2024广东省高三下学期开学考试物理含解析

这是一份2024广东省高三下学期开学考试物理含解析，共14页。

1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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．核废水排入大海，对海洋生态造成恶劣影响。核废水中含有多种放射性元素，其中铯137的衰变方程为
，氚3的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X是α粒子，Y是β粒子
B．上述两个核反应都遵守质量数守恒和电荷守恒
C．上述两个反应中放出的粒子X和Y都是组成原子核的基本粒子
D．被核废水中的放射性物质污染的海产品，通过高温烹煮后可以消除核辐射
2．下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法正确的是（ ）

A．图甲，表示声源远离观察者时,观察者接收到的声音频率增大
B．图乙，使光信号在光导纤维中发生全反射，则光导纤维内芯是光疏介质，外套是光密介质
C．图丙为用薄膜干涉法检验工件平整度的示意图，可推断出P弯曲处工件表面为凸起
D．图丁为单色光照射到不透明圆盘上，在圆盘后面观察到的衍射图样
3．“奇迹石”，是挪威最负盛名的旅游景点，有一块大的石头卡在两个绝壁间，如图甲所示。将该景观简化成如图乙所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。设左壁与竖直方向的夹角为，石头的质量为m，忽略一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．石头对右壁的压力与右壁对石头的压力相互平衡
B．石头对左壁的压力大小小于石头的重力大小
C．石头对左璧的压力大小为
D．若随着风化程度的增加，导致夹角减小，则石头对左壁的压力也减小
4．一位同学玩弹性很好的弹力球，他由静止释放弹力球后，观察弹力球在竖直方向往复运动的过程，他发现弹力球每次反弹能达到的高度几乎不变，他画出了两幅“速度-时间图像”和两幅“位移-时间图像”，描述弹力球连续多次往复运动的过程，下列四幅图中最合适的是（ ）
A．B．
C．D．
5．静电喷涂技术在现代工业部件的制造中被广泛应用，图为对某一工件的静电喷漆过程示意图，被喷涂的工件带正电并接地，喷枪连接涂料管道与高压直流电源的负极连接，图中虚线表示电场线。下列说法正确的是
A．喷出的涂料微粒带正电
B．从喷枪到被喷涂工件电势逐渐降低
C．涂料微粒向工件运动过程中电势能逐渐减少
D．涂料微粒向工件运动过程中加速度恒定
6．电蚊拍用来杀灭蚊子，原理如图所示，由稳恒直流电源提供的电压被高频转换器转换成的低压交流电压，再将其加在变压器的原线圈上，副线圈连接电蚊拍的高压电击网，电击网上电压峰值可达到2400V，一旦蚊子触碰到电击网就会被杀灭。假设图中电压表为理想电表，变压器可看成理想变压器。下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数为
B．电击网上电压的频率为
C．原、副线圈的匝数比为
D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上电蚊拍仍然能正常工作
7．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（ ）
A．图甲中，当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时，回路中能产生感应电流
B．图乙中，当导体棒在匀强磁场中绕b端逆时针匀速转动时，电阻R中有向左的感应电流
C．图丙中，水平放置的闭合导体圆环一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，圆环中有感应电流
D．图丁中，当滑动变阻器的滑片向右速滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流
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，有选错的或不答的得0分。)
8．2023年10月26日，“神舟十七号”3名航天员顺利进驻中国空间站，与“神舟十六号”航天员乘组实现换岗。若中国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，如图所示。已知空间站运行周期为T，轨道离地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是（ ）

A．空间站的运行速度为
B．地球的第一宇宙速度为
C．空间站绕地球运动的向心加速度大于地面处的重力加速度
D．左侧照片中三名航天员随着“神舟十七号”飞船加速上升过程中处于完全失重状态
9．电磁弹射技术被应用在福建舰上，大大提升了福建舰的战斗力，电磁弹射原理如图所示。电磁弹射器能使飞机在较短距离内很快被加速到起飞速度。下列说法中正确的是（ ）
A．弹射过程飞机机身受到向前的安培力的冲量，使飞机的动量增加
B．通过轨道的电流只是用来产生驱动磁场，不会流过飞机机身
C．流过飞机机身的电流受到的安培力对飞机做正功
D．飞机被弹射的过程中弹射装置获得的电能全部转化为机械能
10．图甲为我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在回旋加速器中增加的动能来源于磁场能
B．同一粒子出射时的动能大小与加速电压的大小无关
C．同一粒子从加速器出射时速度大小只与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度大小有关
D．从理论上讲，只要无限增大D形盒半径和磁感应强度，就能使粒子的出射动能无限大
三、非选择题(本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。)
11．（8分）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率：

