广西部分示范性高中2024-2025学年高三上学期摸底质量检测（开学）物理试题
1．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）蛟龙号作为中国自主研发的先进载人深潜器，在深海探测和科学研究方面发挥了重要作用。在海水中蛟龙号受到海水的压力，海水越深，海水的压强越大。下列单位中属于压强单位，且由基本单位组成的是（ ）
A．Pa B． C． D．
【答案】D
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】解决此类问题不仅熟悉物理量的主单位，还要熟悉物理量的定义，从定义中确定其单位是否是其它物理量的单位复合而成。由牛顿第二定律
得
由
可知压强的单位为
故选D。
【分析】对选项中每个物理量的主单位进行分析，明确分别属于复合单位还是基本单位，就能确定正确选项。
2．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）新能源车是指不用非传统内燃机作为动力来源的车辆，这些车辆采用替代能源和先进技术，旨在减少对化石燃料的依赖和降低污染物排放量。新能源车1，2、3、4同时同地并排出发，做道路测试时，得到的位移—时间图像和速度—时间图像分别如图甲，乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．时间内，2车的平均速度小于1车的平均速度
B．时间内，1车与2车之间的距离先减小后增大
C．时间内，3、4两车之间的距离逐渐增大
D．时间内，4车的速度先小于3车的速度，后大于3车的速度
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．利用x-t图像斜率表示速度可求，由题图甲可知，在时间内，2车的位移等于1车的位移，则2车的平均速度等于1车的平均速度，故A错误；
B．根据位移—时间图像的斜率表示速度，结合题图甲可知，1车图线的斜率不变，说明1车的速度不变，1车做匀速直线运动，2车的速度先小于1车的速度后大于1车的速度，且由同一地点向同一方向运动，则时间内，1车与2车之间的距离先增大后减小，故B错误；
CD．利用v-t图像中图线与时间轴所包围的“面积”表示位移，斜率表示加速度的大小及方向可求。由题图乙可知，时间内，3车的速度一直比4车的速度大，则两车间的距离一直增大，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】本题考查x-t图像和v-t图像的特点，目的是考查学生的理解能力，需理解图线表示的意义。
3．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某同学自制了一个理想变压器，原线圈接有效值为12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡，实际测得小灯泡两端电压为3V。认为小灯泡的电阻恒定，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为60：19
B．若仅增加副线圈匝数，则小灯泡可能正常发光
C．若仅将原线圈匝数增为原来的两倍，则小灯泡可能正常发光
D．若仅将一个定值电阻与小灯泡串联起来接入副线圈，则小灯泡可能正常发光
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．若变压器为理想变压器，实际该变压器有漏磁，使得输出电压减小。根据
可得原、副线圈的匝数比
故A错误；
B．仅增加副线圈匝数，则副线圈的输出电压增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；
C．仅将原线圈匝数增为原来的两倍，则副线圈的输出电压减为原来的一半，则小灯泡变暗，故C错误；
D．根据各个选项中给出的条件分析输出电压的变化情况，仅将一个定值电阻与小灯泡串联，小灯泡分得的电压减小，不能正常发光，故D错误。
故选B。
【分析】解答本题的关键是知道理想变压器的电压之比等于匝数之比，能够根据变压器变压特点进行分析。
4．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）如图所示，两个带等量负电的点电荷固定于A，B两点上，C、D是AB中垂线上的两点O为AB，CD的交点，，一带正电的点电荷在C点由静止释放，不计点电荷受到的重力，关于带正电的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．从C点运动到O点的过程中一直做加速运动
B．在E点的速度大于在O点的速度
C．从E点运动到O点的过程中电势能增大
D．从O点运动到D点的过程中电势能先增大后减小
【答案】A
【知识点】电场线；电势能
【解析】【解答】AB．A、B是两个等量的正点电荷，其连线中垂线上OP段电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向由P→O，电场力做正功，速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定。越过O点后，负电荷q做减速运动，点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值。根据等量负点电荷中垂线上的电场分布特点，可知带正电的点电荷从C点运动到O点的过程中，所受电场力方向沿CO竖直向下，正电荷一直做加速运动，故A正确，B错误；
C．据电场线方向分析电势的变化，由电场力做功分析电势能的变化。带正电的点电荷从E点运动到O点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．根据等量负点电荷中垂线上的电场分布特点，可知带正电的点电荷从O点运动到D点的过程中，所受电场力方向沿DO竖直向上，电场力做负功，电势能增大，故D错误。
故选A。
【分析】要抓住电场线的对称性，明确电场线分成情况不确定时，电场强度不能确定。
5．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）理解绳波的传播、干涉和衍射等现象，有助于深入学习和应用波动理论。某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，时刻，绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点。关于该绳波，下列说法正确的是（ ）
