广东省2023-2024学年高三上学期摸底联考物理试题

2024届新高三摸底联考

物理试题

本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。

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.太阳内部所发生的核聚变反应称为循环，其核反应方程为①；②；③。下列说法正确的是（    ）

A.粒子X是中子

B.粒子Y是粒子

C.反应①中，X是原子核中的中子转变为质子时释放的产物

D.的比结合能大于的比结合能

2.如图所示，在光滑水平桌面上，固定一个陀螺形柱体，不可伸长的细绳一端固定在柱体腰部中央，另一端与小球相连，细绳足够长，初始时处于伸直状态，现给小球一个垂直于细绳且平行于桌面的初速度，不计细绳和柱体间的摩擦，细绳始终和桌面平行。下列说法正确的是（    ）

A.小球受到4个力作用  B.小球做匀速圆周运动

C.小球的速率逐渐增大  D.细绳的拉力逐渐增大

3.如图所示，我国时速600公里的高速磁悬浮试验样车近期在青岛下线。在某次制动测试过程中，试验样车做匀减速直线运动直到速度为零，以样车运动方向为正方向，用t、x、v分别表示样车运动的时间、位移和速度。此过程中关于样车的运动，下列图像正确的是（    ）

A.  B.

C.  D.

4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，某时刻的波形图如图所示。已知平衡位置位于处的质点P的振动方程为，下列说法正确的是（    ）

A.这列波的波速为5m/s

B.若该波沿x轴正方向传播，图示波形对应的时刻可能是

C.在时刻，质点P正在沿y轴正方向运动

D.若该波在传播过程中遇到3.5m的障碍物，则其不能发生明显的衍射现象

5.19世纪末，汤姆孙的学生阿斯顿设计了质谱仪，其用途非常广泛。如图所示为某种质谱仪的工作原理图，质子从入口处由静止开始被加速电压为的电场加速，经磁感应强度大小为的匀强磁场偏转后恰好从出口离开磁场。若要使粒子也从该入口处由静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，下列操作可行的是（    ）

A.保持匀强磁场的磁感应强度不变，调节加速电场电压为

B.保持匀强磁场的磁感应强度不变，调节加速电场电压为

C.保持加速电场电压不变，调节匀强磁场的磁感应强度为

D.保持加速电场电压不变，调节匀强磁场的磁感应强度为

6.如图甲所示，把小灯泡与教学用发电机相连接，匀速转动手柄带动线圈在两磁极之间转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示，小灯泡正常发光。下列说法正确的是（    ）

A.线圈转动的快慢程度不会影响小灯泡的亮度

B.线圈转动产生的电动势e有效值为

C.手柄匀速转动的角速度为

D.时刻，线圈位于中性面

7.天宫二号空间实验室在轨飞行时，可认为它绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为6400km，则关于天宫二号的有关说法正确的是（    ）

A.天宫二号在运动过程中，速度不变，动能不变

B.天宫二号的发射速度可能小于7.9km/s

C.天宫二号的运行周期可能等于4800s

D.天宫二号轨道处的重力加速度小于地球表面的重力加速度

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.如图所示是明代宋应星所著《天工开物》中记载的我国古代的一种农业机械——水碾，当水冲击下部水轮时，转动的轮子会带动上部的碾来碾米。假设水流沿水平方向垂直冲击叶片，每秒冲击叶片的水量为10kg，水速从6m/s减小为1m/s，水流动能的减少量全部用来对叶轮做功，下列说法正确的是（    ）

A.水碾每秒从水流中获得的能量为180J B.水流对该叶片的平均作用力的大小为50N

C.每秒钟水流对叶轮做功175J D.水流减少的动能全部被用来碾米

9.如图所示为滚筒式静电分选器，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和电极G等部件组成。滚筒C和电极G分别接直流高压电源的正、负极，并令滚筒C接地，电源电压很高，足以使电极G附近的空气发生电离产生大量离子，电子会吸附在粉粒表面。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的绝缘性，粉粒b具有良好的导电性能，则下列说法正确的是（    ）

