广东省茂名市六校2023-2024学年高三上学期联合摸底考试（开学）物理试题

2024届高三级9月“六校”（清中、河中、北中、惠中、阳中、茂中）联合摸底考试

物理试题

考生注意：

1.满分100分，考试时间75分钟。

2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

3.本卷命题范围：高考范围。

一、单项选择题（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个选项符合题目要求。）

1.核电池寿命长，经常应用在航天领域。某核电池其能量来自钚发生的衰变，反应方程式为 。下列说法正确的是

A．该衰变为β衰变

B． X中质子数为2

C．环境温度升高可以加快钚核的衰变

D．若一次衰变过程中的质量亏损为△m，则该过程放出的核能为△m2c

2.如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，檩条间距离为d，重力加速度为g，下列说法正确的是

A．瓦片共受到4个力的作用

B．檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上

C．减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的摩擦力变大

D．增大檩条间的距离d时，两根檩条对瓦片的弹力都增大

3.挤气球是小朋友课间很受欢迎的一种游戏，如图所示的是某次两位小朋友在挤气球的图片，在挤气球过程中（未挤破）。假设球内气体的温度不变，可以看成理想气体，下列说法正确的是

A．气体对外界做功，气体内能减少

B．气体对外界不做功，气体内能不变

C．气体的压强不变，气体内能增大

D．气体的压强增大，气体内能不变

4.美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，为人类在获得高能粒子方面前进了一大步。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在MN板间，带正电粒子从 P0处以速度 v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，经多次回旋加速后从D形盒右侧离开。下列说法错误的是

A．带电粒子每运动一周被加速一次

B．不作任何改变，该回旋加速器可以加速其他比荷不同的带正电粒子

C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关

D．仅增大加速电场的的电压，加速粒子的最大速度不变

5.人在距地面高h、离靶面距离L处，将质量m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示。只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是

A．适当减小v0     B．适当减小h

C．适当减小m     D．适当减小L

6.如图甲，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流经理想变压器给负载供电，原线圈两端的交变电压随时间变化的图像如图乙，电压表和电流表均为理想电表， Rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R1为定值电阻。则

A．金属线框的转速为 25 r/s

B． t=0.005 s时，电压表读数为0

C． Rt温度升高时，电流表的示数变大

D． Rt温度升高时，变压器的输入功率变小

7. A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图甲所示。两卫星之间的距离△r随时间周期性变化，如图乙所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是

A． A、B的轨道半径之比为1：3

B． A、B的线速度之比为 1：2

C． A的运动周期大于B的运动周期

D． A、B的向心速度之比为4：1

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，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8.人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。如图初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是

A． A点电势高于B点电势

B．钠离子的电势能减小

C．若膜内的电场可看作匀强电场，钠离子的加速度变大

D．若膜电位上升但细胞膜厚度不变，钠离子进入细胞内的速度增大

9.如图甲、乙分别为两列机械波Ⅰ、Ⅱ的振动图像，t=0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始沿水平方向传播，并在t=2s时恰好相遇，已知A、B相距0.8m，C为AB中点，D距A点0.15 m，则下列说法正确的是

A．直线上A，B外侧均为振动减弱点

B．机械波Ⅱ的波速为2m/s

C． t=4s内直线上C点通过的路程为零

D．机械波I的波长为0.2m

10.电动平衡车作为一种电力驱动的运输载具，被广泛应用在娱乐、代步、安保巡逻等领域。某人站在平衡车上以初速度 v0在水平地面上沿直线做加速运动，经历时间t达到最大速度vm，此过程电动机的输出功率恒为额定功率P。已知人与车整体的质量为m，所受阻力的大小恒为f。则

A、

B．车速为 v0时的加速度大小为

C．人与车在时间t内的位移大小等于

D．在时间t内阻力做的功为

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.（6分）如图所示为“用DIS研究物体的加速度与质量关系”的实验装置。在轨道左侧的B点固定光电门，垫高轨道右端，平衡摩擦力。将连接小车的细线跨光电门挡光片过滑轮系住钩码，测出小车静止在A点时挡光片的前端与光电门的距离L，挡光片的宽度为d（L>>d），在A点由静止释放小B车，由DIS测出挡光片通过光电门的时间△t。