A．该绳波为纵波
B．a质点的振动速度正在减小
C．b质点的加速度正在增大
D．若波源振动加快，则波长将减小
【答案】D
【知识点】简谐运动的表达式与图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A． 纵波是其中介质的振动与波传播的方向平行（沿）并且介质的位移与波传播的方向相同（或相反）的波。绳波中质点的振动方向与波传播方向垂直，所以绳波为横波，故A错误；
BC．、两质点都正在向平衡位置运动，故质点的振动速度正在增大，质点的加速度正在减小，故BC错误；
D．由于
同种介质中传播速度相同，频率与波源有关，频率增大，则波长减小，故D正确。
故选D。
【分析】 纵波是其中介质的振动与波传播的方向平行（沿）并且介质的位移与波传播的方向相同（或相反）的波。振动方向与波传播方向垂直的波是横波。
6．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）冰巨星是一种主要由比氢和氦重的气体组成的巨行星。某冰巨星是半径为R的均匀球体，赤道处的重力加速度大小为g，两极处的重力加速度大小为赤道处的n倍，已知引力常量为G，不计空气阻力，关于该冰巨星，下列说法正确的是（ ）
A．该冰柜星的质量为
B．该冰巨星的自转角速度为
C．同一单摆，在两极处运动的周期与在赤道上运动的周期之比为
D．若在两极和赤道上方同一高度，由静止开始各释放一小球（质量不同），则两小球在空中运动的时间相同
【答案】C
【知识点】单摆及其回复力与周期；万有引力定律
【解析】【解答】A．在星球表面上，物体所受重力等于万有引力，设该冰巨星的质量为M，在两极万有引力等于重力，则
解得
故A错误；
B．设该冰巨星的自转角速度为ω，在赤道上，根据万有引力等于重力与向心力之和，即可求解赤道处的重力加速度与角速度，在赤道处有
在极地处有
解得
故B错误；
C．由单摆运动的周期
可得，在两极处运动的周期与在赤道上运动的周期之比
故C正确；
D．因为两极和赤道的重力加速度不同，由
可知，两小球在空中运动的时间不同，故D错误。
故选C。
【分析】 解决本题的关键是认识到在赤道处的重力实为地球对物体的万有引力减去物体随地球自转的向心力 。
7．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）光导管作为一种高效的光传输装置，在现代科技和生活中发挥着重要作用。如图所示，一单色光在截面中心线位置以与水平中心线成45°角的方向进入光导管，恰好在MN表面发生全反射。已知光导管长度为L，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．单色光的折射角的正弦值为
B．光导管对该单色光的折射率为
C．光在光导管中的传播速度为
D．光在光导管中的传播时间为
【答案】D
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】AB．根据折射定律和临界角公式求解入射角的正弦，由几何关系可知
由折射定律可得
由全反射临界角公式可得
联立解得
，
故AB错误；
CD．根据折射率与传播速度的关系，求解光在光导纤维中的传播速度；根据数学知识求解光通过的路程与光导纤维长度的关系，最后再求时间，由
解得光在光导管中的传播速度为
光在光导管中传播的路程为
则光在光导管中的传播时间为
故C错误，D正确。
故选D。
【分析】本题考查了光的折射、全反射在光导纤维中的运用，涉及到的知识点有折射定律、临界角公式以及折射率与传播速度的关系，据此分析。
8．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）放射性同位素热电机（RTG）是一种利用放射性同位素衰变产生的热能转化为电能的设备。RTG使用的放射性同位素通常是钚238（），RTG可以连续工作多年甚至数十年，钚238的半衰期约为87年，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为
B．核反应方程中的X为
C．增大压强，可使钚238的半衰期增大为90年
D．的中子数为142
【答案】A,D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】AB．核反应过程中电荷守恒和质量数守恒，根据核电荷守恒和质量数守恒可知，核反应方程中的X为，故A正确，B错误；
C．放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关。压强、温度等外界条件不能改变放射性物质的半衰期，故C错误；
D．的中子数
故D正确。
故选AD。
【分析】放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关，α衰变存在质量亏损，会释放能量。
9．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）如图所示，足够长，质量的木板静止在光滑水平地面上，在木板上静置一物块（视为质点），物块的质量，物块与木板之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块一个水平向右，大小的速度，并同时给物块一个水平向左、大小的恒力，当物块与木板的速度相同时立即撤去恒力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中，恒力的冲量大小为
B．木板的最大动能为2J
C．整个过程中，物块与木板因摩擦产生的热量为10J
D．撤去恒力后，物块先做减速运动，后做加速运动
【答案】A,C
【知识点】冲量
【解析】【解答】A．物块在木板上滑动时摩擦力的大小等于压力大小与动摩擦因数乘积
物块获得初速度后做减速运动，木板做加速运动，直至速度相同，设这一过程中木板与物块的加速度大小分别为、，根据牛顿第二定律，合力等于质量与加速度乘积，对木板有
对物块有
经过时间物块和木板第一次具有相同的速度，由匀变速直线运动的规律，有
解得
恒力的冲量大小等于恒力与时间的乘积
故A正确；
B．木板的最大动能
故B错误；
C．在时间内，设物块向右滑动的距离为，由匀变速直线运动的位移一时间公式有
解得
在时间内，设木板向右滑动的距离为，由匀变速直线运动的平均速度公式有
