已知地球是电荷的良导体（如图甲所示），若取地球表面电势为零，将地球视为带电的导体球，地球周围某点的电势随该点到球心的距离r的变化如图乙所示，为地球半径，下列说法正确的是（ ）
A．地球可能带正电
B．在时，地球内部电场强度为零
C．在时，电场强度随r的增大逐渐增大
D．负电荷在离地球越远的地方，电势能越大
【答案】B
【知识点】电势能；电势
【解析】【解答】A．沿着电场线电势逐渐降低，电势随r的增大逐渐升高，地球带负电，故A错误；
BC．结合匀强电场电势差与场强关系，可知图像的斜率表示电场强度，在时，图像斜率为零，地球内部电场强度为零，在时，图像斜率随r的增大逐渐减小，地球外部电场强度随r的增大逐渐减小，故B正确，C错误；
D．根据电势能
负电荷在离地球越远的地方，电势越高，电势能越小，故D错误。
故选B。
【分析】根据电势φ的变化分析地球的电性，根据电势能的计算公式分析解答。
7．（2024高三上·广东开学考）已知家用交流电的电压按照的规律变化。若在家用电路中使用规格为“12V，48W”的低压交流卤素灯（图甲）进行照明，需要使用变压器进行变压，电路结构如图乙所示，卤素灯恰好正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．家用交流电的周期为0.01s
B．卤素灯正常工作时的电流的最大值为4A
C．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
D．卤素灯正常工作时，变压器原线圈中的电流大于副线圈中的电流
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．根据瞬时电压u的表达式，结合圆周运动相关知识，可知家用交流电的周期为
故A错误；
B．根据
，额定电流等于额定功率除以额定电压，
可得卤素灯正常工作的电流有效值为4A，则电流最大值为，故B错误；
C．根据原副线圈电压之比等于匝数比，
可得变压器原、副线圈的匝数比为55∶3，故C正确；
D．因
根据
可得，变压器原线圈中的电流小于副线圈中的电流，故D错误。
故选C。
【分析】解得周期，根据变压器的电压与匝数的关系，即可求得电压；电压表中的电压是交流的有效值，不是瞬时值。
8．（2024高三上·广东开学考）地震波是由震源产生的向四周辐射的弹性波，可分为纵波（P波）、横波（S波）和面波（L波）三种类型。一列沿x轴正方向传播的地震波（S波），在时的波形图如图所示，其中a、b、c是波上的三个质点，且质点a恰好位于波峰，质点c恰好位于波谷，下列说法正确的是（ ）
A．时，质点a与质点c的动能均为零
B．时，质点a与质点b的速度方向相反
C．时，质点a的速度沿y轴负方向
D．质点a与质点c的加速度大小始终相等
【答案】A,D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象
【解析】【解答】A．时，质点a与质点c都在最大位移处，位移处于最大值，速度均为零，动能为零，故A正确；
B．根据周期性可知经过四分之一周期，质点围绕平衡位置做简谐运动，质点a与质点b的速度方向相同，均为轴负方向，故B错误；
C．根据周期性可知经过四分之三周期，质点围绕平衡位置做简谐运动，质点a的速度沿y轴正方向，故C错误；
D．质点a与质点c的平衡位置距离为，任意时刻，质点a与质点c的加速度大小相等，方向相反，故D正确。
故选AD。
【分析】t=0时c点位于负向最大位移处，速度为0；根据波的传播与质点振动的关系分析。
9．（2024高三上·广东开学考）链球运动是田径项目中的一个投掷类竞技项目，比赛时运动员紧握链球把手，通过身体旋转，将链球沿预定角度掷出。某次比赛中，假设链球脱手前做匀速圆周运动，其圆周平面与水平面夹角为，如图所示，不计连接链球的铁链质量，忽略空气阻力影响，在链球脱手前做匀速圆周运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．铁链的拉力大小不变，方向时刻指向圆心
B．铁链的拉力在最高点最小，最低点最大
C．链球上升过程中，克服重力做功的瞬时功率先增大后减小
D．下降过程中，铁链拉力一直做负功
【答案】B,C,D
【知识点】匀速圆周运动；功的概念；功率及其计算
【解析】【解答】A．根据匀速圆周运动受力情况可判断，链球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，铁链的拉力和链球的重力的合力大小不变，方向时刻指向圆心，故A错误；
