2023-2024学年广东省南粤名校高三（下）普通高中学科综合素养评价联考物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省南粤名校高三（下）普通高中学科综合素养评价联考物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.随着高功率激光技术的持续进步，目前在实验室已可获得超过1022W/cm2的激光聚焦强度，为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了新方向。某次使用高功率激光研究轻核聚变的核反应方程为 12H+ 13H→ 24He+X，发生质量亏损并释放能量，下面说法正确的是( )
A. X是中子
B. 轻核聚变在普通温度的情况下发生
C. 轻核聚变发生质量亏损，因此轻核聚变过程中质量数不守恒
D. 目前的核电站反应堆可以使用轻核聚变
2.随着自动驾驶技术不断成熟，无人汽车陆续进入特定道路进行实验。如图所示是两辆无人汽车在某一水平直线道路上同时同地出发的运动v−t图像，运动过程没有发生相碰，对两辆无人汽车的运动过程，下列说法正确的是
( )
A. 前2s内，甲的加速度始终大于乙的加速度
B. 2.5s时，甲无人汽车回到出发点
C. 2.5s时，甲、乙无人汽车的加速度方向相同
D. 4s时，两辆无人汽车距离为12m
3.11月16日11时55分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射新一代海洋水色观测卫星海洋三号01星，海洋水色观测卫星经过多次变轨到达距地面高为798km的预定轨道，已知地球同步卫星距地面高约为36000km，关于海洋水色观测卫星的说法正确的是( )
A. 海洋水色观测卫星在绕地飞行过程中所受合力为零
B. 海洋水色观测卫星可以相对静止在广东的上空
C. 海洋水色观测卫星在绕地飞行过程中运行速率大于地球同步卫星速率
D. 海洋水色观测卫星在绕地飞行过程中运行周期大于地球同步卫星周期
4.图(a)为一机械波在t=4s时的图像，P、Q为平衡位置在1m和2m的两质点，图(b)为质点P的振动图像。下列说法正确的是
( )
A. 该波沿x轴正方向传播B. 质点P经过2s迁移到Q点
C. 该波波速为1m/sD. t=0s时，质点Q在正方向最大位移处
5.在刚结束的杭州亚运会中，中国选手王琦夺得男子链球比赛金牌。抛出链球前的运动情景如图所示，某次抛出链球前，链球在运动员的作用下，在与水平面成一定夹角的斜面上匀速转动，下面说法正确的是( )
A. 运动员的手转动的角速度大于链球的角速度
B. 运动员的手的线速度小于链球的线速度
C. 链球需要的向心力保持不变
D. 链球在转动过程中机械能守恒
6.中欧班列运行于中国与欧洲以及“一带一路”共建国家间的集装箱等铁路国际联运列车，从开通至今已经完成2万次运输。列车采用内燃加锂电池的混合动力电传动方式进行驱动，整车最大功率750kw，行驶过程中受到阻力恒定，速度最高为108km/h，已知列车的总质量为5×104kg，列车以最大功率启动，下列说法正确的是
( )
A. 行驶过程中列车受到的阻力为2.5×104N
B. 以最大速度行驶时，列车1小时内通过的位移一定是108km
C. 列车以15m/s行驶时的加速度是1m/s2
D. 列车加速过程中的平均速率是15m/s
7.某同学发现滑板车使用久了车轮发光亮度变暗，拆开进行检查，内部原理图如图所示，是由线圈连接发光二极管以及一个可以转动的磁铁组成，磁铁跟随车轮转动达到一定转速时二极管就能发光。检查发现发光二极管均正常，以下说法正确的是( )
A. 其他条件不变情况下，更换匝数更少的线圈可以使二极管变亮
B. 其他条件不变情况下，更换磁性更强的磁铁可以使二极管变亮
C. 这个发光装置原理是电流的磁效应
D. 两个二极管同时发光同时熄灭
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示是工人在装卸桶装水时的常用方法，工人将水桶静止放在卸货轨道的上端，水桶会沿着轨道下滑到地面。某次卸货时，水桶含水的总质量是20kg，水桶释放点到地面的高度是1m，水桶滑到地面时速度是2m/s，重力加速度取10m/s2，关于水桶在该轨道上滑下的过程说法正确的是
