广东金太阳2024-2025学年高三上学期8月大联考物理试题
1．（2024高三上·广东开学考）近代科学家发现了质子和中子等微观粒子，促进了对原子核的认识和利用。下列四个核反应方程式中都有中子，我国利用中子进行核裂变发电的反应方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；核裂变；核聚变
【解析】【解答】核裂变是指重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多的中等大小的原子核，A选项是轻核聚变，C、D选项都是人工核反应。故B正确。
故选B。
【分析】本题主要考查核裂变方程的判断，铀核裂变是通过一个中子轰击铀核，产生3个中子。
2．（2024高三上·广东开学考）我国极地科考破冰船“雪龙2号”总长122.5米，某次破冰作业时，船做直线运动过程画成如图图像，下列说法正确的是（ ）
A．这个过程不能把破冰船视为质点
B．匀加速过程的加速度大小为
C．匀加速过程比匀减速过程的平均速度大
D．破冰的总长度达到22400m
【答案】D
【知识点】质点；平均速度；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.冰面的长度远大于船体长度，冰船大小可以忽略，故可将破冰船视为质点，故A错误；
B．匀加速过程中的加速度的大小为
故B错误；
C．匀加速过程和匀减速过程，平均速度相同，都等于
故C错误。
D．破冰船在此过程的位移为
故D正确；
故选D。
【分析】本题主要考查图像的应用，图像的斜率表示加速度，图线与坐标轴围成的面积表示位移。
任何物体，只要大小和形状对研究的问题的影响可以忽略都可以看做质点； 根据图像结合求解 匀加速过程的加速度大小；根据图像结合求解匀加速过程和匀减速过程的平均速度；根据图像求得0—3.6s的面积，进而求得破冰的总长度 。
3．（2024高三上·广东开学考）6月25日，嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品，精准着陆在内蒙古四子王旗，任务取得圆满成功。已知月球的半径为，月球表面的重力加速度为，关于嫦娥六号返回过程的论述，正确的是（ ）
A．只要速度达到，就能从月球返回地球
B．在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则周期越小
C．在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则角速度越小
D．返回器进入地球大气层打开降落伞做减速运动，则月球背面样品处于失重状态
【答案】C
【知识点】超重与失重；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．对月球进行分析，在月球表面万有引力等于重力提供向心力，有
，
解得
该速度是月球的第一宇宙速度，以该速度发射可以在月球表面环绕月球飞行。但要返回地球需要脱离月球的束缚，要以大于月球第二宇宙速度发射才能实现，故A错误；
B．根据
解得
可知，轨道高度越高， 嫦娥六号运转周期越大，故B错误；
C．根据
可得
可知，在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则角速度越小，故C正确；
D．打开降落伞做减速运动的过程中，加速度方向竖直向上，样品处于超重状态，故D错误。
故选C。
【分析】月球的第一宇宙速度是卫星环绕月球表面飞行最大速度，发射卫星的最小速度。要脱离月球的束缚，要以大于月球第二宇宙速度发射才能实现；在月球表面上，根据万有引力等于重力，万有引力提供向心力，根据列式求解运转周期、角速度与高度的关系；加速度向上是超重，加速度向下是失重。
解答本题时，要掌握万有引力等于重力，以及万有引力提供向心力这两条重要思路，并能灵活运用。
4．（2024高三上·广东开学考）2024年6月30日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为，由10根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为（右图其他8根没有画出），每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为（，绳的质量忽略不计）（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】每根绳的最大拉力为，则10根绳的竖直方向合力为
对巨型钢圆筒，由牛顿第二定律有
解得
故A正确，BCD错误；
选故A。
【分析】本题主要考查牛顿第二定律的简单应用，先求得绳子最大拉力竖直方向的合力，再以巨型钢圆筒为对象，由牛顿第二定律列式求解起吊过程的最大加速度 。
5．（2024高三上·广东开学考）如图，汽车沿直线以速度v匀速行驶过程中，车中水泥混凝土搅拌运输罐也同时以角速度ω匀速转动。取罐内一块质量为m的石头，石头与它做匀速圆周运动平面上圆心的距离为R，则石头所需的向心力的大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】向心力
【解析】【解答】石头同时参与两个方向的运动，一是和汽车一起以速度v向前做匀速直线运动，二是绕圆心做匀速圆周运动，匀速直线运动不需要向心力，故石头所需的向心力的大小为
故B正确，ACD错误；
故选B。
【分析】本题主要考查向心力的计算，做匀速圆周运动的物体，合力提供向心力，根据得到向心力大小。
6．（2024高三上·广东开学考）如图，在边长为L的立方体的顶点处固定电量为的点电荷。下列说法正确的是（ ）
A．D与处的电场强度方向相同 B．A与B处的电场强度大小相等
C．处比处的电势高 D．平面为等势面
【答案】C
【知识点】点电荷的电场；电势；等势面
【解析】【解答】A.正点电荷周围电场线由正电荷指向无穷远，所以处电场强度方向沿指向，处的电场强度方向沿指向，故A错误；
B.由几何知识可得
，
由点电荷场强公式
可得，A处电场强度的大小为