A.滚筒C应该顺时针旋转

B.刮板D的作用是将吸附在滚筒C上的粉粒a刮下来

C.粉粒b从滚筒至落入料槽的过程中电场力对其做正功

D.电极G电离空气产生大量离子，使得粉粒a、b都带负电，粉粒a、b都吸附在导体滚筒C上，最后被刮板D刮入槽中

10.某高校科研小组在研究缓冲装置对苹果跌落所受冲击影响的实验，研究过程中苹果掉落到缓冲层——珍珠棉上的运动过程示意图如图a～e所示，分别为苹果由H处跌落、开始进入变形阶段、变形阶段结束进入恢复阶段、恢复阶段结束、苹果弹起至处。已知苹果的质量为m，是苹果刚接触缓冲层时的速度大小；是变形阶段速度极大值，是恢复阶段结束苹果离开缓冲层时的速度大小，重力加速度为g，不计空气阻力。则下列说法正确的是（    ）

A.当苹果在变形阶段速度为时，所受缓冲层的作用力为mg

B.苹果在整个下降过程中，加速度先不变，然后减小再增大

C.整个过程中珍珠棉对苹果的冲量大小为

D.在恢复阶段苹果一直处于超重状态

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.（6分）

某实验小组要测量某透明液体的折射率，他们找到一个底面直径为d、高为的圆柱形薄玻璃槽，然后给槽内加满某种液体，O为液面的中心，光屏紧贴玻璃槽右侧面竖直放置。

（1）开始时，用一红色激光笔从槽底A点沿方向射出一细光束，光束与液面呈60°角，恰好在光屏上的B点接收到光束，用刻度尺测出B点到槽边缘D点的距离为，则该种液体对红光的折射率______。

（2）若在（1）中改用绿色激光笔照射，其他条件不变，则光斑往B点______（填“正上方”，“正下方”，或“不”）移动。

（3）如果将红色激光笔移动到槽边缘C点，光束仍对准O点射出时，能否在液面上方接收到光束？请说明理由：________________________。

12.（10分）

工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率，其中一个关键部件如图甲所示，它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分。某研究性小组想测量某导电溶液的电阻率，在实验室找到了一个透明塑料长方体容器，容器内部左右两侧插入两片面积均为、不计电阻的正方形铂片作为两个电极（正对放置），现将容器充满待测的导电溶液。实验所用器材如下：

电压表（量程为15V，内阻约为30kΩ）；

电流表（量程为300μA，内阻约为50Ω）；

滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许通过的最大电流为0.1A）；

电池组（电动势，内阻）；

单刀单掷开关一个；

导线若干。

（1）该小组先用欧姆表粗测溶液电阻，他们先选择欧姆挡，欧姆调零后测量结果如图乙所示，为了使读数更精确些，接下来要进行的步骤是______（填正确答案标号）。

A.换为挡，重新测量 B.换为挡，重新测量

C.换为挡，先欧姆调零再测量 D.换为挡，先欧姆调零再测量

（2）为了准确测量其阻值，并测量多组数据，请在图丙中用笔画线代替导线，将实物图补充完整。

（3）某次测量过程中，两板间距，测量时电流表读数为，电压表指针偏转如图丁所示，电压表读数为_____V，则该溶液电阻_____Ω。

（4）实验时，仅多次改变两个电极板间距d，测得多组U、I数据，计算出对应的电阻R，描绘出图线，在图戊的坐标纸上将（3）中计算的数据点补充完整并作图，根据图像可求出该导电溶液的电阻率_____（计算结果保留整数）；若考虑电表内阻的影响，计算结果与真实值相比会_____（填“偏大”，“偏小”，或“不变”）。

13.（10分）

氧气瓶是医院、家庭护理、个人保健及各种缺氧环境补充用氧较理想的供氧设备。如图所示，现有一氧气瓶，在温度为17℃的室内气压计显示瓶内氧气的压强为；当氧气瓶被搬到温度为的室外时，瓶内氧气的压强变为。已知热力学温度与摄氏温度的关系。

（1）若氧气瓶不漏气，求的值；

（2）若，则泄漏的气体与泄漏前气体质量之比。

14.（12分）

如图甲所示，两根间距、足够长的光滑平行金属导轨竖直固定放置，顶端接有阻值的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直导轨平面向里。在到时间内，金属棒水平静止在距导轨顶端处的卡槽内；时，撤去卡槽由静止释放金属棒，经1.4s金属棒已达到稳定状态。已知整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒的质量，电阻，

长度也为L，导轨的电阻不计，重力加速度。求：

（1）在时刻，卡槽对金属棒的作用力大小及方向；

（2）稳定后金属棒的速度v为多大？

（3）金属棒由静止释放后1.4s内电阻R产生的焦耳热为多少？

15.（16分）

如图所示，竖直面内半径为R的圆弧轨道与水平轨道平滑相连，水平轨道上放置一劲度系数为k的轻弹簧，右端固定，左端M点放置质量为3m的物块B（物块B与弹簧不粘连），开始时弹簧处于原长状态。现将质量为m的物块A从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块A经N点进入水平轨道与物块B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞后系统的总动能为碰撞前瞬间总动能的。已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为（其中为振子质量，k为弹簧劲度系数），重力加速度为g，不计一切摩擦。

