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2024届广东省金卷高三上学期12月联考 物理（解析版）
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这是一份2024届广东省金卷高三上学期12月联考 物理（解析版），共18页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年11月2日，东京电力公司启动第三批约7800吨核污染水排海，引起多国强烈反对。核污水中含有多种放射性元素，如铀、锶、铯等，其中铯（）衰变后会产生新核钇（），钇很不稳定，也会发生衰变，产生新核锆（），下列说法正确的是（）
A. 发生的是α衰变
B. 发生的是β衰变，衰变时放出的β射线具有极强的穿透能力
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 升高温度不会改变铯的半衰期
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，发生的是β衰变，故A错误；
B．发生的也是β衰变，β射线没有极强的穿透能力，故B错误；
C．衰变中会释放能量，新核的结合能增大，由于质量数没变，所以的比结合能比的比结合能小，故C错误；
D．半衰期跟温度、压强等没有关系，只跟原子核本身性质有关，故D正确。
故选D。
2. 有人说：避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，下列说法正确是（）
A. 避雷针的尖端周围会产生强电场使空气电离
B. 避雷针的原理是静电屏蔽
C. 避雷针尖端的感应电荷与云层下端电性相同
D. 避雷针安装时应与大地保持良好绝缘
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．避雷针的原理是通过尖端放电使周围空气电离，带电云层下端与避雷针尖端电性相反形成通路，大量的电荷通过避雷针流入大地，从而减少对建筑物等的危害，故A正确，BC错误；
D．避雷针安装时应与大地保持良好接触，使云层电荷能够顺利导入大地，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，小明同学用水平恒力推静止在水平地面上的箱子，1s后撤去恒力，箱子的速度—时间图像如图乙所示。已知重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是（）
A. 整个过程中箱子一直做匀变速直线运动
B. 箱子所受推力与摩擦力之比为3:2
C. 第1s末箱子的速度方向发生改变
D. 箱子与地面间的动摩擦因数为0.2
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，箱子在整个过程中先做匀加速再做匀减速运动，加速度的大小和方向都有变化，所以整个过程不是匀变速运动，故A错误；
D．撤去恒力后，箱子所受外力的合力等于摩擦力，则有
由图像可知，撤去恒力后箱子的加速度大小为
解得
故D错误；
B．在0~1s时间内，由牛顿第二定律有
由图像可知在0~1s时间内箱子加速度大小为
解得
F=6m
结合上述可知，箱子所受恒力与摩擦力之比为
6m:4m=3:2
故B正确；
C．图乙中数值的正负表示运动方向，可知第1s末箱子的加速度方向发生改变，速度方向没有变化，故C错误。
故选B。
4. 如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。使用时只需推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中就可以产生感应电动势，其随时间变化的规律是正弦图像，如图丙所示。线圈a连接一原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器，输出端给两个完全相同的灯泡供电，灯泡的额定电流为0.5A，两灯泡均正常发光，线圈a及导线电阻不计，则下列说法正确的是（）
A. 变压器输出电流的频率为5HzB. 灯泡的电阻为2Ω
C. 线圈a中的电流为0.5AD. 发电机的输出功率为W
【答案】C
【解析】
【详解】A．变压器不改变频率，由图丙可知变压器输入电压的周期为0.4s，则频率为
可知变压器输入电流及输出电流的频率均为2.5Hz，故A错误；
B．由图可知变压器输入电压的峰值为4V，则有效值为
根据原、副线圈的电压与匝数成正比的关系有
解得副线圈输出电压有效值
一个灯泡的额定电流为0.5A，根据欧姆定律可求出灯泡的电阻为
故B错误；
C．副线圈中的电流为灯泡额定电流的两倍，根据原、副线圈电流与匝数的关系有
解得线圈a中的电流为0.5A，故C正确；
D．理想变压器不消耗功率，副线圈电路中两个灯泡并联，副线圈电路的总电流为1A，可知发电机的输出功率为
故D错误。
故选C。
5. 2023年9月21日15时45分“天宫课堂”第四课在轨道高度约为400km的空间站问天实验舱开讲，地面传输中心调用两颗轨道高度约为36000km的地球同步静止卫星“天链一号”03星和“天链二号”01星实现太空授课，下列说法正确的是（）