B处电场强度的大小为
可知A与处的电场强度大小不相等，故B错误；
C.根据正点电荷周围电场线分布可知，正点电荷周围的电势由正电荷到无穷远逐渐降低，到点电荷的距离小于到点电荷的距离，故的电势更高，故C正确；
D.因为平面内的点与点电荷间的距离有相同的点，由距离不同的点，电势有相同的点，也有不同的点，故平面不是等势面，故D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查正点电荷周围电场大小、电势的分布特点，根据正点电荷周围电场线方向和沿着电场线电视逐渐降低判断电场方向、电势的大小；等势面是电势相等的点组成的面。
7．（2024高三上·广东开学考）某同学用红色光从真空对着一正方体透明玻璃砖的AB边似与法线成角大射，在玻璃砖内AD边的中点发生全反射，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该光线还会在CD边全反射
B．该光线不会在CD边全反射，出射光线与开始入射的光线平行
C．若角度增大到一定程度，则会在AB边全反射
D．若角不变，换用折射率大一点的紫色光入射，则在AD边全反射点下移靠近D点
【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】AB．如图所示
红色光线从玻璃砖内通过边发生折射时，入射角与光线从边入射发生折射时的折射角相同，根据光路可逆原理，光线一定会从边出射，且折射角为，从边出射的光线与从边入射的光线不平行，故AB错误；
C．全反射的条件为从光密介质进入光疏介质，光线从空气经过边进入玻璃的过程中从光疏介质进入光密介质，不会发生全反射，故C错误；
D．紫光的折射率大于红光的折射率，再AB界面折射角更小，再AD界面紫光的折射光线较红光的折射光线更低，在边全反射点更靠近点，故D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查光的全反射知识，发生全发射的条件为：光从光密介质射入光疏介质，入射角要大于等于临界角。作出光路图，根据发生全发射的条件和几何知识可求解ABC选项；从红光到紫光，频率越来越大，波长越来越小，折射率越来越大。
8．（2024高三上·广东开学考）如图甲所示，艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒沿竖直方向上下抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷，同时彩带上的波浪向前传播，把这样的波浪看成简谐横波，图乙描述了时刻的波形图，该列波沿x轴正方向传播，传播速度为。P、Q是x轴上分别位于处的两个质点，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为8m，频率为2Hz
B．经过1s，质点Q沿x轴负方向移动了4m
C．时，质点P的速度方向沿y轴正方向
D．时，质点P的加速度比质点Q的大
【答案】C,D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图乙可知该波的波长为8m，波速为，故波的周期
频率为
故A错误；保存进入下一题
B．质点只会在轴附近做往复运动，不会沿轴运动，故B错误；
C．根据"上坡向下，下坡向上"可知时刻，质点位于平衡位置且沿轴负方向运动，恰好是半个周期，质点先沿轴负方向运动至最大位移后沿轴正方向运动回到平衡位置，故时运动方向为轴正方向，故C正确；
D．时刻，质点位于平衡位置且沿轴负方向运动，质点位于波峰
时，在轴负方向最大位移处，加速度最大且沿轴正方向；在平衡位置，加速度为零，故D正确。
故选CD。
【分析】解决本题的关键是掌握波传播与质点做简谐振动的关系，质点不会随波迁移，因为是受迫振动，所以质点振动的频率与波源频率相等，根据波形平移法可判断质点的振动方向。
9．（2024高三上·广东开学考）1月3日，由我国自主研制的AG60E电动飞机在千岛湖通用机场圆满完成首飞。其依靠电动机而非内燃机工作，工作原理可简化如图，通过电刷和换向环电流总是从矩形线框右侧导线流入、左侧导线流出，电路电流恒为i，匀强磁场的磁感应强度为B，线框的匝数为N，左边长为L，则在图示位置时（ ）
A．线框将沿顺时针方向转动
B．线框将沿逆时针方向转动
C．左侧导线受到的安培力大小为NBiL
D．线框转过时左侧导线受到的安培力大小为
【答案】A,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】AB．由左手定则可知，左侧导线受到的安培力垂直导线向上，右侧导线受到的安培力垂直导线向下，故线框顺时针转动，故A正确，B错误；
C．图示位置时，满足电流方向和磁场方向相互垂直，左侧导线所受安培力最大，故左侧导线受到的安培力大小为
故C正确；
D．线框转过时，仍满足电流方向与磁场方向垂直，左侧导线受到的安培力大小仍为
故D错误。
故选AC。
【分析】 根据左手定则判断左侧和右侧导线受到的安培力的方向，进而判断线框的运动情况；根据计算安培力的大小。本题主要是考查安培力大小和方向的判断，解答本题的关键是掌握左手定则。
10．（2024高三上·广东开学考）无线充电技术已应用于新能源汽车领域，其工作原理如图所示，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，供电线圈和受电线圈各串一个保护电阻R，当两个线圈靠近时可实现无线充电。当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．ab端的输入功率大于12kW
B．无线充电原理与变压器的原理相同
C．供电线圈和受电线圈匝数比一定为19∶30
D．若输入端ab接上380V稳恒直流电，则不能正常充电
【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应在生活中的应用；变压器的应用
【解析】【解答】A．电池系统输入功率为
若送电线圈和受电线圈可视为理想变压器，则送电线圈两端的功率
