广东省广州市顶峰复读校2024-2025学年高三上学期9月开学检测物理试题
一、选择题：
1．（2024高三上·广州开学考）下列说法正确的是（ ）
A．扩散现象是外界作用引起的
B．布朗运动是液体分子的运动
C．悬浮微粒越小，布朗运动越明显
D．温度越低，分子热运动的平均动能越大
【答案】C
【知识点】分子动理论的基本内容；布朗运动
【解析】【解答】A．扩散现象源于物质分子自身的无规则运动 ，并非外界作用导致，故A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体里的固体小微粒做的无规则运动，它是间接体现液体分子的无规则运动，并非液体分子本身的运动，故B错误；
C．悬浮微粒越小，液体分子撞击微粒产生的不平衡越明显，则布朗运动越明显，故C正确；
D．温度是分子热运动平均动能的标志，温度越低，分子热运动的平均动能越小，故D错误。
故答案为：C。
【分析】明确扩散现象是分子自发的无规则运动结果，和外界作用无关；区分布朗运动的研究对象（固体小微粒）与液体分子，理解其反映液体分子运动的间接性；从受力不平衡角度，分析悬浮微粒大小对布朗运动明显程度的影响；牢记温度和分子热运动平均动能的正相关关系（温度越高，平均动能越大；温度越低，平均动能越小 ），以此判断各选项对错。
2．（2024高三上·广州开学考）军队在行军打仗时需要用电台相互联络，为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积 B．减小电容器极板的间距
C．减少自感线圈的匝数 D．提高供电电压
【答案】C
【知识点】电容器及其应用；自感与互感；电磁振荡；LC振荡电路分析
【解析】【解答】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由
减小L和C可以提高f。
AB．由平行板电容器因素决定式
增大电容器极板的正对面积或减小电容器极板的间距，电容C增大，LC振荡电路振荡频率减小，故AB错误；
C．减少自感线圈的匝数，自感系数L减小，LC振荡电路振荡频率增大，故C正确；
D．提高供电电压，不改变LC振荡电路振荡频率，故D错误。
故答案为：C。
【分析】1. 发射能力关联频率：发射能力与振荡频率正相关，需提高频率。
2. 频率公式应用：通过 ，明确减小 或 可提高频率。
3. 电容与电感的控制：利用电容决定式判断 、 对 的影响；利用匝数对 的影响，推导频率变化。
4. 供电电压的作用：供电电压不影响 、，故不改变频率。
3．（2024高三上·广州开学考）南宁南湖公园里的荷花竞相绽放，荷叶上有很多露珠，下列说法正确的是（ ）
A．露珠呈球形是因为露珠受到重力
B．在露珠表面层，水分子间的作用力表现为引力
C．在露珠表面层，水分子间的作用力为0
D．在露珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力
【答案】B
【知识点】液体的表面张力
【解析】【解答】A．露珠呈球形是液体表面张力的作用，并非重力主导，重力主要影响露珠的下落等宏观运动，故A错误；
B.在露珠表面层，水分子分布比内部稀疏，分子间距离大于平衡距离，此时分子间作用力表现为引力，故B正确；
C.表面层水分子分布稀疏，分子间存在相互作用，并非作用力为 0，故 C 错误；
D.如上述分析，表面层分子间作用力是引力，不是斥力，故 D 错误。
故答案为：B。
【分析】A：判断是否混淆表面张力与重力对露珠形态的影响，明确表面张力使露珠球形，重力不主导形态 。
B：看是否掌握表面层分子分布（稀疏）与分子间作用力的关系。
C：依据分子间作用力始终存在，判断 “作用力为0” 错误 。
D：根据表面层分子间距和作用力的对应关系，判断斥力说法错误
4．（2024高三上·广州开学考）下列说法正确的是（ ）
A．重核裂变比轻核聚变更为安全、清洁
B．实物粒子不具有波动性
C．比结合能越小，原子核越稳定
D．黑体可以向外辐射电磁波
【答案】D
【知识点】光的双缝干涉；黑体、黑体辐射及其实验规律；结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】A．轻核聚变产生的放射性废物少，比重核裂变更安全、清洁，所以 “重核裂变比轻核聚变更为安全、清洁” 错误，故A错误；
B．实物粒子具有波粒二象性，电子的双缝干涉实验就证明了实物粒子的波动性，“实物粒子不具有波动性” 错误，故B错误；
C．比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长电磁波，同时自身可以向外辐射电磁波，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A：对比轻核聚变与重核裂变的特点，明确轻核聚变在安全、清洁性上更优，判断 A 错误。
B：依据波粒二象性知识，结合电子双缝干涉实例，判断实物粒子具有波动性，B 错误。
C：理解比结合能与原子核稳定性的正相关关系（比结合能越大越稳定 ），判断 C 错误。
D：把握黑体 “吸收所有入射电磁波、自身能辐射电磁波” 的特性，判断 D 正确。
5．（2024高三上·广州开学考）如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R。原、副线圈的匝数比为1：4。已知，R的最大阻值为50 Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．当时，电流表的示数为4A
B．电源的输出功率变小
C．原线圈输入电压不变
D．理想电压表的读数不变
【答案】A
【知识点】变压器原理；功率及其计算；电路动态分析
【解析】【解答】理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，即
已知，所以，即 ，
原线圈与串联，电源电压，根据电路电压规律
而副线圈电压副 ，又因理想变压器原副
即原副
将、代入原 ，可得
整理得
A、当时，代入上式： ，解得 ，即电流表示数为，故A正确；
BCD.滑动变阻器的滑片向下滑动，减小：由及 ，减小则增大，也增大，