（1）为了研究小车加速度与质量的关系，本实验采用了控制变量的方法，操作中应保持         不变；

（2）小车加速度的表达式为a=         ；

（3）在小车上加载配重片，改变小车总质量，         （填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力，获取多组数据后，进一步探究加速度与质量关系。

12.（9分）某同学想粗测一段金属丝的电阻率和一内阻为r的电源的电动势，实验步骤如下：

①用游标卡尺测量金属丝横截面的直径d，其示数如图甲所示。

②用多用电表欧姆挡“×1”倍率对定值电阻R0的阻值进行测量，正确调零后，指针偏转如图乙所示。

③用如图所示的电路来测量此段金属丝的电阻率，P是鳄鱼夹，用来调节接入电路中的金属丝的长度 L。闭合开关，从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置，刻录鳄鱼夹每一个位置对应的金属丝的接入电路的长度L以及对应的电流表A的示数Ⅰ得到多组Ⅰ和L 的数据。

（1）图甲中游标卡尺的读数为d=         mm，图乙电表的读数为R0=         Ω；

（2）以L为纵轴，以         （填“I”或“”为横轴，建立平面直角坐标系，根据实验数据在坐标系中描点连线，作出的图象为如图丁所示的倾斜直线；

（3）若图丁中倾斜直线斜率为k、截面距为a，则电源的电动势 E=         ，金属丝的电阻率ρ=         （用题目中所给的物理量的符号表示）。

13.（10分）如图所示，直角三角形 ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°，AC=1m。一束光线平行于底边 BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。

（1）求棱镜的折射率；

（2）若一细光线从距B点 AB处平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，求光在棱镜中传播的时间。

14.（13分）如图所示，光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距 L=0.5m，左端连接R=0.3Ω的电阻，右端连接一对金属卡环，导轨间 MN右侧（含MN）存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感强度的B-t图如图乙所示，质量为m=1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒与质量也为m的物块通过光滑定滑轮由绳相连，绳始终处于绷紧状态，PQ、MN到右端卡环距离分别为17.5 m和15m，t=0时刻由 PQ位置静止释放金属棒，棒与导轨始终接触良好，滑至导轨右端被卡环卡住不动，金属导轨、卡环的电阻均不计，g取10 m/s2。求：

（1）金属棒进入磁场时的速度；

（2）金属棒进入磁场时通过导体棒的感应电流；

（3）在0~8s时间内电路中产生的焦耳热。

15.（16分）某物理兴趣小组设置了一个挑战游戏。如图所示，半径为R=2.0m光滑 圆弧形轨道末端水平且与放置在水平台上质量为 m1=0.2kg的“」形”薄滑板平滑相接，滑板左端A处放置质量为m2=0.3kg的滑块，水平台上的P 处有一个站立的玩具小熊。在某次挑战中，挑战者将质量为m0=0.3kg 的小球从轨道上距平台高度1.8 m处静止释放，与滑块发生正碰。若滑板恰好不碰到玩具小熊则挑战成功。已知A、P间距s=2.9 m。滑板长度L=1.1m，滑板与平台间的动摩擦因数，μ1=0.3，滑块与滑板间的动摩擦因数μ2=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小球、滑块和玩具小熊均视为质点，题中涉及的碰撞均为弹性正碰，重力加速度g=10m/s2。

（1）求小球到达轨道最低点时对轨道的压力；

（2）求小球与滑块碰后瞬间的速度；

（3）试通过计算判定此次挑战是否成功。

2024届高三级9月“六校”（清中、河中、北中、惠中、阳中、茂中）联合摸底考试·物理参考答案、提示及评分细则

1. B

该衰变为α衰变，A错误；X为，质子数为2，B正确；半衰期不受温度压强影响，C错误。若一次衰变过程中的质量亏损为△m，则该过程放出的核能应为△mc2，D错误。

2. D

瓦片受重力，两侧的支持力和摩擦力，共5个力，A错误；檩条对瓦片作用力应为支持力与摩檫力的合力，方向竖直向上，B错误；摩擦力等于mgsinθ，减小檩条的倾斜角度θ时，摩擦力减小，C错误。檩条对瓦片的两个弹力等大，合力等于 mgcosθ，当增大檩条间的距离 d时，两弹力夹角增大，则两弹力增大，D正确。