( )
A. 阻力对水桶做功是160J
B. 水桶滑到轨道末端时重力的瞬时功率是400W
C. 水桶损失的机械能是160J
D. 合外力的冲量是40N⋅s
9.如图所示，将一个磁流体发电机与电容器用导线连接起来，持续向板间喷入垂直于磁场速度大小为v1的等离子体(不计重力)，板间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；有一带电油滴从电容器的中轴线上匀速通过电容器。两个仪器两极板间距相同，重力加速度为g，下列说法正确的是
( )
A. 带电油滴带正电
B. 油滴的荷质比qm=gBv1
C. 增大等离子体的速度v1，油滴将向上偏转
D. 改变单个等离子体所带的电量，油滴不能匀速通过
10.如图所示，3个电荷量相同的点电荷固定于等边三角形的三个顶角上，电荷电性如图所示，O点是两个正电荷连线的中点，A和B关于O点对称，以下说法正确的是
( )
A. A和B两点的电场强度相同
B. A和B两点的电势相同
C. 电子从A点移到B点过程中静电力先做正功后做负功
D. 电子从A点移到B点过程中电势能先增大后减小
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学用电子秤、水瓶、细线、墙钉和白纸等物品，在家中“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。实验步骤如下：
①用电子秤测量3个水瓶的重量FA、FB、FC，在墙面上贴上白纸，固定两个墙钉P、Q，将3根细线一端打结结点为O，其中两根细线跨过墙钉，3根细线下端挂上水瓶，如图甲；
②等3个水瓶处于静止时，在白纸上记下结点O的位置上、记录3根细线的方向；
③在白纸上按一定的标度作出拉力FA、FB、FC的图示，根据平行四边形定则作出FA、FB的合力F的图示，如图乙。回答下面问题：
(1)该实验采用的科学方法是：__________。
(2)下面实验操作事项中，那些操作可以减小实验误差__________
A.选用粗糙的绳线
B.记录细线方向时两点的距离远一点
C.夹角∠POQ尽可能大一些
D.作力的图示时，选用的标度适当的小一点
(3)∠POQ<90°，缓慢增大FB，要保持细线OP方向不变，下面方法可行的是__________
A.保持FC不变，缓慢减小FA B.保持FC不变，缓慢增大FA
C.保持FA不变，缓慢减小FC D.保持FA不变，缓慢增大FC
(4)若__________，两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则。
12.某同学在家用图甲所示的电路测量一个水果电池的电动势和内阻。
(1)某次测量时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则电流I=__________mA，电压U=__________V；
(2)开关接在1和2位置时，分别得到两条U−I图像，如图丙所示；图丙中图线②对应开关接在__________(填写“1”或“2”)；该方法测得的电动势__________(填写“偏大”、“准确”或“偏小”)
(3)该电池的电动势E=__________，内阻r=__________(均用I1、I2、U1和U2表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.2023年10月7日，一辆气罐车在服务区突然漏气造成火灾。现有一辆气罐车能承受的最大压强是33p0，某次在温度为7℃时气罐车内部气体的压强为21p0，已知气罐车的总体积为V，p0为大气压强，且T=273+t，求：
(1)该辆气罐车能够承受的最大温度；
(2)用该气罐车给体积为0.01V的气瓶充气，充好气后气瓶的压强为10p0，充气过程温度不变，能充多少瓶气。
