2025届广西壮族自治区高三上学期10月摸底测试物理试题
1．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）重氢和超重氢在一定条件下会发生聚合反应并产生巨大能量，核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X是电子
B．该反应为裂变
C．该反应为原子弹的核反应方程
D．反应前、后核子的平均质量减小
2．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色滤光片，在光屏上形成了清晰的蓝色干涉条纹。现仅将光源与单缝之间的蓝色滤光片换为红色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹消失 B．干涉条纹间距变大
C．中央条纹变成暗条纹 D．彩色条纹中的红色条纹消失
3．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有两个小球。当它们处于平衡状态时，碗内质量为m的小球和O点的连线与竖直方向的夹角为30°，另一小球静止于空中，两小球均视为质点，碗外小球的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图甲所示，一列简谐横波在均匀介质中沿直线向右传播，选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为a。t=0时刻该波传播到质点1，且质点1开始向下运动，t0时刻该波第一次出现如图乙所示的波形，则该简谐横波的波速为（ ）
A． B． C． D．
5．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图甲所示，宇宙中某恒星系统由两颗互相绕行的中央恒星组成，它们被气体和尘埃盘包围，呈现出“雾绕双星”的奇幻效果。该恒星系统可简化为如图乙所示的模型，质量不同的恒星A、B绕两者连线上某点做匀速圆周运动，测得其运动周期为T，恒星A、B的总质量为M，已知引力常量为G，则恒星A、B的距离为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）真空中存在沿轴正方向的匀强电场，氦核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。则氦核与氘核（ ）
A．在电场中运动时的加速度相同 B．射入电场时的初速度相同
C．射入电场时的初动能相等 D．射入电场时的初动量相同
7．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，一小球从弹簧正上方自由下落，小球与弹簧作用过程中，弹簧始终在弹性限度内，小球的最大加速度为重力加速度的2倍，则小球第一次下落到最低点的过程中，小球的加速度a随时间t变化的图像可能是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）火车速度的提高易使外轨受损，提速后为解决火车转弯时对外轨的磨损问题，下列可行的措施有（ ）
A．增大弯道半径 B．减小弯道半径
C．适当减小内、外轨道的高度差 D．适当增大内、外轨道的高度差
9．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）质点A沿x轴正方向做匀速直线运动，当质点A经过坐标原点O时，质点B从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，两质点的速度v与位置坐标x的关系图像如图所示，两图像的交点坐标为，下列说法正确的是（ ）
A．质点B的加速度大小为
B．两质点在处相遇
C．质点B加速后追上质点A
D．质点B追上质点A时的速度大小为12m/s
10．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）光滑绝缘水平面上存在一直角坐标系xOy，在范围内有一有界匀强磁场区域，其下边界与x轴重合，上边界满足曲线方程，磁感应强度大小为4T，方向垂直纸面向里。边长为0.4m、总电阻为1Ω的正方形导线框在拉力F的作用下，以10m/s的速度沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，下列说法正确的是（ ）
A．拉力的最大值为6.4N B．A、D两端的最大电压为2V
C．线框产生的热量为1.28J D．拉力做的功为2.56J
11．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，让半径为r的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的遮光时间t，用刻度尺测量出A、B之间的距离h。回答下列问题：
（1）该实验 （填“需要”或“不需要”）测量小球的质量。
（2）小球通过光电门时的速度大小v = （用题中所给字母表示）。
（3）若实验过程中小球的机械能守恒，则当地的重力加速度大小g = （用题中所给字母表示）。
12．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量一节7号干电池的电动势E和内阻r，提供的实验器材有：
A．电流表A（量程为0~0.6A，内阻为1.0Ω）；
B．电压表V（量程为0~3.0V，内阻约为3kΩ）；
C．滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流为1A）；
D．定值电阻；
E．开关与导线若干；
F．待测7号干电池一节。
（1）当电流表满偏时，通过干电池的电流为 A。
（2）移动滑动变阻器的滑片，多次测量，得到多组电流表和电压表的示数I、U，作出的图像如图乙所示，则干电池的电动势 V，内阻 。（结果均保留一位小数）
