广东省金卷联盟2024-2025学年高三下学期3月联考 物理试卷（含解析）

这是一份广东省金卷联盟2024-2025学年高三下学期3月联考 物理试卷（含解析），共14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.如图甲所示，光电管可以将光信号转换为电信号，其电路结构如图乙所示。当用绿光照射光电管时，图乙输出端ab间的电压不为零，下列说法正确的是( )
A. 光电效应现象说明光具有波动性
B. 图乙中，b端的电势可能高于a端的电势
C. 增大电源提供的电压U，ab间的电压可能不变
D. 若改用紫光照射光电管，ab间的电压一定增大
2.如图甲所示为球馆经常使用的简易置球架，支撑篮球的两根横梁可视为光滑且水平平行，如图乙所示。当质量为m的篮球静止在置球架上时，每根横梁对篮球的弹力为N。已知篮球的半径为R，两横梁的间距为D，下列说法正确的是( )
A. 若两横梁的间距D增大，则弹力N增大B. 若两横梁的间距D增大，则弹力N减小
C. 若仅增大篮球的半径R，则弹力N增大D. 若仅增大篮球的半径R，则弹力N不变
3.2024年12月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号甲运载火箭，成功将“千帆星座”第三批组网卫星送人预定轨道，其轨道高度在160km∼2000km范围之间，与距离地面高度约为36000km的地球同步轨道卫星相比，低轨卫星具有明显的低成本、低延时等通讯优势。若“千帆星座”组网卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说正确的是( )
A. “千帆星座”组网卫星在轨运行的速度大于7.9km/s
B. “千帆星座”组网卫星的运行周期大于24h
C. “千帆星座”组网卫星的线速度比地球同步卫星的大
D. “千帆星座”组网卫星的轨道高度越高，运行角速度越大
4.如图甲所示，在平静湖面上的S处发生振动时，会形成沿水面传播的水波，将该水波视为简谐横波，t=0时刻的波形图如图乙所示，其中实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时质点a、b、c分别位于波峰或波谷处。已知该波源的振动周期为T，下列说法正确的是( )
A，经过T2时间，质点a恰好运动到质点b处
B.质点a、c平衡位置之间的距离大于波长λ
C.质点a、c的振动速度始终大小相等，方向相反
D.t=T4时，质点a、b的振动速度大小相等，方向相同
A. AB. BC. CD. D
5.亥姆霍兹线圈由一对完全相同的正对平行放置的圆形导线圈组成，如图所示，虚线为过两线圈圆心的轴线，a、b为关于轴线对称的两点，O点为两线圈圆心连线的中点。当两个线圈通入如图所示大小相等、方向相同的电流时，下列说法正确的是( )
A. 两个线圈之间存在互相排斥的力
B. O点处磁感应强度方向水平向左
C. a点和b点处的磁感应强度大小不同
D. 若带电粒子以一定初速度飞入该磁场中，可能做直线运动
6.如图甲所示，同轴电缆是一种常见的信号传输线，由两个同心导体组成，通常是一个铜制的内导体(芯线)和一个铜或铝制的外导体(网状编织层或管状层)，两者之间由绝缘材料隔开，其在广播电视、网络通信等领域应用广泛。图乙为同轴电缆横截面内静电场的电场线和等势面分布情况，相邻的虚线圆间距相等，a、b、c点均为实线与虚线圆的交点，下列说法正确的是( )
A. 图乙中实线代表等势线，虚线代表电场线B. a点和b点处的电场强度相同
C. a点的电势可能小于b点的电势D. a、b间的电势差与b、c间电势差相等
7.如图所示为利用水流发电的实验设想，两块面积均为S的矩形金属板正对放置在河水中，板间距离为d，水流速度大小为 v，方向水平向左，两金属板与水流方向平行，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和开关S连接到金属板上。假设该处地磁场磁感应强度竖直向下的分量为B，水的电阻率为ρ，不计边缘效应，则开关S闭合时，下列说法正确的是( )
