广东省六校2024-2025学年高三上学期八月第一次联考物理试卷（解析版）

这是一份广东省六校2024-2025学年高三上学期八月第一次联考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了9km/s等内容，欢迎下载使用。

（满分：100分；考试时间：75分钟）
注意事项：1.答题前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。并用2B铅笔将对应的信息点涂黑，不按要求填涂的，答卷无效。
2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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，然后再写上新的答案，不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，只需将答题卡交回。
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. 下列关于热学和原子物理的四幅插图的说法正确的是（ ）
A. 甲图为方解石的双折射现象，光学性质表现为各向异性，说明方解石是非晶体
B. 乙图中制作防水衣时用右管材料防水效果更好
C. 丙图为α粒子的散射实验现象，其中J运动轨迹所占的比例是最多的
D. 丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图为方解石的双折射现象，光学性质表现为各向异性，说明方解石是晶体，故A错误；
B．由乙图中的毛细现象可知，左细管材料与水是浸润的，右细管材料与水是不浸润的，用右细管的材料制作防水衣效果好，故B正确；
C．丙图为粒子散射实验现象，实验现象中只有极少量的粒子发生较大角度的偏转，所以J运动轨迹所占的比例是最少的，故C错误；
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体向真空自由膨胀并不对外做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能不变，所以容器内气体的温度不变，故D错误。
故选B。
2. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图，横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间，已知椽子间距离为d，与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，忽略瓦片厚度，重力加速度为g。则（ ）
A. 椽子对瓦片弹力的合力方向竖直向上
B. 椽子对瓦片作用力的合力大小为
C. 仅减小椽子的倾角θ，椽子对瓦片弹力的合力变小
D. 仅减小椽子间的距离d，椽子对瓦片弹力的合力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．对瓦片进行受力分析，瓦片所受支持力垂直于瓦片的切面指向瓦片，两力的合力方向垂直于椽子斜向上，故A错误；
B．瓦片处于静止状态，则椽子对瓦片的作用力的合力与重力等大反向，大小为mg，方向竖直向上，故B错误；
CD．以瓦片为对象，垂直于斜面的截面图及受力分析如图所示
根据受力平衡可得
可知仅减小椽子的倾角，椽子对瓦片弹力的合力变大；仅减小椽子间的距离d，由于不变，椽子对瓦片弹力的合力不变，故C错误，D正确。
故选D。
3. 5月26日，2024自行车公开赛暨粤港澳大湾区青年自行车联赛在横琴粤奥深度合作区举行。此项联赛是广东省体育局联合各地市共同打造的重点赛事，也是粤港澳地区十大体育精品赛事之一，吸引了竞赛组1000名选手和业余组3500余名选手参加。比赛中，若甲、乙两选手的v-t图像如图，在t=0时刻两车在赛道上初次相遇，则（ ）
A. 0-内，乙的加速度越来越大B. 时刻，甲乙再次相遇
C. 0-内，甲乙之间的距离先增大后减小D. -内，甲乙之间的距离先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示加速度，0-内，乙图像的斜率越来越小，则乙的加速度越来越小，故A错误；
BC．图像与坐标轴围成面积表示位移，由图可知0-内，乙图像与坐标轴围成的面积大于甲图像与坐标轴围成的面积，时刻乙的位移较大，在t=0时刻两车在赛道上初次相遇，故时刻，甲乙不会再次相遇，0-内，甲乙之间的距离一直增大，故BC错误；
D．时刻，乙在前，甲在后，且时刻以后，甲的速度大于乙的速度，由图可知0-内，乙图像与坐标轴围成的面积小于甲图像与坐标轴围成的面积，时刻乙的位移较小，故-内，甲乙之间的距离先减小后增大，故D正确。
故选D。
4. 华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 三颗卫星的运行速度大于7.9km/s
B. 三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等
C. 其中一颗质量为m的通信卫星的动能为
D. 能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为2R
【答案】C
【解析】
【详解】A．7.9km/s是最大的卫星环绕速度，所以三颗卫星的运行速度小于7.9km/s。故A错误；
B．根据万有引力的公式
可知，由于不知道三颗卫星的质量大小，因此不能确定三颗卫星所受地球万有引力大小的关系。故B错误；
C．根据万有引力充当向心力有
可得卫星的线速度
则该卫星的动能
又
联立，解得
故C正确；
D．若恰能实现赤道全球通信时，此时这三颗卫星两两之间与地心连线的夹角为120°，每颗卫星与地心的连线和卫星与地表的切线以及地球与切点的连线恰好构成直角三角形，如图
