[物理]广东省潮州市衡水百校联考2024-2025学年高三上学期9月月考试题(解析版)

这是一份[物理]广东省潮州市衡水百校联考2024-2025学年高三上学期9月月考试题(解析版)，共19页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。

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. 如图甲所示，一阻值为的电阻与理想交流电流表串联后，两端接入图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（ ）
A. 该交流电的频率为100Hz
B. 电阻中电流的峰值为2A
C. 在时刻，电流表的读数为2A
D. 电阻的电功率为880W
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，交流电的周期为
则交流电的频率为50Hz，故A错误；
B．电阻R中电流的峰值为
故B错误；
C．电流表的读数为有效值，则电流表的读数为
故C正确；
D．根据
可知电阻的电功率为440W，故D错误。故选C
2. 关于宇宙起源的大爆炸理论认为，宇宙在最初三分钟内，只存在氢和氦两种元素，其中氦元素的获得有几种途径，其中一种为，关于原子核和电荷数，下列组合可能正确的是（ ）
A. 为B. 为
C. 为D. 为
【答案】A
【解析】宇宙在最初三分钟内，只存在氢和氦两种元素，根据质量数和电荷数守恒，可知X为，。故选A。
3. 固定在振动片上的金属丝周期性的敲击平静水面，可以形成水波。若将水波视为横波，以金属丝在水面上的敲击点为原点，在水平面建立坐标系，俯视图如图所示，其中实线代表波峰，虚线代表波谷，图示时刻A、B两质点恰好分别位于波峰和波谷上，且A、B两质点的水平距离为，下列说法正确的是（ ）
A. 水波波长为
B. A、B两质点的高度差始终为振幅的两倍
C. 增大金属丝的振动频率，水波的传播速度将增大
D. 增大金属丝的振动频率，水波的波长将减小
【答案】D
【解析】A．由图可知
解得水波的波长为
故A错误；
B．A、B两质点的高度差随时间不断变化，最大为振幅的两倍，故B错误；
CD．机械波传播速度只与介质有关，介质不变，传播速度不变，根据，增大振动频率，水波的波长将减小，故C错误，D正确。
故选D。
4. 某品牌电瓶车的动能回收系统的结构原理如图所示，传动轴与磁铁固定连接，当车辆下坡时，车轮通过传动装置带动磁铁在绕有多匝线圈的铁芯间转动，线圈通过端给电池充电，不考虑磁铁转速的变化，穿过线圈的磁通量按正弦（或余弦）规律变化，某时刻磁铁的位置和转动方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在图示位置，线圈中的感应电动势最大
B. 从图示位置开始的一小段时间内，线圈端的电势比端高
C. 从图示位置转过时，线圈中的感应电动势最大
D. 从图示位置转过时，线圈端的电势比端高
【答案】C
【解析】A．图示位置线圈中的磁通量最大，磁通量变化率为零，则线圈中的感应电动势为零，故A错误；
B．从图示位置开始的一小段时间内，线圈中的磁场竖直向下且磁通量减小，根据楞次定律，感应电流由到端的电势比端高，故B错误；
C．从图示位置转过时，线圈中的磁通量最小，磁通量变化率最大，则线圈中的感应电动势最大，故C正确；
D．从图示位置转过时，线圈中的磁通量最大，感应电动势为零，端的电势等于端的电势，故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，陀螺是深受小朋友喜爱的玩具。玩耍时，由细绳的一端开始将细绳紧紧缠绕在陀螺侧面，将陀螺竖直放置在地面上，用力水平拉动细绳另一端，使陀螺由静止开始加速转动，俯视图如图乙所示。若陀螺的半径为，在地面上稳定转动时，其角速度至少要达到，缠绕在陀螺上的细绳长为，拉动细绳时，细绳在陀螺侧面不打滑，将细绳的运动视为匀加速直线运动，为使陀螺稳定转动，细绳的加速度至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据
，
联立解得
故选B。
6. 某广场喷泉，在喷泉底部水平安装有五颜六色的圆形彩灯。如图所示，若所有彩灯均为圆盘状，直径均为，灯面到水面的距离均为。已知红光在水中的折射率为，水池面积足够大。则下列说法正确的是（ ）
A. 每个灯盘在水面上的发光形状为环形
B. 红光灯盘在水面上的发光面积为
C. 红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的大
D. 灯盘在水中的深度越大，其在水面上的发光面积就越小
【答案】C
【解析】A．因为彩灯为圆盘状，所以每个灯盘在水面上的发光形状为圆形，故A错误；
B．
设红光在水面发生全发射时临界角为