13．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）某物理探究小组设计了一款火警报警装置，其原理图如图所示，固定在水平地面上的导热汽缸内，质量、横截面积的活塞密封一定质量的理想气体，起初环境的热力学温度，活塞距汽缸底部的高度，当环境的热力学温度缓慢达到时，表面涂有导电物质的活塞恰好与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声，不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强，取重力加速度大小。求：
（1）起初缸内气体的压强；
（2）起初活塞到两触点的距离d。
14．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，在矩形ABCD区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，AD边长为L，AB边长为。一质量为m、带电荷量为q的正粒子从A点沿纸面以与AD成30°角的方向射入磁场，粒子在磁场中运动的轨迹恰好与CD相切，不计粒子所受的重力。
（1）求粒子射入磁场时的速度大小；
（2）求粒子在磁场中运动的时间t；
（3）若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，求粒子在磁场中运动的最长时间。
15．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，光滑曲面PO和一条水平轨道ON平滑连接，水平轨道右侧固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时左端恰好位于M点。一质量的物块A从距离地面高处由静止滑下，与静止在O点、质量的物块B发生碰撞。已知水平轨道OM的长度，两物块与OM段之间的动摩擦因数均为，水平轨道其余部分光滑，物块A、B均可视为质点，碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，取重力加速度大小，求：
（1）弹簧具有的最大弹性势能；
（2）两物块第二次碰撞后物块B的速度；
（3）最终物块A、B之间的距离d。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】核聚变
【解析】【解答】AB． 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒，可以推断出X的质量数为1，电荷数为0，因此X是中子，而不是电子， X是中子，该反应为聚变反应，故AB错误；
C．该反应为聚变反应，而原子弹的核反应方程为裂变方程，故C错误；
D．由于该反应会释放出能量，根据爱因斯坦的质能方程可知，存在质量亏损，由于反应前、后核子数保持不变，所以反应前、后核子的平均质量减小，故D正确。
故选D。
【分析】 核反应是两个轻核（重氢和超重氢）结合成一个质量较大的核（氚核）和一个中子，同时释放出能量，这种反应属于聚变反应 。
2．【答案】B
【知识点】光的双缝干涉；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】ACD． 干涉条纹的形成与光的波动性有关，只要光源发出的光具有波动性，且满足干涉条件（如频率相同、振动方向相同、相位差恒定等），就可以形成干涉条纹。因此，在光源与单缝之间换上红色滤光片后，虽然光的颜色改变了，但只要光仍然具有波动性并满足干涉条件，干涉条纹就不会消失 。仅将光源与单缝之间的蓝色滤光片换为红色滤光片，则在光屏上形成红色干涉条纹，中央条纹仍为亮条纹，故ACD错误；
B．根据
由于红色光的波长大于蓝色光的波长，所以干涉条纹间距变大，故B正确。
故选B。
【分析】满足干涉条件（如频率相同、振动方向相同、相位差恒定等），就可以形成干涉条纹。结合条纹中心间距公式分析。
3．【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分 析，利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平 衡方程进行解答。
设碗外小球的质量为M，根据受力平衡可得，细线的拉力
以碗内小球为对象，设小球受到碗的支持力为N，根据受力平衡可得
，
解得
联立可得，碗外小球的质量为
故选B。
【分析】题中装置处于静止状态，两个小球的合力均为零．先对碗外小球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再对碗内小球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解。
4．【答案】C
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】首先，根据题目描述和图示，我们知道在t=0时刻，波传播到质点1，且质点1开始向下运动。由于波是向右传播的，所以质点1的振动方向是向下的。根据题意可知
波长为
所以
故选C。
【分析】 先根据“上下坡”法或“同侧法”判断质点振动情况，再根据波长、波速和频率的关系求解。
5．【答案】A
【知识点】双星（多星）问题
【解析】【解答】双星系统是一个稳定的系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，角速度相等，周期性等，彼此之间的万有引力提供向心力。根据万有引力提供向心力可得
又
联立可得
故选A。
【分析】双星系统的恒星周期相等，根据万有引力提供向心力可解得。
6．【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A． 氦核与氘核的电荷数不同，质量数也不同。在匀强电场中，它们受到的电场力不同。根据牛顿运动定律有
解得
由于氦核与氘核的比荷相同，则氦核与氘核在电场中运动时的加速度相同，故A正确；
B． 从轨迹图可以看出，氦核和氘核在相同的时间（加速度相同，竖直方向初速度相同，沿Y轴位移相同则时间相同）内沿x轴方向的位移不同，说明它们的初速度不同。
故B错误；