原线圈输入电压
增大，原减小；副线圈电压副原 ，电压表读数减小，故C、D错误；
电源输出功率 ，增大，变大，故B错误。
故答案为：A。
【分析】A：利用理想变压器电流与匝数反比关系，结合原线圈串联电路的电压规律，列方程求解，代入算出副线圈电流，验证A正确。
B：根据电源输出功率 ，分析减小对的影响，判断功率变化，得出B错误。
C：依据原线圈电压原 ，结合变化，判断原线圈输入电压变化，得出C错误。
D：由原、副线圈电压与匝数的正比关系，结合原线圈输入电压变化，判断电压表读数变化，得出D错误。
6．（2024高三上·广州开学考）已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小与通电导线中的电流I成正比，与该点到通电导线的距离r成反比，即，式中k为比例系数，现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置，空间中存在平行于图中菱形PbQa的匀强磁场（图中未画出）。已知菱形PbQa的边长也为L，当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时，P点处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（ ）
A．Q点处的磁感应强度大小为
B．两导线连线中点处的磁感应强度大小为
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．匀强磁场的方向从Q点指向P点
【答案】C
【知识点】磁感应强度；安培定则；通电导线及通电线圈周围的磁场；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】CD．由题意知电流在P点处产生的磁场的磁感应强度大小
由安培定则知导线a和b中的电流在P点处产生的磁场的磁感应强度方向如图所示
由平行四边形定则可知电流产生的合磁场由Q点指向P点，磁感应强度大小仍为，则匀强磁场的磁感应强度方向应由P点指向Q点，且大小为，才能使P点处的磁感应强度恰好为零，故C正确，D错误；
A．同理可知，Q点处的磁感应强度也为零，故A错误；
B．由于两导线连线中点到两导线的距离均为，两导线在该处产生的磁感应强度大小加倍，均为，方向均由Q点指向P点，则两导线连线中点处的合磁感应强度大小为
故B错误。
故答案为：C。
【分析】安培定则：判断单导线在某点的磁场方向（右手螺旋，垂直于电流与点的连线 ）。
矢量叠加：利用平行四边形定则，叠加两导线在 P、Q 点的磁场，确定合磁场大小与方向。
匀强磁场补偿：根据 P 点总磁场为零，推导匀强磁场的大小与方向。
对称点与中点：利用对称性分析 Q 点磁场（总为零 ），中点磁场需重新计算叠加。
7．（2024高三上·广州开学考）劳伦斯发明了回旋加速器，被加速的粒子在一圆形结构里运动，其运动轨迹由磁场控制，通过交变电场给带电粒子加速。图甲是回旋加速器的示意图，粒子出口处如图甲所示。图乙是回旋加速器所用的交变电压随时间的变化规律。某物理学习小组在学习了回旋加速器原理之后，想利用同一回旋加速器分别加速两种带正电的粒子，所带电荷量分别为、，质量分别为、。保持交变电压随时间变化的规律不变，需要调整所加磁场的磁感应强度大小，则下列说法错误的是（ ）
A．所加磁场的磁感应强度大小之比为
B．粒子获得的最大动能之比为
C．粒子的加速次数之比为
D．粒子在回旋加速器中的转动时间之比为
【答案】B
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．所加电压随时间变化的规律不变，则粒子周期满足
周期相同，可得所加磁场的磁感应强度大小之比为
故A正确，不符合题意。
B．由洛伦兹力提供向心力得
可得
可知越大，越大，则的最大值为回旋加速器的半径，则有
，
可得粒子获得的最大动能之比为
又
联立可得
故B错误，符合题意。
C．加速次数满足
可得
又
则粒子的加速次数之比为
故C正确，不符合题意；
D．加速周期满足
加速次数之比为
转动时间为
可得粒子在回旋加速器中的转动时间之比为
故D正确，不符合题意。
故选B。
【分析】1. 回旋加速器的基本原理：利用电场加速带电粒子，磁场偏转粒子使其做圆周运动，反复通过加速电场获得高能量。关键部件：两个D形盒（半圆形电极） + 交变电场 + 匀强磁场。
2. 回旋加速器的周期（T）：粒子在磁场中的回旋周期（完成一个圆周运动的时间），，交变电场的频率必须与粒子回旋频率相同（共振条件），只要 不变，周期 与粒子速度无关。
3、最大动能与磁感应强度关系： 。
4、加速次数，加速次数与电压 成反比，提高电压可减少加速次数。
8．（2024高三上·广州开学考）关于分子热运动，下列说法正确的是（ ）
A．容器内的理想气体静置足够长时间后分子数密度一定保持不变
B．气体膨胀对外做功，分子的平均动能可能不变
C．对于一定质量的理想气体，只要温度降低，其内能就一定减小
D．两个相互接触的物体达到热平衡时，二者一定具有相同的内能
【答案】A,B,C
【知识点】热力学第一定律及其应用；热平衡与热平衡定律；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】A．理想气体静置足够长时间达平衡态，体积、温度、压强均不变，分子数密度（为分子总数，为体积 ），、不变，故分子数密度不变，故A正确；
B．若气体膨胀对外做功的同时吸收热量，根据热力学第一定律，内能可能不变，温度可能不变，平均动能可能不变，故B正确；
C．理想气体分子间相互作用可忽略，内能只与分子平均动能有关（分子势能不计 ）。温度降低，分子平均动能减小，一定质量理想气体的内能就减小，故C正确；
D．两物体达热平衡时，温度相同，但内能分子动能分子势能
还与质量、物质的量等有关，所以内能不一定相同，故D错误。
故答案为：ABC。
【分析】A：抓住平衡态下理想气体状态参量（体积、温度、压强 ）不变，结合分子数密度定义判断。
B：依据热力学第一定律，分析做功、吸放热对内能的影响，再关联温度与分子平均动能的关系判断。
C：明确理想气体内能仅由分子平均动能决定（分子势能可忽略 ），结合温度对分子平均动能的影响判断。