由得
即临界角
由几何关系可得，红光灯盘在水面上的发光面积直径为
红光灯盘在水面上的发光面积为
故B错误；
C．无论是何种光，灯盘在水面上的发光面积直径都满足上一选项中的
灯盘在水面上的发光面积为
又因为红光的频率小于绿光，所以红光的折射率小于绿光，即
又由公式得
即临界角
结合面积公式可得红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的大。故C正确；
D．结合上一选项中的水面发光面积公式
可知，同一颜色灯盘在水中的深度越大，其在水面上的发光面积就越大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为的物块（可视为质点）连接，物块位于粗糙水平面上，点恰好是弹簧的原长位置。以点为坐标原点，取水平向右为正方向，建立坐标轴。时刻，将物块从点左侧某处由静止释放，设物块在运动过程中的位置坐标为，物块受到的合外力为，运动时间为，运动过程中阻力大小不变，弹簧始终在弹性限度内。下列关于物块的图像或图像可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB．设弹簧的劲度系数为k，物块向右运动的过程中，弹簧的弹力为kx，物块受到的滑动摩擦力大小为f。当物块物块从O点左侧某处由静止释放后向右运动至O点右侧的过程中，弹簧先对物块产生向右的推力，后对物块产生向左的拉力。根据牛顿第二定律，有
，当，即物块在O点左侧时，弹簧对物块有向右的推力；物块在O点右侧时，有，当时，弹簧对物块有向左的拉力；由此可知，F与x成线性关系，且当时，有，因此，图像是一条不过原点的直线，且在x轴上截距为负值，由能量守恒可知物体不会返回初始位置，故A正确，B错误；
CD．图像中任意一点切线的斜率为速度大小，当物块物块从O点左侧某处由静止释放后向右运动至O点右侧的过程中单向运动中，速度先增大后减小，且做简谐运动，平衡位置不断交替，振幅不断减小，则图像应为曲线，x轴上大小应越来越小，故CD错误。
故选A。
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. 地球物理探矿的基本原理是在大地表面设置一对正、负电极，根据地下电场和电流的分布情况，推测出地下矿体的分布。如图所示为某次探矿中电场的分布情况，它和等量异种点电荷的电场分布等效，为电场中的四个点，其中两点在两点电荷连线的中垂线上，下列说法正确的是（ ）
A. 点的电势高于点的电势，点的电场强度小于点的电场强度
B. 点的电势高于点的电势，点的电场强度大于点的电场强度
C. 负电荷由点移动到点，电场力做负功
D. 正电荷在点的电势能大于在点的电势能
【答案】AC
【解析】A．沿电场线电势降低，电场线疏密反映电场强度的大小，则点的电势高于点的电势，点的电场强度小于点的电场强度，故A正确；
B．等量异种点电荷产生的电场中，两点电荷连线的中垂线是等势线，则点的电势等于点的电势，点的电场强度大于点的电场强度，故B错误；
C．负电荷由点移动到点，由于点的电势高于点的电势，则电场力做负功，故C正确；
D．正电荷由点移动到点，由于点的电势低于点的电势，则电场力做负功，电势能增大，正电荷在点的电势能小于在点的电势能，故D错误。
故选AC。
9. 2024年6月2日，嫦娥六号“着上组合体”成功软着陆于月球背面南极——艾特肯盆地，落月过程大致分为主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段6个阶段，约需要900秒。当“着上组合体”慢下降并悬停在距离月球表面约2m高度时，“着上组合体”的主发动机关闭，“着上组合体”自由下落，完成软着陆。已知“着上组合体”的质量为3900kg，月球的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度大小约为
B. 月球的第一宇宙速度大小约为
C. “着上组合体”最终着陆月球的速度大小约为
D. “着上组合体”着陆月球时，重力的瞬时功率约为22kW
【答案】ABD
【解析】A．根据，月球表面的重力加速度为
故A正确；
B．第一宇宙速度等于近地坏绕速度，则
解得
月球的第一宇宙速度
故B正确；
C．“着上组合体”最终下落时初速度为0，根据得
故C错误；
D．“着上组合体”着陆月球时，重力的瞬时功率
故D正确。
故选ABD。
10. 某高速公路上，由于前车违规停车发生一起追尾交通事故，图乙所示为交警根据现场测量绘制的刹车痕迹勘察示意图，其中表示前后两车减速区域重叠部分的长度。将后车制动过程和碰后两车的减速过程均视为匀减速直线运动，两车均视为质点且质量相等，所受阻力大小均始终为车重的0.5倍，碰撞时间极短，且碰撞前后两车始终在同一直线上运动，该高速路段的限速为，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 两车碰后瞬间前车的速度为