C．若射入电场时的初动能相同，根据
则
故C正确；
D．根据类平抛运动的特点，结合动量的计算公式得出粒子的初动量关系。若射入电场时的初动量相同，根据
则
故D错误。
故选AC。
【分析】 根据牛顿第二定律结合荷质比得出粒子的加速度关系；根据类平抛运动的特点，结合图像的物理意义得出粒子的初速度的关系。
7．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】 我们来分析小球的运动过程。小球从弹簧正上方自由下落，开始阶段只受重力作用，因此加速度为重力加速度，且方向向下。随着小球与弹簧的接触，弹簧开始被压缩，产生向上的弹力。这个弹力随着弹簧的压缩量增大而增大。依题意，小球接触弹簧前做自由落体运动，加速度为重力加速度，接触弹簧后受弹簧弹力与重力共同作用，当弹力与重力等大时，加速度为零，由运动的对称性可知从接触弹簧开始到加速度为零与从加速度为零到加速度大小再次为重力加速度为止，加速度随时间的变化情况具有对称性，且为非线性关系。
故选B。
【分析】 当弹力小于重力时，小球仍然向下加速，但加速度逐渐减小（因为弹力在增大，抵消了一部分重力）。当弹力等于重力时，小球达到一个平衡状态，此时加速度为零。随后，弹力继续增大并超过重力，小球开始受到向上的合力作用，因此加速度方向向上，并且逐渐增大。当小球运动到最低点时，弹簧压缩量最大，弹力也最大，此时小球的加速度达到最大值。根据题目条件，这个最大加速度是重力加速度的倍，即。
8．【答案】A,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】 火车在转弯时，为了保持稳定的行驶，需要有一个向心力来使其沿着弯道行驶而不冲出轨道。这个向心力是由火车的重力和支持力的合力提供的，而支持力是由内外轨的高度差产生的。火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图所示
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选AD。
【分析】当火车对外轨无侧压力时，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律进行分析。
9．【答案】A,D
【知识点】追及相遇问题
【解析】【解答】A．质点B从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，根据
将代入解得
故A正确；
B． 两质点的速度与位置坐标的关系图像的交点表示在同一位置两质点的速度相等，但并不意味着两质点在该位置相遇。因为质点A做匀速直线运动，而质点B做匀加速直线运动，它们到达同一位置的时间可能不同。 质点A走到处所用时间为
质点B走到处所用时间为
故两质点在处不会相遇，故B错误；
C．质点B加速后位移根据匀变速直线运动的位移时间关系为
此时间A运动距离为
故C错误；
D．设质点B追上质点A时的速度大小为v，则
解得
故D正确。
故选AD。
【分析】 根据数学知识写出甲的v与x的关系式，再对照速度—位移公式求甲的加速度。根据两质点是否同时到达同一位置来判断是否相遇。结合运动学公式解答。
10．【答案】A,D
【知识点】电磁感应中的磁变类问题；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．线框匀速穿过磁场，当BC边刚进入磁场运动到磁场正中间时，BC边切割磁感线产生的感应电动势最大， 感应电流最大，安培力最大，此时拉力也最大。导线框边进入磁场切割磁感线产生的电动势为
同理可知边进入磁场切割磁感线产生的电动势也为正弦关系，当导线框边或边运动到磁场正中间时，产生的电动势最大，为
此时最大电流为
此时拉力最大，为
故A正确；
B．当边运动到磁场正中间时，A、D两端的电压有最大值，为
故B错误；
CD．根据正弦交变电流有效值规律可得图示电流有效值为
根据焦耳定律求解线框产生的热量，则线框穿过磁场的过程中产生的热量为
根据能量守恒可知，拉力做功为2.56J，故C错误，D正确。
故选AD。
【分析】本题根据闭合电路欧姆定律和切割电动势公式，求最大电压和最大电流；根据交变电流的有效值结合焦耳定律求解线框产生的热量 。
11．【答案】（1）不需要
（2）
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
【解析】【解答】 （1） 在验证机械能守恒定律的实验中，我们主要关注的是小球动能和势能之间的转化关系，而不需要知道小球的确切质量。因为在实际的计算过程中，小球的质量会在等式两边约去，不影响最终的验证结果。所以，该实验不需要测量小球的质量。若小球下落过程中机械能守恒，则
式子的两边可以约掉质量m，所以不需要测量小球的质量。
（2）
小球通过光电门时的速度大小
（3）
若小球在下落过程中机械能守恒，则
所以
【分析】 （1）根据实验原理，结合已有器材，即可判定；
（2） 小球通过光电门时的速度可以通过遮光时间和光电门的宽度（即小球的直径，也就是2r）来计算。根据速度的定义，速度等于位移除以时间。 ；
（3）根据速度公式可以求出小球经过光电门时的速度，从而应用机械能守恒定律求出图象的函数表达式，然后依据图象的斜率，进而求出当地的重力加速度。
（1）若小球下落过程中机械能守恒，则
式子的两边可以约掉质量m，所以不需要测量小球的质量。
（2）小球通过光电门时的速度大小
（3）若小球在下落过程中机械能守恒，则
所以
12．【答案】（1）0.9
（2）1.5；1.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）当电流表满偏时，即电流表的示数达到其最大量程，通过干电池的电流为
（2）当电流表电流为时，电路总电流为
电流表与定值电阻并联后的阻值为
根据闭合电路欧姆定律，电源的电动势E等于电流与电源内阻和路端电压U对应电阻（即外电
阻R）之和的乘积，再加上路端电压U。
可得
根据题U-I图像，我们可以读出图像的斜率和截距。可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
