广东省广州外国语、广大附中、铁一中学等三校2024-2025学年高三上学期期中联考试题 物理 Word版含解析

这是一份广东省广州外国语、广大附中、铁一中学等三校2024-2025学年高三上学期期中联考试题 物理 Word版含解析，共19页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
一、选择题：本大题7小题，每小题4分，共28分。
1．医学影像诊断设备堪称“现代医学高科技之冠”。它在医疗诊断中，常用半衰期为的作为示踪原子。获得的核反应方程为：，诊断设备工作时，放射粒子的核反应方程为：，下列说法中正确的是（ ）
A．放射出射线
B．的电荷数与的电荷数相等
C．经，会全部发生衰变
D．的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离
2．为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破。飞机在河道上空高处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。投出的炸弹在空中的运动可视为平抛运动，设下落高度为h，时间为t，动能为Ek，机械能为E，加速度为a，速度与水平方向的夹角为θ，则下列能表示炸弹在空中运动过程中各物理量的变化图像是（ ）
A．B．
C．D．
3．2024年5月3日嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。如图所示为嫦娥六号探测器登月的简化示意图，首先从地球表面发射探测器至地月转移轨道，探测器在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是（ ）
A．飞船在轨道①上经过P点时应该加速才能进入轨道②
B．飞船在轨道②上的环绕速度大于月球的第一宇宙速度
C．飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同
D．飞船在轨道①上的周期小于轨道②上的周期
4．无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大
B．t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零
C．受电线圈中电流的有效值一定为20A
D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
5．如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（ ）
A．该波正在向轴负方向传播，波速为
B．经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小
C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为3m的障碍物，不能发生衍射现象
D．若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为
6．如图甲所示为多路导线输电时经常用到的一个六分导线间隔棒，用于固定和分隔导线，图乙为其截面图．间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心．已知通电直导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，假设a、c、e三条输电直导线中电流方向垂直纸面向外，b、d、f三条输电直导线中电流方向垂直纸面向里，所有直导线电流大小相等，其中导线a对导线b的安培力大小为F，下列说法正确的是（ ）
A．O点的磁感应强度方向垂直于向下
B．b、c、d、e、f 5根导线在a导线处产生磁场的磁感应强度方向沿指向O
C．a导线所受安培力方向沿指向O
D．a导线所受安培力的合力大小为
7．如图所示，空间中存在正方体，E、F、G、H分别是的中点，A点和点分别放置带电荷量为和的点电荷，正方体不会对电场造成影响，取无穷远处电势为零，关于该电场，下列说法正确的是（ ）
A．、C点电势相同
B．、D点电场强度相同
C．带正电的试探电荷从G点沿直线到H点电势能增大
D．带正电的试探电荷从E点沿直线到F点电势能先减小后增大
二、多项选择题：本大题3小题，每小题6分，共18分。
8．拱桥结构是我国古代人们解决建筑跨度的有效方法，赵州桥就是拱桥结构的典型建筑。拱桥结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱桥两端的基石来承受（如图甲）。现有六个大小、形状、质量都相同的楔形石块组成一个半圆形拱桥（如图乙）。1、6两楔形石块放置在拱圈两端的水平地面上。设每块楔形石块质量为m。假设在中间两楔形石块正上方静置一个质量为2m的方形石块，已知3、4两楔形石块间有挤压，重力加速度大小为g，则（ ）
A．水平地面承受的压力大小为8mg
B．楔形石块2对楔形石块3的弹力大小为mg
C．楔形石块2对楔形石块3的摩擦力大小一定小于
D．楔形石块5对楔形石块4的摩擦力大小为2mg
9．如图（a），一束光沿半圆形玻璃砖半径射到平直界面MN上，折射后分为两束单色光A和B；如图（b）所示，让A光、B光分别照射同一光电管的阴极，A光照射时恰好有光电流产生，则（ ）
A．若用B光照射光电管的阴极，一定有光电子逸出
B．若增大入射角，A光比B光先发生全反射
C．若A光、B光分别射向同一双缝干涉装置，B光在屏上形成的相邻两条明纹间距较宽
D．若A光、B光均是氢原子跃迁产生，则B光对应的氢原子跃迁前后两个能级的能量差较大