（1）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率为 ；

（2）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n= （用图中线段的字母表示）；

（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（10分）某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为50Ω~250Ω。供选择的实验器材如下：
A．电源E（电动势为3V，内阻不计）
B．电流表（量程为3mA，内阻）
C．电流表（量程为30mA，内阻约为1Ω）
D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ）
E．电阻箱（0~9999.9Ω）
F．定值电阻
G．开关S及导线若干
（1）为了较准确地测量电阻，请在图甲中虚线框内将测量电阻的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。
（2）要测量电阻，在电阻上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有 。(填序号)
A．通过电流表的电流 B．通过电流表的电流I2
C．电压表V两端的电压U D．电阻箱的电阻
（3）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻随所加外力F的–F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0~100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻 Ω，电压表2V刻度对应压力表 的刻度。
13．（8分）图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为p0=1.0×105Pa、温度为T0=300K，现启动加热模式使气体温度升高到T=450K，此过程中气体吸收的热量为Q=8.0×103J，内胆中气体体积不变，求：
（1）此时内胆中气体的压强p；
（2）此过程内胆中气体的内能增加量ΔU。
甲乙
14．（12分）动能回收系统（）是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则：
（1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？
（2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略其他摩擦。试分析此避震装置提供的电磁阻尼随时间的表达式。
15．（16分）图为某一食品厂生产流水线的一部分，AB是半径为R的光滑半圆轨道，产品2加工后以 的速率从A 点沿半圆轨道下滑，到达轨道最低点B处时，与静止在此处的产品1发生弹性碰撞（假设每一个产品的质量均为m），被碰后的产品1 沿粗糙的水平轨道BC滑动，以的速度滑上运行速度为v的传送带CD。其中BC段为生产线中的杀菌平台，长度为4R，传送带的摩擦因数为μ2=0.5，长度为14R，求：
（1）为了保证产品以最短的时间经过CD，则传送带的速度应满足什么条件?
（2）求BC段杀菌平台的摩擦因数μ1是多少？
（3）调整产品从A点出发的速度可以调整杀菌的时间，则产品既不脱轨又能滑上传送带的最长杀菌时间t是多少？
参考答案：
1．B
【解析】A．X和Y都是原子核中的中子转变成一个质子和一个电子，质子留在核中而电子从核中跑出来就是β粒子，故A错误；
B．衰变过程有质量亏损，质量数守恒，电荷守恒，故B正确；
C．X和Y都是电子，原子核是由质子和中子组成的，电子不是组成原子核的基本粒子，故C错误。
D．半衰期与温度无关，只由元素种类决定，与其他因素无关，高温烹煮不能消除核辐射，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A错误；
B．图乙中，为了传递的信息在内芯中全反射，必须要求内芯是光密介质，外套是光疏介质，故B错误；
C．图丙中，用薄膜干涉法检测工件表面平整程度，根据条纹弯曲方向可以推断出P处出现凹陷，故C错误；
D．图丁中，是单色光照射到不透明圆盘上，在圆盘后面观察到的衍射图样，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】A．石头对右壁的压力与右壁对石头的压力，是一对相互作用力，故A错误；
BC．根据共点力平衡条件可知，石头受到重力mg、石头对左壁的压力为，石头对右壁的压力为，按照效果分解如图所示
可知
根据牛顿第三定律可知石头对左壁的压力大小为N=，B错误，C正确；
D．随着风化程度的增加，导致夹角θ减小，sinθ和tanθ都减小，石头对左壁的压力增大，D错误。
故选C。
4．A
【解析】弹力每次反弹的高度几乎相等，可以认为球与地面的碰撞过程没有机械能损失。弹力球下落过程做自由落体运动，不计碰撞时间，原速率反弹后上升过程做加速度等于重力加速度的匀减速直线运动到释放时的高度，再自由下落，如此往复。取竖直向上为正方向，A图正确，B、C、D图均错误。。
故选A。
5．C
【解析】被喷涂的工件带正电，喷枪与高压直流电源的负极连接，从枪口喷出的涂料微粒带负电，从喷枪到工件电势逐渐升高，涂料微粒向工件运动过程中，电场力做正功，微粒的电势能逐渐减小，由于工件与枪口间的电场是非均匀的，所以涂料微粒运动过程的加速度不恒定。所以ABD错误，C正确。
故选C。
6．C
【解析】A．电压表测量的是原线圈两端的电压有效值，正弦交变电压的有效值为
交流电压表的示数为，故A错误；
B．电击网上的高频电压的周期为
则电击网上的高频电压的频率为
故B错误；
C．根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，可知副线圈与原线圈匝数比需满足
故C正确；
D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上，穿过副线圈的磁通量不发生变化，在副线圈中不产生电磁感应现象，没有电压输出，故D错误。
故选C。
7．B
【解析】A．图甲中，穿过回路的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，所以A错误；
B．图乙中，穿过电阻、导体棒ab及圆环组成的闭合回路中的磁通量发生了变化，在电阻中有感应电流，结合右手定则可知B正确；
C．图丙中，穿过闭合环中的磁通量始终为0，磁通量不发生变化，在闭合的导体环中不能产生感应电流，故C错误；
D．图丁中，穿过环中的磁通量减小了，但是导体环不闭合，环中无感应电流产生，故D错误。
故选B。
8．AB
【解析】A．根据匀速圆周运动线速度定义可知，空间站的运行速度大小为
所以A正确；
B．第一宇宙速度为环绕地球最大速度，对应半径为R，质量为m1的物体
对于空间站
解之得第一宇宙速度
B正确；
C．空间站绕地球运动的向心加速度满足
因此空间站绕地球运动的向心加速度小于地面的重力加速度，C错误；
D．“神舟十七号”带着宇航员加速上升过程中有竖直向上的加速度，处于超重状态，D错误。
故选AB。
9．AC
【解析】A．电流流过机身，使机身受到向前的安培力是动力，安培力的冲量也向前，根据动量定理
可知，飞机的动量增加，所以A正确；
B．通过轨道的电流除了产生驱动磁场外，也流过机身使机身受到向前的安培力，所以B错误；
CD．飞机被弹射的过程中，流过飞机机身的电流受到的安培力与飞机运动方向相同，对飞机做正功，使电能转化为机械能，还有一部分电能通过电流做功转化为内能，所以C正确，D错误；。
故选AC。
10．BC
【解析】回旋加速器中是依靠电场使粒子加速、用磁场使粒子偏转，洛伦兹力不做功，所以粒子增加的动能来源于电场能。加速电压为U时，每一次加速获得的动能相同都等于qU，但是根据和，得到飞出时的最大动能为，其中q是电量大小、B是磁感应强度、R是D形盒半径、m是粒子的质量，与加速电压U大小无关。所以A错误，B、C正确；
由于速度增大粒子质量增大，粒子在磁场中做圆周运动的周期逐渐增大，但是电场的变化周期没有变化，不能保证一直加速到动能无限大，所以D错误。
故选BC。
11． 1.5（2分） （2分） 偏小（2分） 不变（2分）
【解析】（1）根据折射定律可知图像斜率的倒数等于n，即
（2）玻璃的折射率为
（3）甲同学所作折射光线（虚线）与实际折射光线（实线）如图所示，此时所测折射角比实际折射角偏大，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。
虽然乙同学所用的是梯形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以乙同学测得的折射率与真实值相比不变。