【分析】（1）当电流表满偏时，即电流表的示数达到其最大量程，通过干电池的电流等于全电路总电流；
（2）根据闭合电路欧姆定律，得到U-I函数关系，进而得到U-I图像，我们可以读出图像的斜率和截距。
（1）当电流表满偏时，通过干电池的电流为
（2）[1][2]当电流表电流为时，电路总电流为
电流表与定值电阻并联后的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
13．【答案】（1）解：起初时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
代入数据解得缸内气体的压强
（2）解：活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖—吕萨克定律可得
代入数据解得起初活塞到两触点的距离为
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）对活塞受力分析，根据受力平衡列式得出气体压强的大小。
（2） 活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖—吕萨克定律列式求解。
（1）起初时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
代入数据解得缸内气体的压强
（2）活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖—吕萨克定律可得
代入数据解得起初活塞到两触点的距离为
14．【答案】（1）解：设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，如图所示
根据图中几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
（2）解：根据图中几何关系有
可得
则粒子在磁场中运动的时间为
联立解得
（3）解：若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，当粒子从AB边射出磁场时对应的时间最长，轨迹对应的圆心角为
则有
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】 （1）根据几何关系求解射人磁场的粒子在磁场中运动的轨道半径，再根据牛顿第二定律粒子的速率；
（2） 根据周期公式求解粒子在磁场中运动的周期，根据几何知识求解圆心角，再根据时间与周期的关系求解粒子在磁场中运动的时间；
（3）若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，当粒子从AB边射出磁场时对应的轨迹圆心角最大，时间最长，结合周期公式求解粒子在磁场中运动的时间。
（1）设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，如图所示
根据图中几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
（2）根据图中几何关系有
可得
则粒子在磁场中运动的时间为
联立解得
（3）若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，当粒子从AB边射出磁场时对应的时间最长，轨迹对应的圆心角为
则有
15．【答案】（1）解：设物块A滑到O点时的速度为，由机械能守恒定律可得
解得
A与B发射碰撞，碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，设向右为正方向，则根据动量守恒定律和能量守恒定律可得
解得
对A根据牛顿第二定律结合运动学公式可得A向前运动的距离为
对B分析当弹簧压缩量最大时，B速度为0，根据能量守恒定律可得
解得
（2）解：根据对称性可知B从O到M再从M到A静止的位置根据动能定理可得
解得
两物块第二次碰撞后，设向左为正方向，根据能量守恒以及动量守恒定律可得
解得
（3）解：第二次碰撞后B向右运动，则根据牛顿第二定律结合运动学公式可得B向右运动到静止时其运动距离为
对A碰撞过程中机械能守恒，则可知A从碰撞点先向左运动后滑动到O点向右运动到B点静止的位置，且A运动距离为
设碰撞过程中A速度大小为，根据动能定理可得
解得
第三次碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得
解得
B向前运动的距离为
A向前运动的距离为
故最终物块A、B之间的距离为
【知识点】机械能守恒定律；碰撞模型；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】 （1）物块A从下滑到O点，机械能守恒结合动量守恒定律解答；
（2）分析A和B的运动情况，根据对称性可知B从O到M再从M到A静止的位置根据动能定理可得B的速度，碰撞过程动量守恒，求解 两物块第二次碰撞后物块B的速度 ；
（3）分析B与A的碰撞后的运动情况，根据动能定理分析碰撞次数及停止的位置，得到最终物块A、B之间的距离d。
（1）设物块A滑到O点时的速度为，由机械能守恒定律可得
解得
A与B发射碰撞，碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，设向右为正方向，则根据动量守恒定律和能量守恒定律可得
解得
对A根据牛顿第二定律结合运动学公式可得A向前运动的距离为
对B分析当弹簧压缩量最大时，B速度为0，根据能量守恒定律可得
解得
（2）根据对称性可知B从O到M再从M到A静止的位置根据动能定理可得
解得
两物块第二次碰撞后，设向左为正方向，根据能量守恒以及动量守恒定律可得
解得
（3）第二次碰撞后B向右运动，则根据牛顿第二定律结合运动学公式可得B向右运动到静止时其运动距离为
对A碰撞过程中机械能守恒，则可知A从碰撞点先向左运动后滑动到O点向右运动到B点静止的位置，且A运动距离为
设碰撞过程中A速度大小为，根据动能定理可得
解得