D：理解热平衡的标志是温度相同，区分温度与内能（与质量、物质的量等有关 ）的不同，判断内能不一定相同。
9．（2024高三上·广州开学考）下列有关α粒子散射实验的说法正确的是（ ）
A．在位置③接收到的α粒子最多
B．正电荷均匀分布在原子内
C．在位置①不能接收到α粒子
D．卢瑟福首先进行了α粒子散射研究
【答案】A,D
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】A.原子内部空旷，原子核极小。绝大多数α粒子几乎不偏转，少数较大角度偏转，极少数大角度偏转，位置③对应α粒子几乎不偏转的情况，所以在此接收到的α粒子最多，故A正确。
B.α粒子散射实验表明正电荷集中在原子核，并非均匀分布在原子内，故B错误。
C.虽极少数α粒子大角度偏转，但位置①能接收到α粒子（数量极少 ），故C错误。
D.卢瑟福首先开展α粒子散射实验研究，故D正确。
故答案为：AD。
【分析】A：基于α粒子散射实验中“绝大多数α粒子几乎不偏转”的现象，判断位置③接收粒子最多，A正确。
B：紧扣实验结论“正电荷集中在原子核”，判断“均匀分布”错误，B错误。
C：依据“极少数α粒子大角度偏转”，明确位置①能接收到少量粒子，C错误。
D：牢记α粒子散射实验的研究者是卢瑟福，判断D正确。
10．（2024高三上·广州开学考）如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1：2，AB棒长度为L，CD棒长度为2L，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力F向右拉CD棒，使CD棒向右运动，导轨足够长，磁场区域足够大。下列说法正确的是（ ）
A．稳定后，AB棒向左匀加速运动，CD棒向右匀加速运动，且AB棒的加速度大小是CD棒的加速度大小的2倍
B．稳定后，AB棒向左匀速运动，CD棒向右匀速运动，且AB棒的速度大小是CD棒的速度大小的2倍
C．如果F作用一段时间后，AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为，方向向右
D．当AB棒和CD棒的速度大小均为v时，撤去拉力F后，整个回路产生的焦耳热为
【答案】A,D
【知识点】动量定理；能量守恒定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】AB．F作用后CD棒开始向右加速运动，切割磁感线产生感应电流，棒受安培力向左加速运动，已知棒长度为，则回路中总电动势
开始一段时间棒的速度比棒的速度增大得快，所以增大，增大，两棒所受安培力增大，棒做加速度增大的加速运动，棒做加速度减小的加速运动，当棒加速度等于棒加速度的一半时，不变，电路中电流不变，二者匀加速运动，故A正确，B错误；
C．如果作用一段时间后棒和棒的速度大小均为时撤去拉力棒减速，棒加速，棒速度为棒速度的2倍时，整个回路电动势为零，二者匀速运动。从撤去拉力到二者匀速过程，对于棒，由动量定理有
对于棒，由动量定理有
解得
又因为
所以
故C错误；
D．撤去拉力后到二者匀速过程，由能量守恒定律有
故D正确。
故答案为：AD。
【分析】AB：双棒切割磁感线，电动势叠加，安培力与长度成正比，推导加速度关系。
C：撤去外力后，安培力冲量改变动量，结合稳定条件（电动势为 0 ）联立求解。
D：初始动能减最终动能等于焦耳热，计算热量。
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。
11．（2024高三上·广州开学考）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中的纯油酸体积为，用注射器和量筒测得体积上述溶液有 n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为L。
（1）油酸薄膜的面积 ；
（2）油酸分子的直径是 （用、、、n、S表示）；
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是由于 。
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴
D．油膜中含有大量未溶解的酒精
【答案】（1）
（2）
（3）D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】（1）轮廓包围方格约为119个，故油酸薄膜的面积为
故答案为：。
（2）每滴溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
故答案为：
（3）A．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故A错误；
B．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故B错误；
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏大，计算结果将偏大，C错误；
D．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）通过数方格（半格法 ）估算油膜面积，合理范围取值。
（2）利用“纯油酸体积=溶液体积×浓度”，结合 推导。
（3）分析 纯 和 的测量误差对 的影响（ 与 纯 正相关，与 负相关 ）。
12．（2024高三上·广州开学考）图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
（1）研究此交变电流的波形，发现从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第21个向上的“尖峰”经历的时间为1 min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为 rad/s。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电诚图像，此电流的瞬时值表达式为 A，1 min内电流方向改变 次。