则两者相对位移大小
则摩擦力产生的热量
故C正确；
D．撤去恒力后，物块做匀速直线运动，故D错误。
故选AC。
【分析】物块获得初速度后做减速运动，木板做加速运动，直至速度相同，设这一过程中木板与物块的加速度。
10．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）在竖直平面内存在垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场区域，在磁场左侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小未知，电场区域的宽度为d。如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以大小为v0的初速度沿与竖直方向成30°角的方向斜向下进入电场，经过电场作用，粒子的速度方向改变60°后恰好从电场与磁场的切点进入磁场，在磁场中经过磁场作用后正好以原来进入电场的速度方向离开磁场，不计带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在电场中运动的时间为
B．粒子在电场中沿竖直方向运动的位移大小为
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．粒子在电场和磁场中运动的总时间为
【答案】B,C
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A．求出两次在磁场中运动轨迹对应的圆心角，根据圆心角和周期的关系求时间。带电粒子在电场中做类平抛运动，将速度分解，带电粒子在电场方向上做匀减速直线运动，在水平方向上以做匀速直线运动，则粒子在电场中运动的时间为
故A错误；
B．粒子在竖直方向上以做匀减速直线运动，由匀变速直线运动的平均速度公式则
解得
故B正确；
C．根据电场中类平抛运动求粒子进入磁场时的速度，在磁场做匀速圆周运动根据牛顿第二定律求磁感应强度。粒子进入磁场时速度方向改变60°，则粒子以的速度水平进入磁场，经过偏转后速度方向以原来的方向离开磁场，说明粒子在磁场中偏转60°，根据几何关系，带电粒子在磁场中的偏转半径为
由洛伦兹力提供向心力有
解得磁感应强度大小
故C正确；
D．根本求解在磁场与电场中的时间，相加即为总时间，粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为60°，则粒子在磁场中运动的时间为
所以粒子在电场和磁场中运动的总时间为
故D错误。
故选BC。
【分析】本题考查了带电粒子在磁场和电场中运动的问题，正确分析带电粒子的运动，熟练掌握带电粒子在电场和磁场中运动最基本的规律。
11．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某同学为了测量物块与木板间的动摩擦因数，设计了如下实验：如图甲所示，将木板一端通过一小段圆弧放置在水平地面上，并确保木板的倾角可以调节。将带有宽度为d的遮光条的物块放在木板上，让物块由静止开始从不同高度h处沿木板下滑，记录遮光条通过光电门的时间，始终保持物块释放点到木板底端的水平距离L不变。
（1）物块通过光电门的速度大小 。
（2）多次改变木板的倾角，得到物块通过光电门的速度v，并作出了如图乙所示的图像，图像与横轴的交点为a，由此可知物块与斜面间的动摩擦因数 。
（3）若更换动摩擦因数更小的木板，重复上述实验，得到图像，其图像的斜率将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）
（2）
（3）不变
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】（1）很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块经过光电门时的速度大小，即
（2）由动能定理求出图象的函数表达式，根据图象的函数表达式分析答题。设释放物块时，物块到木板底端的距离为x，倾角为，由动能定理有
整理后有
由题中图像可知
（3）根据图象求出动摩擦因数，设纵轴上的截距为，则斜率
图像的斜率与动摩擦因数的大小无关，是一个定值。
【分析】（1）很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块经过光电门时的速度大小等于遮光片宽度除以通过的时间。
（2）根据v2-h图象求出动摩擦因数；
（3）根据图象的函数表达式分析答题。
（1）物块到达木板底端的速度近似为遮光条通过光电门的平均速度大小，即
（2）设释放物块时，物块到木板底端的距离为x，倾角为，由动能定理有
整理后有
由题中图像可知
（3）设纵轴上的截距为，则斜率
图像的斜率与动摩擦因数的大小无关，是一个定值。
12．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某实验小组利用一个定值电阻和一个电流表来测量电源电动势和内阻，实验电路图如图所示，按该电路图连接好电路。已知电流表内阻为，，保护电阻的阻值为。
（1）闭合开关S前，应调节电阻箱R的阻值至 （填“最大”或“最小”）。
（2）若电流表示数为I，则通过电源的电流为 。
（3）调节电阻箱R的阻值，得到相应的电流表示数I，根据测得的数据做出（为纵轴，R为横轴）图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势 ，内阻 。
【答案】（1）最大
（2）
（3）；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）为了保护电路中的电学元件，闭合开关S前，应调节电阻箱R的阻值至最大。
（2）电流表示数为，因为
根据并联电路的分流原理干路电流等于各个支路电流之和，可知通过电源的电流为
（3）由闭合电路的欧姆定律求出 的函数表达式，利用数学知识求出图象的斜率和截距，从而求出电源的电动势和内阻，
即
则
，
解得
，
【分析】（1）应调节电阻箱R的阻值至最大，电路电流最小，对电路具有保护作用。
（2）根据并联电路的分流原理可知通过电源的电流。
（3）根据闭合电路欧姆定律，求出 的函数表达式，利用数学知识求出图象的斜率和截距，从而求出电源的电动势和内阻。
（1）为了保护电路中的电学元件，闭合开关S前，应调节电阻箱R的阻值至最大。