A. 稳定时，电路中电流大小为BdvR
B. 电阻R中的电流方向为a→b
C. 若仅将金属板的正对面积加倍，则水流发电机的功率将加倍
D. 若仅使水流的速度加倍，则水流发电机的功率将变为原来的4倍
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，某实验小组设计了测量液体折射率的简易装置。水平放置的圆柱体容器，在底面圆周上均匀刻线，在圆柱体内灌装一半的透明待测液体，保持液面水平且过圆柱体的轴线。用激光笔发出绿色光束，由侧面上的A点对准圆心O射入液体，读出圆周上人射点和出射点处的刻度读数，即可测得待测液体的折射率。已知光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，不考虑光的反射，不计容器侧壁的厚度。若某次实验的光路图如图所示，下列说法正确的是( )
A. 待测液体对绿光的折射率为2
B. 绿光在待测液体中的传播速度为 3×108m/s
C. 若调整光线的人射点A到刻度线20处时，则液面上方的出射光线恰好消失
D. 保持人射点A不动，将绿光变为红光，出射点B对应读数会减小
9.某学习小组设计的风速测量仪如图甲所示，由铁质支架、永磁铁、感应线圈、风杯和测量杆等部分组成。若某时间段内感应线圈输出的电流波形为如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是( )
A. 该电流的变化周期为T0，有效值为I0 2
B. 在t=T04时刻，感应线圈中的磁通量最大
C. 在t=T02时刻，感应线圈中的磁通量变化最快
D. 0∼T02的时间内，通过感应线圈的电荷量大于I0T04
10.如图所示为电动机以恒定功率吊起货物的情境。质量为m的货物由静止开始竖直向上运动，上升高度H时恰好达到最大速度。已知电动机功率恒为P，重力加速度为g，空气阻力大小恒为f，对上述过程，下列说法正确的是( )
A. 货物上升过程中加速度逐渐增大
B. 货物上升过程中绳子的拉力逐渐减小
C. 电动机做的功大于货物机械能的增加量
D. 货物达到最大速度需要的时间t=(mg+f)HP
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.请完成下列实验：
(1)图甲为用单摆测量重力加速度的实验装置。
①实验中的摆球和摆线选用 (填选项前的字母)。
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约1cm的匀质铁球
D.直径约10cm的匀质木球
②为了提高实验的准确度，多次改变摆线长度L进行实验，并测出相应的周期T，根据得出的多组数值，以L为横坐标、T2为纵坐标作出图线，得到的图像应是图乙中的 (填“①”“②”或“③”)，利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果 (填“有影响”或“无影响”)。
(2)图丙是利用气垫导轨验证滑块碰撞过程是否动量守恒的实验装置。
①用天平测得两滑块A、B(包含挡光片)的质量m1、m2，用游标卡尺测得两挡光片的宽度均为d。
②实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨 ;充气后，使滑块A由导轨的一侧以一定初速度运动至另一侧，当滑块A在导轨上通过光电门1时的挡光时间和通过光电门2时的挡光时间 时，说明气垫导轨已经调节好。
③将滑块B放在两个光电门之间，滑块A以一定初速度由光电门1左侧开始向右运动，通过光电门1时的挡光时间为t0，与滑块B相撞后，它们通过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为t1、t2，则在实验误差允许的范围内，只需验证表达式 (用测得的物理量表示)成立，就说明滑块 A、B碰撞过程中动量守恒。
12.某实验小组欲测量一金属丝的电阻率，实验室提供器材如下：
