[物理]2024年广东高三上学期高考模拟物理试卷(名校)(原题版+解析版)

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2024年广东高三上学期高考模拟物理试卷（名校）
1. 核电站在运行时会产生大量核污染水，其中含有放射性元素——氚 ，由于它和氢元素有相似的生物学活性，会被人体吸收并整合到
和蛋白
质上，一旦氚原子核衰变为氦3，会直接破坏
和蛋白质上与氢有关化学键和氢键上，从分子层面造成人体病变。下列关于原子核的相关说法正确
的是（
）
A．核反应
中的电子是核外电子
，经过了3次 衰变
B．
衰变成
C．两个核子结合在一起所吸收的能量是原子核的结合能
D．要使两个轻核发生核聚变，需要很高的温度，使其具有足够的动能以克服库仑斥力
答案
解析
D
【详解】
A选项中核反应方程的电子来自原子核的衰变产生的电子，A项错误；
衰变成
，质量数减少了16，因此经历了4次 衰变，B项
错误；结合能是两个核子结合时释放的能量，C项错误；要使两个轻核发生核聚变，需将两个轻核加热到很高温度，使原子核具有足够
的动能足以克服库仑斥力，D项正确。
2. 光学技术在生产、生活中的应用越来越广泛，下列关于光学相关知识的说法正确的是（
A．在照相机镜头前面加上滤光片可以减弱反射光，这是利用光的干涉现象
B．在照相机镜头上镀上一层膜可以增加光的透光性，这是利用光的干涉现象
C．X射线经过一狭缝照射到晶体在屏上得到晶体信息的斑点，说明光具有粒子性
D．泊松亮斑是光的干涉现象，有力地证明了光的波动性
）
答案
解析
B
【详解】
镜头前面的滤光片可以减少反射光是利用了光的偏振现象，A项错误；镜头上镀上一层膜，是利用光的干涉现象增加光的透光性，B项
正确；X射线经过一狭缝照射到晶体在屏上得到晶体信息的斑点，是利用了X光的衍射，C项错误；泊松亮斑是光的衍射现象，D项错
误。
3. 如图，动物园熊猫馆中有一个长
静止滑下，熊猫与防护板的作用时间
，倾角为
的光滑坡道，坡道底端有一垂直于坡面的防护板。一个质量
的熊猫从坡道顶端由
，下列说法正确的是
，熊猫与防护板接触后不反弹，并且可以看作质点，重力加速度 取
（
）
A．熊猫滚到坡底所用的时间为
B．熊猫到达坡底时的动量大小为
C．熊猫受到防护板对它的平均作用力大小为
D．熊猫与防护板碰撞过程中只受到防护板对它的冲量
答案
解析
B
【详解】
由题意可知，熊猫沿坡道向下做匀加速直线运动，加速度大小
，由匀变速运动规律可知
，
，联立解得
，
，A项错误；熊猫到达坡底时的动量大小
，B项正确；以沿斜面向下为正方向，设防护板对熊猫的平均

作用力大小为 ，由动量定理可知，
，解得
，C项错误；熊猫与防护板碰撞过程中受防护板的弹
力、自身重力，斜面支持力等力的冲量，D项错误。
4. 近期，华为公司打破西方技术封锁，发布了Mate60Pr智能手机，其卫星通话功能成为最引人瞩目的黑科技之一。华为Mate60系列采用了我国自
研的“天通一号”卫星系统，该卫星系统由3颗地球静止轨道卫星（GEO卫星）组成，可实现我国领土、领海、中东、非洲，以及太平洋、印度洋大
部分海域区域的全覆盖。下列关于天通一号卫星的说法正确的是（
A．天通一号卫星处于平衡状态
）
B．天通一号卫星运动的线速度大于第一宇宙速度
C．天通一号卫星运动的线速度大于月球公转的线速度
D．天通一号卫星运动的加速度小于月球公转的加速度
答案
解析
C
【详解】
天通卫星相对地面静止，相对地心做匀速圆周运动，不是平衡状态，A项错误；第一宇宙速度是卫星最大的运行速度，天通一号卫星运
动的线速度小于第一宇宙速度，B项错误；天通一号卫星周期为1天，月球公转周期为28天，则天通一号的轨道半径小于月球公转的轨
道半径，根据
，
，则天通一号卫星运动的线速度大于月球公转的线速度，C项正确；
，天通一号卫星
运动的加速度大于月球公转的加速度，D项错误。
5. 如图，有一发电机线框的面积
，匝数
。
匝，在
的匀强磁场中以角速度
匀速转动。线框与一理想
变压器连接，理想变压器原、副线圈匝数比为
时，灯泡正常发光。下列说法正确的是（
为一光敏电阻，光照强度越强其阻值越小。不计线框和导线的电阻，电表均为理想电表，处始
）
A．灯泡中电流的频率为
B．电压表的示数约为
C．灯泡的额定电压为
D．当照射 的光照射强度增强时，电流表的示数将变大
答案
解析
D
【详解】
由发电机角速度
，可得
可得
，A项错误；发电机电动势峰值
，电压表的示数为
，B项错误；根据
，灯泡的额定电压为 ，C项错误；当照射 的光照射强度增强时，其电阻变小，副线圈电
压不变，根据欧姆定律可知电流表的示数变大，D项正确。
6. 某同学设计了一款河水水位监测器，如图，平行板电容器、电流表和电源组成一电路，绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子 ，另一端与电容器
极板 连接（极板 固定）， 上下移动就带动 上下移动（初始时，极板 的高度低于极板 ），监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离
得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，可以得出
（
）
A．河水水位在下降
B． 极板的电荷量在减少