14.如图所示，倾角θ=37°的粗糙绝缘斜面，在O点以下的斜面存在沿斜面向上的电场，电场强度E随到O点距离x增大而均匀增大，如图乙所示。一个质量为m，带正电的滑块从距O点为d的A点静止释放，滑块的带电量为q，滑块经过O点后向前运动的距离为d的B点时速度减为0。已知滑块与斜面的动摩擦因数μ=18，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，滑块看成质点，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)斜面上B点的电场强度大小E0；
(2)滑块到达B点时，电势能增加量；
(3)滑块在B点的加速度a。
15.如图所示，在xy平面内第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度E1=1.5×104N/C，磁感应强度B=500T，一个电荷量q=2.0×10−4C金属小球P从y轴上距原点L=6m处以某一速度垂直y轴进入第二象限，刚好做匀速圆周运动，再次经过y轴时恰好与放在原点O不带电的金属小球Q发生弹性正碰，碰撞时间极短无机械能损失，小球Q的质量m2=0.1kg、两个金属小球完全相同，接触后电荷均分，碰后取走小球P，不计电荷间的相互作用。小球Q滑上长为x=0.5m的粗糙绝缘水平面OC，小球Q与水平面的动摩擦因数μ=0.2；半径R=0.05m的光滑半圆弧放置在竖直向上的匀强电场中，圆弧最低点与C点相切，电场强度E2=2.0×104N/C，小球与圆弧轨道碰撞时不反弹沿半径方向的速度突变为零，重力加速度g=10m/s2。
(1)小球P与小球Q碰撞后瞬间小球Q的速度大小vQ；
(2)小球Q到达C点的速度大小vC，并判断进入C点后小球Q的运动情况；
(3)小球Q到达D点时受到轨道的支持力大小F。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A
【详解】A.根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知轻核聚变的核反应方程为
显然X为中子 ，故A正确；
B.该反应为核聚变反应，聚变反应过程需要吸收能量才能使轻核间的距离接近到发生聚变的距离，因此需要高温，但反应过程中会释放更大的能量，故B错误；
C.轻核聚变质量亏损，但轻核聚变过程中质量数守恒，故C错误；
D.目前的核电站反应堆使用的是重核裂变，故D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】D
【详解】A.图像的斜率等于加速度，可知在0∼1s内甲的加速度大于乙的加速度；在1∼2s时甲的加速度小于乙的加速度，选项A错误；
B.0∼2.5s内甲的速度一直为正，则一直向前运动，则2.5s时，甲无人汽车距离出发点最远，选项B错误；
C.图像斜率的符号反映加速度的方向，则2.5s时，甲、乙无人汽车的加速度方向相反，选项C错误；
D.图像的面积等于位移，可知4s时，甲的位移
x1=1+2.52×4m−12×1.5×4m=4m
乙的位移
x2=12×8×4m=16m
即两辆无人汽车距离为12m，选项D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】C
【详解】A.海洋水色观测卫星在绕地飞行过程中受到地球的万有引力，用于充当圆周运动的向心力，合力不为零，故A错误；
B.海洋水色观测卫星不是地球同步卫星，不会静止在地面某一位置上空，故B错误；
C.海洋水色观测卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，由万有引力提供向心力
GMmr2=mv2r
可得
v= GMr
可得海洋水色观测卫星在绕地飞行过程中运行速率大于地球同步卫星速率，故C正确；
D.由万有引力提供向心力
GMmr2=mr4π2T2
可得
T=2π r3GM
因为海洋水色观测卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以海洋水色观测卫星在绕地飞行过程中运行周期小于地球同步卫星周期，故D错误。
故选C。
4.【答案】D
【解析】D
【详解】A.由图乙可知，4s时质点P向下振动，根据同侧法可以判断机械波沿x轴负方向传播，故A错误；