10．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒的质量分别为ma=m，mb=2m，电阻值分别为Ra＝R，Rb＝2R．b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，则（ ）
A．a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为
B．a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小为
C．a棒和b棒最终稳定时的速度大小为
D．从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热为
三、实验题：本大题2小题，共16分。
11．某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。钢条竖直下落，忽略软笔转动时对钢柱的影响，已知当地重力加速度为g。
(1)实验操作时，应该__________。（填正确答案标号）
A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落
B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动
(2)画出痕迹D时，钢柱下落的速度 。（用题中所给物理量的字母表示）
(3)设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于 ，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
12．某实验小组用型号如图（a）所示的甲、乙两个多用电表，测量多用电表中直流电流“10mA”挡与“1mA”挡的内阻差值。已知欧姆调零旋钮顺时针旋转时，连入内部电路中的阻值减小。完成下列相关的实验内容：
（1）选挡、欧姆调零：将甲表的选择开关拨至欧姆挡“×10”挡，将两表笔短接，发现指针指在刻度盘的2Ω附近，此时应 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转欧姆调零旋钮，使得指针指到“0Ω”处；
（2）测乙表的“1mA”挡电阻：正确完成甲表的调节后，将乙表的选择开关拨至直流电流“1mA”挡，把甲表的红表笔与乙表的 （选填“红表笔”或“黑表笔”）连接，然后再将另两表笔连接；闭合开关后，甲表的指针指示如图（b），则乙表的“1mA”挡的内阻为 Ω。
（3）将乙表的选择开关拨至直流电流“10mA”挡，再次用同一倍率的甲表与乙表连接，发现甲表的指针较（2）中更靠右侧，再次读数。
（4）为了更准确地测量出乙表的两个直流电流挡位内阻的差值，该实验小组设计如图（c）的电路，主要步骤如下：
①将甲表的选择开关拨至欧姆挡，乙表的选择开关拨至直流电流“1mA”挡，闭合开关S，调节电阻箱阻值为，使得甲表指针指在适当位置，断开开关S；
②仅将乙表的选择开关拨至直流电流“10mA”挡，闭合开关S，调节电阻箱阻值为，使得甲表指针仍指在同一位置，断开开关S。
根据①②，可知直流电流“1mA”挡与“10mA”挡的内阻差值 （用字母、表示）
（5）若甲表中的电池由于用久了，导致电动势变小，但是实验小组未更换电池，此时，内阻差值的测量值 （填“小于”“大于”或“等于”）真实值。
四、计算题： 本大题3小题，共38分
13．（10分）中国宇航员计划在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制与开发需要达到更高的要求。研究团队在地面对宇航服进行实验研究的过程中，宇航服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为V，温度为T，压强为，其中为大气压强，求：
（1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则气体对外做多少功；
（2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为，且此过程中，气体的温度保持为T不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。
14．（12分）如图1所示，质量的木板B静止在光滑水平地面上，质量的小物块A静止在B的左端，B右方竖直平面内有一固定的光滑半圆形轨道CD，直径CD竖直，最低点C与B的上表面等高。时对A施加一水平向右的推力时撤去力F，运动一段时间后A恰好不从B的右端滑落，又过一段时间，A从C处进入半圆形轨道，且恰好通过D点。已知0~2 s内的速度—时间图像如图2所示，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取。求（结果保留2位有效数字）
（1）力F的大小；
（2）木板B的长度L以及半圆形道的半径R。
15．（16分）中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”，HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子感应加速器对电子加速，如图甲所示，直线加速器由多个金属圆筒（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为的交变电源两极相连，电子在金属圆筒内做匀速直线运动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中（n已知），图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场“约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动，已知感生电场大小为（不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过金属圆筒间狭缝的时间），求：