C．平行板电容器的电容在增大
D．
、
间的电场强度在变大
答案
解析
C
【详解】
监测人员发现电流表指针右偏，说明电流从电流表右侧进入，又由于 板与电源正极连接，说明电容器在充电，
、 极板的电荷量在
增加，B项错误；此充电过程 、 两板间电压不变，由 可得， 不变，D项错误；由 可得，平行板电容器的电容在增
加，C项正确；由
可得， 、 极板的正对面积增大，说明水位在上升，A项错误。
7. 如图，轮滑少年从斜坡上 点由静止自由下滑，经过水平 段从斜坡 的 点飞入空中，直至达到空中最高点。图中
点时无能量损失，不计摩擦力和空气阻力，下列能表示该过程少年加速度大小 、水平速度大小 随时间 变化的图像是（
，
经过 、
）
A．
B．
C．
D．
答案
解析
A
【详解】
少年从斜坡上 点由静止自由下滑，在 段做匀加速直线运动，加速度
，水平加速度
，水平
，水
速度
，在 段做匀速运动，
，在 段做减速运动，
，水平加速度
平速度
，在空中运动到最高点做斜抛运动，
，水平速度保持不变，A项正确。
8. 2021年，南京大学研究团队利用四分之一波长管改进了一种声学发电机系统，该系统在100分贝的声音激励下能够产生
实现对72个 的驱动。如图， 塑料膜恒带负电并附着在弹性电极上，二者与 打印的
，则根据你所掌握的知识，下列说法正确的有（
的峰值功率输出，
导电塑料正对，弹性电极通过外电路与
导电
塑料相连，在声波的驱动下做受迫振动，在外电路中产生交流电。已知声速约为
）
A．四分之一波长管类似光学仪器中的增透膜，声波在管口干涉相消
B．交流电的频率由声音的频率决定，发电机输出功率受声音的强度影响
C．该装置用到了电磁感应的原理，将声波振动产生的机械能转化为电能
D．若发电所用的声音频率为
，则该装置的长度至少为
答案
解析
ABD
【详解】
四分之一波长管可使声波与反射波相差半波长，从而干涉相消与增透膜原理类似，A项正确；声音的频率决定弹性电极的振动频率，进
而决定交流电的频率，声音的强度影响了电极振动的幅度，从而影响交流电的峰值、有效值以及功率，B项正确；该发电装置用到的原
理是静电感应而不是电磁感应，C项错误，由
，D项正确。
，已知声速约为
，可算出四分之一波长为
，故该装置最小长度应大于
9. 如图，碰碰车是深受青少年儿童喜欢的娱乐设施，某次娱乐场景如下：总质量为
的速度与甲发生正碰后以 的速度反弹，已知碰撞过程中两车作用时间为
下列说法正确的是（
的碰碰车甲静止在地面上，总质量为
的碰碰车乙以
，若只考虑两车之间的相互作用，不计所有外力的影响，
）