B．根据临界点受力情况，链球做匀速圆周运动的向心力的大小不变，重力为恒力，则拉力在最高点最小，最低点最大，故B正确；
C．根据功率的公式求解，在最高点时，速度方向与重力方向垂直，瞬时功率为零，在最低点时，速度方向与重力方向垂直，瞬时功率为零，而在最高点和最低点之间重力瞬时功率不为零，故链球上升过程中，克服重力做功的瞬时功率先增大后减小，故C正确；
D．根据机械能守恒的条件分析，链球下降过程中，铁链拉力一直做负功，链球的机械能不断减小，故D正确。
故选BCD。
【分析】注意受力分析，指向圆心的合力充当向心力。不一定是合力充当向心力。
10．（2024高三上·广东开学考）如图甲所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡等组成，结构示意图如图乙所示，励磁线圈是一对彼此平行共轴的圆形线圈，当线圈通有励磁电流时，两线圈之间将产生垂直线圈平面向外的匀强磁场，且磁感应强度的大小与励磁线圈中的电流大小成正比。电子在电子枪中经加速电压加速后形成高速电子束，垂直磁场方向射入，若电子束径迹在磁场中呈闭合圆形，下列说法正确的是（ ）
A．励磁线圈中电流方向为顺时针方向
B．仅将励磁线圈中的电流加倍，电子在磁场中运动的轨迹半径一定减半
C．仅将励磁线圈中的电流减半，电子在磁场做圆周运动的周期一定减半
D．若励磁线圈中的电流加倍，且电子枪的加速电压变为原来的4倍，则电子的运动轨迹不变
【答案】B,D
【知识点】洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A．根据右手螺旋定则，励磁线圈中电流方向为逆时针方向，故A错误；
B．仅将励磁线圈中的电流加倍，则磁感应强度加倍，洛伦兹力提供向心力
可得
电子在磁场中运动的轨迹半径将减半，故B正确；
C．仅将励磁线圈中的电流减半，则磁感应强度减半，结合粒子周期表达式，由
电子做圆周运动的周期将加倍，故C错误；
D．加速电场中电场力做功等于增加的动能，根据
则
励磁线圈中的电流加倍，且电子枪的加速电压变为原来的4倍时，电子的运动轨迹不变，故D正确。
故选BD。
【分析】根据动能定理和牛顿第二定律导出带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径的表达式，由表达式分析解答。
11．（2024高三上·广东开学考）某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，小铁球吸附在电磁铁下方，在小球正下方固定一光电门，断开电磁铁的电源，小球自由下落。
（1）关于本实验，下列操作或测量正确的是______（填正确答案标号）。
A．用天平测量小球的质量m
B．用毫米刻度尺测量小球底部到光电门中心的距离h
C．用游标卡尺测量小球的直径d
D．用数字计时器测量小球经过光电门的挡光时间
（2）小球经过光电门时的速度大小为 ，重力加速度的测量值为 。（用（1）中测量物理量的字母表示）
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则测得的重力加速度将 （填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）B；C；D
（2）；
（3）偏大
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】（1）小球通过光电门时间极短，速度变化很小，可以近似看成匀速运动，小球通过光电门的速度大小为
所以需要用数字计时器测量小球经过光电门的挡光时间和用游标卡尺测量小球的直径d，小球从静止释放到经过光电门过程，根据自由落体运动规律可得
还需要用毫米刻度尺测量小球底部到光电门中心的距离h，故BCD正确，A错误。
故选BCD。
（2）与（1）同理小球通过光电门的速度大小为
根据自由落体运动规律代入下落高度求解速度可得
联立解得
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则挡光时间偏小，求得通过光电门时间偏短，测得的重力加速度将偏大。
【分析】（1）小球通过光电门的速度大小为光电门宽度除以通过的时间，根据运动学规律分析解答；
（2）求得速度，根据自由落体运动规律求解；
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则挡光时间偏小，从而分析误差。
