广东省三校2024-2025学年高三上学期开学物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡上，将条形码横贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（ ）
A. 离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度
B. 在捕获轨道运行的周期大于24小时
C. 在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D. 经过A点的加速度比经过B点时大
【答案】B
【解析】
详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A错误；
B．由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确；
C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误；
D．根据万有引力提供向心力知
解得
则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误；
故选B。
2. 如图甲，绞车记载于北宋曾公亮的《武经总要》，其原理如图乙，将一根圆轴削成同心而半径不同的大小辘轳，其上绕以绳索，绳下加动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动辘轳旋转便可轻松将重物吊起。a、b分别是大小辘轳边缘上的两点。在起吊过程中，下列说法正确的是（ ）。
A. a点的线速度等于b点的线速度
B. 人对把手做的功等于重物机械能的增加量
C. 滑轮对重物的力与重物的重力是一对作用力与反作用力
D. 滑轮会顺时针转动
【答案】D
【解析】
【详解】A．a、b两点为同轴转动，角速度相同，a点做圆周运动的半径大于b点做圆周运动的半径，由线速度与角速度的关系公式可知，a点的线速度大于b点的线速度，A错误；
B．由能量守恒定律可知，人对把手做的功等于重物机械能的增加量、轮轴动能及摩擦产生的热三者的和，B错误；
C．滑轮对重物的力与重物的重力都作用在重物上，不是一对作用力与反作用力，C错误；
D．重物在起吊过程中，人顺时针转动把手，由于 a点的线速度大小大于b点的线速度大小，则在相同时间内，滑轮的左侧上升的距离大，滑轮的右侧下降的距离小，因此滑轮会顺时针转动，D正确。
故选D。
3. 下列说法中正确的是（ ）
A. 物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大
B. 当分子间距离从r0（此时分子间引力与斥力平衡）增大到r1时，分子力先减小后增大，分子势能也先减小后增大
C. 热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递
D. 根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体自由下落时速度增大，动能增加，但内能是分子热运动平均动能和分子势能之和，与宏观速度无关，故A错误；
B．当分子间距离从r0（此时分子间引力与斥力平衡）增大到r1时，分子力可能一直增大或者先增大后减小，但分子力一直表现为引力，分子力做负功，分子势能会一直增大，故B错误；
C．热传递的条件，高温物体传向低温物体，与内能的大小无关，故C错误；
D．由热力学第二定律的表述知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他影响，故D正确。
故选D。
4. 年月日我国四川省汶川县发生了级的大地震，在震后的几个月内还发生过一百多次的余震，有的余震达到级以上。为了减小余震所带来新的损失，地震预报 部门利用一种传感器，探测地表传来的余震信息，这种传感器应该是（ ）
A. 电波传感器B. 压力传感器C. 振动传感器D. 超声波传感器
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知，这种传感器既然与地震波有关，地震波是由震源的振动由近及远向外传播而产生，因此是振动传感器。
故选C。
5. 无限长导线，均通以恒定电流I。直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则图乙中O处磁感应强度和图甲中O处磁感应强度相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知，图甲中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；
A．根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；
B．同理，四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直向里，故B错误；
C．由上分析可知，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故C错误；
D．与C选项分析相同，四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误；
故选A。
6. 今年四月中国龙舟大赛四川遂宁站比赛在美丽的观音湖盛大举行，吸引了大量观众前来为龙舟队员呐喊助威。电视台记者用无人机空中摄像对现场进行直播。如图所示为无人机沿曲线从M点向N点飞行的过程中的一段轨迹，速度逐渐减小，在此过程无人机所受合力方向可能的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】无人机做曲线运动时，受到的合力方向指向运动轨迹的凹侧，由于无人机速度逐渐减小，可知合力方向与速度方向的夹角大于90°。
故选A。
7. 2019年1月3日“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度。已知地球和月球的半径之比约为4：1，分别在离月球表面高度为h处和离地球表面高度为h处自由下落的小球运动时间之比为，由此可知（ ）