【答案】（1）
（2）；300
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】（1）从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第21个向上的“尖峰”经历的时间为1 min，则周期为
则手摇发电机线圈转动的平均角速度为
。
故答案为：。
（2）由图丙可知则角速度为
则交流电的瞬时值表达式为
；
1min有150个周期，一个周期内电流方向改变2次，因此1min内电流方向改变300次。
故答案为：；300。
【分析】(1)：利用“尖峰”数量差确定周期数，结合总时间算出周期，再用角速度与周期的关系求解。
(2)：由图丙周期算出角速度，结合峰值写瞬时值表达式；
先算1 min 内周期个数，再依据“一个周期方向变次”，求出方向改变总次数。
（1）从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第21个向上的“尖峰”经历的时间为1 min，则周期为
则手摇发电机线圈转动的平均角速度为
（2）[1][2]由图丙可知
则角速度为
则交流电的瞬时值表达式为
[2]1min有150个周期，一个周期内电流方向改变2次，因此1min内电流方向改变300次。
13．（2024高三上·广州开学考）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封玻璃管内部横截面积S=0.2cm2，一长为h=15 cm的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱的长度，此时外界温度。现把容器漫在的热水中，水银柱缓慢上升30 cm后稳定。实验过程中认为大气压没有变化，大气压 （相当于75 cm高汞柱压强）。
（1）容器的容积为多少？
（2）若实验过程中管内气体的内能增加了1.5J。判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。
【答案】（1）解：设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀，升温前温度为
升温后
由盖—吕萨克定律
其中
联立解得
即 容器的容积为 34。
（2）解：气体压强为
因为气体膨胀，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
可得
，即气体从外界吸收热量，热量为。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1)识别气体做等压膨胀，确定初末态温度、体积，应用盖 - 吕萨克定律列方程求解容器容积。
(2)先算气体压强，结合体积变化用求做功（负号表气体对外 ）；
依据热力学第一定律 ，代入、算，判断正负确定吸放热。
（1）设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀，升温前温度为
升温后
由盖—吕萨克定律
其中
联立解得
（2）气体压强为
因为气体膨胀，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
可得
气体从外界吸收热量。
14．（2024高三上·广州开学考）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
（1）b光产生的光电子的最大初动能（结果用eV为单位）；
（2）阴极K的逸出功W（结果用eV为单位）；
（3）反向遏止电压。
【答案】（1）解：对b光产生的光电子分析有
解得
（2）解：对b光的光子，有
所以逸出功为
（3）解：对a光的光子，有
，，
联立解得
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【分析】（1）利用遏止电压与最大初动能的关系 ，直接由图丙读 计算。
（2）氢原子跃迁确定b光光子能量，结合光电效应方程 推导。
（3）先由氢原子跃迁得a光光子能量，再用光电效应方程求a光的 ，由 计算。
15．（2024高三上·广州开学考）如图所示，有两条间距为、足够长的平行导轨固定在水平面上，每条导轨中间都有一段不导电的塑料把导轨分为左、右两部分、其余导轨部分均为可导电金属。左侧的电容器电容为，右侧的电阻阻值为。两根金属棒、的质量分别为和，金属棒的电阻为，的电阻忽略不计，初始时刻两金属棒静止放在塑料材料上。金属棒都与导轨垂直。整个装置放在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。某时刻给金属棒一个大小为、方向向右的初速度，使得金属棒与发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力不计，金属棒与导轨接触良好。求：
（1）碰后金属棒与各自的速度大小；
（2）碰后金属棒在金属导轨上运动的位移大小和金属棒运动过程中电阻上产生的焦耳热；
（3）金属棒最终的速度大小。
【答案】解：（1）对金属棒的碰撞过程用动量守恒定律和机械能守恒定律有
代入数据可求得
，
（2）对碰后金属棒在金属导轨上运动的过程，由动量定理有
，， ，
综上可得
，
由能量守恒定律可知，金属棒及右侧电阻上产生的焦耳热
电阻上产生的焦耳热
（3）电容器电荷量
最终电容器两端电压
对棒应用动量定理有
解得金属棒ab最终的速度大小
【知识点】含容电路分析；碰撞模型；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1） 金属棒与发生弹性碰撞，就有动量守恒定律和机械能守恒定律
， 联立可求解碰后金属棒与各自的速度大小。
（2）碰后金属棒在金属导轨上运动由动量定理列等式： ，安培力：， 感应电流： ， 感应电动势： ，联立可求解位移。由能量守恒定律，金属棒及右侧电阻上产生的焦耳热，电阻上产生的焦耳热
（3）电容器电荷量，最终电容器两端电压，对棒应用动量定理有，可求解金属棒ab最终的速度大小。
