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广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三上学期开学物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三上学期开学物理试题（原卷版+解析版），文件包含广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三上学期开学物理试题原卷版docx、广东省揭阳市揭西县2024-2025学年高三上学期开学物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己所在的市（县、区）、学校、班级、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上，将条形码横贴在每张答题卡左上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先画掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将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，只有一项符合题目要求。
1. PET-CT是医学影像仪器.其原理是将放射性同位素注入人体，同位素发生β+衰变：X→Y+e，衰变放出的正电子e和人体内的负电子相遇湮灭后可以产生一对光子，光子被探测器探测后经计算机处理，并与CT（X射线成像）进行图像融合，形成清晰的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的
B. X和Y的质子数相等
C. 在PET-CT中，放射性同位素的主要作用是参与人体的代谢过程
D. 应选取半衰期较长的放射性同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A．正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的，即
选项A正确；
B．由上述核反应可知，X的质子数比Y的质子数多1，选项B错误；
C．在PET-CT中，放射性同位素主要作用不是为了参与人体代谢过程，选项C错误；
D．CT检查时间周期短，故应选取半衰期较短的放射性同位素，故D错误。
故选A。
2. 深中通道是国家重大工程和世界级跨海集群工程，全长约24千米，北距虎门大桥约30千米，小明计划周末从家坐车去深圳宝安机场，他事先用导航软件搜索路线，若选择走A路线，经过虎门大桥，路程约103千米，耗时约1小时50分钟；若选择走B路线，经过深中通道，路程约53千米，耗时约1小时10分钟，假设汽车实际行驶路程和时间与导航软件预计的相同，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车通过两条路线的平均速度相同B. 汽车通过A路线的平均速度更大
C. 汽车通过A路线的位移更大D. 汽车通过A路线的平均速率更大
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．根据题意，汽车选择走A、B路线的位移相同，而所用时间不同，所以通过A路线的平均速度小于B路线的平均速度，故ABC错误；
D．汽车通过A路线的平均速率为
汽车通过B路线的平均速率为
故D正确。
故选D。
3. 2024年6月23日，我国重复使用运载火箭首次10千米级垂直起降飞行试验圆满成功，这是我国自主研制的深度变推液氧甲烷发动机在10千米级返回飞行中的首次应用，假定试验过程中，地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的v-t图像如图所示，火箭在t=0时刻离开地面，在t3时刻落回起点，不计空气阻力及火箭质量的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 在t1时刻，火箭上升到最大高度
B. 在0~t1时间内，火箭受到的推力逐渐增大
C. 在t2~t3时间内，火箭先向下运动，后向上运动
D. 在t1~t2时间内，火箭的速度与加速度方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由图可知，0~t2时间内，火箭始终向上运动，t2~t3时间内，火箭向下运动，所以t2时刻，火箭上升到最大高度，故AC错误；
B．0~t1时间内，图线切线的斜率先增大后减小，则火箭的加速度先增大后减小，根据牛顿第二定律可知，火箭受到的推力先增大后减小，故B错误；
D．在t1~t2时间内，火箭的速度向上减小，所以火箭的速度方向与加速度方向相反，故D正确。
故选D。
4. 蜘蛛通过织出精巧的蜘蛛网来捕捉猎物，蜘蛛网是由丝线构成的，这些丝线非常灵敏，有研究表明，当有昆虫“落网”时，网上的丝线会传递振动信号，蜘蛛通过特殊的感知器官，如腿上的刚毛和体表的感压器，来接收和解读这些振动信号，若丝网的固有频率为200Hz，则下列说法正确的是（ ）
A. “落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅就越大
B. 当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动
C. 当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大
D. 昆虫“落网”时，丝网振动的频率与“落网”昆虫翅膀振动的频率无关
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据共振的条件可知，系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅最大，故A错误；
B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网仍然振动，故B错误；