第三次碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得
解得
B向前运动的距离为
A向前运动的距离为
故最终物块A、B之间的距离为
1 / 12025届广西壮族自治区高三上学期10月摸底测试物理试题
1．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）重氢和超重氢在一定条件下会发生聚合反应并产生巨大能量，核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X是电子
B．该反应为裂变
C．该反应为原子弹的核反应方程
D．反应前、后核子的平均质量减小
【答案】D
【知识点】核聚变
【解析】【解答】AB． 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒，可以推断出X的质量数为1，电荷数为0，因此X是中子，而不是电子， X是中子，该反应为聚变反应，故AB错误；
C．该反应为聚变反应，而原子弹的核反应方程为裂变方程，故C错误；
D．由于该反应会释放出能量，根据爱因斯坦的质能方程可知，存在质量亏损，由于反应前、后核子数保持不变，所以反应前、后核子的平均质量减小，故D正确。
故选D。
【分析】 核反应是两个轻核（重氢和超重氢）结合成一个质量较大的核（氚核）和一个中子，同时释放出能量，这种反应属于聚变反应 。
2．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）用双缝干涉实验装置得到自然光的干涉条纹后，在光源与单缝之间加上蓝色滤光片，在光屏上形成了清晰的蓝色干涉条纹。现仅将光源与单缝之间的蓝色滤光片换为红色滤光片，下列说法正确的是（ ）
A．干涉条纹消失 B．干涉条纹间距变大
C．中央条纹变成暗条纹 D．彩色条纹中的红色条纹消失
【答案】B
【知识点】光的双缝干涉；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】ACD． 干涉条纹的形成与光的波动性有关，只要光源发出的光具有波动性，且满足干涉条件（如频率相同、振动方向相同、相位差恒定等），就可以形成干涉条纹。因此，在光源与单缝之间换上红色滤光片后，虽然光的颜色改变了，但只要光仍然具有波动性并满足干涉条件，干涉条纹就不会消失 。仅将光源与单缝之间的蓝色滤光片换为红色滤光片，则在光屏上形成红色干涉条纹，中央条纹仍为亮条纹，故ACD错误；
B．根据
由于红色光的波长大于蓝色光的波长，所以干涉条纹间距变大，故B正确。
故选B。
【分析】满足干涉条件（如频率相同、振动方向相同、相位差恒定等），就可以形成干涉条纹。结合条纹中心间距公式分析。
3．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有两个小球。当它们处于平衡状态时，碗内质量为m的小球和O点的连线与竖直方向的夹角为30°，另一小球静止于空中，两小球均视为质点，碗外小球的质量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分 析，利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平 衡方程进行解答。
设碗外小球的质量为M，根据受力平衡可得，细线的拉力
以碗内小球为对象，设小球受到碗的支持力为N，根据受力平衡可得
，
解得
联立可得，碗外小球的质量为
故选B。
【分析】题中装置处于静止状态，两个小球的合力均为零．先对碗外小球受力分析，受重力和拉力，二力平衡，求出拉力；再对碗内小球受力分析，根据共点力平衡条件列式求解。
4．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图甲所示，一列简谐横波在均匀介质中沿直线向右传播，选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为a。t=0时刻该波传播到质点1，且质点1开始向下运动，t0时刻该波第一次出现如图乙所示的波形，则该简谐横波的波速为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】首先，根据题目描述和图示，我们知道在t=0时刻，波传播到质点1，且质点1开始向下运动。由于波是向右传播的，所以质点1的振动方向是向下的。根据题意可知
波长为
所以
故选C。
【分析】 先根据“上下坡”法或“同侧法”判断质点振动情况，再根据波长、波速和频率的关系求解。
5．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图甲所示，宇宙中某恒星系统由两颗互相绕行的中央恒星组成，它们被气体和尘埃盘包围，呈现出“雾绕双星”的奇幻效果。该恒星系统可简化为如图乙所示的模型，质量不同的恒星A、B绕两者连线上某点做匀速圆周运动，测得其运动周期为T，恒星A、B的总质量为M，已知引力常量为G，则恒星A、B的距离为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】双星（多星）问题
【解析】【解答】双星系统是一个稳定的系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，角速度相等，周期性等，彼此之间的万有引力提供向心力。根据万有引力提供向心力可得
又
联立可得
故选A。
【分析】双星系统的恒星周期相等，根据万有引力提供向心力可解得。
6．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）真空中存在沿轴正方向的匀强电场，氦核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。则氦核与氘核（ ）
A．在电场中运动时的加速度相同 B．射入电场时的初速度相同
C．射入电场时的初动能相等 D．射入电场时的初动量相同
【答案】A,C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转