12． （画图2分+标注仪器名称2分） ABD（2分） 150（2分） 50N（2分）
【解析】（1）由于器材中所给电压表的量程远大于电源电压，所以需要用电流表与电阻箱串联改装成电压表，实验电路如下图所示
（2）由实验原理可知，电流表A1和R1串联后和Rx并联，根据欧姆定律得
所以需要读取的数据为电流表A1和A2的读数I1、I2，电阻箱的阻值R1，故ABD正确，C错误。
故选ABD。
（3）由图乙可知
由图丙利用欧姆定律得
由题意，F=100N时，U=3V可得
将U=2V代入，得
F=50N
13．（1）1.5×105Pa；（2）8.0×103J
【解析】（1）由于温度升高，体积不变，气体为等容变化，根据查理定律可得
解得
（2）根据热力学第一定律有
由于气体体积不变，所以
所以
=8.0×103J
14．（1）；（2）；
【解析】（1）由线框转动产生交变电流电动势最大值为
依题意得电动势的有效值为
由闭合电路欧姆定律，电池组获得的实际充电电压为
代入
可得
（2）依题意，电磁避震筒通过切割辅向磁场产生感应电流，其电动势表达式为
其中L为线圈的有效切割长度，即周长，且由图可知，阻尼线圈的切割速度函数表达式为
故线圈中的总电流
感应电流产生的安培力即为电磁阻尼大小，该力与运动方向相反且其大小为；
联立解得
15．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）若产品由C到D一直加速，则传送时间最短。由动能定理
解得

则传送带速度
（2）产品2从A运动到B的过程，由动能定理得
产品2和产品1发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒
解得
，
产品1进入杀菌平台后由动能定理得
解得
（3）若要保证不脱轨，则产品在A点的最小速度满足
产品进入杀菌平台的最小速度
产品减速到0的距离为s，由动能定理得
解得
产品进入杀菌平台后由动量定理得

解得