C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率为
与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，故C正确；
D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定，故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示为风力发电装置，风吹动叶片驱动风轮转动，风轮带动内部矩形铜质线圈在两磁极之间的磁场（可近似为匀强磁场）中匀速转动产生交流电，如图乙所示为其发电机的简化模型，从图乙所示位置开始计时，电刷E、F之间的电压u随时间t变化的图像如图丙所示，已知定值电阻R的阻值为20Ω，其余电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈转到如图乙所示的位置时，感应电流最大
B. 交流电流表的读数保持为0.5A不变
C. E、F之间电流的瞬时值表达式为i=0.5cs50πt（A）
D. 若仅增加线圈的转速，则电压u的最大值仍为10V
【答案】A
【解析】
【详解】A．当线圈转到如图乙所示的位置时，线圈平面与磁场方向平行，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，故A正确；
B．电流表示数为有效值，所以
故B错误；
C．由乙图可知，E、F之间电流的瞬时值表达式为
故C错误；
D．电压的最大值为
若仅增加线圈的转速，则电压的最大值大于10V，故D错误。
故选A。
6. 防静电瓷砖是理想的防静电与装饰兼备的材料，适用于计算机房、石油化工车间、医院手术室等需要防尘、防静电的场所，其中架空型的防静电瓷砖如图所示，瓷砖的支架下面还要铺设铜箔（图中未展示），铜箔铺设需连接到接地装置，下列说法正确的是（ ）
A. 防静电瓷砖必须是绝缘材料，以防止导电B. 铜箔的主要作用是防潮
C. 防静电瓷砖是可以导电的D. 瓷砖与铜箔之间的支架必须使用绝缘材料
【答案】C
【解析】
【详解】AC．防静电瓷砖是可以导电的，不是绝缘材料，故A错误，C正确；
B．铜箔的主要作用是导电，不是防潮，故B错误；
D．瓷砖与铜箔之间的支架必须使用导电材料，确保瓷砖中的电荷导入大地，故D错误。
故选C。
7. 关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是（ ）
A. 图甲是光的双缝干涉原理图，若只减小挡扳上狭缝S1、S2间的距离d，则屏上两相邻亮条纹的中心间距将增大
B. 图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图丙中肥皂膜上的条纹是由光的衍射形成的，利用这一原理可以制成相机镜头的增透膜
D. 图丁中的明暗相间的条纹是由光的双缝干涉形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据
可知，若只减小挡扳上两个狭缝间的距离d，则屏上两相邻亮条纹间距离将增大，故A正确；
B．图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套大，故B错误；
C．图丙中肥皂膜上的条纹是由光的薄膜干涉形成的，相机镜头的增透膜就是利用薄膜干涉这一原理使照片更加清晰的，故C错误；
D．图丁中的明暗相间的条纹是由光的单缝衍射形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，故D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. 天宫空间站是我国自主研发的国家级太空实验室，也是我国航天事业发展的重要里程碑，若将空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，已知空间站的轨道高度约为400千米，地球同步卫星的轨道高度约为36000千米，下列说法正确的是（ ）
A. 航天员在空间站内处于完全失重状态，不受地球引力作用
B. 空间站绕地球一圈所需的时间小于24小时
C. 空间站的线速度保持不变
D. 空间站的线速度小于地球的第一宇宙速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A．航天员在空间站内处于完全失重状态，所受地球引力提供航天员绕地球做圆周运动的向心力，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力有
所以
由此可知，轨道半径越大，周期越大，所以空间站绕地球一圈所需的时间小于同步卫星的周期，即小于24小时，故B正确；
C．空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站的线速度大小不变，方向不断变化，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
所以
第一宇宙速度7.9km/s是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，由于空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的环绕速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故D正确。
故选BD。
9. 直流电阻不计的线圈L和电容器C的连接如图所示，LC振荡电路的振荡周期为0.08s，先闭合开关S，稳定后将开关S断开并记为t=0时刻，下列说法正确的是（ ）
A. t=0.06s时，电容器下极板带负电
B. t =0.05s时，回路中电流沿逆时针方向
C. t =0.14s时，线圈的自感电动势最大
D. 拔出线圈中的铁芯，LC振荡电路的振荡周期会减小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．t=0时，线圈中电流向下，断开开关S后，电容器开始充电，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，且LC振荡电路的振荡周期为0.08s，所以t=0.06s时LC回路中电容器上极板带正电，下极板带负电，电容器第二次充电完毕，故A正确；