【解析】【解答】A． 氦核与氘核的电荷数不同，质量数也不同。在匀强电场中，它们受到的电场力不同。根据牛顿运动定律有
解得
由于氦核与氘核的比荷相同，则氦核与氘核在电场中运动时的加速度相同，故A正确；
B． 从轨迹图可以看出，氦核和氘核在相同的时间（加速度相同，竖直方向初速度相同，沿Y轴位移相同则时间相同）内沿x轴方向的位移不同，说明它们的初速度不同。
故B错误；
C．若射入电场时的初动能相同，根据
则
故C正确；
D．根据类平抛运动的特点，结合动量的计算公式得出粒子的初动量关系。若射入电场时的初动量相同，根据
则
故D错误。
故选AC。
【分析】 根据牛顿第二定律结合荷质比得出粒子的加速度关系；根据类平抛运动的特点，结合图像的物理意义得出粒子的初速度的关系。
7．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，一小球从弹簧正上方自由下落，小球与弹簧作用过程中，弹簧始终在弹性限度内，小球的最大加速度为重力加速度的2倍，则小球第一次下落到最低点的过程中，小球的加速度a随时间t变化的图像可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】 我们来分析小球的运动过程。小球从弹簧正上方自由下落，开始阶段只受重力作用，因此加速度为重力加速度，且方向向下。随着小球与弹簧的接触，弹簧开始被压缩，产生向上的弹力。这个弹力随着弹簧的压缩量增大而增大。依题意，小球接触弹簧前做自由落体运动，加速度为重力加速度，接触弹簧后受弹簧弹力与重力共同作用，当弹力与重力等大时，加速度为零，由运动的对称性可知从接触弹簧开始到加速度为零与从加速度为零到加速度大小再次为重力加速度为止，加速度随时间的变化情况具有对称性，且为非线性关系。
故选B。
【分析】 当弹力小于重力时，小球仍然向下加速，但加速度逐渐减小（因为弹力在增大，抵消了一部分重力）。当弹力等于重力时，小球达到一个平衡状态，此时加速度为零。随后，弹力继续增大并超过重力，小球开始受到向上的合力作用，因此加速度方向向上，并且逐渐增大。当小球运动到最低点时，弹簧压缩量最大，弹力也最大，此时小球的加速度达到最大值。根据题目条件，这个最大加速度是重力加速度的倍，即。
8．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）火车速度的提高易使外轨受损，提速后为解决火车转弯时对外轨的磨损问题，下列可行的措施有（ ）
A．增大弯道半径 B．减小弯道半径
C．适当减小内、外轨道的高度差 D．适当增大内、外轨道的高度差
【答案】A,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】 火车在转弯时，为了保持稳定的行驶，需要有一个向心力来使其沿着弯道行驶而不冲出轨道。这个向心力是由火车的重力和支持力的合力提供的，而支持力是由内外轨的高度差产生的。火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图所示
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选AD。
【分析】当火车对外轨无侧压力时，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律进行分析。
9．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）质点A沿x轴正方向做匀速直线运动，当质点A经过坐标原点O时，质点B从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，两质点的速度v与位置坐标x的关系图像如图所示，两图像的交点坐标为，下列说法正确的是（ ）
A．质点B的加速度大小为
B．两质点在处相遇
C．质点B加速后追上质点A
D．质点B追上质点A时的速度大小为12m/s
【答案】A,D
【知识点】追及相遇问题
【解析】【解答】A．质点B从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，根据
将代入解得
故A正确；
B． 两质点的速度与位置坐标的关系图像的交点表示在同一位置两质点的速度相等，但并不意味着两质点在该位置相遇。因为质点A做匀速直线运动，而质点B做匀加速直线运动，它们到达同一位置的时间可能不同。 质点A走到处所用时间为
质点B走到处所用时间为
故两质点在处不会相遇，故B错误；
C．质点B加速后位移根据匀变速直线运动的位移时间关系为
此时间A运动距离为
故C错误；
D．设质点B追上质点A时的速度大小为v，则
解得
故D正确。
故选AD。
【分析】 根据数学知识写出甲的v与x的关系式，再对照速度—位移公式求甲的加速度。根据两质点是否同时到达同一位置来判断是否相遇。结合运动学公式解答。
10．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）光滑绝缘水平面上存在一直角坐标系xOy，在范围内有一有界匀强磁场区域，其下边界与x轴重合，上边界满足曲线方程，磁感应强度大小为4T，方向垂直纸面向里。边长为0.4m、总电阻为1Ω的正方形导线框在拉力F的作用下，以10m/s的速度沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，下列说法正确的是（ ）
A．拉力的最大值为6.4N B．A、D两端的最大电压为2V
C．线框产生的热量为1.28J D．拉力做的功为2.56J
【答案】A,D
【知识点】电磁感应中的磁变类问题；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．线框匀速穿过磁场，当BC边刚进入磁场运动到磁场正中间时，BC边切割磁感线产生的感应电动势最大， 感应电流最大，安培力最大，此时拉力也最大。导线框边进入磁场切割磁感线产生的电动势为
同理可知边进入磁场切割磁感线产生的电动势也为正弦关系，当导线框边或边运动到磁场正中间时，产生的电动势最大，为