A．两车碰撞过程中，动量守恒但机械能不守恒
B．两车碰撞后，甲车获得的速度为
C．两车碰撞过程中，甲车受到的冲量大小为
D．两车碰撞过程中，甲车受到的平均冲力大小为
答案
解析
BC
【详解】
根据动量守恒
，
，
，得
，碰前机械能
，碰后机械能
，平均冲力
，则碰撞过程中机械能守恒，A项错误，B项正确；甲车受到的冲量大小为
，C项正确，D项错误。
大小
10. 在一平静的水面上，靠近水面但不与水面接触横跨一个宽为 的模型桥，水深
处有一个点光源水平向右以
的速度做匀速直线
运动，桥的横截面如图所示。开始时点光源在桥左端点正下方，桥的左、右两端点均有一个足够小的接收器，可接收由点光源发出的光，在点光源运
动到桥右端点正下方的过程中，接收器共有
，下列说法正确的是（
的时间没有接收到点光源发出的光。已知水对该点光源发出的光的折射率为1.25。
，
）
A．桥宽为
B．桥宽为
C．点光源从桥左端点运动到桥的右端点所用的时间为
D．点光源从桥左端点运动到桥的右端点所用的时间为
答案
解析
AD
【详解】
由题意可知，接收器恰好接收不到点光源发出的光时，点光源发出的光在水面发生全反射，由
，解得
，所以发生全
反射时点光源距离桥的左、右端点水平的距离为
，当点光源在这两个点之间运动时接收器恰好接受不到点光源发出
，A项正确，B项错误；点光源从桥左侧运动到桥的右侧总时间 ，C项错
的光，由几何关系可知，
误，D项正确。
解得
11. 某学习小组用实验验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，光电门固定架等未画出。小球 质量为 ，半径为 （足够小），砝码盘质量为
，且 ，每个砝码的质量均为 。小球 的球心到光电门中心的距离用 表示，通过光电门的时间用 表示，小球 通过光电门的平
均速度可看作小球经过光电门中心的瞬时速度，实验时小球 均从静止释放，重力加速度为 。
(1)某次实验时，学生在砝码盘中放一个砝码，让小球 从球心距离光电门中心为 的地方由静止释放，测得小球 通过光电门的时间为 ，则系统
总动能的增加量
，系统重力势能的减小量
，若在误差允许的范围内，
与
相等，可以判断系统的机械能守

恒。（均用题中所给物理量的字母表示）
(2)该实验小组通过改变小球的球心到光电门中心的距离 ，测得了一系列数据，如下表所示。
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1.09
1.19
1.53
2.34
1.88
3.53
2.17
4.71
2.43
5.90
请在如图乙所示的坐标纸中作出
的图像
，并根据图像，计算当地的重力加速度
（结果保留三位有效数字）。
答案
(1)
(2)
解析
【详解】
（1）以小球 、砝码盘和砝码整体为研究对象，小球经过光电门中心的速度大小
；系统总重力势能的减少量
，所以系统总动能的增加量
。
（2）描点连线如图所示。因为
，所以
，斜率
，由图像可得
12. 如图，竖直放置的内壁光滑且导热良好的圆柱体储气罐上、下封闭，上面带有一单向的限压阀，储气罐的高为 ，横截面积为 ，距离底部
的地方有一圈卡槽，卡槽上放有一质量
的活塞将罐内空间分为上、下两部分，当上部分气体的压强大于
时，顶部的限压阀就会被顶开，
金属孔盖与外部预警电路（图中未画出）连通发出预警，当上部分气体压强小于等于
时，顶部的孔盖就会自动复原。开始时活塞下部分是真空
的，上部分气体压强与外界一样均为 ，环境的热力学温度始终为 。现在往储气罐的下部分充入外界气体，活塞恰好没动，气体视为理想气体，
储气罐密封良好，重力加速度 取
。
(1)求此时储气罐下部分的气体压强；
(2)若继续往储气罐下部分充入相同气体，预警器恰好未报警，求稳定时活塞上移的距离；
(3)在第（2）问的条件下，求第二次充入气体的质量与第一次充入气体的质量之比。
答案
(1)
(2)
(3)
解析
【详解】