A. 地球表面重力加速度和月球表面重力加速度之比为
B. 小球在地球表面落地的速度和在月球表面落地的速度之比为6:1
C. 地球的质量与月球的质量之比为96:1
D. 地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为8:1
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据可知，地球表面重力加速度和月球表面重力加速度之比为
故A错误；
B．根据可知，小球在地球表面落地的速度和在月球表面落地的速度之比为
故B错误；
C．根据万有引力与重力的关系有
解得地球的质量与月球的质量之比为
故C正确；
D．根据第一宇宙速度的计算公式，可知地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为
故D错误；
故选C。
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8. 一简谐横波在t=0时的波形如图所示，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5πt(cm)，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的振幅为8cm
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 该波的波速为10m/s
D. 质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4m
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据题意，该波的振幅为
故A错误；
B．根据质点P的振动方程可知，t=0时刻，质点P处于平衡位置，且沿y轴正方向运动，结合波形图，根据“上下坡”法可知，该波沿x轴正方向传播，故B正确；
C．周期为
T=2πω=2π5πs=0.4s
所以
故C正确；
D．介质中的质点沿y轴上下振动，而不会随波迁移，故D错误。
故选BC。
9. 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成。开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（ ）
A. 对外做正功，分子的平均动能减小B. 对外做正功，内能增大
C. 对外做负功，分子的平均动能增大D. 对外做正功，内能减小
【答案】AD
【解析】
【分析】根据热力学第一定律公式，公式中表示系统内能的增加量，表示外界对系统做的功，表示系统吸收的热量，题中气体膨胀对外界做功，即气体对外界做负功，故，气体与外界无热交换，故，从而判断出气体内能的变化，也就得到分子的平均动能的变化情况。
【详解】密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外界对气体做负功，因而，缸内气体与外界无热交换说明，忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子动能的总和。根据热力学第一定律，可知内能增加量，故内能减小，分子平均动能减小，温度降低。
故选AD。
【点睛】热力学第一定律的公式中，表示系统内能的增加量，表示外界对系统做的功，当系统对外界做功时，取负值，表示系统吸收的热量，当系统放出热量时，取负值。
10. 如图所示，质量为M的光滑斜面静止在光滑水平面上。某时刻，质量为m的可视为质点的小物块从斜面顶端由静止开始下滑，经过一段时间，小物块滑到斜面底端，速度大小为，方向与水平地面成角，重力加速度大小为g。则小物块从斜面顶端下滑到底端过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 斜面与小物块组成的系统动量守恒
B. 斜面对小物块的支持力做的功等于小物块机械能的变化
C. 小物块对斜面的压力做的功等于
D. 小物块对斜面的压力的冲量大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小物块从斜面顶端下滑到底端过程中，斜面与小物块组成的系统水平方向不受外力，竖直方向所受外力矢量和不为零，因此系统动量不守恒，故A错误；
B．小物块下滑过程中，斜面对小物块的支持力做负功，引起小物块机械能减小，且做的功等于小物块机械能的变化。故B正确；
C．物块下滑过程，小物块与斜面组成系统，水平方向动量守恒，因此根据动量守恒定律可得
解得小物块滑到斜面底端时，斜面的速度大小为
根据动能定理可知，小物块对斜面的压力做的功即合外力对斜面做的功，等于其动能变化量，为
故C正确；
D．根据动量定理可知，小物块对斜面的压力在水平方向的分力的冲量等于斜面动量变化量，即等于；而小物块对斜面的压力在竖直方向分力的冲量不为零，因此小物块对斜面的压力的冲量大小不等于，故D错误。
故选BC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 为了测量一节干电池的电动势和内电阻，除了一节干电池以外，实验室还提供了如下器材：
A.毫安表（量程为：、内阻为）
B电阻箱（最大阻值）
C.开关一只，导线若干
（1）请你根据提供的器材，在方框中画出测量电路图_________；
（2）断开开关S，调整电阻箱的阻值，再团合开关S，读取并记录电流表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电流值及电阻箱的阻值，并以为纵坐标，以为横坐标，作出图像，如图所示。若直线的斜率为，纵截距为，由图像及题给条件可知，电源电动势的表达式__________，电源内阻的表达式__________；
（3）采用上述实验，测得的干电池的电动势和内阻与真实值相比，__________，__________。（均选填“>”“<”或“=”）
【答案】 ①. 见解析 ②. ③. ④. = ⑤. =
【解析】
【详解】[1]分析可知，利用“安阻法”来测量该电池电动势及内阻，电路设计如图所示。
[2][3]根据闭合电路欧姆定律，有
得
解得
，
[4][5]我们测量时把毫安表的内阻已经减掉，故由图像可知