3. D

挤气球的过程，气球的体积减小，因此外界对气球做功，AB错误；该过程温度不变，根据气态方程可知：p1V1=p2V2，V减小，p增大，一定量的理想气体内能只由温度决定，温度不变，内能不变，外界对气体做的功等于气体放出的热量，故C错误，D正确。

4. C

带电粒子只有经过MN板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次。电场的方向不需改变，只在MN间加速，所以该回旋加速器可以加速其他比荷不同的带正电粒子，故 AB正确；当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据 得 知加速粒子的最大速度与D形盒半径rD有关，与板间电压无关。可知增大板间电压，粒子最终获得的最大速度不变，故C错误、D正确。

5. D

飞镖飞出后在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动；开始时飞镖落于靶心下方，说明在飞镖水平方向飞行L时，下落高度较大，而水平方向 L=v0t，竖直方向 联立可得 为减小h，可以减小L或增大v0，也可以适当提高h，故 AB不符合题意，D符合题意；平抛运动规律和物体的质量无关，故C不符合题意。

6. C

由图可知，交流电的周期为0.02 s，则转速为 A（错误；电压表测量的是有效值，故示数不为零，B错误；温度升高，热敏电阻阻值减小，故副线圈回路中消耗的功率 增大，根据P=UI可知I增大，电流表的示数变大，C正确；输出功率决定输入功率，故输入功率增大，D错误。

7. D

由图知r2-r1=2r，r1+r2=6r，解得r1=2r，r2=4r，所以A、B的轨道半径之比为1：2；设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的轨道半径和线速度分别为r、v。由 得 A、B的线速度之比为 ：1，故AB错误；由 可知A的轨道半径小于B的轨道半径，A的运动周期小于B的运动周期，C错误；由 可得： 即 D正确。

8. ABD

初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，则电场线由A到B，沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势大于B点电势，故A 正确；钠离子运动过程中电场力做正功，电势能减小，故 B正确；膜内的电场可看作匀强电场，故电场强度不变，故电场力不变，故加速度不变，故C错误；根据动能定理可知 则膜电位上升时，钠离子进入细胞内的速度变大，故D正确。

9. ACD

假设两列波传播速度为v，则2v×0.2s=xAB，解得v=0.2m/s，B错误；由图甲乙可知两列波的周期均为1s，所以两列波的波长为λ=vT=0.2m，两列波在A、B外侧均相距△x=0.8m=4λ，两列波的起振方向相反，所以直线上A，B外侧均为振动减弱点。故 AD正确；两列波传至C点所需要的时间为 2s，又因为C点与A、B两点的距离差相等，为振动减弱点，所以t=4s内直线上C点通过的路程为零，故C正确。

10. AD

根据题意可知，当牵引力等于阻力时，平衡车的速度达到最大值，由公式P=Fv可得，最大速度为vm 故A 正确；车速为 v0 时的牵引力为 由牛顿第二定律可得 解得 故B错误；在时间t内由动能定理： 则 故C错误；平衡车从 v0 到最大速度 vm，由动能定理得 解得在时间 t内阻力做的功为 故D正确。

11.（1）钩码重力（2分）（2）（3分） （3）不需要（2分）

解析：（1）本实验采用了控制变量的方法，为了研究小车加速度与质量的关系，操作中应保持合力不变，即保持钩码重力不变；

（2）小车运动到B时的速度为 根据运动学公式v²-0=2aL，得

（3）加配重片后，小车及配重片合补力仍为0。

12.（1）8.00（2分） 17.0或17（1分） （2分） （2分） （2分）

解析：（1）由图甲可知，游标的最小分度为0.02mm，且游标第0个小格与主尺对齐，则游标卡尺的读数为d=8mm+0×0.02mm=8.00mm；用多用电表欧姆挡“×1”倍率，由图乙可知，电阻为R0=17.0×1 Ω=17.0Ω；