，
根据能量守恒可知
故A正确；
B．无线充电技术利用电磁感应的原理，与变压器的原理相同，故B正确；
C．因，所以
，
故
故C错误；
D．无线充电技术只适用于变化的电流，若用稳恒直流，不能产生电磁感应现象，受电线圈没有感应电流，则无法达到充电的目的，故D正确。
故选ABD。
【分析】本题考查电磁感应现象在生活中的应用，感应电流的产生条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
根据感应电流产生条件，可知当送电线圈中电流产生变化磁场时，受电线圈中才能产生感应电流；根据理想变压器功率关系和能量守恒推导ab端的输入功率与受电线圈功率关系；根据变压器匝数与电压关系得到供电线圈和受电线圈匝数比。
11．（2024高三上·广东开学考）某同学设计如图甲所示的实验电路来测量铜丝的电阻率。铜丝接入电路的长度，由于铜丝的电阻太小，通过串联电阻箱选择适当的电阻，使电压表读数范围较大，电压表内阻不影响测量结果。
（1）图乙是用螺旋测微器测量铜丝直径时的示意图，可读得 mm；
（2）闭合开关S之前，滑动变阻器的触片P应滑在最 （填“左”或“右”）端；
（3）电阻箱取值，触片P调至适当位置，闭合开关S，电压表示数为2.80V，电流表示数为0.40A.则铜丝的电阻 （保留2位有效数字）；
（4）该铜丝此时的电阻率 （保留2位有效数字）。
【答案】（1）0.150
（2）左
（3）1.5
（4）
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由图可知
（2）开关S闭合前，为保护电表，应使电路中连入电阻最大，电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据欧姆定律有
可得
（4）由电阻定律
和
解得
【分析】本题主要考查测量铜丝的电阻率的实验。
（1）螺旋测微器读数为固定刻度加上可动刻度，精度为0.01mm，需要估读。
（2）闭合开关之前，电路中电流要最小，电阻要最大。
（3）根据欧姆定律和串并联知识求解铜丝的电阻。
（4）根据电阻定律求解铜丝此时的电阻率。
（1）由图可知
（2）开关S闭合前，应使得电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据公式有
可得
（4）由电阻定律
解得
12．（2024高三上·广东开学考）在探究平抛运动和动量守恒定律的实验中，请完成如下的操作：
（1）将三块强力小磁块用强力胶水（201）粘在铝轨道上，待胶水变干，将做好的导轨贴在黑板上，如图甲，调节导轨末段
（2）同理，制作线槽，将做好的线槽贴在黑板上，如图甲，调节线槽 。
（3）让一个小钢球从铝轨道斜面某点P由静止释放，记下它落在线槽上的位置，记为A；用刻度尺测量球飞出时的竖直高度，记为h，又测量飞出的水平距离OA，记为，如图乙，重力加速度取g，则小球做平抛运动的初速度 。
（4）把另一个大小相同的小木球置于导轨末段，让小钢球从铝轨道斜面点P由静止释放，记下它们落在线槽上的位置B、C，用刻度尺测量飞出的水平距离OB、OC，记为，记为，如图乙，若碰撞过程动量守恒，则小钢球与小木球的质量之比等于 ，实验的误差可能来自 。
【答案】（1）水平
（2）水平
（3）
（4）；该实验的误差可能来自空气阻力（或测量时产生误差，或读数产生误差）。
【知识点】验证动量守恒定律；研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）将三块强力小磁块用强力胶水（201）粘在铝轨道上，待胶水变干，将做好的导轨贴在黑板上，如图甲，调节导轨末段水平；
（2）同理，制作线槽，将做好的线槽贴在黑板上，如图甲，调节线槽水平；
（3）由平抛运动规律可知
解得
由
解得
（4）设碰后小钢球和小牧求速度分别为、，由动量守恒定律可知
竖直方向做自由落体运动，时间相等，故可得
即
可得小钢球与小木球的质量之比应满足
；
该实验的误差可能来自空气阻力（或测量时产生误差，或读数产生误差）。
（1）（2）为保证小球抛出时速度水平，导轨必须在竖直方向上，末端必须水平；
（3）小球抛出后做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据，计算 小球做平抛运动的初速度；
（4）根据动量守恒定律和平抛运动规律推导小钢球与小木球的质量之比，根据实验过程中因素的分析误差原因。
该题考查探究平抛运动和动量守恒定律的实验 ，理解平抛运动竖直方向和水平方向时间相等是解决问题的关键。
（1）将三块强力小磁块用强力胶水（201）粘在铝轨道上，待胶水变干，将做好的导轨贴在黑板上，如图甲，调节导轨末段水平；
（2）同理，制作线槽，将做好的线槽贴在黑板上，如图甲，调节线槽水平；
（3）由平抛运动规律可知
，
解得
（4）[1]由动量守恒定律可知
将，，代入，可得小钢球与小木球的质量之比应满足
[2]该实验的误差可能来自空气阻力（或测量时产生误差，或读数产生误差）。
13．（2024高三上·广东开学考）如图，潜水员背上的氧气瓶中的气体压强，体积；在深度处作业，如果要吸入氧气，需要用调节器将氧气的压强降低到与该处海水的压强相等。已知水面的大气压强，海水密度取，重力加速度取，调节器调节过程气体的温度保持不变。
（1）该处海水的压强等于多少Pa；
（2）氧气瓶气体经过调节器调节体积可达到多少L；
（3）调节器调节的氧气中80%被潜水员吸入，同时20%从调节器上冒泡排掉，潜水员每分钟需要吸氧2L，则氧气被完全吸完需要多少分钟。
【答案】（1）解：在深度处的压强为
（2）解：氧气瓶气体经过调节器时做等温变化，有
解得
（3）解：留给潜水员吸入氧气为
被完全吸完时间为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】本题考查了理想气体的状态方程；根据题意分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，求出气体状态参量，应用理想气体的状态方程即可解题。