A. 空间站问天实验舱的环绕速度小于“天链一号”03星的环绕速度
B. “天链一号”03星和“天链二号”01星在同步轨道上的动能一定相同
C. “天链一号”03星和“天链二号”01星只能分布在赤道的正上方，他们的环绕周期相同，约为24h
D. 空间站在某次点火加速后变轨到更高的轨道，其机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由万有引力提供向心力有
解
可知卫星的轨道高度越高，环绕速度越小，故空间站问天实验舱的环绕速度大于“天链一号”03星的环绕速度，故A错误；
B．虽然“天链一号”03星和“天链二号”01星在同一轨道上具有相同的线速度，但由于他们的质量不一定相同，他们的动能也不一定相同，故B错误；
C．所有的地球同步卫星只能分布在赤道的正上空，他们的环绕周期相同，约为24h，故C正确；
D．空间站点火加速变轨到更高的轨道后，动能减小，但机械能增大，故D错误。
故选C。
6. 在足球场上罚任意球时，防守运动员会在球门与罚球点之间站成一堵“人墙”，以增加防守面积，防守运动员会在足球踢出瞬间高高跃起，以增加防守高度。如图所示，虚线是某次射门时足球的运动轨迹，足球恰好擦着横梁下沿进入球门，忽略空气阻力和足球的旋转，下列说法正确的是（）
A. 足球上升到最高点时的速度为0
B. 足球下降过程中重力的功率一直在增大
C. 足球在飞行过程中机械能先减小后增大
D. 只要防守运动员跳起的最大高度超过轨迹最高点，就一定能“拦截”到足球
【答案】B
【解析】
【详解】A．足球做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，故足球在最高点时的速度不为0，故A错误；
B．足球在下降过程中，重力的瞬时功率一直在增大，故B正确；
C．由于忽略空气阻力，只有重力做功，故飞行过程中足球的机械能守恒，故C错误；
D．即使防守运动员跳起的最大高度超过轨迹最高点，若起跳时机不对，仍然无法拦截到足球，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，把三根长度不等的轻绳的一端都系在直杆的顶端，绳子的另一端都固定在光滑水平面上，将杆竖直紧压在水平面上，下列说法正确的是（）
A. 三根绳子的张力一定不相等
B. 杆对地面的压力等于三根绳子的合力
C. 绳子对杆的拉力在水平方向的合力不为零
D. 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】C．直杆竖直放置，受到重力G、地面对它竖直向上的支持力FN和三根绳子对它的拉力，根据平衡条件可知，三根绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零，故C错误；
B．结合上述，设三根绳子的拉力竖直向下的合力为F，则大小满足
杆对地面的压力大小等于地面对它竖直向上的支持力FN，可知，杆对地面的压力大于三根绳子的合力，故B错误；
D．根据上述可知，三根绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零，则绳子拉力的合力大小等于三根绳子的拉力竖直向下的合力，该力方向与重力方向均为竖直向下，则绳子拉力的合力与杆的重力不是一对平衡力，故D错误；
A．细直杆水平方向上受力平衡，三根绳子在水平方向合力为0，由于绳长不同，绳与水平方向的夹角不相同，则三根绳子的张力一定不相等，故A正确。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 我国最高防护实验室中的一种污水流量计如图甲所示，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液中的大量正、负离子以速度v（未知）从直径为d的圆柱形容器右侧流入左侧流出，容器处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中（流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积）。下列说法正确的是（）
A. 图乙中N点的电势低于M点的电势
B. 正、负离子所受洛伦兹力的方向相同
C. 当污水中离子的浓度升高时，M、N两点间的电势差不变
D. 推算废液的流量还需要测量M、N两点间的电势差
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．正、负离子从右侧垂直进入磁场时，根据左手定则可知，正离子受到向下的洛伦兹力向下偏转在下管壁聚集，负离子受到向上的洛伦兹力向上偏转在上管壁聚集，故N点的电势高于M点的电势，故AB错误；
C．当水平向左运动的离子受力平衡时有
解得
可知M、N两点间的电势差与离子浓度无关，故C正确；
D．结合上述，流量为
结合上述解得
可知，推算废液的流量还需要测量M、N两点间的电势差，故D正确。
故选CD。