（1）求物块A经N点时的速度大小；

（2）求物块A、B发生第一次碰撞后瞬间各自的速度、；

（3）若在物块A、B发生第二次碰撞时，物块A没有滑上圆弧轨道，求M、N两点间距离的最小值。

2024届新高三摸底联考

物理参考答案及解析

一、单项选择题

1.D【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒，可知X为正电子，Y为不是粒子，A、B项错误；根据，可知在核反应①中的正电子是原子核中质子转变为中子时释放的产物，C项错误；反应②中，因为生成物比更稳定，所以其比结合能大于的比结合能，D项正确。

2.D【解析】小球绕陀螺形柱体转动，受到重力、支持力和绳子拉力共三个力作用，A项错误；拉力方向始终与速度方向垂直，拉力不做功，小球的速度大小不变，但是半径减小，所以不是匀速圆周运动，B、C项错误；根据可知，线速度大小不变，半径减小，则绳子的拉力越来越大，D项正确。

3.C【解析】图像的斜率表示速度，样车做匀减速直线运动，图像斜率应逐渐减小，A、B项错误；由得，图像是斜率为负的一次函数，C项正确，D项错误。

4.B【解析】由波形图可知波长为4m，由质点P的振动方程可知其振动的角频率为，所以周期，该波的传播速率为，A项错误；如果这列波沿轴正方向传播，根据同侧法可知，此时质点P从平衡位置向上振动，由质点P做简谐运动的振动方程画出其振动图像，如图所示：

根据图像可知质点P从平衡位置向上振动对应的时刻为，所以图示的波形图对应的时刻可能是，B项正确；根据振动图像，可看出在时刻，质点P正在沿轴负方向运动，C项错误；因该波的波长为4m，则该波在传播过程中若遇到3.5m的障碍物，能发生明显的衍射现象，D项错误。

5.A【解析】由动能定理得，解得粒子进入磁场时的速率为，在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得，解得，半径和加速电压一定的条件下，磁感应强度正比于，半径和磁感应强度一定的条件下，加速电压与成反比，质子的质荷比为1，粒子致的质荷比为2，所以在加速电压一定的条件下需将匀强磁场的磁感应强度调整为，C、D项错误；在磁感应强度一定的条件下，加速电压应调节为，A项正确，B项错误。

6.D【解析】线圈转动的越快，通过线圈的磁通量变化越快，电路中电流越大，小灯泡越亮，A项错误；线圈转动产生的电动势有效值为6V，B项错误；线圈转动的角速度为，手柄和线圈通过皮带相连，二者线速度大小相等，由知与成反比，从图甲可知，手柄转动的圆周半径大于线圈转动的半径，手柄匀速转动的角速度应该小于，C项错误；当线圈平面转到中性面时，通过线圈的磁通量变化率最小，此时感应电动势为零，D项正确。

7.D【解析】天宫二号空间实验室在轨飞行时，绕地球做匀速圆周运动，其线速度大小不变，但是方向时刻发生变化，动能不变，A项错误；第一宇宙速度是最小发射速度，所以天宫二号的发射速度一定大于7.9km/s，B项错误；地球的半径约为6400km，则近地卫星的运行周期约为，其是所有卫星周期的最小值，所以天宫二号的运行周期一定大于5090s，C项错误；天宫二号轨道处，万有引力充当向心力，其运行的加速度，所以天宫二号轨道处的重力加速度小于地球表面的重力加速度，D项正确。

二、多项选择题

8.BC【解析】水碾每秒从水流中获得的能量等于水流动能的变化量的大小，即，A项错误；每秒钟水流对叶轮做的功等于水流动能的变化量的大小，即175J，C项正确；由动量定理可得，叶片对水流的平均作用力的冲量等于水流动量的变化，，得到，由牛顿第三定律得到水流对该叶片的平均作用力的大小为50N，B项正确；水碾每秒从水流中获得的能量会有一部分损耗，比如碾轮的动能，摩擦产生的内能等，所以不能都被用来碾米，D项错误。