（1）根据和海面与深处压强关系求解深处压强；
（2）以氧气瓶内气体为研究对象，气体做等温变化，根据求解氧气瓶气体经过调节器调节体积 ；
（3）根据数学知识求解氧气被完全吸完需要时间 。
（1）该处的压强为
（2）氧气瓶气体经过调节器时满足等温变化，有
解得
（3）留给潜水员吸入氧气为
被完全吸完时间为
14．（2024高三上·广东开学考）真空管道超导磁悬浮列车由西南交通大学在2000年研制成功。抽象模型如图（a）所示，甲表示磁悬浮列车，左侧固定一竖直挡板，质量为，长为，正以速度向右运动；时刻，一质量的物块乙由静止放在车的右端，当乙碰撞甲左侧的挡板时则粘在一起，碰撞前甲、乙运动过程图像如图（b）所示。乙可视为质点，不考虑磁悬浮列车与轨道间的摩擦力，重力加速度取，求：
（1）甲和乙之间的动摩擦因数；
（2）甲、乙在碰撞过程中系统损失的机械能。
【答案】（1）解：由图（b）可得，乙做初速度为0的匀加速直线运动；对乙有
故图线的斜率为
解得
对乙，水平方向，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）解：最终甲、乙速度相等，对甲、乙整体，由动量守恒定律可得
解得
整个过程中系统损失的机械能一部分转化为摩擦生热，一部分为碰撞过程损失，由能量守恒可得
解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】本题主要考查动量守恒在滑块模型中的应用，利用图像分析物体运动状态，结合牛顿第二定律、动量守恒和能量守恒解答。
（1）根据可知图像的斜率表示2a，根据图像求得乙的加速度 ；
（2） 甲、乙在碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒列式求得碰后甲、乙速度，再根据能量守恒列式求得系统损失的机械能 。
（1）由图（b）可得，甲做匀减速直线运动，乙做初速度为0的匀加速直线运动；对乙有
故图线的斜率为
可知
对乙受力分析可得
解得
（2）最终甲、乙速度相等，由动量守恒定律可得
解得
整个过程中系统损失的机械能一部分转化为摩擦生热，一部分为碰撞过程损失，有
解得
15．（2024高三上·广东开学考）如图（a）所示，在矩形MNPQ区域内存在周期性变化的匀强电场，电场的变化规律如图（b）所示，电场方向由M指向N时为正方向。在MQ上方存在方向垂直纸面向里的磁场区域1，NP下方存在方同垂直纸面向外的磁场区域Ⅱ，磁感应强度大小均为B且磁场区域足够大。在MN的中点S处有一电子发射源，能源源不断地发出质量为m、电荷量为-e、速度方向与MN垂直、大小为v0的电子。QP上有一电子吸收板。已知，MN=d，MQ=2d，，，，且电子重力不计。
（1）若t=0时刻发出的电子恰好能经过MQ的中点，求E0的大小；
（2）求第（1）间中的电子最终打在吸收板上的位置；
（3）若所有从电子源发出的电子都不会从MQ和NP边界进入磁场，请求出满足该情况的E0的取值范围，并论证在此情况下所有电子打在吸收板上时的速度均相同。
【答案】（1）解：垂直MN方向做匀速运动，电子达到MQ中点时所需时间为
由图（b）可知，此过程中电场大小和方向没有发生变化，电子在沿着电场线方向做匀加速直线运动，有
，可得
解得
（2）解：令粒子第一次经过MQ的点为，此时有
故
如图所示
电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得
电子在磁场中运动时间
故有
粒子重新进入电场后向右做匀速直线运动，有
所以电子在电场中运动时电场方向为负方向，且方向未发生变化。因此电子向下做匀加速直线运动，有
因此电子不会进入磁场区域Ⅱ，直接打在吸收板距Q点的距离为处；
（3）解：电子在电场中向右做匀速直线运动，到达吸收板时所需的时间为
所有电子中，，，，，时刻发出的电子在向上或向下的方向上有最大的位移，且
解得
所有粒子在电场中运动的时间均为T，由动量定理可分析在竖直方向上有
故所有打在吸收板上的电子均没有沿电场方向的分速度，即
方向与原方向相同。
【知识点】带电粒子在交变电场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】本题考查带电粒子在复合场中的运动，关键是分析带电粒子在各时间段内的受力情况和运动情况，正确画出轨迹，根据牛顿第二定律结合运动学公式和几何关系求解。
(1)0～1s内无磁场，小球在电场力作用下做类平抛运动，垂直电场方向做匀速运动，沿电场方向做匀加速运动，根据计算电子在电场中运动时间，根据、、 求解E0的大小 ；
(2)根据运动的合成与分解求得电子进入磁场的速度与MQ的夹角和速度，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹根据洛伦兹力提供向心力和几何知识求解第（1）间中的电子最终打在吸收板上的位置；
(3) 电子在垂直电场方向做匀速直线运动，根据计算电子到达由时间，沿电场方向做匀变速运动， 因为所有从电子源发出的电子都不会从MQ和NP边界进入磁场，所以电子到达MQ和NP边界时沿电场方向速度为零，根据交变电场中的特点结合动量定理求解 E0的取值范围，证明在此情况下所有电子打在吸收板上时的速度均相同。
（1）电子达到MQ中点时所需时间为
此过程中电场方向没有发生变化，电子在沿着电场线方向做匀加速直线运动，有
解得
（2）令粒子第一次经过MQ的点为F，此时有
故
如图所示
电子在磁场中做匀速圆周运动，有
解得
，
故有
，
粒子重新进入电场后向右做匀速直线运动，有
所以电子在电场中运动时电场方向为负方向，且方向未发生变化。因此电子向下做匀加速直线运动，有
因此电子不会进入磁场区域Ⅱ，直接打在吸收板距Q点的距离为处；
（3）电子在电场中向右做匀速直线运动，到达吸收板时所需的时间为
所有电子中，，，，，时刻发出的电子在向上或向下的方向上有最大的位移，且
解得
所有粒子在电场中运动的时间均为T，由动量定理可分析在竖直方向上有
故所有打在吸收板上的电子均没有沿电场方向的分速度，即
方向与原方向相同。
1 / 1广东金太阳2024-2025学年高三上学期8月大联考物理试题