此时最大电流为
此时拉力最大，为
故A正确；
B．当边运动到磁场正中间时，A、D两端的电压有最大值，为
故B错误；
CD．根据正弦交变电流有效值规律可得图示电流有效值为
根据焦耳定律求解线框产生的热量，则线框穿过磁场的过程中产生的热量为
根据能量守恒可知，拉力做功为2.56J，故C错误，D正确。
故选AD。
【分析】本题根据闭合电路欧姆定律和切割电动势公式，求最大电压和最大电流；根据交变电流的有效值结合焦耳定律求解线框产生的热量 。
11．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，让半径为r的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的遮光时间t，用刻度尺测量出A、B之间的距离h。回答下列问题：
（1）该实验 （填“需要”或“不需要”）测量小球的质量。
（2）小球通过光电门时的速度大小v = （用题中所给字母表示）。
（3）若实验过程中小球的机械能守恒，则当地的重力加速度大小g = （用题中所给字母表示）。
【答案】（1）不需要
（2）
（3）
【知识点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度
【解析】【解答】 （1） 在验证机械能守恒定律的实验中，我们主要关注的是小球动能和势能之间的转化关系，而不需要知道小球的确切质量。因为在实际的计算过程中，小球的质量会在等式两边约去，不影响最终的验证结果。所以，该实验不需要测量小球的质量。若小球下落过程中机械能守恒，则
式子的两边可以约掉质量m，所以不需要测量小球的质量。
（2）
小球通过光电门时的速度大小
（3）
若小球在下落过程中机械能守恒，则
所以
【分析】 （1）根据实验原理，结合已有器材，即可判定；
（2） 小球通过光电门时的速度可以通过遮光时间和光电门的宽度（即小球的直径，也就是2r）来计算。根据速度的定义，速度等于位移除以时间。 ；
（3）根据速度公式可以求出小球经过光电门时的速度，从而应用机械能守恒定律求出图象的函数表达式，然后依据图象的斜率，进而求出当地的重力加速度。
（1）若小球下落过程中机械能守恒，则
式子的两边可以约掉质量m，所以不需要测量小球的质量。
（2）小球通过光电门时的速度大小
（3）若小球在下落过程中机械能守恒，则
所以
12．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量一节7号干电池的电动势E和内阻r，提供的实验器材有：
A．电流表A（量程为0~0.6A，内阻为1.0Ω）；
B．电压表V（量程为0~3.0V，内阻约为3kΩ）；
C．滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流为1A）；
D．定值电阻；
E．开关与导线若干；
F．待测7号干电池一节。
（1）当电流表满偏时，通过干电池的电流为 A。
（2）移动滑动变阻器的滑片，多次测量，得到多组电流表和电压表的示数I、U，作出的图像如图乙所示，则干电池的电动势 V，内阻 。（结果均保留一位小数）
【答案】（1）0.9
（2）1.5；1.0
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）当电流表满偏时，即电流表的示数达到其最大量程，通过干电池的电流为
（2）当电流表电流为时，电路总电流为
电流表与定值电阻并联后的阻值为
根据闭合电路欧姆定律，电源的电动势E等于电流与电源内阻和路端电压U对应电阻（即外电
阻R）之和的乘积，再加上路端电压U。
可得
根据题U-I图像，我们可以读出图像的斜率和截距。可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
【分析】（1）当电流表满偏时，即电流表的示数达到其最大量程，通过干电池的电流等于全电路总电流；
（2）根据闭合电路欧姆定律，得到U-I函数关系，进而得到U-I图像，我们可以读出图像的斜率和截距。
（1）当电流表满偏时，通过干电池的电流为
（2）[1][2]当电流表电流为时，电路总电流为
电流表与定值电阻并联后的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
13．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）某物理探究小组设计了一款火警报警装置，其原理图如图所示，固定在水平地面上的导热汽缸内，质量、横截面积的活塞密封一定质量的理想气体，起初环境的热力学温度，活塞距汽缸底部的高度，当环境的热力学温度缓慢达到时，表面涂有导电物质的活塞恰好与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声，不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强，取重力加速度大小。求：
（1）起初缸内气体的压强；
（2）起初活塞到两触点的距离d。
【答案】（1）解：起初时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
代入数据解得缸内气体的压强
（2）解：活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖—吕萨克定律可得
代入数据解得起初活塞到两触点的距离为
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）对活塞受力分析，根据受力平衡列式得出气体压强的大小。
（2） 活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖—吕萨克定律列式求解。
（1）起初时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
代入数据解得缸内气体的压强
（2）活塞上升过程，缸内气体等压膨胀，根据盖—吕萨克定律可得