1 / 1广东省广州市顶峰复读校2024-2025学年高三上学期9月开学检测物理试题
一、选择题：
1．（2024高三上·广州开学考）下列说法正确的是（ ）
A．扩散现象是外界作用引起的
B．布朗运动是液体分子的运动
C．悬浮微粒越小，布朗运动越明显
D．温度越低，分子热运动的平均动能越大
2．（2024高三上·广州开学考）军队在行军打仗时需要用电台相互联络，为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积 B．减小电容器极板的间距
C．减少自感线圈的匝数 D．提高供电电压
3．（2024高三上·广州开学考）南宁南湖公园里的荷花竞相绽放，荷叶上有很多露珠，下列说法正确的是（ ）
A．露珠呈球形是因为露珠受到重力
B．在露珠表面层，水分子间的作用力表现为引力
C．在露珠表面层，水分子间的作用力为0
D．在露珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力
4．（2024高三上·广州开学考）下列说法正确的是（ ）
A．重核裂变比轻核聚变更为安全、清洁
B．实物粒子不具有波动性
C．比结合能越小，原子核越稳定
D．黑体可以向外辐射电磁波
5．（2024高三上·广州开学考）如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R。原、副线圈的匝数比为1：4。已知，R的最大阻值为50 Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．当时，电流表的示数为4A
B．电源的输出功率变小
C．原线圈输入电压不变
D．理想电压表的读数不变
6．（2024高三上·广州开学考）已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小与通电导线中的电流I成正比，与该点到通电导线的距离r成反比，即，式中k为比例系数，现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置，空间中存在平行于图中菱形PbQa的匀强磁场（图中未画出）。已知菱形PbQa的边长也为L，当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时，P点处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（ ）
A．Q点处的磁感应强度大小为
B．两导线连线中点处的磁感应强度大小为
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．匀强磁场的方向从Q点指向P点
7．（2024高三上·广州开学考）劳伦斯发明了回旋加速器，被加速的粒子在一圆形结构里运动，其运动轨迹由磁场控制，通过交变电场给带电粒子加速。图甲是回旋加速器的示意图，粒子出口处如图甲所示。图乙是回旋加速器所用的交变电压随时间的变化规律。某物理学习小组在学习了回旋加速器原理之后，想利用同一回旋加速器分别加速两种带正电的粒子，所带电荷量分别为、，质量分别为、。保持交变电压随时间变化的规律不变，需要调整所加磁场的磁感应强度大小，则下列说法错误的是（ ）
A．所加磁场的磁感应强度大小之比为
B．粒子获得的最大动能之比为
C．粒子的加速次数之比为
D．粒子在回旋加速器中的转动时间之比为
8．（2024高三上·广州开学考）关于分子热运动，下列说法正确的是（ ）
A．容器内的理想气体静置足够长时间后分子数密度一定保持不变
B．气体膨胀对外做功，分子的平均动能可能不变
C．对于一定质量的理想气体，只要温度降低，其内能就一定减小
D．两个相互接触的物体达到热平衡时，二者一定具有相同的内能
9．（2024高三上·广州开学考）下列有关α粒子散射实验的说法正确的是（ ）
A．在位置③接收到的α粒子最多
B．正电荷均匀分布在原子内
C．在位置①不能接收到α粒子
D．卢瑟福首先进行了α粒子散射研究
10．（2024高三上·广州开学考）如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1：2，AB棒长度为L，CD棒长度为2L，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力F向右拉CD棒，使CD棒向右运动，导轨足够长，磁场区域足够大。下列说法正确的是（ ）
A．稳定后，AB棒向左匀加速运动，CD棒向右匀加速运动，且AB棒的加速度大小是CD棒的加速度大小的2倍
B．稳定后，AB棒向左匀速运动，CD棒向右匀速运动，且AB棒的速度大小是CD棒的速度大小的2倍
C．如果F作用一段时间后，AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为，方向向右
D．当AB棒和CD棒的速度大小均为v时，撤去拉力F后，整个回路产生的焦耳热为
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。
11．（2024高三上·广州开学考）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中的纯油酸体积为，用注射器和量筒测得体积上述溶液有 n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为L。
（1）油酸薄膜的面积 ；
（2）油酸分子的直径是 （用、、、n、S表示）；
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是由于 。
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴
D．油膜中含有大量未溶解的酒精
12．（2024高三上·广州开学考）图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