1．（2024高三上·广东开学考）近代科学家发现了质子和中子等微观粒子，促进了对原子核的认识和利用。下列四个核反应方程式中都有中子，我国利用中子进行核裂变发电的反应方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（2024高三上·广东开学考）我国极地科考破冰船“雪龙2号”总长122.5米，某次破冰作业时，船做直线运动过程画成如图图像，下列说法正确的是（ ）
A．这个过程不能把破冰船视为质点
B．匀加速过程的加速度大小为
C．匀加速过程比匀减速过程的平均速度大
D．破冰的总长度达到22400m
3．（2024高三上·广东开学考）6月25日，嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品，精准着陆在内蒙古四子王旗，任务取得圆满成功。已知月球的半径为，月球表面的重力加速度为，关于嫦娥六号返回过程的论述，正确的是（ ）
A．只要速度达到，就能从月球返回地球
B．在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则周期越小
C．在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则角速度越小
D．返回器进入地球大气层打开降落伞做减速运动，则月球背面样品处于失重状态
4．（2024高三上·广东开学考）2024年6月30日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为，由10根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为（右图其他8根没有画出），每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为（，绳的质量忽略不计）（ ）
A． B． C． D．
5．（2024高三上·广东开学考）如图，汽车沿直线以速度v匀速行驶过程中，车中水泥混凝土搅拌运输罐也同时以角速度ω匀速转动。取罐内一块质量为m的石头，石头与它做匀速圆周运动平面上圆心的距离为R，则石头所需的向心力的大小为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高三上·广东开学考）如图，在边长为L的立方体的顶点处固定电量为的点电荷。下列说法正确的是（ ）
A．D与处的电场强度方向相同 B．A与B处的电场强度大小相等
C．处比处的电势高 D．平面为等势面
7．（2024高三上·广东开学考）某同学用红色光从真空对着一正方体透明玻璃砖的AB边似与法线成角大射，在玻璃砖内AD边的中点发生全反射，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该光线还会在CD边全反射
B．该光线不会在CD边全反射，出射光线与开始入射的光线平行
C．若角度增大到一定程度，则会在AB边全反射
D．若角不变，换用折射率大一点的紫色光入射，则在AD边全反射点下移靠近D点
8．（2024高三上·广东开学考）如图甲所示，艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒沿竖直方向上下抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷，同时彩带上的波浪向前传播，把这样的波浪看成简谐横波，图乙描述了时刻的波形图，该列波沿x轴正方向传播，传播速度为。P、Q是x轴上分别位于处的两个质点，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为8m，频率为2Hz
B．经过1s，质点Q沿x轴负方向移动了4m
C．时，质点P的速度方向沿y轴正方向
D．时，质点P的加速度比质点Q的大
9．（2024高三上·广东开学考）1月3日，由我国自主研制的AG60E电动飞机在千岛湖通用机场圆满完成首飞。其依靠电动机而非内燃机工作，工作原理可简化如图，通过电刷和换向环电流总是从矩形线框右侧导线流入、左侧导线流出，电路电流恒为i，匀强磁场的磁感应强度为B，线框的匝数为N，左边长为L，则在图示位置时（ ）
A．线框将沿顺时针方向转动
B．线框将沿逆时针方向转动
C．左侧导线受到的安培力大小为NBiL
D．线框转过时左侧导线受到的安培力大小为
10．（2024高三上·广东开学考）无线充电技术已应用于新能源汽车领域，其工作原理如图所示，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，供电线圈和受电线圈各串一个保护电阻R，当两个线圈靠近时可实现无线充电。当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．ab端的输入功率大于12kW
B．无线充电原理与变压器的原理相同
C．供电线圈和受电线圈匝数比一定为19∶30
D．若输入端ab接上380V稳恒直流电，则不能正常充电
11．（2024高三上·广东开学考）某同学设计如图甲所示的实验电路来测量铜丝的电阻率。铜丝接入电路的长度，由于铜丝的电阻太小，通过串联电阻箱选择适当的电阻，使电压表读数范围较大，电压表内阻不影响测量结果。
（1）图乙是用螺旋测微器测量铜丝直径时的示意图，可读得 mm；
（2）闭合开关S之前，滑动变阻器的触片P应滑在最 （填“左”或“右”）端；
（3）电阻箱取值，触片P调至适当位置，闭合开关S，电压表示数为2.80V，电流表示数为0.40A.则铜丝的电阻 （保留2位有效数字）；
（4）该铜丝此时的电阻率 （保留2位有效数字）。
12．（2024高三上·广东开学考）在探究平抛运动和动量守恒定律的实验中，请完成如下的操作：
（1）将三块强力小磁块用强力胶水（201）粘在铝轨道上，待胶水变干，将做好的导轨贴在黑板上，如图甲，调节导轨末段
（2）同理，制作线槽，将做好的线槽贴在黑板上，如图甲，调节线槽 。