根据几何关系可知，此种情况下卫星到地心的距离为
则卫星离地高度至少为
故D错误。
故选C。
5. 扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的秕粒a（秕粒为不饱满的谷粒，质量较轻）和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹，、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从力的角度看，水平方向的力相等，饱粒b的重力大于秕粒a的重力，如图所示
从运动上看，在水平方向获得的动量相同，饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而从竖直方向上高度相同
运动时间相等
所以
综合可知B正确
故选B。
6. 新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板
B. 若输入端ab接上380V恒压直流电，也能正常充电
C. 供电线圈和受电线圈匝数比可能为1：2
D. ab端的输入功率等于12kW
【答案】C
【解析】
【详解】A．在车底板加装金属护板会产生涡流，故不可以在车底板加装金属护板，故A错误；
B．只有交流电流才能发生电磁感应现象，实现电能传输，故B错误；
C．电池系统cd端的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比可能为1∶2，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
则供电线圈的电压为
由于供电线圈中的电阻有电压，符合题意，故C正确；
D．电池系统cd端的功率为
由于供电线圈中的定值电阻产生焦耳热，故ab端的输入功率大于12kW，故D错误。
故选C
7. 现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备，它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。电磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 电子加速时受到的向心力大小可能不变B. 电磁铁线圈通过的电流一定增大
C. 从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动D. 电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．电子加速时，电子速度增大，轨道半径不变，由
电子加速时受到的向心力变大，A错误；
BD．根据洛伦兹力提供向心力有
可得
电子加速，可知轨道处磁感应强度B增大，则电磁铁线圈通过的电流增大，B正确，D错误；
C．磁场方向向上，电流变大，则磁感应强度变大，产生的感生电场为顺时针方向，电子受到的电场力为逆时针方向，电子做逆时针圆周运动，C错误。
故选B。
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. 如图甲所示，北宋曾公亮在《武经总要》中记载了一种古代运输装备，名为“绞车”，因其设计精妙，使用时灵活方便，这种绞车又被称为“中国式绞车”，“合大木为床，前建二叉手柱，上为绞车，下施四轮，皆极壮大，力可挽二千斤。”其原理如图乙所示，将一根圆轴削成同心而半径不同的两部分，其中a、b两点分别是大小辘轳边缘上的两点，其上绕以绳索，绳下加一动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动其轴旋转便可轻松将重物吊起，则在起吊过程中，下列说法正确的是（ ）
A. a点的角速度等于b点的角速度B. a点的向心加速度小于b点的向心加速度
C. 人对把手做的功等于重物机械能的增加量D. 滑轮对重物做的功等于重物机械能的增加量
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．a的半径大于b的半径，由于两点是同轴转动，角速度相同，根据可知a的向心加速度大于b点的向心加速度，故A正确，B错误；
C．由能量守恒可知，人对把手做功除了转化为重物的机械能外，还有轮轴的动能及摩擦生热等，因此人对把手做的功大于重物机械能的增加量，故C错误；
D．由功能关系可知滑轮对重物做的功等于重物机械能的增加量，故D正确。
故选AD。
9. 太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心，O1为上侧阳半圆的圆心，O2为下侧阴半圆的圆心，O、O1，O2在同一直线上，AB为大圆的直径且与O1O2连线垂直，C、D为关于О点对称的两点，在，两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有，处点电荷产生的电场。下列说法正确的是（ ）
A. C、D两点电场强度相同
B. 把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能先增加后减小
C. 把质子由A沿直线移到B的过程中，质子所受电场力先增加后减小
D. 将一电子（不计重力）从A点由静止释放，电子可以沿直线在AB间做往返运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在O1，O2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，设O1处为正点电荷，O2处为负点电荷，C点，D点电场强度大小相等、方向相同，故A正确；
B．AB为等量异种电荷连线的中垂线，根据等量异种电荷电势分布特点可知，中垂线为一等势线，所以把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能保持不变，故B错误；