（1）研究此交变电流的波形，发现从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第21个向上的“尖峰”经历的时间为1 min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为 rad/s。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电诚图像，此电流的瞬时值表达式为 A，1 min内电流方向改变 次。
13．（2024高三上·广州开学考）如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封玻璃管内部横截面积S=0.2cm2，一长为h=15 cm的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱的长度，此时外界温度。现把容器漫在的热水中，水银柱缓慢上升30 cm后稳定。实验过程中认为大气压没有变化，大气压 （相当于75 cm高汞柱压强）。
（1）容器的容积为多少？
（2）若实验过程中管内气体的内能增加了1.5J。判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的大小。
14．（2024高三上·广州开学考）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
（1）b光产生的光电子的最大初动能（结果用eV为单位）；
（2）阴极K的逸出功W（结果用eV为单位）；
（3）反向遏止电压。
15．（2024高三上·广州开学考）如图所示，有两条间距为、足够长的平行导轨固定在水平面上，每条导轨中间都有一段不导电的塑料把导轨分为左、右两部分、其余导轨部分均为可导电金属。左侧的电容器电容为，右侧的电阻阻值为。两根金属棒、的质量分别为和，金属棒的电阻为，的电阻忽略不计，初始时刻两金属棒静止放在塑料材料上。金属棒都与导轨垂直。整个装置放在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。某时刻给金属棒一个大小为、方向向右的初速度，使得金属棒与发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力不计，金属棒与导轨接触良好。求：
（1）碰后金属棒与各自的速度大小；
（2）碰后金属棒在金属导轨上运动的位移大小和金属棒运动过程中电阻上产生的焦耳热；
（3）金属棒最终的速度大小。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】分子动理论的基本内容；布朗运动
【解析】【解答】A．扩散现象源于物质分子自身的无规则运动 ，并非外界作用导致，故A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体里的固体小微粒做的无规则运动，它是间接体现液体分子的无规则运动，并非液体分子本身的运动，故B错误；
C．悬浮微粒越小，液体分子撞击微粒产生的不平衡越明显，则布朗运动越明显，故C正确；
D．温度是分子热运动平均动能的标志，温度越低，分子热运动的平均动能越小，故D错误。
故答案为：C。
【分析】明确扩散现象是分子自发的无规则运动结果，和外界作用无关；区分布朗运动的研究对象（固体小微粒）与液体分子，理解其反映液体分子运动的间接性；从受力不平衡角度，分析悬浮微粒大小对布朗运动明显程度的影响；牢记温度和分子热运动平均动能的正相关关系（温度越高，平均动能越大；温度越低，平均动能越小 ），以此判断各选项对错。
2．【答案】C
【知识点】电容器及其应用；自感与互感；电磁振荡；LC振荡电路分析
【解析】【解答】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由
减小L和C可以提高f。
AB．由平行板电容器因素决定式
增大电容器极板的正对面积或减小电容器极板的间距，电容C增大，LC振荡电路振荡频率减小，故AB错误；
C．减少自感线圈的匝数，自感系数L减小，LC振荡电路振荡频率增大，故C正确；
D．提高供电电压，不改变LC振荡电路振荡频率，故D错误。
故答案为：C。
【分析】1. 发射能力关联频率：发射能力与振荡频率正相关，需提高频率。
2. 频率公式应用：通过 ，明确减小 或 可提高频率。
3. 电容与电感的控制：利用电容决定式判断 、 对 的影响；利用匝数对 的影响，推导频率变化。
4. 供电电压的作用：供电电压不影响 、，故不改变频率。
3．【答案】B
【知识点】液体的表面张力
【解析】【解答】A．露珠呈球形是液体表面张力的作用，并非重力主导，重力主要影响露珠的下落等宏观运动，故A错误；
B.在露珠表面层，水分子分布比内部稀疏，分子间距离大于平衡距离，此时分子间作用力表现为引力，故B正确；
C.表面层水分子分布稀疏，分子间存在相互作用，并非作用力为 0，故 C 错误；
D.如上述分析，表面层分子间作用力是引力，不是斥力，故 D 错误。
故答案为：B。
【分析】A：判断是否混淆表面张力与重力对露珠形态的影响，明确表面张力使露珠球形，重力不主导形态 。
B：看是否掌握表面层分子分布（稀疏）与分子间作用力的关系。
C：依据分子间作用力始终存在，判断 “作用力为0” 错误 。
D：根据表面层分子间距和作用力的对应关系，判断斥力说法错误
4．【答案】D
【知识点】光的双缝干涉；黑体、黑体辐射及其实验规律；结合能与比结合能；核聚变
【解析】【解答】A．轻核聚变产生的放射性废物少，比重核裂变更安全、清洁，所以 “重核裂变比轻核聚变更为安全、清洁” 错误，故A错误；
B．实物粒子具有波粒二象性，电子的双缝干涉实验就证明了实物粒子的波动性，“实物粒子不具有波动性” 错误，故B错误；
C．比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长电磁波，同时自身可以向外辐射电磁波，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A：对比轻核聚变与重核裂变的特点，明确轻核聚变在安全、清洁性上更优，判断 A 错误。
B：依据波粒二象性知识，结合电子双缝干涉实例，判断实物粒子具有波动性，B 错误。