待测金属丝Rx(阻值约为10Ω)，直流电源E(电动势为6V，内阻很小)，电流表A(量程为0∼0.6A，内阻很小)，电压表V(量程为0∼3V，内阻为3000Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)，定值电阻若干个，开关，导线若干。
(1)首先用螺旋测微器测量待测金属丝的直径d，某次测量时示数如图甲所示，则d= mm;再用毫米刻度尺测量金属丝的长度L，则待测金属丝的电阻率的表达式ρ= (用题中字母d、L、Rx表示)。
(2)为尽量准确地测量金属丝的电阻Rx，设计了如图乙所示电路，图乙中滑动变阻器应该选用 (填“R1”或“R2”)，由于电压表量程太小，需要串联定值电阻R0将其改装成量程0∼6V的电压表，则R0= Ω。
(3)根据图乙电路图，请用笔画线代替导线将图丙中实物连线补充完整。
(4)考虑到电表内阻的影响，金属丝的电阻率测量值将 (填正确答案标号)真实值。
A.大于
B.小于
C.等于
D.不确定
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.如图所示，某同学利用废弃易拉罐制作了一款简易温度计：在透明薄壁玻璃管中加入一小段油柱(长度忽略不计)，将玻璃管插入易拉罐内，接口处用热熔胶密封，这样就把一定质量的空气封闭在易拉罐中。已知玻璃管粗细均匀，横截面积S=0.2cm2，玻璃管露出易拉罐外的总长度l=20cm。当温度为27∘C时，油柱恰好位于玻璃管和易拉罐的接口处，缓慢升高温度，当温度为35∘C时，油柱恰好到达玻璃管管口处，大气压强p0保持不变，空气视为理想气体。热力学温度与摄氏温度的关系T=t+273K，求：
(1)温度升高时，易拉罐内密封空气的内能怎么变?吸热还是放热?
(2)易拉罐的容积V;
(3)若还有容积为100mL、500mL的易拉罐，为提高温度计的测量灵敏度k(变化相同的温度△T，油柱移动距离△l越大，灵敏度越高)，应该采用哪款易拉罐设计?请说明依据。
14.如图所示为某款产品分捡装置的结构简图，可以根据产品质量的不同分别将产品收集到①②两个区域。装置工作时，产品每次都经弹射装置由A点释放，之后沿粗糙水平面AB运动至半径为R的光滑竖直圆轨道内，圆轨道最低点与水平面平滑相切且略微错开以允许产品通过，圆轨道的圆心为O，②收集区恰以O为分界点沿半径方向水平放置，且收集区两端与圆轨道之间留有恰好可让产品通过的空隙，能够完整通过圆轨道的产品，最终沿光滑水平轨道BC运动到①区域收集。已知水平轨道AB长为2R，所有产品与水平面AB间的动摩擦因数均为μ=0.5，且质量为m0的产品恰好运动到与O点等高位置时速度减为零，并被收集到区域②的右端。不考虑产品之间的碰撞，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)质量为m0的产品经过B点时对圆轨道的压力大小;
(2)弹簧每次释放时的弹性势能Ep;
(3)进入收集区①的产品质量范围。
15.如图所示为某实验小组设计的离子控制装置示意图。在平面直角坐标系xOy中，虚线上方和x轴下方的区域存在着垂直纸面的匀强磁场，虚线和x轴之间区域依次为加速电场、离子源和吸收板，其中加速电场分布在x=−2d到x=−d之间，离子源位于坐标原点处，吸收板左、右两端分别位于x=0.5d和x=1.5d处。离子源可以产生初速度不计、比荷为a的正离子，经电压为U=kU0(k值大小可调)的电场(图中未画出)加速后，沿y轴负方向射入下方磁场。已知y轴左侧加速电场的电压为3U0，当匀强磁场垂直纸面向里且k=1时，正离子恰好打在吸收板的中点处。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)保持磁感应强度的大小不变，方向改为垂直纸面向外，若所有离子都能进入y轴左侧加速电场进行加速，求：
①k的取值范围;