（1）活塞恰好没动时，卡槽对活塞的作用力为0，设下部分气体的压强为 ，对活塞进行受力分析，有
解得
（2）预警器恰好未报警时，上部分气体压强为 ，设此时活塞距储气罐顶端的高度为 ，对上部分气体，由玻意耳定律有
解得
即活塞上移
（3）下部分气体的压强
稳定时下部分气体的体积
设第二次充入气体的体积为矿 ，对下部分气体有
解得
同理可得，第一次充入的气体体积
则第二次充入气体的质量与第一次充入气体的质量之比
13. 在光滑的水平面上有
、
、
三个物体， 的上表面为半径为
发生弹性碰撞，碰后 的速度减半， 立即滑上 的上表面，
恰好能维持共速状态（ 之间达到最大静摩擦力），已知 的质量
的四分之一圆周， 放在 的右端，随 一起以初速度
间动摩擦因数处处相等，当 运动至 上表面靠近顶端的三等分点
的质量 ，请根据以上信息求出：
向右
运动，
时，
与
，
(1)
间动摩擦因数 ；
(2)物体 的质量
和碰后瞬间 的速度 的大小；
间由于摩擦所产生的热量
(3) 所达到的共同速度的大小以及
。
答案
解析
(1)
(2)
(3)
，
，
【详解】
（1）当
共速时，最大静摩擦力刚好等于滑动摩擦力
由几何关系，
解得
之间发生相互作用，动量守恒
（2）碰撞过程只有
由机械能守恒
解得
（3）从 滑上 到与 共速，由动量守恒，记共同速度为
，
解得
由能量守恒
、
组成的系统动能减少量为
物体 的重力势能增加量为
解得
14. 如图甲，在平面直角坐标系
中，在第一、二象限内存在沿 轴正方向，大小
的匀强电场（图中未画出）；在第一象限内存在周期性
变化的磁场（图中未画出），方向与坐标系所在平面垂直，以磁场方向垂直于坐标系所在平面向外为正方向，磁场强度 随时间 的变化规律如图乙
所示。在坐标原点锁定一质量为 的带正电小球，电荷量为 。从解除对小球的锁定开始计时， 时仅改变电场强度的大小并保持恒定，小球恰
好在第 内做匀速圆周运动。重力加速度 取
。

(1)求带电小球第 末距离坐标原点的距离以及速度大小；
(2)求小球做匀速圆周运动的周期并在图甲中定性地画出带电小球在
内的运动轨迹；
(3)若磁场区域为矩形区域且下边界为
平及竖直边长应满足的条件。
，区域左边界与 轴重合，为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿 轴正方向，求矩形区域磁场的水
答案
(1)
，
(2)
，
(3)
，
解析
【详解】
（1）由题意可知，小球在
解得
内做匀加速直线运动，由牛顿第二定律和运动学公式得
（2）根据题意可知，小球第 末进入磁场后，小球所受重力和电场力平衡，小球在洛伦兹力、重力和电场力的作用下做匀速网周运
动，由洛伦兹力提供向心力得
又
得网周运动的周期
分析可知，小球在
运动， 内顺时针转过四分之一圆周，之后做周期性运动，则带电小球进入磁场后的运动周期
时间内的位移大小
，小球在
内顺时针转过四分之一网周，
内做匀速直线运动，
内逆时针转过半个网周，
内做匀速直线
，且可知小球在
、
内的运动轨迹，如图所示
（3）分析可知，要使带电小球沿 轴正方向离开磁场需满足
联立解得
15. 为探究电容器两极板间电势差与所带电荷量的关系及观察电容器的放电现象而设计了如图甲所示的实验电路。A、B为完全相同的电容器，电压表
为数字电压表，对电路没有影响，R为电阻箱，电流传感器可以像电流表一样测量电流还能输出电流随时间变化的
实验一：探究电容器两极板间电势差与所带电荷量的关系
图像。
（1）操作步骤如下：
①把旋转式开关 接1，电源给电容器A充电一段时间后，电压表示数为U；
②保持 断开，把旋转式开关 接2（注意不要让手或其他导体跟电容器的两极板接触，以免所带电荷漏掉），电压稳定后电压表的示数
为
；
③断开旋转式开关 闭合开关 ，使B的两极板间电荷全部放掉，随后再断开开关
；

④多次重复骤②③；
通过该实验可得出的结论是
实验二：观察电容器的放电现象
（2）操作步骤如下：
。
①把旋转式开关 接1，电源给电容器A充电一段时间后，电容器A的两板间电压稳定；
②电阻箱选择合适的电阻值，旋转式开关 接3，电容器通过电阻箱R放电，传感器将电流信息传入计算机，输出电流随时间变化的
图像；
③改变电阻箱的电阻值，得出
图像图乙所示，其中实线a为阻值为 时放电电流随时间变化的曲线，阻值调节为 后（
）重新充电再
放电，放电电流随时间变化的曲线应该是图乙中的虚线
（选填“b”、“c”或“d”）。
答案
解析
电容器的两极板间的电势差与所带电荷量成正比
c
【详解】
（1）②[1][2]此实验通过A、B两个完全相同的电容器的充、放电来探究电容器两板板间电势差与所带电荷量的关系。A对B放电，A减
少的电荷量转移到B上，直到A、B所带电荷量相等，对A的电荷量减半，电压表示数减半，即为 ；由上述可知，电容器的两极板间的
电势差与所带电荷量成正比。
（2）③[3]由
可知， 越小放电电流最大值越大，由于
曲线与坐标轴围成的面积即为电荷量，而两次充电总电荷量相
同，因此两曲线与坐标轴围成的面积应相等，故电阻值调节为 后充电电流随时间变化的曲线应该是图乙中的c。