9. 两列振幅均为2cm的简谐横波均沿x轴传播，t时刻的波形图如图所示，其中一列沿x轴正方向传播（图中实线所示），一列沿x轴负方向传播（图中虚线所示）。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，这两列波的传播速度均为10m/s，下列说法正确的是（）
A. 两列波的频率均为125Hz
B. x=2cm处质点的振幅为4cm
C. x=1cm处质点振动的位移可能为4cm
D. 在（t+0.2s）时刻，x=4cm处质点振动的位移为0
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图可知两列波的波长均为8cm，由公式
解得两列波的周期为
所以两列波的频率均为
故A正确；
B．根据图像可知，该时刻，两列波在x=2cm处是波峰与波谷叠加，可知，该位置是振动减弱点，可知在x=2cm的质点的振幅为0，故B错误；
C．根据同侧法可知，t时刻，x=1m处质点在实线波形中沿y轴负方向运动，x=1m处质点在虚线波形中也沿y轴负方向运动，可知，该质点在实线与虚线波形中，不可能同时到达平衡位置，也不可能同时到达波峰或者波谷位置，即该质点的位移介于0D．由于
刚好是周期的整数倍，可知在（t+0.2s）时刻，两列简谐波波形和图中波形相同，所以此时x=4cm处质点振动的位移为0，故D正确。
故选AD。
10. 某同学受如图甲所示极限运动的启发，设计了如图乙所示的简化模型，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的左侧面为光滑弧面，弧面底部与水平面相切，一质量为m的小球以速度v0向右运动，若小球未能冲出滑块的顶端，则下列说法正确的是（）
A. 小球在滑块上运动到最高点时速度为零
B. 小球和滑块组成的系统动量不守恒
C. 小球滑离滑块时的速度方向一定向左
D. 小球滑离滑块后滑块的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，当竖直方向上动量不守恒；当小球运动到最高点时，小球和滑块具有相同的速度，且速度不为零，故A错误，B正确；
CD．小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律及能量守恒定律可得
解得
，
因为m、M的大小关系未知，v1的值可能为正，即小球滑离滑块时的速度方向可能向右，故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某中学兴趣小组用插针法做“测量玻璃砖的折射率”的实验，如图所示。
（1）关于此实验，下列说法正确的是___________（填正确答案标号）。
A.实验过程中，应竖直插入大头针P1、P2
B.实验中，入射角不宜过小，大头针P1、P2之间的距离也不宜过小
C.若玻璃砖的两个侧边不平行，则不能完成实验
（2）玻璃砖的折射率n=_________（用α，β表示）。
（3）若处理数据过程中，法线以入射点O为轴顺时针偏离了一个小的角度，这将导致折射率的测量结果___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. AB##BA ②. ③. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1] A．实验过程中，应竖直插入大头针P1、P2，故A正确；
B．实验中为了减少偶然误差，入射角不宜过小，大头针P1、P2之间的距离也不宜过小，故B正确；
C．玻璃砖的两个侧边不平行也可以完成实验，故C错误。
故选AB。
（2）[2]根据折射定律可知
（3）[3]假设法线偏离垂直方向的角度为θ角，如图所示：
则测量值和真实值分别为
，
变形可得
因为，可得。
12. 小明的外婆家养了许多的鹅，外公想通过人工方式将鹅蛋孵化出来，温度测量是其中一个重要的环节。小明想帮外公设计一个简易电子温度计，用来监测孵化箱中的温度，他从自己的实验套装中找到以下器材：
A.热敏电阻（常温下阻值约为几千欧姆）一个；
B.电流表（满偏电流为300μA，内阻为90Ω）；
C.电阻箱（阻值范围为0~999.99Ω）；
D.电阻箱（阻值范围为0~9999.9Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值为10kΩ）；
F.电源一个（电动势为3V，内阻不计）；
G.单刀双掷开关一个；
H.单刀单掷开关一个；
I.导线若干。
（1）由于没有电压表，小明设计了如图甲所示电路来测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，闭合开关S1前，应该将滑动变阻器R1的滑片滑到______（填“a”或“b”）端，电阻箱R2应该选______（填“C”或“D”）并调到最大值，将开关S2打到1位置。将热敏电阻RT放至某温度下的水中，调节滑动变阻器R1，让电流表达到接近满偏的值I，将开关S2打到2位置，逐渐减小电阻箱R2接入电路的阻值，当电流表的示数再次为I时，此时电阻箱R2的阻值就是此温度下热敏电阻RT的阻值，重复此方法得到如下数据：
（2）其中部分数据已经在如图乙所示坐标纸上标出，请将剩余的点标上并描绘出热敏电阻RT电阻随温度的变化曲线。______