②k值在①中范围变化时，吸收板上表面有离子打到的区域长度。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】光电效应现象说明光具有粒子性，故A项错误;电流由正极流到负极，故a端的电势高于b端的电势，故 B项错误;若光电流达到饱和，增大电源提供的电压 U，输出端ab间的电压不变，故C项正确;饱和光电流跟入射光的强度成正比，若改用紫光照射光电管，光电流不一定增大，故 D项错误。
2.【答案】A
【解析】对篮球进行受力分析，如图所示，可得mg=2Ncsθ，csθ= R2−D24R，解得N=mgR 4R2−D2则两横梁的间距D增大时，弹力N增大，篮球的半径R增大时，弹力N减小，故A项正确，B、C、D项错误。
3.【答案】C
【解析】第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最大环绕速度，故A项错误;“千帆星座”组网卫星的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度，故其运行周期小于地球自转周期24 h，线速度大于地球同步卫星的线速度，故B项错误，C项正确;“千帆星座”组网卫星的轨道高度越高，其运行角速度越小，故 D项错误。
4.【答案】B
【解析】质点不会随波迁移，故A项错误;质点a、c平衡位置之间的距离大于波长A，故B项正确;质点a、c同相振动，则振动速度始终大小相等，方向相同，故C项错误;质点a、b振动相位相反，振动速度始终大小相等，方向相反，故D项错误。
5.【答案】D
【解析】同向电流互相吸引，故A项错误;根据安培定则，O点的磁感应强度方向水平向右，故B项错误;根据对称性，a点和b点处磁感应强度大小相等，故C项错误;若带电粒子沿轴线运动，不受洛伦兹力，做匀速直线运动，故 D项正确。
6.【答案】C
【解析】静电场电场线是不闭合的，则实线代表电场线，虚线代表等势线，故 A项错误;电场线越密集电场强度越大，则a点处的电场强度大于b点处的电场强度，故B项错误;a点和b点在不同等势面上，a点处的电势可能小于b点处的电势，故C项确;ab段平均电场强度大于bc段平均电场强度，则a、b间的电势差绝对值大于b、c间的电势差绝对值，故D项错误。
7.【答案】D
【解析】稳定时，水流发电机的电动势E=Bdv，内阻r=ρdS，根据欧姆定律，电路中的电流I=BdvR+r，故A项错误;根据右手定则，前侧金属板带正电，则电阻R中的电流方向为b→a，故B项错误;水流发电机的功率P=(Bdv)2R+ρdS，金属板的正对面积加倍时，水流发电机的功率不加倍，故C项错误，水流速度加倍时，水流发电机的功率将变为原来的4倍，故D项正确。
8.【答案】BD
【解析】由题图可知，空气中折射角i=60∘，液体中人射角γ=30∘，根据折射定律可得折射率n=sinisinγ= 3，故A项错误;绿光在待测液体中的传播速度为v=Cn= 3×108m/s，故B项正确;全反射时，临界角C满足n=1sinC，则C≠60∘，故C项错误;保持入射点A不动，光线由绿光变为红光，折射率减小，折射角减小，出射点 B对应读数会减小，故D项正确。
9.【答案】AD
【解析】由图乙可知，该电流的变化周期为T0，有效值为I0 2，故A项正确;t=T44时，感应电流最大，感应线圈中的磁通量为零，故B项错误;t=T02时，感应线圈中的磁通量最大，变化率为零，故C项错误;i−t图像与时间轴围成的面积表示电荷量，在0∼T02时间内，通过感应线圈的电荷量大于I0T04，故D项正确。
10.【答案】BC
【解析】对货物受力分析，有F−mg−f=ma，P=Fv，则货物加速时，绳子的拉力F减小，加速度a减小，故A项错误，B项正确;由能量守恒定律可知，电动机做的功等于货物机械能的增加量及克服空气阻力做的功， C项正确;a=0时，货物的速度最大，vm=Pmg+f，根据能量守恒定律有Pt=mgH+fH+12mvm2，解得t=(mg+f)HP+m2P(Pmg+f)2，故D项错误。
11.【答案】(1)① AC
②① 无影响
(2)②水平 相等
③m1t0=−m1t1+m2t2