（3）让一个小钢球从铝轨道斜面某点P由静止释放，记下它落在线槽上的位置，记为A；用刻度尺测量球飞出时的竖直高度，记为h，又测量飞出的水平距离OA，记为，如图乙，重力加速度取g，则小球做平抛运动的初速度 。
（4）把另一个大小相同的小木球置于导轨末段，让小钢球从铝轨道斜面点P由静止释放，记下它们落在线槽上的位置B、C，用刻度尺测量飞出的水平距离OB、OC，记为，记为，如图乙，若碰撞过程动量守恒，则小钢球与小木球的质量之比等于 ，实验的误差可能来自 。
13．（2024高三上·广东开学考）如图，潜水员背上的氧气瓶中的气体压强，体积；在深度处作业，如果要吸入氧气，需要用调节器将氧气的压强降低到与该处海水的压强相等。已知水面的大气压强，海水密度取，重力加速度取，调节器调节过程气体的温度保持不变。
（1）该处海水的压强等于多少Pa；
（2）氧气瓶气体经过调节器调节体积可达到多少L；
（3）调节器调节的氧气中80%被潜水员吸入，同时20%从调节器上冒泡排掉，潜水员每分钟需要吸氧2L，则氧气被完全吸完需要多少分钟。
14．（2024高三上·广东开学考）真空管道超导磁悬浮列车由西南交通大学在2000年研制成功。抽象模型如图（a）所示，甲表示磁悬浮列车，左侧固定一竖直挡板，质量为，长为，正以速度向右运动；时刻，一质量的物块乙由静止放在车的右端，当乙碰撞甲左侧的挡板时则粘在一起，碰撞前甲、乙运动过程图像如图（b）所示。乙可视为质点，不考虑磁悬浮列车与轨道间的摩擦力，重力加速度取，求：
（1）甲和乙之间的动摩擦因数；
（2）甲、乙在碰撞过程中系统损失的机械能。
15．（2024高三上·广东开学考）如图（a）所示，在矩形MNPQ区域内存在周期性变化的匀强电场，电场的变化规律如图（b）所示，电场方向由M指向N时为正方向。在MQ上方存在方向垂直纸面向里的磁场区域1，NP下方存在方同垂直纸面向外的磁场区域Ⅱ，磁感应强度大小均为B且磁场区域足够大。在MN的中点S处有一电子发射源，能源源不断地发出质量为m、电荷量为-e、速度方向与MN垂直、大小为v0的电子。QP上有一电子吸收板。已知，MN=d，MQ=2d，，，，且电子重力不计。
（1）若t=0时刻发出的电子恰好能经过MQ的中点，求E0的大小；
（2）求第（1）间中的电子最终打在吸收板上的位置；
（3）若所有从电子源发出的电子都不会从MQ和NP边界进入磁场，请求出满足该情况的E0的取值范围，并论证在此情况下所有电子打在吸收板上时的速度均相同。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子核的人工转变；核裂变；核聚变
【解析】【解答】核裂变是指重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多的中等大小的原子核，A选项是轻核聚变，C、D选项都是人工核反应。故B正确。
故选B。
【分析】本题主要考查核裂变方程的判断，铀核裂变是通过一个中子轰击铀核，产生3个中子。
2．【答案】D
【知识点】质点；平均速度；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.冰面的长度远大于船体长度，冰船大小可以忽略，故可将破冰船视为质点，故A错误；
B．匀加速过程中的加速度的大小为
故B错误；
C．匀加速过程和匀减速过程，平均速度相同，都等于
故C错误。
D．破冰船在此过程的位移为
故D正确；
故选D。
【分析】本题主要考查图像的应用，图像的斜率表示加速度，图线与坐标轴围成的面积表示位移。
任何物体，只要大小和形状对研究的问题的影响可以忽略都可以看做质点； 根据图像结合求解 匀加速过程的加速度大小；根据图像结合求解匀加速过程和匀减速过程的平均速度；根据图像求得0—3.6s的面积，进而求得破冰的总长度 。
3．【答案】C
【知识点】超重与失重；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．对月球进行分析，在月球表面万有引力等于重力提供向心力，有
，
解得
该速度是月球的第一宇宙速度，以该速度发射可以在月球表面环绕月球飞行。但要返回地球需要脱离月球的束缚，要以大于月球第二宇宙速度发射才能实现，故A错误；
B．根据
解得
可知，轨道高度越高， 嫦娥六号运转周期越大，故B错误；
C．根据
可得
可知，在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则角速度越小，故C正确；
D．打开降落伞做减速运动的过程中，加速度方向竖直向上，样品处于超重状态，故D错误。
故选C。
【分析】月球的第一宇宙速度是卫星环绕月球表面飞行最大速度，发射卫星的最小速度。要脱离月球的束缚，要以大于月球第二宇宙速度发射才能实现；在月球表面上，根据万有引力等于重力，万有引力提供向心力，根据列式求解运转周期、角速度与高度的关系；加速度向上是超重，加速度向下是失重。
解答本题时，要掌握万有引力等于重力，以及万有引力提供向心力这两条重要思路，并能灵活运用。
4．【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】每根绳的最大拉力为，则10根绳的竖直方向合力为
对巨型钢圆筒，由牛顿第二定律有
解得
故A正确，BCD错误；
选故A。
【分析】本题主要考查牛顿第二定律的简单应用，先求得绳子最大拉力竖直方向的合力，再以巨型钢圆筒为对象，由牛顿第二定律列式求解起吊过程的最大加速度 。
5．【答案】B
【知识点】向心力
【解析】【解答】石头同时参与两个方向的运动，一是和汽车一起以速度v向前做匀速直线运动，二是绕圆心做匀速圆周运动，匀速直线运动不需要向心力，故石头所需的向心力的大小为
故B正确，ACD错误；
故选B。
【分析】本题主要考查向心力的计算，做匀速圆周运动的物体，合力提供向心力，根据得到向心力大小。
6．【答案】C
【知识点】点电荷的电场；电势；等势面
【解析】【解答】A.正点电荷周围电场线由正电荷指向无穷远，所以处电场强度方向沿指向，处的电场强度方向沿指向，故A错误；
B.由几何知识可得
，
由点电荷场强公式
可得，A处电场强度的大小为
B处电场强度的大小为
可知A与处的电场强度大小不相等，故B错误；