B．当t=0.05s时，线圈中电流向上为电容器充电，回路中电流沿顺时针方向，故B错误；
C．当t=0.14s时，电容器顺时针充电结束，该时刻电流为零，变化最快，线圈的感应电动势最大，故C正确；
D．拔出线圈中的铁芯，线圈的自感系数L减小，根据
可知，LC振荡电路周期减小，故D正确。
故选ACD。
10. 如图为某跑步机的测速原理图，绝缘橡胶带下面固定有间距L=0.6m、长度均为d=0.2m的两根水平平行金属导轨，导轨间矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，两导轨左侧间接有R=0.1Ω的定值电阻，橡胶带上嵌有长为L、间距为d的平行铜棒，每根铜棒的阻值均为r=0.1Ω，磁场区域中始终仅有一根铜棒与导轨接触良好且垂直，健身者在橡胶带上跑步时带动橡胶带水平向右运动，当橡胶带以v=5m/s的速度匀速运动时，理想电压表的示数为1.5×10-2V，下列说法正确的是（ ）
A. 铜棒切割磁感线产生的电动势为1.5×10-2V
B. 磁场的磁感应强度大小为1×10-2T
C. 每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，通过R的电荷量为6×10-3C
D. 每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，铜棒克服安培力做的功为9×10-4J
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．橡胶带以5m/s匀速运动时，铜棒切割磁感线产生的电动势为
代入数据解得
，
故A错误，B正确；
C．每根铜棒每次通过磁场区所用时间为
则通过R的电荷量大小为
故C正确；
D．铜棒通过磁场时受到的安培力的大小为
每根铜棒每次通过磁场区时克服安培力做的功为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示为探究向心力大小F与小球质量m、角速度大小ω和做圆周运动的半径r之间关系的实验装置，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力套筒下降，从而露出测力套筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力大小的比值。
（1）本实验采用的主要实验方法是（ ）
A. 理想实验法B. 微元法C. 控制变量法
（2）当a、b两个完全相同的小球做匀速圆周运动的半径相等时，a球对应标尺上红白相间的等分格数是b球对应标尺上红白相间的等分格数的4倍，则a、b小球做匀速圆周运动的角速度之比为___________；当a、b两个完全相同的小球做匀速圆周运动的角速度大小相等时，a球对应标尺上红白相间的等分格数是b球对应标尺上红白相间的等分格数的4倍，则a、b小球做匀速圆周运动的半径之比为___________。
【答案】（1）C （2） ①. 2:1 ②. 4:1
【解析】
小问1详解】
探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验时需要控制其中两个量不变从而研究F与另一个量间的关系，采用的科学研究方法是控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
[1]根据题意有
所以
[2]同理，当a、b两个完全相同的小球做匀速圆周运动的角速度大小相等时，a球对应标尺上红白相间的等分格数是b球对应标尺上红白相间的等分格数的4倍，则a、b小球做匀速圆周运动的半径之比为4:1。
12. 某同学是一名骑行爱好者，为了夜间骑行安全，他网购了一个太阳能车尾灯，如图甲所示，好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开，发现其内部有一组光伏板，该同学想测量该光伏板的电动势（约为5V）和内阻，于是他从实验室借到了以下器材：电压表V（量程为0～3V，内阻为3kΩ）；毫安表A（量程为0～100mA，内阻约为5Ω）；滑动变阻器R1（阻值范围为0～500Ω）；滑动变阻器R2（阻值范围为0～5Ω）；定值电阻R01=4kΩ；定值电阻R02=12kΩ；开关、导线若干.
（1）该同学设计了如图乙所示的电路，为了电路安全，滑动变阻器应选___________（选填“R1”或“R2”）；为了精确测量电路电压，与电压表V串联的定值电阻应选___________（选填“R01”或“R02”）.
（2）正确选择实验器材后，给光伏板一定的光照进行实验，将电压表的读数记为U，毫安表的读数记为I，通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组U、I值，根据记录的实验数据作出U-I图像如图丙所示，通过图像可得光伏板的电动势E=___________V，图中线性段（0～40mA范围内的图像可视为直线）时光伏板的内阻r=___________Ω.（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1） ①. R1 ②. R01
（2） ①. 4.9 ②. 18
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电路允许的最大电流100mA，则最小总电阻为
内阻约为，则滑动变阻器选择R1；电压表量程为3V，则可用定值电阻R01=4kΩ与电压表串联可改装为量程为
【小问2详解】
[1][2]由闭合电路的欧姆定律
由上式可知，图像的斜率和纵截距的绝对值分别为
解得
E=4.9V
r=18Ω
13. 汽车胎压监测系统是提高汽车驾驶安全性的重要装置，它可以在汽车行驶过程中实时地对轮胎气压和温度进行监测，对轮胎漏气、低压、高压、高温等危险状态进行预警，确保行车安全，有一辆汽车的胎压监测系统显示某一条轮胎的胎压p1=3.20×105Pa、温度t1=47℃，已知该轮胎内部体积始终保持不变，气体可视为理想气体，热力学温度T=t+273K。