B. 两车碰后瞬间后车的速度为
C. 后车刹车后，经4s停下来
D. 后车开始刹车时，没有超速
【答案】AD
【解析】AB．根据牛顿第二定律，两车做匀减速直线运动的加速度大小均为
根据运动学公式，前车、后车碰撞后瞬间速度分别为、
故A正确，B错误；
CD．两车碰撞过程，根据动量守恒定律可得
解得碰撞前瞬间后车的速度为
根据
解得
后车开始刹车时，没有超速，后车的运动时间为
故C错误，D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 请完成下列实验操作和计算。
（1）在“用单摆测量重力加速度”的实验中实验装置如图甲所示，已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于。在测量单摆的周期时，单摆进行次全振动的时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为，再用螺旋测微器测得摆球的直径如图乙所示，则摆球的直径________mm，重力加速度的表达式为________（用题中相应物理量的符号表示）。
（2）用气垫导轨做“探究加速度与合外力的关系”的实验，装置如图丙所示。气垫导轨上相隔一定距离的两处装有光电门，两光电门间的距离为，滑块上固定一遮光条，遮光条和滑块的总质量为，滑块通过光电门时，与光电门连接的数字计时器会记录遮光条的遮光时间。
①实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，若数字计时器显示滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，则要将气垫导轨右侧适当_______（填“调低”或“调高”），直至遮光时间相等。
②用螺旋测微器测遮光条的宽度。
③按图丙安装好装置，按正确操作进行实验，若滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间为，通过光电门2时遮光条的遮光时间为，可求出滑块运动的加速度大小。
④实验________（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于，若实验开始时动滑轮两边的细线不竖直，对实验________（填“有”或“没有”）影响。
【答案】（1）5.980 （2）调低 不需要 有
【解析】【小问1详解】
[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，摆球的直径为
[2]根据单摆周期公式可得
又因为
解得
【小问2详解】
①[1]滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，说明气垫导轨右侧偏高，故要将气垫导轨右侧适当调低。
④[2][3]弹簧测力计可以测出细线中拉力的数值，故不需要砂和砂桶的总质量远小于；动滑轮两边的细线不竖直，细线中的拉力会变化，故对实验有影响。
12. 某实验小组欲利用热敏电阻设计一款温度报警器，器材有电源（电动势为12V，内阻不计），电源（电动势为1.5V，内阻不计），电流表A（量程为0.6A，内阻很小），电压表（量程为6V，内阻），滑动变阻器（最大阻值为），电阻箱，热敏电阻（室温下阻值约为），单刀单掷开关，单刀双掷开关和导线若干。
（1）根据图甲测量电路，为尽可能准确地测量热敏电阻的阻值，电源应________（选填“”或“”），电表1应选________（填“电流表A”或“电压表V”）。
（2）测量热敏电阻的阻值随温度的变化关系。
①依据图甲连接测量电路，将热敏电阻置于温控箱中，将滑动变阻器的滑片置于最左端。
②闭合开关，将单刀双掷开关打到端，调节温控箱的温度，调节滑动变阻器使电表1有适当读数；保持滑动变阻器滑片的位置不变，将单刀双掷开关打到端，调节________，使电表1的读数保持不变，记录________。
③重复②中的步骤，在坐标纸中描绘热敏电阻的图像，如图乙所示。
（3）利用该热敏电阻设计一款简易温度报警装置，其电路结构如图丙所示。已知电源的电动势为3V，内阻很小，不计报警器电阻对电路的影响，若报警器的电压高于2V时会报警，要求报警器在温度高于时发出警报，则电阻箱的阻值应该调为________，若考虑到电源内阻的影响，则实际报警温度会________（填“高于”“低于”或“等于”）。
【答案】（1） 电压表V
（2） 温控箱的温度和电阻箱的阻值
（3）1800 高于
【解析】【小问1详解】
[1][2] 热敏电阻的阻值大约为几千欧，电路中的电流大约为mA量级，故不能选用电流表A，由于电压表V的内阻已知，可以作为电流表使用，量程为6mA，故电源应选，电表1应选电压表V。