【解析】(1)①应尽量减小摆线的弹性，以保证摆长不变，故 A项正确;应尽量减小空气阻力的影响，故C项正确。②根据周期公式可得T=2π L+d2g，变形得T2=4π2gL+2π2dg，斜率k=4π2g，纵截距为2π2dg，图像应是图乙中的①，利用该图线斜率求解重力加速度对测量的结果无影响。
(2)②实验前应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，当滑块A在导轨上通过光电门1的挡光时间和通过光电门2的挡光时间相等时，说明气垫导轨已经调节好。③若滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则满足m1v1=m1v2+m2v3，即m1dt0=−m1dt1+m2dt2，两边消去d，可得m1t0=−m1t1+m2t2。
12.【答案】(1)0.200 πd2Rx4L
(2)R1 3000
(3)实物图如图所示
(4)A

【解析】(1)金属丝的直径d=20.0×0.01mm=0.200mm;根据电阻定律可得Rx=ρLS，s=π(d2)2，解得ρ=πd2Rx4L。
(2)滑动变阻器选用分压式接法，故滑动变阻器应该选用R1;电压表量程太小，需要串联定值电阻R0将其改装成量程0∼6V，则URV=U′RV+R0，解得R0=3000Ω
(4)采用电流表内接法时，R 测=Rx+RA金属丝的电阻测量值大于真实值，金属丝的电阻率测量值将大于真实值，故 A项正确。
13.【答案】解：
(1)一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度升高时，内能变大，即△U>0温度升高时，封闭气体体积膨胀，对外做功，即W0，即气体从外界吸热
(2)气体做等压变化，T1=300K，T2=308K根据气体等压变化的规律可得VT1=V+lST2解得V=150mL
(3)设温度变化△T时，油柱到玻璃管管口处的距离变化△l根据气体等压变化的规律可得VT1=△lS△T则温度计灵敏度k=△l△T=VT1S∞v故易拉罐容积越大，温度计的灵敏度越高，应该采用容积为500 mL的易拉罐提高灵敏度

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：
(1)产品从B点到O点等高的过程有−m0gR=0−12m0νB2在B点有FN=m0g+m0vB2R根据牛顿第三定律可得，质量为m0的产品经过B点时对圆轨道的压力大小FN′=FN=3m0g
(2)质量为m0的产品恰好被区域②的右端收集，根据能量守恒定律有EP=μm0g×2R+m0gR解得EP=2m0gR
(3)设产品质量为m1时，恰能通过圆轨道最高点，则m1g=m1v12R根据能量守恒定律有Ep=μm1g×2R+m1g×2R+12m1v12解得m1=47m0则进入收集区①的产品质量范围为m≤47m0

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：
(1)设正离子的质量为m，电荷量为q，则a=qm根据儿何关系可得正离子做圆周运动的半径r0=d2根据动能定理可得qU0=12mv02解得v0= 2aU0根据牛顿第二定律可得q0B=mv62r0解得B=2d 2U0a
(2)①根据动能定理可得qkU0=12mv2解得v= 2akU0根据牛顿第二定律可得qvB=mυ2r解得r= kd2离子恰好经过加速电场右边缘时，圆周运动半径r1=d2，此时k1=1离子恰好经过加速电场左边缘时，圆周运动半径r2=d，此时k2=4则k的取值范围为1≤k≤4②设离子在x轴上方磁场中运动速度大小为 v′，圆周运动半径为r′根据动能定理可得q(kU0+3U0)=12mv′2根据牛顿第二定律可得qv′B=mv2r联立可得r′= k+3d2离子恰好经过加速电场右边缘时，k1=1，则圆周运动半径r3=d离子恰好经过加速电场左边缘时，k2=4，则圆周运动半径r4= 7d2则吸收板上表面有离子打到的区域长度为(2r3−1.5d)−(2r4−2.5d)=(3− 7)d

【解析】详细解答和解析过程见【答案】