C：理解比结合能与原子核稳定性的正相关关系（比结合能越大越稳定 ），判断 C 错误。
D：把握黑体 “吸收所有入射电磁波、自身能辐射电磁波” 的特性，判断 D 正确。
5．【答案】A
【知识点】变压器原理；功率及其计算；电路动态分析
【解析】【解答】理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，即
已知，所以，即 ，
原线圈与串联，电源电压，根据电路电压规律
而副线圈电压副 ，又因理想变压器原副
即原副
将、代入原 ，可得
整理得
A、当时，代入上式： ，解得 ，即电流表示数为，故A正确；
BCD.滑动变阻器的滑片向下滑动，减小：由及 ，减小则增大，也增大，
原线圈输入电压
增大，原减小；副线圈电压副原 ，电压表读数减小，故C、D错误；
电源输出功率 ，增大，变大，故B错误。
故答案为：A。
【分析】A：利用理想变压器电流与匝数反比关系，结合原线圈串联电路的电压规律，列方程求解，代入算出副线圈电流，验证A正确。
B：根据电源输出功率 ，分析减小对的影响，判断功率变化，得出B错误。
C：依据原线圈电压原 ，结合变化，判断原线圈输入电压变化，得出C错误。
D：由原、副线圈电压与匝数的正比关系，结合原线圈输入电压变化，判断电压表读数变化，得出D错误。
6．【答案】C
【知识点】磁感应强度；安培定则；通电导线及通电线圈周围的磁场；力的平行四边形定则及应用
【解析】【解答】CD．由题意知电流在P点处产生的磁场的磁感应强度大小
由安培定则知导线a和b中的电流在P点处产生的磁场的磁感应强度方向如图所示
由平行四边形定则可知电流产生的合磁场由Q点指向P点，磁感应强度大小仍为，则匀强磁场的磁感应强度方向应由P点指向Q点，且大小为，才能使P点处的磁感应强度恰好为零，故C正确，D错误；
A．同理可知，Q点处的磁感应强度也为零，故A错误；
B．由于两导线连线中点到两导线的距离均为，两导线在该处产生的磁感应强度大小加倍，均为，方向均由Q点指向P点，则两导线连线中点处的合磁感应强度大小为
故B错误。
故答案为：C。
【分析】安培定则：判断单导线在某点的磁场方向（右手螺旋，垂直于电流与点的连线 ）。
矢量叠加：利用平行四边形定则，叠加两导线在 P、Q 点的磁场，确定合磁场大小与方向。
匀强磁场补偿：根据 P 点总磁场为零，推导匀强磁场的大小与方向。
对称点与中点：利用对称性分析 Q 点磁场（总为零 ），中点磁场需重新计算叠加。
7．【答案】B
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．所加电压随时间变化的规律不变，则粒子周期满足
周期相同，可得所加磁场的磁感应强度大小之比为
故A正确，不符合题意。
B．由洛伦兹力提供向心力得
可得
可知越大，越大，则的最大值为回旋加速器的半径，则有
，
可得粒子获得的最大动能之比为
又
联立可得
故B错误，符合题意。
C．加速次数满足
可得
又
则粒子的加速次数之比为
故C正确，不符合题意；
D．加速周期满足
加速次数之比为
转动时间为
可得粒子在回旋加速器中的转动时间之比为
故D正确，不符合题意。
故选B。
【分析】1. 回旋加速器的基本原理：利用电场加速带电粒子，磁场偏转粒子使其做圆周运动，反复通过加速电场获得高能量。关键部件：两个D形盒（半圆形电极） + 交变电场 + 匀强磁场。
2. 回旋加速器的周期（T）：粒子在磁场中的回旋周期（完成一个圆周运动的时间），，交变电场的频率必须与粒子回旋频率相同（共振条件），只要 不变，周期 与粒子速度无关。
3、最大动能与磁感应强度关系： 。
4、加速次数，加速次数与电压 成反比，提高电压可减少加速次数。
8．【答案】A,B,C
【知识点】热力学第一定律及其应用；热平衡与热平衡定律；气体热现象的微观意义
【解析】【解答】A．理想气体静置足够长时间达平衡态，体积、温度、压强均不变，分子数密度（为分子总数，为体积 ），、不变，故分子数密度不变，故A正确；
B．若气体膨胀对外做功的同时吸收热量，根据热力学第一定律，内能可能不变，温度可能不变，平均动能可能不变，故B正确；
C．理想气体分子间相互作用可忽略，内能只与分子平均动能有关（分子势能不计 ）。温度降低，分子平均动能减小，一定质量理想气体的内能就减小，故C正确；
D．两物体达热平衡时，温度相同，但内能分子动能分子势能
还与质量、物质的量等有关，所以内能不一定相同，故D错误。
故答案为：ABC。
【分析】A：抓住平衡态下理想气体状态参量（体积、温度、压强 ）不变，结合分子数密度定义判断。
B：依据热力学第一定律，分析做功、吸放热对内能的影响，再关联温度与分子平均动能的关系判断。
C：明确理想气体内能仅由分子平均动能决定（分子势能可忽略 ），结合温度对分子平均动能的影响判断。
D：理解热平衡的标志是温度相同，区分温度与内能（与质量、物质的量等有关 ）的不同，判断内能不一定相同。
9．【答案】A,D
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】A.原子内部空旷，原子核极小。绝大多数α粒子几乎不偏转，少数较大角度偏转，极少数大角度偏转，位置③对应α粒子几乎不偏转的情况，所以在此接收到的α粒子最多，故A正确。
B.α粒子散射实验表明正电荷集中在原子核，并非均匀分布在原子内，故B错误。
C.虽极少数α粒子大角度偏转，但位置①能接收到α粒子（数量极少 ），故C错误。
D.卢瑟福首先开展α粒子散射实验研究，故D正确。
故答案为：AD。
【分析】A：基于α粒子散射实验中“绝大多数α粒子几乎不偏转”的现象，判断位置③接收粒子最多，A正确。
B：紧扣实验结论“正电荷集中在原子核”，判断“均匀分布”错误，B错误。
C：依据“极少数α粒子大角度偏转”，明确位置①能接收到少量粒子，C错误。
D：牢记α粒子散射实验的研究者是卢瑟福，判断D正确。
10．【答案】A,D
【知识点】动量定理；能量守恒定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】AB．F作用后CD棒开始向右加速运动，切割磁感线产生感应电流，棒受安培力向左加速运动，已知棒长度为，则回路中总电动势