（3）小明又设计了一个如图丙所示的电路通过电流表的示数来推算温度，可实现0~100℃、0~40℃两种测量范围，为了监测烧水壶内的水温，应该将开关S4打到_______（填“c”或“d”）位置。
【答案】 ①. b ②. D ③. 见解析 ④. c
【解析】
【详解】（1）[1]为防止电路中电流太大损坏电流表和电源，所以应该在闭合开关S1前将滑动变阻器R1的滑片调到最大值位置，所以选b端；
[2]根据图甲的电路图可知，小明测量热敏电阻的阻值时，采用了替代法测电阻，即使用的是等效替代的思想，常温下热敏电阻的阻值为几千欧姆，所以R2应选用“D”电阻箱。
（2）[3]将将剩余的点描绘在坐标纸上，舍去偏差较大的点，用平滑曲线将点迹连接起来，如图所示
（3）[5]根据上述图像可知，温度越高，RT的阻值越小，通过电路的电流越大，两个档位中的温度最大值分别对应40℃和100℃，对应阻值分别为1kΩ和200Ω，测量烧水壶内的水温选择最大温度100℃，热敏电阻RT的阻值较小，回路电流较大，应选择大量程的电流表，则应该将开关S4打到c位置。
13. 如图所示，质量、底部横截面积为的圆柱形容器倒置在水中，容器壁厚度不计，当温度为时，容器露在水面上的部分长。已知大气压强恒为，重力加速度为，水的密度为，热力学温度与摄氏温度间的关系为，容器外部的水面高度保持不变。
（1）温度为时，求容器内外液面的高度差；
（2）若温度缓慢上升至，求温度上升前后容器露出水面部分的高度变化。
【答案】（1）0.06m；（2）0.02m
【解析】
【详解】（1）对容器受力分析，有
解得
又
解得
（2）容器内封闭气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可得
其中
解得
解得
14. 如图甲所示为月饼排盘器，月饼可以通过排盘器整齐地摆盘，再进入烘焙设备。将排盘过程简化为如图乙所示的模型，开始时排盘器静止在盘子上方，排盘器上表面距离盘子的高度，排盘器右端与盘子右端相距，月饼向右运动，当月饼与排盘器右端相距时，月饼的速度，排盘器立刻以的加速度向左做匀加速运动。已知月饼与排盘器间的动摩擦因数，重力加速度为，求：
（1）从排盘器运动开始计时，经过多长时间月饼将离开排盘器？
（2）月饼落入盘子时距离盘子右端的距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）月饼向右做匀减速运动，由牛顿第二定律得
解得
经过t时间的位移为
排盘器向左做加速运动，经过t时间的位移为
位移满足关系
联立解得
（2）月饼离开排盘器的速度
解得
做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
月饼落入盘子时距离盘子右端的距离
解得
15. 如图所示，将一个可视为质点、质量m=0.1kg、电荷量q=0.1C的带正电小球以某速度水平抛出后，小球恰好从A点沿切线方向进入圆心角为90°、半径的一段固定的光滑绝缘圆弧轨道，圆弧上A、C、D三点所对应半径和竖直线的夹角如图所示。圆弧轨道所在的区域II存在水平向左的匀强电场，小球经过C点（β=45°）时对轨道的压力最大。最后小球从D点（γ=30°）滑出轨道进入磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场区域III，小球落在区域III内水平面上的E点（图中未画出）。已知小球的抛出点与A点所在水平面的高度差为H=3.75m，D点与区域III内水平面的高度差为h=3.5m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球水平抛出时的初速度v0；
（2）小球从D点滑出时的速度大小；
（3）若将区域III的磁感应强度增大为原来的两倍，带电小球将落在区域III水平面上的F点，求E、F两点之间的距离（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）；（2）；（3）6.95m
【解析】
【详解】（1）小球水平抛出后做平抛运动，恰好可以沿切线方向进入圆弧轨道，则在A点有
小球在竖直方向做自由落体运动，则有
解得
，
（2）小球沿着区域II内的圆弧轨道滑行，受到轨道支持力、重力和电场力，当小球受到重力和电场力合力方向与支持力方向相反时，小球对轨道的压力最大，则有
，
小球在A点时的速度
小球从A点到D点，只有重力和电场力做功，由动能定理有
解得
（3）小球斜抛进入区域III，竖直方向受到重力作用，在竖直方向做初速度不为0的竖直上抛运动，竖直方向速度
水平方向速度
小球竖直上抛过程中有
解得小球在竖直方向的运动时间
t=1.4s
在水平方向小球受到洛伦兹力作用做圆周运动，则有
解得半径为
周期为
比较T1和t大小可知，小球落地时，在水平面内刚好旋转四分之一个周期，同理，当磁感应强度变为原来两倍时
，
则有
作出俯视图如图所示
根据俯视图几何关系，得到两种情况下的E点和F点之间的距离为
温度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