9.ABC【解析】滚筒C要顺时针旋转，使粉粒靠近电极G而带上负电，A项正确；电极G电离空气产生大量离子，使得粉粒a、b都带负电，粉粒a绝缘性能良好，粉粒a上的负电与滚筒C上的正电相互吸引，被吸附在滚筒C上，最后被刮板D刮入料槽E中，B项正确；粉粒b导电性能良好，会与滚筒C上的正电荷先中和，然后带上正电，根据同种电荷相互排斥，电场力对粉粒b做正功，故粉粒b落在料槽F中，故C项正确，D项错误。

10.AB【解析】在跌落阶段，苹果做自由落体运动，只受重力，加速度不变。在缓冲物变形阶段，苹果受到重力和缓冲物的支持力，开始时支持力较小，由牛顿第二定律可知，随着N的增大a逐渐减小，苹果做加速度减小的加速直线运动，当即时，苹果达到最大速度，此后N继续增大，大于重力，则，随着N的增大a逐渐增大，苹果做加速度增大的减速直线运动，直到速度减到0，A、B项正确；由动量定理可知合力冲量等于，即重力与珍珠棉对苹果的作用力的合力冲量大小为，C项错误；恢复阶段苹果先处于超重状态，后处于失重状态，D项错误。

三、非选择题

11.（1）（2分）   （2）正下方（2分）

（3）不能，光束恰好在O点处发生了全反射（2分）

【解析】（1）光路如图所示：

，，所以，液体对红光的折射率。

（2）因为绿光的折射率大于红光，在液体介质中，入射角相同的情况下，绿光的折射角更大，所以光斑应该向B点正下方移动。

（3）将光源移动到槽边缘C点入射时，设入射角为，，可得，恰好发生全反射时，所以，此时入射角，光束恰好在O点处发生了全反射，所以液面上方不能接收到光束。

12.（1）D（2分）

（2）实物图如图所示（2分）

（3）5.5（1分）   （1分）

（4）96（95～100，2分）   不变（2分）

【解析】（1）从读数可知电阻比较大，为了减小误差，应使用大挡位测量，选择挡，然后欧姆调零，再次测量，所以选择D。

（2）根据欧姆表粗测可知待测液体电阻为大电阻，而题中所给滑动变阻器的最大阻值较小，同时需要多组数据，所以滑动变阻器需要选择分压式的接法，从数据中大概看出待测电阻和电压表的内阻比较接近，属于大电阻，所以电流表采用内接法，实物图如图所示。

（3）电压表最小分度值为0.5V，所以在本位估读为5.5V，计算可得，用科学计数法为。

（4）根据，可知图线斜率，选择较远的两组数据计算斜率，代入数据后得到导电溶液的电阻率为，考虑到电流表内接，，可知图线斜率仍为，所以计算的结果与真实值相比不会发生变化。

13.【解析】（1）根据查理定律得（2分）

代入数据可得（2分）

（2）假设氧气瓶体积可变，根据理想气体状态方程得（2分）

代入数据解得（2分）

设在室外氧气瓶内氧气密度为，则泄漏的氧气与泄漏前氧气质量之比为（2分）

14.【解析】（1）到的时间内，由法拉第电磁感应定律得（1分）

感应电流（1分）

在时刻，金属棒所受到的安培力大小为，方向竖直向下（1分）

根据力的平衡可知卡槽对金属棒的作用力大小，方向竖直向上（1分）

（2）稳定时，金属棒受力平衡做匀速直线运动，

金属棒所受安培力

由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

解得（2分）

因为，解得（2分）

（3）从静止释放金属棒到恰好达到稳定的过程中，由动量定理可得

又因为

所以（2分）

代入数据解得

从静止释放金属棒至恰好达到稳定的过程中，由能量守恒定律可得（1分）

所以电阻上产生的焦耳热（1分）

15.【解析】（1）物块A在圆弧轨道上运动，由机械能守恒定律可得（2分）

解得（1分）

（2）物块A、B发生第一次碰撞时，系统动量守恒，取向右为正方向，由题意可得

（2分）

（2分）

解得，（不符合实际，舍去），，

所以物块A、B发生第一次碰撞后的速度，（2分）

物块A向左运动，物块B向右运动

（3）物块B与弹簧一起做简谐运动，由弹簧振子周期公式可得（1分）

回到M点时，物块A、B间的距离为（2分）

此后为物块B、A的追及过程，从第一次碰撞到第二次即将发生碰撞过程中物块A的位移大小

（2分）

要满足物块发生第二次碰撞时，物块没有滑上圆弧轨道

所以（1分）

代入相关公式解得

所以M、N两点间距离的最小值（1分）