（1）电子经直线加速器加速n次后的速率；
（2）电子在感应加速器中加速第1周的切向加速度大小和加速第10周后的速度大小；
（3）真空室内磁场的磁感应强度随时间t的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时）。
三校联考物理参考答案：
1．D
【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒，可得的质量数为0，核电荷数为1，所以为，故A错误；
B．根据质量数和核电荷数守恒，可得的质量数为
核电荷数为
所以为，所以的电荷数与的电荷数不相等，故B错误；
C．的半衰期为，设原来的个数为N0，经t=40min后的个数为N，则有
代入数据解得
所以经只有的发生衰变，故C错误；
D．X是，的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．炸弹在空中做平抛运动，则有
所以tanθ~t图像为一条过原点的倾斜直线，故A正确；
B．炸弹运动过程中只受重力，加速度为重力加速度，保持不变，故B错误；
C．运动过程中炸弹的动能为
由此可知，Ek~h图线为一条倾斜直线，故C错误；
D．运动过程中炸弹只受重力，只有重力做功，炸弹的机械能守恒，即机械能E不随高度h变化，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．飞船由椭圆轨道①上经过P点时应该减速做向心运动变轨到轨道②，A错误；
B．月球的第一宇宙速度是卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度，即为由月球的万有引力提供向心力可得
飞船在轨道②上的环绕速度
其中是飞船距月球表面的高度，可知飞船在轨道②上的环绕速度小于月球的第一宇宙速度，B错误；
C．设飞船在轨道②上的环绕半径为，由牛顿第二定律可得
可知飞船在轨道①上经过P点时与在轨道②上经过P点时距月心的距离相等，因此飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同，C正确；
D．设飞船在轨道①上半长轴为，由开普勒第三定律可得
可知，则有，即飞船在轨道①上的周期大于轨道②上的周期，D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势为0，可知，该时刻受电线圈中感应电流为零，故A错误；
B．结合上述，0.01s时受电线圈中的感应电流为0，则受电线圈此时没有激发出磁场，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故B正确；
C．
D．交流电的周期
一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为
故D错误。
本题选错误的，故选B。
5．B
【详解】A．在图中，时刻正向上振动，在图中，根据波形平移法可知，波正在向轴正方向传播。该波的波长和周期分别为
，
所以波速
故A错误；
B．根据题意可知
所以经过后，质点经历的路程为
到达平衡位置，速度最大，加速度最小，故B正确；
C．该波的波长为，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为3m的障碍物，波长与障碍物尺寸差不多，能发生衍射现象，故C错误；
D．该波的频率为
若波源向轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在处的接收器接收到的波源频率减小，小于，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．根据安培定则，a、d两条导线在O点的合场强和b、e两条导线在O点的合场强大小相等，夹角为120°，设为B，则合场强方向竖直向上，大小为B，c、f两条导线在O点的合磁场大小为B，方向竖直向下，所以O点的磁感应强度为零：故A错误；
BCD．根据安培定则，b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向如图所示：
设b在a处产生的磁感应强度大小为B，则f在a处磁感应强度大小为B，c、e在a处磁感应强度大小为，d在a处产生的磁感应强度大小为，根据磁感应强度的叠加可知，b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向垂直于aO斜向右上方，合磁感应强度大小为0. 5B，方向垂直aO，根据左手定则和安培力公式可知，a受安培力方向为沿aO,由O指向a，大小为0. 5F，故BC错误，D正确；
故选D。
7．B
【详解】
A．点距离正电荷较近，点距离负电荷较近，则点电势高于点电势，故A错误；
B．做出两点电荷在、D点电场强度如图所示
根据等量异种电荷的电场分布，结合对称性以及平行四边形定则可知，点电场强度相同，故B正确；
C．等量异种点电荷连线的中垂面为等势面，而连线在等量异种点电荷连线的中垂面上，可知连线上各点电势相等，则带正电的试探电荷从点沿直线到点电势能不变，故C错误；
D．从点沿直线到点电势一直降低，可知带正电的试探电荷从点沿直线到点电势能一直减小，故D错误。