（2）电流表示数为，因为，根据并联电路的分流原理可知通过电源的电流为
（3）[1][2]由闭合电路的欧姆定律有
即
则
，
解得
，
13．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）农药喷雾器是一种用于农业生产中喷洒除草剂、杀虫剂和其他液体化学药剂的设备。常用的手动压式农药喷雾器如图所示，可以通过顶部手动打气装置对贮液筒加压打气，然后扳动手动开关就可以压出药液喷雾。已知贮液筒容积为5L，手动打气筒装置每循环工作一次，能向贮液筒内压入1atm的空气100mL，现装入3L的药液，周围大气压恒为1atm，打气过程和喷出药液过程中贮液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变。打气筒活塞循环工作30次，求：
（1）贮液筒内药液上方的气体压强；
（2）扳动手动开关直至贮液筒内气压为1.25atm时，贮液筒向外喷出药液的体积。
【答案】（1）解：贮液筒内药液上方的气体体积
设1atm下，向贮液筒打入气体后，总体积为，则有
由玻意耳定律有
其中
，，，
解得
（2）解：由题意知
由玻意耳定律有
解得
故喷出药液的体积
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）在温度不变的情况下，容器内气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。
（2）扳动手动开关直至贮液筒内气压为1.25atm，体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。
（1）贮液筒内药液上方的气体体积
设1atm下，向贮液筒打入气体后，总体积为，则有
由玻意耳定律有
其中
，，，
解得
（2）由题意知
由玻意耳定律有
解得
故喷出药液的体积
14．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）如图所示，间距为L的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨足够长且电阻不计，左端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的金属棒放在导轨上，金属棒与平行金属导轨间的动摩擦因数为。整个装置处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。现对金属棒施加一个平行导轨向右，大小为F的水平拉力，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为0.5R。重力加速度大小为g。
（1）求金属棒的最大速度；
（2）若从金属棒开始运动到金属棒刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦Q，求该过程中金属棒运动的距离x。
【答案】（1）解：当金属棒受到的拉力等于安培力和摩擦力之和时，速度达到最大，根据平衡条件有
感应电动势为
感应电流为
金属棒受到的摩擦力
联立解得
（2）解：该过程中，整个电路产生的总焦耳热
由能量守恒定律有
联立解得
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）当金属棒速度达到最大时，拉力等于安培力，根据平衡条件求解速度大小；
（2）由于拉力的功率恒定，因此速度增大，拉力减小，当拉力减小到等于安培力时，金属棒做匀速直线运动，根据平衡条件结合功能关系求解金属棒运动的距离x。
（1）当金属棒受到的拉力等于安培力和摩擦力之和时，速度达到最大，根据平衡条件有
感应电动势为
感应电流为
金属棒受到的摩擦力
联立解得
（2）该过程中，整个电路产生的总焦耳热
由能量守恒定律有
联立解得
15．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某兴趣小组设计的连锁机械游戏装置如图所示。左侧有一固定的光滑弧形轨道AB，其末端B点的切线水平，在轨道末端B点等高处有一质量的小盒C（左侧开口，可视为质点），小盒C与质量的物块D（可视为质点）通过光滑定滑轮用轻绳相连，左侧滑轮与小盒C之间的绳长，物块D压在质量的木板E左端，木板E上表面光滑，下表面与水平桌面间的动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），木板E右端到桌子右边缘固定挡板（厚度不计，带有小孔）的距离；质量且粗细均匀的细杆F通过桌子右边缘的光滑定滑轮用轻绳与木板E相连，木板E与定滑轮间轻绳水平，细杆F下端到地面的距离；质量的圆环G（可视为质点）套在细杆F上端，环与杆之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小。开始时所有装置均静止，现将一质量的小球（可视为质点）从弧形轨道顶端A处由静止释放，小球进入小盒C时刚好能被卡住（作用时间很短，可不计），此时物块D对木板E的压力刚好为零。木板E与挡板相撞、细杆F与地面相撞后均以原速率反弹，细杆F向上运动过程中，圆环G一直向下运动，且圆环一直没有脱离细杆，不计空气阻力，取重力加速度大小，求：
（1）小球与小盒C相撞后的瞬间，小盒C的速度大小；
（2）A、B两点的高度差h；
（3）细杆F与地面碰后，向上运动的最大高度H。
【答案】（1）解：物块D对木板E的压力刚好为零时，由平衡条件有
小球进入小盒C时刚好能被卡住，整体由牛顿第二定律有
代入相关已知数据解得
（2）解：小球进入小盒C的过程中，由动量守恒定律有
小球从弧形轨道上下滑的过程中，由机械能守恒定律有
解得
（3）解：当小球刚被小盒C卡住时，以木板E、圆环G和细杆F三者为整体，由牛顿第二定律有
由运动学规律有
第一次相撞后细杆F与圆环G发生相对滑动，对木板E（向左运动）、细杆F（向上运动）整体由牛顿第二定律有
由运动学规律有
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；生活中的圆周运动；碰撞模型
【解析】【分析】（1）由题意得到与小盒相连的绳子上的拉力大小，根据牛顿第二定律结合向心力公式求解小盒C的速度；
（2）由动量守恒定律求得速度，由机械能守恒定律求解A、B两点的高度差h；
（3）找到各个运动过程之间的关系和运动规律，由得到的规律确定求解的方法，再得到细杆F与地面碰后，向上运动的最大高度H。