C.根据正点电荷周围电场线分布可知，正点电荷周围的电势由正电荷到无穷远逐渐降低，到点电荷的距离小于到点电荷的距离，故的电势更高，故C正确；
D.因为平面内的点与点电荷间的距离有相同的点，由距离不同的点，电势有相同的点，也有不同的点，故平面不是等势面，故D错误。
故选C。
【分析】本题主要考查正点电荷周围电场大小、电势的分布特点，根据正点电荷周围电场线方向和沿着电场线电视逐渐降低判断电场方向、电势的大小；等势面是电势相等的点组成的面。
7．【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】AB．如图所示
红色光线从玻璃砖内通过边发生折射时，入射角与光线从边入射发生折射时的折射角相同，根据光路可逆原理，光线一定会从边出射，且折射角为，从边出射的光线与从边入射的光线不平行，故AB错误；
C．全反射的条件为从光密介质进入光疏介质，光线从空气经过边进入玻璃的过程中从光疏介质进入光密介质，不会发生全反射，故C错误；
D．紫光的折射率大于红光的折射率，再AB界面折射角更小，再AD界面紫光的折射光线较红光的折射光线更低，在边全反射点更靠近点，故D正确。
故选D。
【分析】本题主要考查光的全反射知识，发生全发射的条件为：光从光密介质射入光疏介质，入射角要大于等于临界角。作出光路图，根据发生全发射的条件和几何知识可求解ABC选项；从红光到紫光，频率越来越大，波长越来越小，折射率越来越大。
8．【答案】C,D
【知识点】机械波及其形成和传播；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A．由图乙可知该波的波长为8m，波速为，故波的周期
频率为
故A错误；保存进入下一题
B．质点只会在轴附近做往复运动，不会沿轴运动，故B错误；
C．根据"上坡向下，下坡向上"可知时刻，质点位于平衡位置且沿轴负方向运动，恰好是半个周期，质点先沿轴负方向运动至最大位移后沿轴正方向运动回到平衡位置，故时运动方向为轴正方向，故C正确；
D．时刻，质点位于平衡位置且沿轴负方向运动，质点位于波峰
时，在轴负方向最大位移处，加速度最大且沿轴正方向；在平衡位置，加速度为零，故D正确。
故选CD。
【分析】解决本题的关键是掌握波传播与质点做简谐振动的关系，质点不会随波迁移，因为是受迫振动，所以质点振动的频率与波源频率相等，根据波形平移法可判断质点的振动方向。
9．【答案】A,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】AB．由左手定则可知，左侧导线受到的安培力垂直导线向上，右侧导线受到的安培力垂直导线向下，故线框顺时针转动，故A正确，B错误；
C．图示位置时，满足电流方向和磁场方向相互垂直，左侧导线所受安培力最大，故左侧导线受到的安培力大小为
故C正确；
D．线框转过时，仍满足电流方向与磁场方向垂直，左侧导线受到的安培力大小仍为
故D错误。
故选AC。
【分析】 根据左手定则判断左侧和右侧导线受到的安培力的方向，进而判断线框的运动情况；根据计算安培力的大小。本题主要是考查安培力大小和方向的判断，解答本题的关键是掌握左手定则。
10．【答案】A,B,D
【知识点】电磁感应在生活中的应用；变压器的应用
【解析】【解答】A．电池系统输入功率为
若送电线圈和受电线圈可视为理想变压器，则送电线圈两端的功率
，
根据能量守恒可知
故A正确；
B．无线充电技术利用电磁感应的原理，与变压器的原理相同，故B正确；
C．因，所以
，
故
故C错误；
D．无线充电技术只适用于变化的电流，若用稳恒直流，不能产生电磁感应现象，受电线圈没有感应电流，则无法达到充电的目的，故D正确。
故选ABD。
【分析】本题考查电磁感应现象在生活中的应用，感应电流的产生条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
根据感应电流产生条件，可知当送电线圈中电流产生变化磁场时，受电线圈中才能产生感应电流；根据理想变压器功率关系和能量守恒推导ab端的输入功率与受电线圈功率关系；根据变压器匝数与电压关系得到供电线圈和受电线圈匝数比。
11．【答案】（1）0.150
（2）左
（3）1.5
（4）
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）由图可知
（2）开关S闭合前，为保护电表，应使电路中连入电阻最大，电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据欧姆定律有
可得
（4）由电阻定律
和
解得
【分析】本题主要考查测量铜丝的电阻率的实验。
（1）螺旋测微器读数为固定刻度加上可动刻度，精度为0.01mm，需要估读。
（2）闭合开关之前，电路中电流要最小，电阻要最大。
（3）根据欧姆定律和串并联知识求解铜丝的电阻。
（4）根据电阻定律求解铜丝此时的电阻率。
（1）由图可知
（2）开关S闭合前，应使得电流表和电压表的示数最小，故触片应滑在最左端；
（3）根据公式有
可得
（4）由电阻定律
解得
12．【答案】（1）水平
（2）水平
（3）
（4）；该实验的误差可能来自空气阻力（或测量时产生误差，或读数产生误差）。
【知识点】验证动量守恒定律；研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）将三块强力小磁块用强力胶水（201）粘在铝轨道上，待胶水变干，将做好的导轨贴在黑板上，如图甲，调节导轨末段水平；
（2）同理，制作线槽，将做好的线槽贴在黑板上，如图甲，调节线槽水平；
（3）由平抛运动规律可知
解得
由
解得
（4）设碰后小钢球和小牧求速度分别为、，由动量守恒定律可知
竖直方向做自由落体运动，时间相等，故可得
即
可得小钢球与小木球的质量之比应满足
；
该实验的误差可能来自空气阻力（或测量时产生误差，或读数产生误差）。
（1）（2）为保证小球抛出时速度水平，导轨必须在竖直方向上，末端必须水平；
（3）小球抛出后做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据，计算 小球做平抛运动的初速度；