【小问2详解】
[1][2]根据等效替代法测电阻，应该保持滑动变阻器滑片的位置不变，将单刀双掷开关打到端，调节电阻箱，使电表1的读数保持不变，记录温控箱的温度和电阻箱的阻值。
【小问3详解】
[1][2]热敏电阻在温度为时的阻值为，此时报警器的电压为2V，故电阻箱的阻值应该调为；若考虑到电源内阻的影响，报警器的电压为2V时，热敏电阻的阻值应小于，故实际报警温度会高于。
13. 某款海上航标灯的结构原理如图所示，由三个导热性能良好的气室A、B、C组成，可以利用海浪的上下起伏进行发电。工作时，空气由气室A吸入气室B，在气室B中压缩后，空气被推入气室C，推动涡轮发电机发电，其中阀门、只能单向开关，当海水下降时，活塞下移，阀门打开，闭合。当海水上升时，阀门闭合，海水推动下方活塞压缩空气，当气室B中空气的压强大于气室C中压强时，阀门打开，之后活塞继续推动气室B中的空气，直到气室B中的空气全部被推入气室C为止，气室C中的空气推动涡轮发电机工作。已知海水开始上升时，气室B有最大体积为，气室C中压强为，气室C的体积为，将空气视为理想气体，为大气压强，环境温度始终保持不变。
（1）若海水开始上升时，气室C与发电机之间的阀门关闭，求阀门即将打开时，气室B中空气的体积；
（2）在（1）的情况下，求经过活塞压缩一次，气室C中的压强。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
阀门即将打开时，气室B中空气的体积为，根据玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
设气室B中的空气全部被推入气室C时，气室C中的压强为，根据玻意耳定律可得
解得
14. 如图甲所示，蹦极是时下年轻人喜欢的极限运动之一，可以建立图乙所示物理模型进行分析：将质量为的人视为质点，系在弹性绳一端，弹性绳的另一端固定在蹦极平台的端点，以点为坐标原点，竖直向下建立坐标轴。某时刻人从原点由静止下落，整个下落过程中弹性绳中的弹力随坐标的变化如图丙所示。已知弹性绳的原长为，重力加速度为，不计空气阻力影响，人始终在竖直方向上运动，弹性绳始终在弹性限度内，求：
（1）弹性绳的劲度系数；
（2）整个下落过程中人的最大加速度的大小；
（3）整个下落过程中人的最大速度的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
根据胡克定律
由丙图可知
则弹性绳的劲度系数
【小问2详解】
在最低点时，人的加速度最大，根据牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
当人的加速度为零时，速度最大，此时弹性绳的长度为，则
解得
设从开始下落到人的速度最大时，克服弹性绳的弹力做功为，则
解得
根据动能定理有
解得
15. 如图所示，三个矩形区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，分别存在有界的匀强电场或磁场，为水平中轴线，其中区域Ⅰ、Ⅲ中有大小相等、方向相反的匀强电场，电场强度大小为，区域Ⅱ中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。在区域Ⅰ的中线上，将比荷为的带正电的粒子从距离边界线为（未知）的点由静止释放，粒子恰好能够进入区域Ⅲ运动。已知区域Ⅱ的水平宽度为，区域Ⅰ、Ⅲ的水平宽度足够大，不考虑电磁场的边界效应，不计粒子的重力。
（1）求的值；
（2）若释放点到边界的距离为，求粒子前两次经过边界的时间间隔；
（3）若释放点到边界的距离为，且粒子恰能经过点，求区域Ⅰ的竖直高度。
【答案】（1）
（2）
（3），其中
【解析】【小问1详解】
设粒子的质量为，电荷量为，根据牛顿第二定律可得
又联立可得
设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为，根据运动学公式可得
解得
粒子在磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力可得
粒子恰好能够进入区域III时，在磁场中做圆周运动的半径为，联立解得
【小问2详解】
当点到边界的距离为时，由（1）可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径，粒子在区域Ⅱ、Ⅲ中的运动轨迹如图所示，由几何关系知，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角，粒子做圆周运动的速度
粒子在区域Ⅱ中运动第一段圆弧的时间
粒子在区域Ⅲ中运动的时间
则粒子前两次经过边界的时间间隔
【小问3详解】
粒子前两次经过边界时在磁场中的偏移
粒子前两次经过边界时在电场中的偏移
区域Ⅰ的竖直高度
，其中
解得
，其中