1 / 1广西部分示范性高中2024-2025学年高三上学期摸底质量检测（开学）物理试题
1．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）蛟龙号作为中国自主研发的先进载人深潜器，在深海探测和科学研究方面发挥了重要作用。在海水中蛟龙号受到海水的压力，海水越深，海水的压强越大。下列单位中属于压强单位，且由基本单位组成的是（ ）
A．Pa B． C． D．
2．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）新能源车是指不用非传统内燃机作为动力来源的车辆，这些车辆采用替代能源和先进技术，旨在减少对化石燃料的依赖和降低污染物排放量。新能源车1，2、3、4同时同地并排出发，做道路测试时，得到的位移—时间图像和速度—时间图像分别如图甲，乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．时间内，2车的平均速度小于1车的平均速度
B．时间内，1车与2车之间的距离先减小后增大
C．时间内，3、4两车之间的距离逐渐增大
D．时间内，4车的速度先小于3车的速度，后大于3车的速度
3．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某同学自制了一个理想变压器，原线圈接有效值为12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡，实际测得小灯泡两端电压为3V。认为小灯泡的电阻恒定，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为60：19
B．若仅增加副线圈匝数，则小灯泡可能正常发光
C．若仅将原线圈匝数增为原来的两倍，则小灯泡可能正常发光
D．若仅将一个定值电阻与小灯泡串联起来接入副线圈，则小灯泡可能正常发光
4．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）如图所示，两个带等量负电的点电荷固定于A，B两点上，C、D是AB中垂线上的两点O为AB，CD的交点，，一带正电的点电荷在C点由静止释放，不计点电荷受到的重力，关于带正电的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A．从C点运动到O点的过程中一直做加速运动
B．在E点的速度大于在O点的速度
C．从E点运动到O点的过程中电势能增大
D．从O点运动到D点的过程中电势能先增大后减小
5．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）理解绳波的传播、干涉和衍射等现象，有助于深入学习和应用波动理论。某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，时刻，绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点。关于该绳波，下列说法正确的是（ ）
A．该绳波为纵波
B．a质点的振动速度正在减小
C．b质点的加速度正在增大
D．若波源振动加快，则波长将减小
6．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）冰巨星是一种主要由比氢和氦重的气体组成的巨行星。某冰巨星是半径为R的均匀球体，赤道处的重力加速度大小为g，两极处的重力加速度大小为赤道处的n倍，已知引力常量为G，不计空气阻力，关于该冰巨星，下列说法正确的是（ ）
A．该冰柜星的质量为
B．该冰巨星的自转角速度为
C．同一单摆，在两极处运动的周期与在赤道上运动的周期之比为
D．若在两极和赤道上方同一高度，由静止开始各释放一小球（质量不同），则两小球在空中运动的时间相同
7．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）光导管作为一种高效的光传输装置，在现代科技和生活中发挥着重要作用。如图所示，一单色光在截面中心线位置以与水平中心线成45°角的方向进入光导管，恰好在MN表面发生全反射。已知光导管长度为L，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．单色光的折射角的正弦值为
B．光导管对该单色光的折射率为
C．光在光导管中的传播速度为
D．光在光导管中的传播时间为
8．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）放射性同位素热电机（RTG）是一种利用放射性同位素衰变产生的热能转化为电能的设备。RTG使用的放射性同位素通常是钚238（），RTG可以连续工作多年甚至数十年，钚238的半衰期约为87年，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为
B．核反应方程中的X为
C．增大压强，可使钚238的半衰期增大为90年
D．的中子数为142
9．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）如图所示，足够长，质量的木板静止在光滑水平地面上，在木板上静置一物块（视为质点），物块的质量，物块与木板之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给物块一个水平向右，大小的速度，并同时给物块一个水平向左、大小的恒力，当物块与木板的速度相同时立即撤去恒力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中，恒力的冲量大小为
B．木板的最大动能为2J
C．整个过程中，物块与木板因摩擦产生的热量为10J
D．撤去恒力后，物块先做减速运动，后做加速运动
10．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）在竖直平面内存在垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场区域，在磁场左侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小未知，电场区域的宽度为d。如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以大小为v0的初速度沿与竖直方向成30°角的方向斜向下进入电场，经过电场作用，粒子的速度方向改变60°后恰好从电场与磁场的切点进入磁场，在磁场中经过磁场作用后正好以原来进入电场的速度方向离开磁场，不计带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在电场中运动的时间为