（1）小球通过光电门的速度大小为
所以需要用数字计时器测量小球经过光电门的挡光时间和用游标卡尺测量小球的直径d，小球从静止释放到经过光电门过程，根据自由落体运动规律可得
还需要用毫米刻度尺测量小球底部到光电门中心的距离h，故BCD正确，A错误。
故选BCD。
（2）[1][2]小球通过光电门的速度大小为
根据自由落体运动规律可得
联立解得
（3）若小球通过光电门时球心偏离光电门的中心，则挡光时间偏小，测得的重力加速度将偏大。
12．（2024高三上·广东开学考）某实验小组设计了测量铅笔芯电阻率的实验，实验器材有：电源E，电压表V（内阻很大），定值电阻（阻值为10.0Ω），滑动变阻器R，螺旋测微器，毫米刻度尺，开关S，单刀双掷开关K，圆柱形铅笔芯，导线若干等。实验电路如图甲所示，请完成下列实验步骤：
（1）测量待测铅笔芯的电阻
①取适当长度的圆柱形铅笔芯接入图甲所示测量电路。
②将滑动变阻器的滑片滑至最 （填“左”或“右”）端，闭合开关S。
③将开关K接1，移动滑动变阻器的滑片使电压表有适当的读数，记录电压表的读数，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，将开关K接2，记录此时电压表的读数。
④改变滑动变阻器的阻值，重复步骤③的操作，得到多组测量数据。
⑤以为纵坐标， （填“”或“”）为横坐标，作图得到一条直线，若图像的斜率为k，则待测铅笔芯的阻值 （用和k表示）。
（2）计算铅笔芯的电阻率若实验测得铅笔芯的长，螺旋测微器测得铅笔芯的直径d，读数如图乙所示，则直径 mm，铅笔芯的电阻，则铅笔芯的电阻率为 Ω·m（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）右；；
（2）1.220；
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）②为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，电阻最大，电流最小，故将滑动变阻器的滑片滑至最右端。⑤根据欧姆定律可得
则以为纵坐标，为横坐标作图，能得到一条直线，图像的斜率
解得
（2）螺旋测微器的分度值为0.01mm，要估读到最小刻度后一位，铅笔芯的直径
由电阻定律可得
又根据面积公式
代入数据联立解得
【分析】（1）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，根据欧姆定律结合图像斜率解得电阻值；
（2）螺旋测微器的分度值为0.01mm，其读数等于固定刻度读数与可动刻度读数之和，需要估读；根据电阻定律求解电阻率的表达式。
（1）[1]②为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，故将滑动变阻器的滑片滑至最右端。
[2]⑤根据欧姆定律可得
则以为纵坐标，为横坐标作图，能得到一条直线，图像的斜率
解得
（2）[1]铅笔芯的直径
由电阻定律可得
又
代入数据联立解得
13．（2024高三上·广东开学考）在深度为h的湖泊底部产生一直径为的球形气泡，气泡由水底上升时，直径变为，若该过程中气体膨胀对外做的功为W，气泡内的气体可视为理想气体，忽略气泡上升过程中的温度变化，气泡内气体的压强始终等于气泡外水的压强，大气压强恒为，水的密度恒为，重力加速度。求：
（1）气泡上升10m的过程中，气泡内的气体与湖水交换的热量Q；（用字母表示）
（2）湖水的深度h（计算结果保留整数）。
【答案】（1）解：气泡上升过程中温度不变，则内能不变，即
根据热力学第一定律可得
解得
即气体从外界吸收的热量为W
（2）解：设气泡在湖底时气体的压强为，气泡由湖底上升时气体的压强为，有
根据玻意耳定律可得
解得
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】 【分析】（1）热力学第一定律公式ΔU=Q+W，ΔU＞0表示内能增大，ΔU＜0表示内能减少，Q＞0表示吸热，Q＜0表示放热，W＞0表示外界对气体做功，W＜0表示气体对外界做功；
（2）气体发生等温变化，根据玻意耳定律可解出。
（1）气泡上升过程中温度不变，则内能不变，即
根据热力学第一定律可得
解得
即气体从外界吸收的热量为W。
（2）设气泡在湖底时气体的压强为，气泡由湖底上升时气体的压强为，有
根据玻意耳定律可得
解得