B.机械波传播的是振动形式，质点在平衡位置处做简谐运动，不随波迁移，故B错误；
C.由图可知，机械波的周期为
T=8s
波长为
λ=4m
所以该波的波速为
v=λT=48m/s=0.5m/s
故C错误；
D.当 t=4s 时，质点Q在负方向最大位移处，t=0s时，向前4s即半个周期，质点Q在正方向最大位移处，故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】B
【详解】A.运动员的手转动的角速度等于链球的角速度，选项A错误；
B.根据 v=ωr 可知，运动员的手的线速度小于链球的线速度，选项B正确；
C.链球不是在水平面内转动，则链球需要的向心力不断变化，选项C错误；
D.链球在转动过程中动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项D错误。
故选B。
6.【答案】A
【解析】.A
【详解】A.当列车匀速行驶时，所受的牵引力等于阻力，即
P=fvmax
解得行驶过程中列车受到的阻力为
f=Pvmax=750×10330N=2.5×104N
故A正确；
B.以最大速度行驶时，列车1小时内通过的路程是108km，但位移不一定是108km，故B错误；
C.当列车以v1=15m/s行驶时，对列车由牛顿第二定律
F1−f=ma
其中
P=F1v1
联立解得，列车以15m/s行驶时的加速度是
a=0.5m/s2
故C错误；
D.作出列车运动的 v−t 图像，如图所示
由图可知，列车加速过程中的平均速率
v>0+vmax2=15m/s
故D错误。
故选A。
7.【答案】B
【解析】B
【详解】A.根据法拉第电磁感应定律 E=NΔΦΔt ，感应电动势大小与线圈匝数成正比，其他条件不变情况下，更换匝数更少的线圈，感应电动势变小，则二极管变暗，故A错误；
B.根据法拉第电磁感应定律 E=NΔBΔt⋅S ，感应电动势大小与磁感应强度成正比，其他条件不变情况下，更换磁性更强的磁铁，磁感应强度增大，感应电动势增大，则二极管变亮，故B正确；
C.这个发光装置原理是电磁感应原理，故C错误；
D.二极管具有单向导电性，线圈中产生的是交流电，则两个二极管会交替发光，故D错误。
故选B。
8.【答案】CD
【解析】CD
【详解】AC.由动能定理
mgh+Wf=12mv2−0
联立可得
Wf=−160J
所以阻力对水桶做功是−160J，根据
ΔE=Wf=−160J
可得水桶损失的机械能是160J，故A错误，C正确；
B.水桶滑到轨道末端时重力的瞬时功率为
PG=mgvy=mgvsinθ
由于不知道斜面倾角 θ ，无法求解，但
PG=mgvy故B错误；
D.由动量定理可知合外力的冲量是
I合=mv−0=40N⋅s
故D正确。
故选CD。
9.【答案】BC
【解析】BC
【详解】A.对油滴受力分析可知，油滴受到向上的电场力，对磁流体发电机分析，上极板带正电，在电容器中形成向下的电场，故油滴带负电，故A错误；
B.由磁流体发电机可得
q1Ud=q1v1B
两板间的电势差为
U=Bv1d
在电容器中对油滴有
mg=qUd=qv1B
化简可得油滴的荷质比为
qm=gBv1
故B正确；
C.增大等离子体的速度v1，油滴受到的静电力
F电=qE=qUd=qv1B
变大，则
F电>mg
则油滴将向上偏转，故C正确；
D.磁流体发电机的电动势为
U=Bv1d
与等离子体的电荷量无关，即改变单个等离子体所带的电量，油滴仍能匀速通过，故D错误。
故选BC。
10.【答案】BD
【解析】BD
【详解】AB.根据电场线分布所示，由对称性可知，A和B两点的电场强度大小相同，方向不同，电势相同，故A错误，B正确；
CD.电子从A点移动到B点的过程中，静电力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，故C错误，D正确。
故选BD。
11.【答案】 等效替代法 BD##DB AD##DA 在误差允许的范围内，F和FC等大反向
【详解】(1)[1]该实验采用的科学方法是等效替代法；
(2)[2]A.本实验中，探究的是A、B水瓶的拉力的合力与C瓶拉力的关系，所以选用粗糙的绳线不会减小实验误差，故A不符合题意；