B．粒子在电场中沿竖直方向运动的位移大小为
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．粒子在电场和磁场中运动的总时间为
11．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某同学为了测量物块与木板间的动摩擦因数，设计了如下实验：如图甲所示，将木板一端通过一小段圆弧放置在水平地面上，并确保木板的倾角可以调节。将带有宽度为d的遮光条的物块放在木板上，让物块由静止开始从不同高度h处沿木板下滑，记录遮光条通过光电门的时间，始终保持物块释放点到木板底端的水平距离L不变。
（1）物块通过光电门的速度大小 。
（2）多次改变木板的倾角，得到物块通过光电门的速度v，并作出了如图乙所示的图像，图像与横轴的交点为a，由此可知物块与斜面间的动摩擦因数 。
（3）若更换动摩擦因数更小的木板，重复上述实验，得到图像，其图像的斜率将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
12．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某实验小组利用一个定值电阻和一个电流表来测量电源电动势和内阻，实验电路图如图所示，按该电路图连接好电路。已知电流表内阻为，，保护电阻的阻值为。
（1）闭合开关S前，应调节电阻箱R的阻值至 （填“最大”或“最小”）。
（2）若电流表示数为I，则通过电源的电流为 。
（3）调节电阻箱R的阻值，得到相应的电流表示数I，根据测得的数据做出（为纵轴，R为横轴）图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势 ，内阻 。
13．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）农药喷雾器是一种用于农业生产中喷洒除草剂、杀虫剂和其他液体化学药剂的设备。常用的手动压式农药喷雾器如图所示，可以通过顶部手动打气装置对贮液筒加压打气，然后扳动手动开关就可以压出药液喷雾。已知贮液筒容积为5L，手动打气筒装置每循环工作一次，能向贮液筒内压入1atm的空气100mL，现装入3L的药液，周围大气压恒为1atm，打气过程和喷出药液过程中贮液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变。打气筒活塞循环工作30次，求：
（1）贮液筒内药液上方的气体压强；
（2）扳动手动开关直至贮液筒内气压为1.25atm时，贮液筒向外喷出药液的体积。
14．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）如图所示，间距为L的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨足够长且电阻不计，左端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的金属棒放在导轨上，金属棒与平行金属导轨间的动摩擦因数为。整个装置处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。现对金属棒施加一个平行导轨向右，大小为F的水平拉力，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为0.5R。重力加速度大小为g。
（1）求金属棒的最大速度；
（2）若从金属棒开始运动到金属棒刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦Q，求该过程中金属棒运动的距离x。
15．（2024高三上·广西壮族自治区开学考）某兴趣小组设计的连锁机械游戏装置如图所示。左侧有一固定的光滑弧形轨道AB，其末端B点的切线水平，在轨道末端B点等高处有一质量的小盒C（左侧开口，可视为质点），小盒C与质量的物块D（可视为质点）通过光滑定滑轮用轻绳相连，左侧滑轮与小盒C之间的绳长，物块D压在质量的木板E左端，木板E上表面光滑，下表面与水平桌面间的动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），木板E右端到桌子右边缘固定挡板（厚度不计，带有小孔）的距离；质量且粗细均匀的细杆F通过桌子右边缘的光滑定滑轮用轻绳与木板E相连，木板E与定滑轮间轻绳水平，细杆F下端到地面的距离；质量的圆环G（可视为质点）套在细杆F上端，环与杆之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小。开始时所有装置均静止，现将一质量的小球（可视为质点）从弧形轨道顶端A处由静止释放，小球进入小盒C时刚好能被卡住（作用时间很短，可不计），此时物块D对木板E的压力刚好为零。木板E与挡板相撞、细杆F与地面相撞后均以原速率反弹，细杆F向上运动过程中，圆环G一直向下运动，且圆环一直没有脱离细杆，不计空气阻力，取重力加速度大小，求：
（1）小球与小盒C相撞后的瞬间，小盒C的速度大小；
（2）A、B两点的高度差h；
（3）细杆F与地面碰后，向上运动的最大高度H。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】解决此类问题不仅熟悉物理量的主单位，还要熟悉物理量的定义，从定义中确定其单位是否是其它物理量的单位复合而成。由牛顿第二定律
得
由
可知压强的单位为
故选D。
【分析】对选项中每个物理量的主单位进行分析，明确分别属于复合单位还是基本单位，就能确定正确选项。
2．【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．利用x-t图像斜率表示速度可求，由题图甲可知，在时间内，2车的位移等于1车的位移，则2车的平均速度等于1车的平均速度，故A错误；
B．根据位移—时间图像的斜率表示速度，结合题图甲可知，1车图线的斜率不变，说明1车的速度不变，1车做匀速直线运动，2车的速度先小于1车的速度后大于1车的速度，且由同一地点向同一方向运动，则时间内，1车与2车之间的距离先增大后减小，故B错误；