故选B。
8．AC
【详解】A．水平地面承受的压力大小等于六个楔形石块和方形石块的重力，为，故A正确；
BCD．由对称性可知，2对3的弹力大小与5对4的弹力大小相等，2对3的摩擦力大小与5对4的摩擦力大小相等。设2对3的弹力大小为，2对3的摩擦力大小为，4对3的弹力为（将看成已知力），把积木3和质量为m的石块看成整体，对整体进行受力分析，如图所示
由平衡条件可得
，
联立解得
，
故C正确，BD错误。
故选AC。
9．BC
【详解】A．A光偏折程度较大，则A光频率较大，A光照射时恰好有光电流产生，则A光频率恰好等于极限频率，B光频率小于极限频率，若用B光照射光电管的阴极，一定没有光电子逸出，故A错误；
B．A光偏折程度较大，折射率较大，根据
A光临界角较小，若增大入射角，A光比B光先发生全反射，故B正确；
C．A光频率较大，根据
波长较短，根据
故C正确；
D．A光频率较大，能量较大，若A光、B光均是氢原子跃迁产生，则A光对应的氢原子跃迁前后两个能级的能量差较大，故D错误。
故选BC。
10．BCD
【详解】A、设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场，根据机械能守恒定律有：，
a棒切割磁感线产生感应电动势为：E=BLv，
根据闭合电路欧姆定律有：；联立解得；故A错误．
B、b棒受到的安培力为F=BIL，代入电流I解得，方向水平向右；B正确．
C、设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒进入磁场到两棒速度达到稳定，一对安培内力作用，两棒组成的系统外力之和为零，根据动量守恒定律有：mv=3mv′，
解得：；C正确．
D、从a棒进入磁场到两棒共速的过程，一对安培力做功把机械能转化为电能，设a棒产生的内能为Ea，b棒产生的内能为Eb，根据能量守恒定律有：；两棒串联内能与电阻成正比：Eb=2Ea，解得：；故D正确．
故选BCD．
【点睛】本题是双杆双电源问题，关键是结合切割公式、欧姆定律公式、安培力公式列式分析，注意a棒进入磁场后两棒当成系统动量守恒，还要对整个运动过程结合能量守恒定律列式分析．
11．(1)A
(2)
(3)2g
【详解】（1）实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。
故选A。
（2）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为
（3）钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即
整理有
若图线为一条倾斜直线，且直线斜率近似等于2g，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。
12． 顺时针 黑表笔 320 等于
【详解】（1）[1]根据欧姆表原理可知，欧姆调零短接时，指针应指到右侧零刻度线处。指针指在刻度盘的2Ω附近，说明内部阻值过大，需要减小连入内部电路中的阻值。故需要顺时针旋转欧姆调零旋钮。
（2）[2]欧姆表（甲表）内部有电源，且电流由红表笔流入电表，由黑表笔流出电表，故回路中乙的黑表笔流出的电流连接甲表的红表笔流入甲表。
[3]根据欧姆表的读数规则可知，读数表盘读数倍率，即
（4）[4]根据多用电表电流挡原理，量程越大，内阻越小，则“10mA”挡的内阻小于“1mA”挡的内阻。设欧姆表内部总阻值为，欧姆表内部电源电动势为，则两次甲表指针都指同一位置，说明电路中电流相同（或总阻值相同），根据
，
可知直流电流“1mA”挡与“10mA”挡的内阻差值
（5）[5]由（4）中结果可知电动势变小对内阻差值的测量值无影响，故内阻差值的测量值等于真实值。
13．（1）；（2）1：1
【详解】（1）气体的压强不变，气体等压变化
（2分）
解得
气体对外做功
（总分3分，公式2分，答案1分）
（2）气体的温度保持为T不变，气体等温变化，则
（2分）
解得
进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为
（总分3分，公式2分，答案1分）
14．（1）；（2），
【详解】（1）由题图2知：A、B的加速度大小
，（1分）
根据牛顿第二定律，对A有
（1分）
对B有
（1分）
联立解得
（1分）
（2）力F撤去后到B到达C点前的过程，根据动量守恒定律有
（1分）
其中
（1分）
解得
0~2 s内A的位移大小
（1分）
其中
根据功能关系有
（1分）
解得
（1分）
A沿半圆形轨道运动的过程，根据机械能守恒定律有
（1分）
A恰好通过D点，有
（1分）
联立解得
（1分）
15．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）对电子经第n次加速的过程由动能定理有
（2分）
解得
（1分）
（2）根据题意，设电子在感应加速器中加速第一周的时间为，该过程中感生电场
（1分）
设加速圆周运动的切向加速度为a，由牛顿第二定律有
（1分）
解得
电子在加速器中每加速1周过程由动能定理
（1分）
解得每周动能增量
加速10周后由能量守恒定律可得
（2分）
解得加速第10周后速度大小为：
（1分）
（3）刚进入感应电子加速器时（即），根据洛伦兹力充当向心力有
（1分）
解得
设经过任意时间后电子的速度变化量大小为，则由动量定理有
（2分）
对任意时刻由洛伦兹力充当向心力有
（1分）
解得
则
（1分）
由此可得
则有
（2分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
C
B
B
D
B
AC
BC
BCD