C．根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知，O点为中垂线上场强最大的点，则把质子由A沿直线移到B的过程中，场强先变大后变小，质子所受电场力先增加后减小，故C正确；
D．由于等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直，所以将一电子（不计重力）从A点由静止释放，在A处受到的电场力与AB直线垂直，电子不可能沿直线在AB间做往返运动，故D错误。
故选AC。
10. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，航天员“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。如图甲所示，航天员天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象．液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡，如图乙所示．假设此液体球其内外半径之比为1：3，当由a、b、c三种颜色的光组成的细光束在过球心的平面内，从A点以i＝37°的入射角射入球中，其中b光的折射光线刚好与液体球内壁相切，已知真空中光速为，则下列说法正确的是（ ）
A. 该液体材料对a光的折射率小于对c光的折射率
B. 若继续增大入射角i，b光肯定能从液体球中射出
C. 该液体材料对a光的折射率可能为
D. c光在液体球中的传播速度可能为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，该液体球对a光的折射角小于对c光的折射角，而折射率等于入射角的正弦值与折射角正弦值之比，当入射角相同时，折射角越小则折射率越大，可知该液体材料对a光的折射率大于对c光的折射率，故A错误；
B．若继续增大入射角i，b光的折射角也将增大，光线将远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光路的可逆性原理可知不会发生全反射，故b光肯定能从液体球中射出，故B正确；
C．根据几何关系可知，该液体材料对b光的折射角的正弦值为
则根据折射定律可知，该液体材料对b光的折射率为
由于a光的折射角小于b光的折射角，而在入射角相同的情况下，折射角越小折射率越大，因此a光的折射率一定大于b光的折射率，由于
因此，该液体材料对a光的折射率可能为，故C正确；
D．根据波速与折射率之间的关系有
则b光在液体球中的传播速度为
由于c光的折射角大于b光的折射角，而在入射角相同的情况下，可知c光的折射率小于b光的折射率，而折射率越小，则光在该液体球中的传播速度越大，因此，c光在液体球中的传播速度一定大于，故D错误。
故选BC。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答）
11. 某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。轻绳两端分别系着质量为m的物块A（含挡光片）和质量为M的物块B，将挡光片的中心位置固定在物块A的中间位置。实验时，由静止释放物块B，B向下运动。为了减小实验误差进行多次实验，改变物块A的初始位置，使物块B从不同的高度由静止释放，记录每次释放前挡光片的中心位置到光电门的高度差h以及挡光片穿过光电门的时间。
（1）用游标卡尺测量挡光片宽度d，如图所示，挡光片宽度d为______cm；
（2）通过描点作图，为了得到一条过原点的直线，则该直线为______图像（选填“”、“”、“”），则该直线的斜率k＝______（用字母m、g、M、d表示）；
（3）请你选出可减小本实验误差的方案______。（多选）
A. 选用质量大体积小的物块
B. 选用质量小体积大的物块
C. 选用质量小的滑轮
D. 选用质量大的滑轮
【答案】（1）2.06
（2） ①. ②. （3）AC
【解析】
【小问1详解】
该游标卡尺有标尺为10分度值，其精度为0.1mm，读图可得挡光片宽度为
【小问2详解】
[1]根据实验原理由动能定理有
其中
整理可得
可知，为了得到一条过原点的直线，则该直线为的图像；
[2]根据表达式可知该图像的斜率
【小问3详解】
AB．体积越大，物块在运动过程受到的空气阻力越大，选用质量大体积小的物块可减小阻力从而减小实验误差，故A正确，B错误；
CD．由于在实验过程中，滑轮会因与绳子的摩擦而发生转动，从而消耗一部分能量，因此为了减小实验误差应选择质量小的滑轮，故C正确，D错误。
故选AC。
12. 如图所示，某同学要测量一节干电池的电动势和内阻﹐现有一个未知内阻的电流表A，他先用图甲所示的电路测量电流表A的内阻。
（1）已知图甲中电阻R1 = 28.8Ω，R2 = 7.2Ω，当调节电阻箱的阻值为图乙所示时，灵敏电流表的示数恰好为0，则电流表A的内阻为RA = __________Ω。
（2）该同学将电流表A接入图丙所示的电路测量电源的电动势和内阻。闭合开关S，调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及对应的电流表的示数I，作出图线如图丁所示。已知定值电阻R0 = 1.0Ω，则电源的电动势E = __________V，内阻r = __________Ω。
（3）根据图丙设计的实验，该同学测得的电动势__________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测得的内阻值__________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）3.1 （2） ①. 1.5 ②. 1.9