CD．利用v-t图像中图线与时间轴所包围的“面积”表示位移，斜率表示加速度的大小及方向可求。由题图乙可知，时间内，3车的速度一直比4车的速度大，则两车间的距离一直增大，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】本题考查x-t图像和v-t图像的特点，目的是考查学生的理解能力，需理解图线表示的意义。
3．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．若变压器为理想变压器，实际该变压器有漏磁，使得输出电压减小。根据
可得原、副线圈的匝数比
故A错误；
B．仅增加副线圈匝数，则副线圈的输出电压增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；
C．仅将原线圈匝数增为原来的两倍，则副线圈的输出电压减为原来的一半，则小灯泡变暗，故C错误；
D．根据各个选项中给出的条件分析输出电压的变化情况，仅将一个定值电阻与小灯泡串联，小灯泡分得的电压减小，不能正常发光，故D错误。
故选B。
【分析】解答本题的关键是知道理想变压器的电压之比等于匝数之比，能够根据变压器变压特点进行分析。
4．【答案】A
【知识点】电场线；电势能
【解析】【解答】AB．A、B是两个等量的正点电荷，其连线中垂线上OP段电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向由P→O，电场力做正功，速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定。越过O点后，负电荷q做减速运动，点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值。根据等量负点电荷中垂线上的电场分布特点，可知带正电的点电荷从C点运动到O点的过程中，所受电场力方向沿CO竖直向下，正电荷一直做加速运动，故A正确，B错误；
C．据电场线方向分析电势的变化，由电场力做功分析电势能的变化。带正电的点电荷从E点运动到O点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．根据等量负点电荷中垂线上的电场分布特点，可知带正电的点电荷从O点运动到D点的过程中，所受电场力方向沿DO竖直向上，电场力做负功，电势能增大，故D错误。
故选A。
【分析】要抓住电场线的对称性，明确电场线分成情况不确定时，电场强度不能确定。
5．【答案】D
【知识点】简谐运动的表达式与图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A． 纵波是其中介质的振动与波传播的方向平行（沿）并且介质的位移与波传播的方向相同（或相反）的波。绳波中质点的振动方向与波传播方向垂直，所以绳波为横波，故A错误；
BC．、两质点都正在向平衡位置运动，故质点的振动速度正在增大，质点的加速度正在减小，故BC错误；
D．由于
同种介质中传播速度相同，频率与波源有关，频率增大，则波长减小，故D正确。
故选D。
【分析】 纵波是其中介质的振动与波传播的方向平行（沿）并且介质的位移与波传播的方向相同（或相反）的波。振动方向与波传播方向垂直的波是横波。
6．【答案】C
【知识点】单摆及其回复力与周期；万有引力定律
【解析】【解答】A．在星球表面上，物体所受重力等于万有引力，设该冰巨星的质量为M，在两极万有引力等于重力，则
解得
故A错误；
B．设该冰巨星的自转角速度为ω，在赤道上，根据万有引力等于重力与向心力之和，即可求解赤道处的重力加速度与角速度，在赤道处有
在极地处有
解得
故B错误；
C．由单摆运动的周期
可得，在两极处运动的周期与在赤道上运动的周期之比
故C正确；
D．因为两极和赤道的重力加速度不同，由
可知，两小球在空中运动的时间不同，故D错误。
故选C。
【分析】 解决本题的关键是认识到在赤道处的重力实为地球对物体的万有引力减去物体随地球自转的向心力 。
7．【答案】D
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】AB．根据折射定律和临界角公式求解入射角的正弦，由几何关系可知
由折射定律可得
由全反射临界角公式可得
联立解得
，
故AB错误；
CD．根据折射率与传播速度的关系，求解光在光导纤维中的传播速度；根据数学知识求解光通过的路程与光导纤维长度的关系，最后再求时间，由
解得光在光导管中的传播速度为
光在光导管中传播的路程为
则光在光导管中的传播时间为
故C错误，D正确。
故选D。
【分析】本题考查了光的折射、全反射在光导纤维中的运用，涉及到的知识点有折射定律、临界角公式以及折射率与传播速度的关系，据此分析。
8．【答案】A,D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】AB．核反应过程中电荷守恒和质量数守恒，根据核电荷守恒和质量数守恒可知，核反应方程中的X为，故A正确，B错误；
C．放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关。压强、温度等外界条件不能改变放射性物质的半衰期，故C错误；
D．的中子数
故D正确。
故选AD。
【分析】放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关，α衰变存在质量亏损，会释放能量。
9．【答案】A,C
【知识点】冲量
【解析】【解答】A．物块在木板上滑动时摩擦力的大小等于压力大小与动摩擦因数乘积
物块获得初速度后做减速运动，木板做加速运动，直至速度相同，设这一过程中木板与物块的加速度大小分别为、，根据牛顿第二定律，合力等于质量与加速度乘积，对木板有
对物块有
经过时间物块和木板第一次具有相同的速度，由匀变速直线运动的规律，有
解得
恒力的冲量大小等于恒力与时间的乘积
故A正确；
B．木板的最大动能
故B错误；
C．在时间内，设物块向右滑动的距离为，由匀变速直线运动的位移一时间公式有
解得
在时间内，设木板向右滑动的距离为，由匀变速直线运动的平均速度公式有
则两者相对位移大小
则摩擦力产生的热量
故C正确；
D．撤去恒力后，物块做匀速直线运动，故D错误。
故选AC。
【分析】物块获得初速度后做减速运动，木板做加速运动，直至速度相同，设这一过程中木板与物块的加速度。