阻值/kΩ
9.99
5.20
3.00
1.60
1.00
0.70
0.83
0.40
0.31
0.24
0.20
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年11月2日，东京电力公司启动第三批约7800吨核污染水排海，引起多国强烈反对。核污水中含有多种放射性元素，如铀、锶、铯等，其中铯（）衰变后会产生新核钇（），钇很不稳定，也会发生衰变，产生新核锆（），下列说法正确的是（）
A. 发生的是α衰变
B. 发生的是β衰变，衰变时放出的β射线具有极强的穿透能力
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 升高温度不会改变铯的半衰期
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，发生的是β衰变，故A错误；
B．发生的也是β衰变，β射线没有极强的穿透能力，故B错误；
C．衰变中会释放能量，新核的结合能增大，由于质量数没变，所以的比结合能比的比结合能小，故C错误；
D．半衰期跟温度、压强等没有关系，只跟原子核本身性质有关，故D正确。
故选D。
2. 有人说：避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，下列说法正确是（）
A. 避雷针的尖端周围会产生强电场使空气电离
B. 避雷针的原理是静电屏蔽
C. 避雷针尖端的感应电荷与云层下端电性相同
D. 避雷针安装时应与大地保持良好绝缘
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．避雷针的原理是通过尖端放电使周围空气电离，带电云层下端与避雷针尖端电性相反形成通路，大量的电荷通过避雷针流入大地，从而减少对建筑物等的危害，故A正确，BC错误；
D．避雷针安装时应与大地保持良好接触，使云层电荷能够顺利导入大地，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，小明同学用水平恒力推静止在水平地面上的箱子，1s后撤去恒力，箱子的速度—时间图像如图乙所示。已知重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是（）
A. 整个过程中箱子一直做匀变速直线运动
B. 箱子所受推力与摩擦力之比为3:2
C. 第1s末箱子的速度方向发生改变
D. 箱子与地面间的动摩擦因数为0.2
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，箱子在整个过程中先做匀加速再做匀减速运动，加速度的大小和方向都有变化，所以整个过程不是匀变速运动，故A错误；
D．撤去恒力后，箱子所受外力的合力等于摩擦力，则有
由图像可知，撤去恒力后箱子的加速度大小为
解得
故D错误；
B．在0~1s时间内，由牛顿第二定律有
由图像可知在0~1s时间内箱子加速度大小为
解得
F=6m
结合上述可知，箱子所受恒力与摩擦力之比为
6m:4m=3:2
故B正确；
C．图乙中数值的正负表示运动方向，可知第1s末箱子的加速度方向发生改变，速度方向没有变化，故C错误。
故选B。
4. 如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。使用时只需推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中就可以产生感应电动势，其随时间变化的规律是正弦图像，如图丙所示。线圈a连接一原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器，输出端给两个完全相同的灯泡供电，灯泡的额定电流为0.5A，两灯泡均正常发光，线圈a及导线电阻不计，则下列说法正确的是（）
A. 变压器输出电流的频率为5HzB. 灯泡的电阻为2Ω
C. 线圈a中的电流为0.5AD. 发电机的输出功率为W
【答案】C
【解析】
【详解】A．变压器不改变频率，由图丙可知变压器输入电压的周期为0.4s，则频率为
可知变压器输入电流及输出电流的频率均为2.5Hz，故A错误；
B．由图可知变压器输入电压的峰值为4V，则有效值为
根据原、副线圈的电压与匝数成正比的关系有
解得副线圈输出电压有效值
一个灯泡的额定电流为0.5A，根据欧姆定律可求出灯泡的电阻为
故B错误；
C．副线圈中的电流为灯泡额定电流的两倍，根据原、副线圈电流与匝数的关系有
解得线圈a中的电流为0.5A，故C正确；
D．理想变压器不消耗功率，副线圈电路中两个灯泡并联，副线圈电路的总电流为1A，可知发电机的输出功率为
故D错误。
故选C。
5. 2023年9月21日15时45分“天宫课堂”第四课在轨道高度约为400km的空间站问天实验舱开讲，地面传输中心调用两颗轨道高度约为36000km的地球同步静止卫星“天链一号”03星和“天链二号”01星实现太空授课，下列说法正确的是（）
A. 空间站问天实验舱的环绕速度小于“天链一号”03星的环绕速度
B. “天链一号”03星和“天链二号”01星在同步轨道上的动能一定相同