（3） ①. 等于 ②. 等于
【解析】
【小问1详解】
由图乙可得，电阻箱的阻值，由图甲的电桥法可得
代入数据解得
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得
变式可得
由图丁可得
，
解得
，
【小问3详解】
[1][2]根据以上分析，利用图丙设计的实验，该同学测得的电动势和内阻不存在系统误差，测得的电动势和内阻均等于真实值。
13. 庆祝活动所使用的气球100%可降解，不存在污染环境的问题。此外，所有气球内充的都是氦气，和遇明火易爆炸的氢气相比，更加安全。某市民跨年夜放飞气球迎接新年，每个气球需要充入氦气10L，充气后压强为，地面附近空气温度为、压强为，用一个容积为50L、压强为的氦气罐给气球充气，可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同。气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到15L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降，高度每升高10m，大气压减小110Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，求：
（1）用一个氦气罐可以充出符合要求气球的个数n；
（2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）全部充气完毕，罐内气体压强也变为，设充气后的气体总体积为V，则根据理想气体状态变化规律
将
代入可解得
设总共充气n个符合要求的气体，则
其中
代入可得
（2）当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到15L，设此时气球离地面高度为h，则爆裂时气体的压强和温度分别是
代入理想气体状态变化方程
解得当气球发生爆裂时，气球离地面的高度
14. 如图所示，三维坐标系Oxyz内存在着正四棱柱空间区域，正四棱柱的截面OPMN水平且与ACDF-IJGH的两个底面平行，其中A点的坐标为（0，，0），C点的坐标为（0，，L），正四棱柱ACDF-OPMN空间处于沿y轴负方向的匀强电场中，OPMN-IJGH空间处于沿y轴负方向的匀强磁场中，质量为m、电荷量为+q的粒子以速度从A点沿AD方向射出，经电场偏转后恰好从截面OPMN的中心进入磁场区域，不计粒子的重力。
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）若粒子恰好未从四棱柱的侧面飞出，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中做类平抛运动，沿AD方向有
沿y轴方向有
沿y轴方向的加速度
解得匀强电场的电场强度大小为
【小问2详解】
粒子到达OPMN的中心，如图甲所示，平行于正四棱柱底面的分速度大小始终为，带电粒子在平行于正四棱柱底面的方向上做匀速圆周运动，恰好不从四棱柱的侧面飞出，做出圆轨迹如图乙所示
由几何关系可得
解得粒子做圆周运动的半径
由洛伦兹力提供圆周运动的向心力，可得
解得
15. 如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置（可压缩）构成。某次碰撞实验中，一辆总质量为45t的机车以6m/s的初速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置（由缓冲器与吸能管组成），其弹力随作用行程（压缩量）的变化关系如图乙所示，缓冲阶段，缓冲器弹力与压缩量成正比，属于弹性变形。作用行程为55mm时，达到最大缓冲极限，缓冲器被锁定，钩缓装置中吸能管开始平稳变形，产生的弹力恒为，其作用行程为110mm。吸能管行程结束后，钩缓装置迅速刚化，此时启动二级吸能元件，防爬装置被压缩产生恒定缓冲作用力，此过程行程为225mm 时，机车刚好停止，车体完好无损。（设每次碰撞过程中，该吸能装置的性能保持不变，忽略其它阻力影响。）求：
（1）一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量；
（2）二级吸能元件工作时的缓冲作用力及作用时间；
（3）为了测试该吸能装置一级吸能元件性能，将该套吸能装置安装在货车甲前端，货车甲总质量为66t，与静止在水平面上无制动的质量为13.2t的货车乙发生正碰（不考虑货车的形变），在一级吸能元件最大吸能总量的60%以内进行碰撞测试（碰撞时若钩缓装置的吸能管未启动时，缓冲器能像弹簧一样工作）。 求货车乙被碰后的速率范围。
【答案】（1）247500J；（2），0.09s；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）由题可知一级吸能元件吸收能量等于缓冲吸能吸能管吸能总和
由图可知
可得
（2）设一级吸能元件工作结束时现车的速度为，由能量守恒定律
解得
设二级吸能原件工作时的缓冲作用力大小为，作用时间为t，由动能定理和动量定理有
解得
（3）当甲车速度为时，甲乙两车碰撞后两车共速且刚好使一级吸能元件中的缓冲器锁定，此时两车速度设为，则有
（一级最大吸能总量60%以内）
可得
由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器末被锁定此时发生弹性碰撞，弹簧恢复形变后，甲车的速度为，乙车获得速度为，有
可得
即当时，；
由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器被锁定后此时启动了吸能管，发生的碰撞为完全非弹性碰撞，吸能元件吸收能量最大且原件吸能总量为时，碰后两车速度相同为，有
可得
当时，缓冲器被锁定，有
可得
综上所述：
当时，；
当时，。