10．【答案】B,C
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A．求出两次在磁场中运动轨迹对应的圆心角，根据圆心角和周期的关系求时间。带电粒子在电场中做类平抛运动，将速度分解，带电粒子在电场方向上做匀减速直线运动，在水平方向上以做匀速直线运动，则粒子在电场中运动的时间为
故A错误；
B．粒子在竖直方向上以做匀减速直线运动，由匀变速直线运动的平均速度公式则
解得
故B正确；
C．根据电场中类平抛运动求粒子进入磁场时的速度，在磁场做匀速圆周运动根据牛顿第二定律求磁感应强度。粒子进入磁场时速度方向改变60°，则粒子以的速度水平进入磁场，经过偏转后速度方向以原来的方向离开磁场，说明粒子在磁场中偏转60°，根据几何关系，带电粒子在磁场中的偏转半径为
由洛伦兹力提供向心力有
解得磁感应强度大小
故C正确；
D．根本求解在磁场与电场中的时间，相加即为总时间，粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为60°，则粒子在磁场中运动的时间为
所以粒子在电场和磁场中运动的总时间为
故D错误。
故选BC。
【分析】本题考查了带电粒子在磁场和电场中运动的问题，正确分析带电粒子的运动，熟练掌握带电粒子在电场和磁场中运动最基本的规律。
11．【答案】（1）
（2）
（3）不变
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】（1）很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块经过光电门时的速度大小，即
（2）由动能定理求出图象的函数表达式，根据图象的函数表达式分析答题。设释放物块时，物块到木板底端的距离为x，倾角为，由动能定理有
整理后有
由题中图像可知
（3）根据图象求出动摩擦因数，设纵轴上的截距为，则斜率
图像的斜率与动摩擦因数的大小无关，是一个定值。
【分析】（1）很短时间内的平均速度等于瞬时速度，滑块经过光电门时的速度大小等于遮光片宽度除以通过的时间。
（2）根据v2-h图象求出动摩擦因数；
（3）根据图象的函数表达式分析答题。
（1）物块到达木板底端的速度近似为遮光条通过光电门的平均速度大小，即
（2）设释放物块时，物块到木板底端的距离为x，倾角为，由动能定理有
整理后有
由题中图像可知
（3）设纵轴上的截距为，则斜率
图像的斜率与动摩擦因数的大小无关，是一个定值。
12．【答案】（1）最大
（2）
（3）；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）为了保护电路中的电学元件，闭合开关S前，应调节电阻箱R的阻值至最大。
（2）电流表示数为，因为
根据并联电路的分流原理干路电流等于各个支路电流之和，可知通过电源的电流为
（3）由闭合电路的欧姆定律求出 的函数表达式，利用数学知识求出图象的斜率和截距，从而求出电源的电动势和内阻，
即
则
，
解得
，
【分析】（1）应调节电阻箱R的阻值至最大，电路电流最小，对电路具有保护作用。
（2）根据并联电路的分流原理可知通过电源的电流。
（3）根据闭合电路欧姆定律，求出 的函数表达式，利用数学知识求出图象的斜率和截距，从而求出电源的电动势和内阻。
（1）为了保护电路中的电学元件，闭合开关S前，应调节电阻箱R的阻值至最大。
（2）电流表示数为，因为，根据并联电路的分流原理可知通过电源的电流为
（3）[1][2]由闭合电路的欧姆定律有
即
则
，
解得
，
13．【答案】（1）解：贮液筒内药液上方的气体体积
设1atm下，向贮液筒打入气体后，总体积为，则有
由玻意耳定律有
其中
，，，
解得
（2）解：由题意知
由玻意耳定律有
解得
故喷出药液的体积
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）在温度不变的情况下，容器内气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。
（2）扳动手动开关直至贮液筒内气压为1.25atm，体发生等温变化，根据玻意耳定律求解。
（1）贮液筒内药液上方的气体体积
设1atm下，向贮液筒打入气体后，总体积为，则有
由玻意耳定律有
其中
，，，
解得
（2）由题意知
由玻意耳定律有
解得
故喷出药液的体积
14．【答案】（1）解：当金属棒受到的拉力等于安培力和摩擦力之和时，速度达到最大，根据平衡条件有
感应电动势为
感应电流为
金属棒受到的摩擦力
联立解得
（2）解：该过程中，整个电路产生的总焦耳热
由能量守恒定律有
联立解得
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）当金属棒速度达到最大时，拉力等于安培力，根据平衡条件求解速度大小；
（2）由于拉力的功率恒定，因此速度增大，拉力减小，当拉力减小到等于安培力时，金属棒做匀速直线运动，根据平衡条件结合功能关系求解金属棒运动的距离x。
（1）当金属棒受到的拉力等于安培力和摩擦力之和时，速度达到最大，根据平衡条件有
感应电动势为
感应电流为
金属棒受到的摩擦力
联立解得
（2）该过程中，整个电路产生的总焦耳热
由能量守恒定律有
联立解得
15．【答案】（1）解：物块D对木板E的压力刚好为零时，由平衡条件有
小球进入小盒C时刚好能被卡住，整体由牛顿第二定律有
代入相关已知数据解得
（2）解：小球进入小盒C的过程中，由动量守恒定律有
小球从弧形轨道上下滑的过程中，由机械能守恒定律有
解得
（3）解：当小球刚被小盒C卡住时，以木板E、圆环G和细杆F三者为整体，由牛顿第二定律有
由运动学规律有
第一次相撞后细杆F与圆环G发生相对滑动，对木板E（向左运动）、细杆F（向上运动）整体由牛顿第二定律有
由运动学规律有
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；生活中的圆周运动；碰撞模型
【解析】【分析】（1）由题意得到与小盒相连的绳子上的拉力大小，根据牛顿第二定律结合向心力公式求解小盒C的速度；
（2）由动量守恒定律求得速度，由机械能守恒定律求解A、B两点的高度差h；
（3）找到各个运动过程之间的关系和运动规律，由得到的规律确定求解的方法，再得到细杆F与地面碰后，向上运动的最大高度H。
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