C. “天链一号”03星和“天链二号”01星只能分布在赤道的正上方，他们的环绕周期相同，约为24h
D. 空间站在某次点火加速后变轨到更高的轨道，其机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由万有引力提供向心力有
解
可知卫星的轨道高度越高，环绕速度越小，故空间站问天实验舱的环绕速度大于“天链一号”03星的环绕速度，故A错误；
B．虽然“天链一号”03星和“天链二号”01星在同一轨道上具有相同的线速度，但由于他们的质量不一定相同，他们的动能也不一定相同，故B错误；
C．所有的地球同步卫星只能分布在赤道的正上空，他们的环绕周期相同，约为24h，故C正确；
D．空间站点火加速变轨到更高的轨道后，动能减小，但机械能增大，故D错误。
故选C。
6. 在足球场上罚任意球时，防守运动员会在球门与罚球点之间站成一堵“人墙”，以增加防守面积，防守运动员会在足球踢出瞬间高高跃起，以增加防守高度。如图所示，虚线是某次射门时足球的运动轨迹，足球恰好擦着横梁下沿进入球门，忽略空气阻力和足球的旋转，下列说法正确的是（）
A. 足球上升到最高点时的速度为0
B. 足球下降过程中重力的功率一直在增大
C. 足球在飞行过程中机械能先减小后增大
D. 只要防守运动员跳起的最大高度超过轨迹最高点，就一定能“拦截”到足球
【答案】B
【解析】
【详解】A．足球做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，故足球在最高点时的速度不为0，故A错误；
B．足球在下降过程中，重力的瞬时功率一直在增大，故B正确；
C．由于忽略空气阻力，只有重力做功，故飞行过程中足球的机械能守恒，故C错误；
D．即使防守运动员跳起的最大高度超过轨迹最高点，若起跳时机不对，仍然无法拦截到足球，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，把三根长度不等的轻绳的一端都系在直杆的顶端，绳子的另一端都固定在光滑水平面上，将杆竖直紧压在水平面上，下列说法正确的是（）
A. 三根绳子的张力一定不相等
B. 杆对地面的压力等于三根绳子的合力
C. 绳子对杆的拉力在水平方向的合力不为零
D. 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】C．直杆竖直放置，受到重力G、地面对它竖直向上的支持力FN和三根绳子对它的拉力，根据平衡条件可知，三根绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零，故C错误；
B．结合上述，设三根绳子的拉力竖直向下的合力为F，则大小满足
杆对地面的压力大小等于地面对它竖直向上的支持力FN，可知，杆对地面的压力大于三根绳子的合力，故B错误；
D．根据上述可知，三根绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零，则绳子拉力的合力大小等于三根绳子的拉力竖直向下的合力，该力方向与重力方向均为竖直向下，则绳子拉力的合力与杆的重力不是一对平衡力，故D错误；
A．细直杆水平方向上受力平衡，三根绳子在水平方向合力为0，由于绳长不同，绳与水平方向的夹角不相同，则三根绳子的张力一定不相等，故A正确。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 我国最高防护实验室中的一种污水流量计如图甲所示，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液中的大量正、负离子以速度v（未知）从直径为d的圆柱形容器右侧流入左侧流出，容器处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中（流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积）。下列说法正确的是（）
A. 图乙中N点的电势低于M点的电势
B. 正、负离子所受洛伦兹力的方向相同
C. 当污水中离子的浓度升高时，M、N两点间的电势差不变
D. 推算废液的流量还需要测量M、N两点间的电势差
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．正、负离子从右侧垂直进入磁场时，根据左手定则可知，正离子受到向下的洛伦兹力向下偏转在下管壁聚集，负离子受到向上的洛伦兹力向上偏转在上管壁聚集，故N点的电势高于M点的电势，故AB错误；
C．当水平向左运动的离子受力平衡时有
解得
可知M、N两点间的电势差与离子浓度无关，故C正确；
D．结合上述，流量为
结合上述解得
可知，推算废液的流量还需要测量M、N两点间的电势差，故D正确。
故选CD。
9. 两列振幅均为2cm的简谐横波均沿x轴传播，t时刻的波形图如图所示，其中一列沿x轴正方向传播（图中实线所示），一列沿x轴负方向传播（图中虚线所示）。这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，这两列波的传播速度均为10m/s，下列说法正确的是（）