14．（2024高三上·广东开学考）如图所示，间距为d的平行金属长导轨ab和cd固定在水平面内，导轨间存在着等大反向的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。两根质量均为m、长度均为d、电阻均为R的金属杆PQ和MN垂直于导轨放置，现使金属杆PQ始终以速度向左做匀速直线运动，某时刻闭合开关K，金属杆MN开始运动，整个过程中金属杆PQ和MN始终分别在磁场区域Ⅰ和Ⅱ中运动。已知从闭合开关K到金属杆MN匀速运动的过程中，通过金属杆MN的电荷量为q，导轨的电阻不计，忽略所有摩擦阻力，求：
（1）开关K闭合瞬间，金属杆MN的加速度a；
（2）金属杆MN匀速运动时的速度大小；
（3）整个过程中金属杆MN产生的焦耳热Q。
【答案】（1）解：开关K闭合瞬间，金属杆MN产生的电动势
根据闭合电路欧姆定律可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向水平向右。
（2）解：金属棒MN向右匀速运动时，回路中的电流为零，即
解得
（3）解：整个过程，根据能量守恒定律可知
解得
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律结合牛顿第二定律求得开关K闭合瞬间，金属杆MN的加速度a；
（2）金属杆MN匀速运动时电路中电流为0，两金属杆MN速度大小相等；
（3）根据能量守恒定律求得整个过程中金属杆MN产生的焦耳热Q。
（1）开关K闭合瞬间，金属杆MN产生的电动势
根据闭合电路欧姆定律可得
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向水平向右。
（2）金属棒MN向右匀速运动时，回路中的电流为零，即
解得
（3）整个过程，根据能量守恒定律可知
解得
15．（2024高三上·广东开学考）为研究碰撞过程中的规律，某实验小组设计了如下实验：如图所示，一质量为m的物块A在粗糙水平面上向右运动，经过O点时的速度大小为（未知），最终停在O点右侧处。现将质量也为m的物块B放在距离O点右侧处，让物块A从O点出发也以速度大小向右运动，并与物块B发生碰撞，物块A、B碰撞时间极短。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为，物块B与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：
（1）速度大小；
（2）若物块A与B发生弹性碰撞，求碰后瞬间物块A、B的速度大小分别多大；
（3）设物块A与B碰前瞬间的速度为v，碰后瞬间物块A、B的速度分别为、，在物理学上通常定义碰撞恢复系数为；若要求物块A、B至少发生两次碰撞，求恢复系数e的取值范围。
【答案】（1）解：对物块A受力分析，则有
解得
根据运动学公式有
解得
（2）解：设物块A与B碰前瞬间的速度为v，根据运动学公式可得
解得
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
联立解得
（3）解：对物块B受力分析，则有
解得
设碰撞恢复系数为时，物块A、B恰好发生两次碰撞
根据动量守恒定律可得
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足
联立解得
故恢复系数e的取值范围为
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】（1）由牛顿第二定律结合运动学公式求速度大小v0；
（2）根据动量守恒定律与机械能守恒定律，结合运动学公式求得碰后瞬间物块A、B的速度大小；
（3）由牛顿第二定律、运动学公式结合动量守恒定律、至少发生两次碰撞这一条件，求得恢复系数e的取值范围。
（1）对物块A受力分析，则有
解得
根据运动学公式有
解得
（2）设物块A与B碰前瞬间的速度为v，根据运动学公式可得
解得
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
联立解得
（3）对物块B受力分析，则有
解得
设碰撞恢复系数为时，物块A、B恰好发生两次碰撞
根据动量守恒定律可得
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足
联立解得
故恢复系数e的取值范围为
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