代入数据解得起初活塞到两触点的距离为
14．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，在矩形ABCD区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，AD边长为L，AB边长为。一质量为m、带电荷量为q的正粒子从A点沿纸面以与AD成30°角的方向射入磁场，粒子在磁场中运动的轨迹恰好与CD相切，不计粒子所受的重力。
（1）求粒子射入磁场时的速度大小；
（2）求粒子在磁场中运动的时间t；
（3）若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，求粒子在磁场中运动的最长时间。
【答案】（1）解：设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，如图所示
根据图中几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
（2）解：根据图中几何关系有
可得
则粒子在磁场中运动的时间为
联立解得
（3）解：若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，当粒子从AB边射出磁场时对应的时间最长，轨迹对应的圆心角为
则有
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】 （1）根据几何关系求解射人磁场的粒子在磁场中运动的轨道半径，再根据牛顿第二定律粒子的速率；
（2） 根据周期公式求解粒子在磁场中运动的周期，根据几何知识求解圆心角，再根据时间与周期的关系求解粒子在磁场中运动的时间；
（3）若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，当粒子从AB边射出磁场时对应的轨迹圆心角最大，时间最长，结合周期公式求解粒子在磁场中运动的时间。
（1）设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，如图所示
根据图中几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
（2）根据图中几何关系有
可得
则粒子在磁场中运动的时间为
联立解得
（3）若仅减小粒子射入磁场时的速度大小，当粒子从AB边射出磁场时对应的时间最长，轨迹对应的圆心角为
则有
15．（2024高三上·广西壮族自治区模拟）如图所示，光滑曲面PO和一条水平轨道ON平滑连接，水平轨道右侧固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时左端恰好位于M点。一质量的物块A从距离地面高处由静止滑下，与静止在O点、质量的物块B发生碰撞。已知水平轨道OM的长度，两物块与OM段之间的动摩擦因数均为，水平轨道其余部分光滑，物块A、B均可视为质点，碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，取重力加速度大小，求：
（1）弹簧具有的最大弹性势能；
（2）两物块第二次碰撞后物块B的速度；
（3）最终物块A、B之间的距离d。
【答案】（1）解：设物块A滑到O点时的速度为，由机械能守恒定律可得
解得
A与B发射碰撞，碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，设向右为正方向，则根据动量守恒定律和能量守恒定律可得
解得
对A根据牛顿第二定律结合运动学公式可得A向前运动的距离为
对B分析当弹簧压缩量最大时，B速度为0，根据能量守恒定律可得
解得
（2）解：根据对称性可知B从O到M再从M到A静止的位置根据动能定理可得
解得
两物块第二次碰撞后，设向左为正方向，根据能量守恒以及动量守恒定律可得
解得
（3）解：第二次碰撞后B向右运动，则根据牛顿第二定律结合运动学公式可得B向右运动到静止时其运动距离为
对A碰撞过程中机械能守恒，则可知A从碰撞点先向左运动后滑动到O点向右运动到B点静止的位置，且A运动距离为
设碰撞过程中A速度大小为，根据动能定理可得
解得
第三次碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得
解得
B向前运动的距离为
A向前运动的距离为
故最终物块A、B之间的距离为
【知识点】机械能守恒定律；碰撞模型；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】 （1）物块A从下滑到O点，机械能守恒结合动量守恒定律解答；
（2）分析A和B的运动情况，根据对称性可知B从O到M再从M到A静止的位置根据动能定理可得B的速度，碰撞过程动量守恒，求解 两物块第二次碰撞后物块B的速度 ；
（3）分析B与A的碰撞后的运动情况，根据动能定理分析碰撞次数及停止的位置，得到最终物块A、B之间的距离d。
（1）设物块A滑到O点时的速度为，由机械能守恒定律可得
解得
A与B发射碰撞，碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短，设向右为正方向，则根据动量守恒定律和能量守恒定律可得
解得
对A根据牛顿第二定律结合运动学公式可得A向前运动的距离为
对B分析当弹簧压缩量最大时，B速度为0，根据能量守恒定律可得
解得
（2）根据对称性可知B从O到M再从M到A静止的位置根据动能定理可得
解得
两物块第二次碰撞后，设向左为正方向，根据能量守恒以及动量守恒定律可得
解得
（3）第二次碰撞后B向右运动，则根据牛顿第二定律结合运动学公式可得B向右运动到静止时其运动距离为
对A碰撞过程中机械能守恒，则可知A从碰撞点先向左运动后滑动到O点向右运动到B点静止的位置，且A运动距离为
设碰撞过程中A速度大小为，根据动能定理可得
解得
第三次碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得
解得
B向前运动的距离为
A向前运动的距离为
故最终物块A、B之间的距离为
1 / 1