开始一段时间棒的速度比棒的速度增大得快，所以增大，增大，两棒所受安培力增大，棒做加速度增大的加速运动，棒做加速度减小的加速运动，当棒加速度等于棒加速度的一半时，不变，电路中电流不变，二者匀加速运动，故A正确，B错误；
C．如果作用一段时间后棒和棒的速度大小均为时撤去拉力棒减速，棒加速，棒速度为棒速度的2倍时，整个回路电动势为零，二者匀速运动。从撤去拉力到二者匀速过程，对于棒，由动量定理有
对于棒，由动量定理有
解得
又因为
所以
故C错误；
D．撤去拉力后到二者匀速过程，由能量守恒定律有
故D正确。
故答案为：AD。
【分析】AB：双棒切割磁感线，电动势叠加，安培力与长度成正比，推导加速度关系。
C：撤去外力后，安培力冲量改变动量，结合稳定条件（电动势为 0 ）联立求解。
D：初始动能减最终动能等于焦耳热，计算热量。
11．【答案】（1）
（2）
（3）D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】（1）轮廓包围方格约为119个，故油酸薄膜的面积为
故答案为：。
（2）每滴溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
故答案为：
（3）A．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故A错误；
B．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故B错误；
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏大，计算结果将偏大，C错误；
D．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故D正确。
故答案为：D。
【分析】（1）通过数方格（半格法 ）估算油膜面积，合理范围取值。
（2）利用“纯油酸体积=溶液体积×浓度”，结合 推导。
（3）分析 纯 和 的测量误差对 的影响（ 与 纯 正相关，与 负相关 ）。
12．【答案】（1）
（2）；300
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】（1）从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第21个向上的“尖峰”经历的时间为1 min，则周期为
则手摇发电机线圈转动的平均角速度为
。
故答案为：。
（2）由图丙可知则角速度为
则交流电的瞬时值表达式为
；
1min有150个周期，一个周期内电流方向改变2次，因此1min内电流方向改变300次。
故答案为：；300。
【分析】(1)：利用“尖峰”数量差确定周期数，结合总时间算出周期，再用角速度与周期的关系求解。
(2)：由图丙周期算出角速度，结合峰值写瞬时值表达式；
先算1 min 内周期个数，再依据“一个周期方向变次”，求出方向改变总次数。
（1）从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第21个向上的“尖峰”经历的时间为1 min，则周期为
则手摇发电机线圈转动的平均角速度为
（2）[1][2]由图丙可知
则角速度为
则交流电的瞬时值表达式为
[2]1min有150个周期，一个周期内电流方向改变2次，因此1min内电流方向改变300次。
13．【答案】（1）解：设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀，升温前温度为
升温后
由盖—吕萨克定律
其中
联立解得
即 容器的容积为 34。
（2）解：气体压强为
因为气体膨胀，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
可得
，即气体从外界吸收热量，热量为。
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1)识别气体做等压膨胀，确定初末态温度、体积，应用盖 - 吕萨克定律列方程求解容器容积。
(2)先算气体压强，结合体积变化用求做功（负号表气体对外 ）；
依据热力学第一定律 ，代入、算，判断正负确定吸放热。
（1）设容器的容积为V，封闭气体等压膨胀，升温前温度为
升温后
由盖—吕萨克定律
其中
联立解得
（2）气体压强为
因为气体膨胀，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
可得
气体从外界吸收热量。
14．【答案】（1）解：对b光产生的光电子分析有
解得
（2）解：对b光的光子，有
所以逸出功为
（3）解：对a光的光子，有
，，
联立解得
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【分析】（1）利用遏止电压与最大初动能的关系 ，直接由图丙读 计算。
（2）氢原子跃迁确定b光光子能量，结合光电效应方程 推导。
（3）先由氢原子跃迁得a光光子能量，再用光电效应方程求a光的 ，由 计算。
15．【答案】解：（1）对金属棒的碰撞过程用动量守恒定律和机械能守恒定律有
代入数据可求得
，
（2）对碰后金属棒在金属导轨上运动的过程，由动量定理有
，， ，
综上可得
，
由能量守恒定律可知，金属棒及右侧电阻上产生的焦耳热
电阻上产生的焦耳热
（3）电容器电荷量
最终电容器两端电压
对棒应用动量定理有
解得金属棒ab最终的速度大小
【知识点】含容电路分析；碰撞模型；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1） 金属棒与发生弹性碰撞，就有动量守恒定律和机械能守恒定律
， 联立可求解碰后金属棒与各自的速度大小。
（2）碰后金属棒在金属导轨上运动由动量定理列等式： ，安培力：， 感应电流： ， 感应电动势： ，联立可求解位移。由能量守恒定律，金属棒及右侧电阻上产生的焦耳热，电阻上产生的焦耳热
（3）电容器电荷量，最终电容器两端电压，对棒应用动量定理有，可求解金属棒ab最终的速度大小。
1 / 1