A. 两列波的频率均为125Hz
B. x=2cm处质点的振幅为4cm
C. x=1cm处质点振动的位移可能为4cm
D. 在（t+0.2s）时刻，x=4cm处质点振动的位移为0
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图可知两列波的波长均为8cm，由公式
解得两列波的周期为
所以两列波的频率均为
故A正确；
B．根据图像可知，该时刻，两列波在x=2cm处是波峰与波谷叠加，可知，该位置是振动减弱点，可知在x=2cm的质点的振幅为0，故B错误；
C．根据同侧法可知，t时刻，x=1m处质点在实线波形中沿y轴负方向运动，x=1m处质点在虚线波形中也沿y轴负方向运动，可知，该质点在实线与虚线波形中，不可能同时到达平衡位置，也不可能同时到达波峰或者波谷位置，即该质点的位移介于0
刚好是周期的整数倍，可知在（t+0.2s）时刻，两列简谐波波形和图中波形相同，所以此时x=4cm处质点振动的位移为0，故D正确。
故选AD。
10. 某同学受如图甲所示极限运动的启发，设计了如图乙所示的简化模型，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的左侧面为光滑弧面，弧面底部与水平面相切，一质量为m的小球以速度v0向右运动，若小球未能冲出滑块的顶端，则下列说法正确的是（）
A. 小球在滑块上运动到最高点时速度为零
B. 小球和滑块组成的系统动量不守恒
C. 小球滑离滑块时的速度方向一定向左
D. 小球滑离滑块后滑块的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，当竖直方向上动量不守恒；当小球运动到最高点时，小球和滑块具有相同的速度，且速度不为零，故A错误，B正确；
CD．小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律及能量守恒定律可得
解得
，
因为m、M的大小关系未知，v1的值可能为正，即小球滑离滑块时的速度方向可能向右，故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某中学兴趣小组用插针法做“测量玻璃砖的折射率”的实验，如图所示。
（1）关于此实验，下列说法正确的是___________（填正确答案标号）。
A.实验过程中，应竖直插入大头针P1、P2
B.实验中，入射角不宜过小，大头针P1、P2之间的距离也不宜过小
C.若玻璃砖的两个侧边不平行，则不能完成实验
（2）玻璃砖的折射率n=_________（用α，β表示）。
（3）若处理数据过程中，法线以入射点O为轴顺时针偏离了一个小的角度，这将导致折射率的测量结果___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. AB##BA ②. ③. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1] A．实验过程中，应竖直插入大头针P1、P2，故A正确；
B．实验中为了减少偶然误差，入射角不宜过小，大头针P1、P2之间的距离也不宜过小，故B正确；
C．玻璃砖的两个侧边不平行也可以完成实验，故C错误。
故选AB。
（2）[2]根据折射定律可知
（3）[3]假设法线偏离垂直方向的角度为θ角，如图所示：
则测量值和真实值分别为
，
变形可得
因为，可得。
12. 小明的外婆家养了许多的鹅，外公想通过人工方式将鹅蛋孵化出来，温度测量是其中一个重要的环节。小明想帮外公设计一个简易电子温度计，用来监测孵化箱中的温度，他从自己的实验套装中找到以下器材：
A.热敏电阻（常温下阻值约为几千欧姆）一个；
B.电流表（满偏电流为300μA，内阻为90Ω）；
C.电阻箱（阻值范围为0~999.99Ω）；
D.电阻箱（阻值范围为0~9999.9Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值为10kΩ）；
F.电源一个（电动势为3V，内阻不计）；
G.单刀双掷开关一个；
H.单刀单掷开关一个；
I.导线若干。
（1）由于没有电压表，小明设计了如图甲所示电路来测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，闭合开关S1前，应该将滑动变阻器R1的滑片滑到______（填“a”或“b”）端，电阻箱R2应该选______（填“C”或“D”）并调到最大值，将开关S2打到1位置。将热敏电阻RT放至某温度下的水中，调节滑动变阻器R1，让电流表达到接近满偏的值I，将开关S2打到2位置，逐渐减小电阻箱R2接入电路的阻值，当电流表的示数再次为I时，此时电阻箱R2的阻值就是此温度下热敏电阻RT的阻值，重复此方法得到如下数据：
（2）其中部分数据已经在如图乙所示坐标纸上标出，请将剩余的点标上并描绘出热敏电阻RT电阻随温度的变化曲线。______
（3）小明又设计了一个如图丙所示的电路通过电流表的示数来推算温度，可实现0~100℃、0~40℃两种测量范围，为了监测烧水壶内的水温，应该将开关S4打到_______（填“c”或“d”）位置。