（2）根据电阻定律可知，金属丝接入电路的电阻为 由闭合回路欧姆定律有 整理可得 可知， 的图像为直线，则以 为横轴；

（3）由（2）分析，结合 图像可得 解得

13.解：（1）光路图及相关量如图所示，光束在AB边上折射，由折射定律得

（1分）

由几何关系可知α+β=60°（1分）

由几何关系和反射定律得 （1分）

联立以上各式，代入i=60°得 （1分）

（2）由 （1分）

解得 （2分）

由几何关系可知，光在棱镜中的路程为 （1分）

故光在棱镜中传播的时间为（2分）

14.解：（1）设棒到达 MN时的速度为v，物块下落的高度为

这个过程中棒和物块组成的系统机械能守恒 （1分）

解得 （1分）

（2）设这个过程所用时间为 t1，由运动学公式 解得t1=1 s（1分）

由图乙可知此时磁感应强度 B=2T

在MN位置进入磁场时感应电动势为E=BLv（1分）

回路中的电流 （1分）

解得 I=10A （1分）

（3）棒进入磁场时安培力 F=BIL

解得F=10N=mg

进入磁场时，棒受的安培力大小等于物块所受的重力，所以棒在磁场中做匀速直线运动，设在磁场中的运动时间为t2，由运动学公式XMN=vt2，解得t2=3s（1分）

t2+t2=4s（1分）

所以棒被卡住的同时磁感应强度B开始变化，0~4s电路中产生的焦耳热Q1=I²（R+r）t₂=150J（1分）

4~6s，由法拉第电磁感应定律 （1分）

产生的热量 （1分）

6~8s没有感应电流产生，产生的热量 Q3=0J （1分）

所以0~8s产生的焦耳热（Q=Q1+Q2=375 J （1分）

15.解：（1）根据题意可知，小球从静止释放到A 点过程中，由动能定理有

解得v0=6m /s（1分）

小球在A点，由牛顿第二定律有 （1分）

解得 由牛顿第三定律可得，小球到达轨道最低点时对轨道的压力大小为8.4 N，方向竖直向下（1分）

（2）根据题意可知，小球与滑块碰撞过程中，系统动量守恒，能量守恒，则有m0v=m0v1+m2v2（1分）

 （1分）

解得v1=0，v2=6m /s（1分）

（3）根据题意可知，滑块以速度 v2滑上滑板，滑板所受平台的最大静摩擦力为f1=μ1（m1+m2）g=1.5 N

滑板受滑块的滑动摩擦力为f2=μ2m2g=1.5N

可知，滑板保持静止不动滑块在滑板上向右匀减速，设滑块滑到滑板右侧时速度为 3，由动能定理有

 （1分）

解得v3=5m /s

滑块与滑板发生弹性碰撞，系统动量守恒和能量守恒，设碰后两者速度分别为 v4、v5，

则有m2v3=m2v4+m1v5（1分）

 （1分）

解得v4=1m /s，v5=6m /s

此后，滑块与滑板分别向右做匀加速直线运动和匀减速直线运动，假设在 P点前两者共速，速率为 v6，对滑块和滑板，分别由动量定理有

μ2m2gt=m2v6-m2v4（1分）

-μ2m2gt-μ1（m1+m2） gt=m1v6-m1v5（1分）

解得v6=2.25 m/s，t=0.25 s

此过程，滑板位移为 （1分）

滑块位移为

滑块相对滑板向左的位移为 （1分）

说明滑块未离开滑板，故假设成立，共速后，因μ2>μ1，两者相对静止做加速度大小为a=μ1g=3m /s²的匀

减速直线运动直至停止，由公式 （1分）

可得，两者的位移为 （1分）

则有x1+x2=1.875 m>s-L滑块会碰到玩具小熊，故此次挑战不成功。（1分）