（4）根据动量守恒定律和平抛运动规律推导小钢球与小木球的质量之比，根据实验过程中因素的分析误差原因。
该题考查探究平抛运动和动量守恒定律的实验 ，理解平抛运动竖直方向和水平方向时间相等是解决问题的关键。
（1）将三块强力小磁块用强力胶水（201）粘在铝轨道上，待胶水变干，将做好的导轨贴在黑板上，如图甲，调节导轨末段水平；
（2）同理，制作线槽，将做好的线槽贴在黑板上，如图甲，调节线槽水平；
（3）由平抛运动规律可知
，
解得
（4）[1]由动量守恒定律可知
将，，代入，可得小钢球与小木球的质量之比应满足
[2]该实验的误差可能来自空气阻力（或测量时产生误差，或读数产生误差）。
13．【答案】（1）解：在深度处的压强为
（2）解：氧气瓶气体经过调节器时做等温变化，有
解得
（3）解：留给潜水员吸入氧气为
被完全吸完时间为
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】本题考查了理想气体的状态方程；根据题意分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，求出气体状态参量，应用理想气体的状态方程即可解题。
（1）根据和海面与深处压强关系求解深处压强；
（2）以氧气瓶内气体为研究对象，气体做等温变化，根据求解氧气瓶气体经过调节器调节体积 ；
（3）根据数学知识求解氧气被完全吸完需要时间 。
（1）该处的压强为
（2）氧气瓶气体经过调节器时满足等温变化，有
解得
（3）留给潜水员吸入氧气为
被完全吸完时间为
14．【答案】（1）解：由图（b）可得，乙做初速度为0的匀加速直线运动；对乙有
故图线的斜率为
解得
对乙，水平方向，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）解：最终甲、乙速度相等，对甲、乙整体，由动量守恒定律可得
解得
整个过程中系统损失的机械能一部分转化为摩擦生热，一部分为碰撞过程损失，由能量守恒可得
解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】本题主要考查动量守恒在滑块模型中的应用，利用图像分析物体运动状态，结合牛顿第二定律、动量守恒和能量守恒解答。
（1）根据可知图像的斜率表示2a，根据图像求得乙的加速度 ；
（2） 甲、乙在碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒列式求得碰后甲、乙速度，再根据能量守恒列式求得系统损失的机械能 。
（1）由图（b）可得，甲做匀减速直线运动，乙做初速度为0的匀加速直线运动；对乙有
故图线的斜率为
可知
对乙受力分析可得
解得
（2）最终甲、乙速度相等，由动量守恒定律可得
解得
整个过程中系统损失的机械能一部分转化为摩擦生热，一部分为碰撞过程损失，有
解得
15．【答案】（1）解：垂直MN方向做匀速运动，电子达到MQ中点时所需时间为
由图（b）可知，此过程中电场大小和方向没有发生变化，电子在沿着电场线方向做匀加速直线运动，有
，可得
解得
（2）解：令粒子第一次经过MQ的点为，此时有
故
如图所示
电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得
电子在磁场中运动时间
故有
粒子重新进入电场后向右做匀速直线运动，有
所以电子在电场中运动时电场方向为负方向，且方向未发生变化。因此电子向下做匀加速直线运动，有
因此电子不会进入磁场区域Ⅱ，直接打在吸收板距Q点的距离为处；
（3）解：电子在电场中向右做匀速直线运动，到达吸收板时所需的时间为
所有电子中，，，，，时刻发出的电子在向上或向下的方向上有最大的位移，且
解得
所有粒子在电场中运动的时间均为T，由动量定理可分析在竖直方向上有
故所有打在吸收板上的电子均没有沿电场方向的分速度，即
方向与原方向相同。
【知识点】带电粒子在交变电场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】本题考查带电粒子在复合场中的运动，关键是分析带电粒子在各时间段内的受力情况和运动情况，正确画出轨迹，根据牛顿第二定律结合运动学公式和几何关系求解。
(1)0～1s内无磁场，小球在电场力作用下做类平抛运动，垂直电场方向做匀速运动，沿电场方向做匀加速运动，根据计算电子在电场中运动时间，根据、、 求解E0的大小 ；
(2)根据运动的合成与分解求得电子进入磁场的速度与MQ的夹角和速度，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹根据洛伦兹力提供向心力和几何知识求解第（1）间中的电子最终打在吸收板上的位置；
(3) 电子在垂直电场方向做匀速直线运动，根据计算电子到达由时间，沿电场方向做匀变速运动， 因为所有从电子源发出的电子都不会从MQ和NP边界进入磁场，所以电子到达MQ和NP边界时沿电场方向速度为零，根据交变电场中的特点结合动量定理求解 E0的取值范围，证明在此情况下所有电子打在吸收板上时的速度均相同。
（1）电子达到MQ中点时所需时间为
此过程中电场方向没有发生变化，电子在沿着电场线方向做匀加速直线运动，有
解得
（2）令粒子第一次经过MQ的点为F，此时有
故
如图所示
电子在磁场中做匀速圆周运动，有
解得
，
故有
，
粒子重新进入电场后向右做匀速直线运动，有
所以电子在电场中运动时电场方向为负方向，且方向未发生变化。因此电子向下做匀加速直线运动，有
因此电子不会进入磁场区域Ⅱ，直接打在吸收板距Q点的距离为处；
（3）电子在电场中向右做匀速直线运动，到达吸收板时所需的时间为
所有电子中，，，，，时刻发出的电子在向上或向下的方向上有最大的位移，且
解得
所有粒子在电场中运动的时间均为T，由动量定理可分析在竖直方向上有
故所有打在吸收板上的电子均没有沿电场方向的分速度，即
方向与原方向相同。
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