【答案】 ①. b ②. D ③. 见解析 ④. c
【解析】
【详解】（1）[1]为防止电路中电流太大损坏电流表和电源，所以应该在闭合开关S1前将滑动变阻器R1的滑片调到最大值位置，所以选b端；
[2]根据图甲的电路图可知，小明测量热敏电阻的阻值时，采用了替代法测电阻，即使用的是等效替代的思想，常温下热敏电阻的阻值为几千欧姆，所以R2应选用“D”电阻箱。
（2）[3]将将剩余的点描绘在坐标纸上，舍去偏差较大的点，用平滑曲线将点迹连接起来，如图所示
（3）[5]根据上述图像可知，温度越高，RT的阻值越小，通过电路的电流越大，两个档位中的温度最大值分别对应40℃和100℃，对应阻值分别为1kΩ和200Ω，测量烧水壶内的水温选择最大温度100℃，热敏电阻RT的阻值较小，回路电流较大，应选择大量程的电流表，则应该将开关S4打到c位置。
13. 如图所示，质量、底部横截面积为的圆柱形容器倒置在水中，容器壁厚度不计，当温度为时，容器露在水面上的部分长。已知大气压强恒为，重力加速度为，水的密度为，热力学温度与摄氏温度间的关系为，容器外部的水面高度保持不变。
（1）温度为时，求容器内外液面的高度差；
（2）若温度缓慢上升至，求温度上升前后容器露出水面部分的高度变化。
【答案】（1）0.06m；（2）0.02m
【解析】
【详解】（1）对容器受力分析，有
解得
又
解得
（2）容器内封闭气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可得
其中
解得
解得
14. 如图甲所示为月饼排盘器，月饼可以通过排盘器整齐地摆盘，再进入烘焙设备。将排盘过程简化为如图乙所示的模型，开始时排盘器静止在盘子上方，排盘器上表面距离盘子的高度，排盘器右端与盘子右端相距，月饼向右运动，当月饼与排盘器右端相距时，月饼的速度，排盘器立刻以的加速度向左做匀加速运动。已知月饼与排盘器间的动摩擦因数，重力加速度为，求：
（1）从排盘器运动开始计时，经过多长时间月饼将离开排盘器？
（2）月饼落入盘子时距离盘子右端的距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）月饼向右做匀减速运动，由牛顿第二定律得
解得
经过t时间的位移为
排盘器向左做加速运动，经过t时间的位移为
位移满足关系
联立解得
（2）月饼离开排盘器的速度
解得
做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
月饼落入盘子时距离盘子右端的距离
解得
15. 如图所示，将一个可视为质点、质量m=0.1kg、电荷量q=0.1C的带正电小球以某速度水平抛出后，小球恰好从A点沿切线方向进入圆心角为90°、半径的一段固定的光滑绝缘圆弧轨道，圆弧上A、C、D三点所对应半径和竖直线的夹角如图所示。圆弧轨道所在的区域II存在水平向左的匀强电场，小球经过C点（β=45°）时对轨道的压力最大。最后小球从D点（γ=30°）滑出轨道进入磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场区域III，小球落在区域III内水平面上的E点（图中未画出）。已知小球的抛出点与A点所在水平面的高度差为H=3.75m，D点与区域III内水平面的高度差为h=3.5m，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球水平抛出时的初速度v0；
（2）小球从D点滑出时的速度大小；
（3）若将区域III的磁感应强度增大为原来的两倍，带电小球将落在区域III水平面上的F点，求E、F两点之间的距离（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）；（2）；（3）6.95m
【解析】
【详解】（1）小球水平抛出后做平抛运动，恰好可以沿切线方向进入圆弧轨道，则在A点有
小球在竖直方向做自由落体运动，则有
解得
，
（2）小球沿着区域II内的圆弧轨道滑行，受到轨道支持力、重力和电场力，当小球受到重力和电场力合力方向与支持力方向相反时，小球对轨道的压力最大，则有
，
小球在A点时的速度
小球从A点到D点，只有重力和电场力做功，由动能定理有
解得
（3）小球斜抛进入区域III，竖直方向受到重力作用，在竖直方向做初速度不为0的竖直上抛运动，竖直方向速度
水平方向速度
小球竖直上抛过程中有
解得小球在竖直方向的运动时间
t=1.4s
在水平方向小球受到洛伦兹力作用做圆周运动，则有
解得半径为
周期为
比较T1和t大小可知，小球落地时，在水平面内刚好旋转四分之一个周期，同理，当磁感应强度变为原来两倍时
，
则有
作出俯视图如图所示
根据俯视图几何关系，得到两种情况下的E点和F点之间的距离为
温度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
阻值/kΩ
9.99
5.20
3.00
1.60
1.00
0.70
0.83
0.40
0.31
0.24
0.20
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