12. 双流中学一研究性学习小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω.m，如图1所示为该组同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm，将水样注满容器后，进行以下操作：
（1）分别用多用电表欧姆挡的“×100”、“×1K”两挡粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图2所示，则所测水样的电阻约为_________Ω。
（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材；
A．电流表（量程6mA，电阻RA为20Ω） B．电压表（量程15V电阻Rv约为10kΩ）
C．滑动变阻器（0-20Ω，额定电流1A） D．电源（12V内阻约10Ω）
E．开关一只、导线若干
请在图3的实物图中完成电路连接_________
（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在图4的坐标纸中作出U-I关系图线
（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为_________Ω.m，据此可知，所测水样在电阻率这一指标上__________（选填“达标”或“不达标”）。
【答案】 ① 1750 ②. ③. ④. 不达标
【解析】
【详解】（1）[1]电阻的大小等于指针示数乘以倍率，得出水样的电阻约为1750Ω；
（2）[2]因为要精确测量电阻值，需要电路中电压有较大的变化范围，而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻，所以连线时滑动变阻器要用分压接法；
又因为所测电阻的阻值约为
1750Ω＞RARV
则采用电流表内接法，电路连接如图所示
（3）[3]描点法作图，如图（让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧）
（4）[4]由图线斜率可知，总电阻为
又
根据电阻定律
故有
所以不达标。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13. 微棱镜增亮膜能有效提升液晶显示屏亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角为一微棱镜的横截面，，，紧贴边上的点放一点光源，。已知微棱镜材料的折射率，，只研究从点发出照射到边上的光线。
（1）某一光线从边出射时，方向恰好垂直于边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；
（2）某一部分光线可以依次在、两界面均发生全反射，再返回到边，求该部分光线在边上的照射区域长度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】（1）由题意知，出射角
由折射定律得
解得
（2）根据可得临界角为
当光线刚好在边上点发生全反射时，如实线光路所示,在边刚好全反射时，入射角
由几何关系知，反射到边的入射角
能够发生全反射。过点做的垂线与点，由几何关系知
当光线刚好在边上发生全反射时，如图虚线光路所示,在边刚好全反射时，在边的入射角
由几何关系知，在边的入射角
能够发生全反射，反射点为.
在中由几何关系知
综上所述，符合要求的区域
14. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，y轴沿竖直方向。在x=L到x=2L之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，一个比荷为k的带电微粒从坐标原点以一定的初速度沿+x方向抛出，进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，离开电场和磁场后，带电微粒恰好沿+x方向通过x轴上x=3L的位置，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）带电微粒初速度v0的大小。
【答案】（1）E＝ ；（2）v0＝
【解析】
【详解】（1）由题意可知微粒在电磁组合场中做匀速圆周运动时竖直方向上受力平衡，即
mg＝qE ①
又因为
②
解得
③
(2) 微粒的运动轨迹如图所示，设微粒在电磁复合场中运动的半径为R，速度大小为v，v与竖直方向夹角为θ，由几何关系知
2Rcsθ＝L ④
根据牛顿第二定律得
⑤
微粒进入电磁复合场时的竖直分速度大小为
⑥
设微粒从原点抛出后经时间t进入电磁复合场，根据平抛运动规律有
vy＝gt ⑦
L＝v0t ⑧
联立②④⑤⑥⑦⑧解得
⑨
15. 某同学利用数码照相机连拍功能研究运动物体的残影，拍摄过程中每次曝光以及曝光之间的时间间隔固定不变。实验者使一弹性小球从某砖墙前自由落下的同时开始连拍，观察到如图14所示的情景（图中1、2、3……是由于小球的运动而在照片上留下的模糊径迹）。测得每块砖的平均厚度为5cm，第3、9条径迹的长度分别为2.2cm和8.2cm，小球刚好在第9次曝光结束时与地面碰撞，从下落点到第9条径迹上端共有16层砖的厚度，整个过程不计空气阻力及碰撞时间。求：（g取10N/kg）
（1）连拍过程中单次曝光时间。
（2）相机每隔多长时间曝光一次。
（3）若小球每次与地面碰后速度反向，大小仅为碰前的一半，试计算第25次曝光开始后多久小球触地。
【答案】（1）0.02s；（2）0.05s；（3）0.0075s
【解析】
【详解】（1）块砖的平均厚度为，下落点到第9条径迹上端时间
从下落点到第9条径迹下端时间
则单次曝光时间
（2）第3条径迹中间时刻速度
第9条径迹中间时刻速度
又
其中，则相机曝光的时间间隔
（3）第9次曝光结束时的触地后反弹速度
从此时开始，第n次反弹速度
从此时开始，到第n次反弹经历的总时间
又第9次曝光结束到第25次曝光开始经历时间为0.78s，即第25次曝光在第3次反弹到第4次反弹之间
或数列求和
则第25次曝光开始到小球触地
U/V
2.0
3.8
6.8
8.0
10.2
11.6
I/mA
0.73
1.36
2.20
2.89
3.66
4.15