B.为了确定FA、FB、FC的方向，记录细线方向时两点的距离远一点，故B符合题意；
C.为了减小实验误差，夹角∠POQ尽适当即可，不宜太大或太小，故C不符合题意；
D.为了减小实验误差，作力的图示时，选用的标度适当的小一点，故D符合题意。
故选BD。
(3)[3]AB.如图所示
可知缓慢增大FB，要保持细线OP方向不变，则保持FC不变，缓慢减小FA，故A正确，B错误；
CD.如图所示
可知缓慢增大FB，要保持细线OP方向不变，应保持FA不变，缓慢增大FC，故C错误，D正确。
故选AD。
(4)[4]若在误差允许的范围内，F和FC等大反向，两个互成角度的力的合成满足平行四边形定则。

【解析】详细解答和解析过程见答案
12.【答案】 3.00 1.10 2 偏小 U2 U2I1
【详解】(1)[1][2]如图乙所示，电流表的示数为
I=3.00mA
电压表的示数为
U=1.0V+2×0.05V=1.10V
(2)[3][4]当开关接1位置时，电压表测的是滑动变阻器两端的电压，而当开关接2位置时，电压表测的是路端电压，则
U2>U1
则图丙中图线②对应开关接在2位置，根据闭合电路欧姆定律
E真=U2+(I2+U2RV)r真
E测=U2+I2r测
作出电源的 U−I 图像可知
由图可知
E测故该方法测得的电动势偏小。
(3)[5][6]由题意可知，当开关S接1时，电流表外接，则实验测得的电源内阻为
r测1=r+RA
内阻测量值偏大；当开关S接2时，电流表内接，则实验测得的电源内阻为
r测2=RVRV+rr
内阻测量值偏小，但是由于水果电池的内阻很大，即
RV故选择图丙中的图线①误差更小，则根据闭合电路的欧姆定律可知
U=−rI+E
该电池的电动势为
E=b=U2
斜率的绝对值为电源内阻，则有
k=r=U2I1

【解析】详细解答和解析过程见答案
13.【答案】(1) 167 ；(2)110
【详解】(1)由查理定律得
p1T1=p2T2
其中
p1=21p0 ， T1=273+t1=280K ， p2=33p0
联立解得
T2=440K
根据
T2=273+t2
可得该辆气罐车能够承受的最大温度为
t2=167
(2)设充气过程温度不变，能充n瓶气，由玻意耳定律可知
p1V=p3V+np3V′
其中
p3=10p0 ， V′=0.01V
联立解得
n=110

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】(1) 2mgq ；(2) mgd ；(3) 1.3g
【详解】(1)由动能定理
mgsinθ×2d−μmgcsθ×2d−12qE0d=0
解得，斜面上B点的电场强度大小为
E0=2mgq
(2)在滑块运动的过程中，静电力做的功为
W电=−12qE0d=−mgd
根据电场力做功与电势能的关系为
W电=−ΔEp
可得
ΔEp=mgd
即滑块到达B点时，电势能增加量为 mgd 。
(3)在B点，对滑块由牛顿第二定律
qE0−mgsinθ−μmgcsθ=ma
代入解得，滑块在B点的加速度为
a=1.3g

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1)1.5m/s；(2)0.5m/s，见解析；(3)5.5N
【详解】(1)小球P在第二限像做匀速圆周运动，有
E1q=m1g
得
m1=0.3kg
由题意可知小球P在第二限像做匀速圆周运动的半径
R=12L=3m
由公式
Bqv0=m1v 02R
得
v0=1m/s
球P与小球Q碰撞，由动量守恒和能量守恒有
m1v0=m1vP+m2vQ
12m1v 02=12m1v P2+12m2v Q2
得
vQ=1.5m/s
(2)小球Q运动到C点过程，由动能定理有
−μm2gx=12m2v C2−12m2v Q2
得
vC=0.5m/s
小球Q进入C点后在竖直方向受合力为
F1=E2q−mg=1N
方向竖直向上，还受垂直导轨的支持力，所以小球Q做非匀速圆周运动。
(3)小球Q到达D点由动能定理有
F1×2R=12m2v D2−12m2v C2
得
vD=1.5m/s
小球Q到达D点时受到轨道的支持力大小F
F−F1=m2v D2R
得
F=5.5N

【解析】详细解答和解析过程见答案