（1）若该汽车在行驶过程中，轮胎温度升高到了t2=67℃，求此时汽车胎压p2；
（2）由于胎压偏高，驾驶员将车停到安全区域后，放出了轮胎内的适量气体，此时监测系统显示胎压p3=2.40×105Pa、温度t3=27℃，求放出气体的质量与留在轮胎内气体的质量之比。
【答案】（1）3.40×105Pa
（2）1:4
【解析】
【小问1详解】
由于气体体积不变，所以
代入数据解得
【小问2详解】
根据理想气体状态方程可得
根据理想气体状态方程
可得
联立解得
14. 如图所示，以O点为圆心、半径为R的圆形区域内，存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，电子在电子枪中由静止加速后沿AO方向垂直进入磁场区域，偏转后打在宽度为2R的荧光屏PQ上，通过改变电子枪中加速电场的电压可使电子打到荧光屏上的不同位置。已知荧光屏PQ平行于AO，N为荧光屏的中点，ON垂直于AO，ON=R，电子的质量为m、电荷量绝对值为e，不计电子间的相互作用力及电子受到的重力。求：
（1）打在荧光屏上N点的电子进入磁场时的速度大小v；
（2）打在荧光屏上P点电子从刚进入磁场到打在P点所用的时间t。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
打到N点的电子在磁场中的运动轨迹为半径R的圆周，离开磁场时速度方向沿着直线ON，电子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
【小问2详解】
打到P点的电子的运动轨迹如图所示
分析几何关系知，打在P点的电子在圆形磁场中的运动轨迹为圆周，轨迹半径为
设电子进入磁场时的速度大小为，根据牛顿第二定律，可得
解得
又打在P点的电子在圆形磁场中的运动时间
联立解得
出磁场后电子做匀速直线运动，运动距离为
故这段时间为
故打在荧光屏上P点的电子从刚进入磁场到打在P点所用的时间
15. “打水漂”是一种趣味性游戏，将扁平的小石片在手上呈水平放置后用力甩出，石片遇到水面后并不会直接沉入水中，而是擦水面滑行一小段距离后再弹起飞行，跳跃数次后沉入水中，石片的形状、抛出时速度大小及入水时石片和水面的夹角都会对“打水漂”效果产生影响，如图所示，小明在岸边从离水面高度h0=0.45m处，将一质量m=40g的小石片以初速度v0=8m/s水平抛出，小石片在水面上滑行时受到的水平阻力大小恒为f=0.4N，若小石片每次均接触水面=0.1s后跳起，跳起时竖直方向的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数k=0.375，小石片在水面上弹跳数次后沿水面的速度减为0，并以大小a=0.5m/s2的加速度沿竖直方向做匀加速直线运动沉入水深h=1m的河底，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力.求：
（1）从小石片被水平抛出到第一次接触水面前瞬间，小石片的动量增加量；
（2）从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程中，水对小石片做的功W；
（3）从小石片第二次离开水面瞬间到第三次离开水面瞬间所用的时间t。
【答案】（1），方向竖直向下
（2）-1.84J （3）0.55s
【解析】
【小问1详解】
小石片开始做平抛运动，竖直方向的速度为
小石片的动量增加量
方向竖直向下。
小问2详解】
小石片沉入河底时，有
从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程，由动能定理得
解得
W=-1.84J
【小问3详解】
小石片在水面上滑行时加速度大小
每次滑行的速度变化量大小
第2次弹起后的水平速度
竖直速度
可得第2次弹起后在空中飞行的时间为
小石片第二次离开水面瞬间到第三次离开水面瞬间所用的时间
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己所在的市（县、区）、学校、班级、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上，将条形码横贴在每张答题卡左上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先画掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将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，只有一项符合题目要求。
1. PET-CT是医学影像仪器.其原理是将放射性同位素注入人体，同位素发生β+衰变：X→Y+e，衰变放出的正电子e和人体内的负电子相遇湮灭后可以产生一对光子，光子被探测器探测后经计算机处理，并与CT（X射线成像）进行图像融合，形成清晰的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的
B. X和Y的质子数相等
C. 在PET-CT中，放射性同位素的主要作用是参与人体的代谢过程
D. 应选取半衰期较长的放射性同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A．正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的，即
选项A正确；
B．由上述核反应可知，X的质子数比Y的质子数多1，选项B错误；
C．在PET-CT中，放射性同位素主要作用不是为了参与人体代谢过程，选项C错误；
D．CT检查时间周期短，故应选取半衰期较短的放射性同位素，故D错误。
故选A。
2. 深中通道是国家重大工程和世界级跨海集群工程，全长约24千米，北距虎门大桥约30千米，小明计划周末从家坐车去深圳宝安机场，他事先用导航软件搜索路线，若选择走A路线，经过虎门大桥，路程约103千米，耗时约1小时50分钟；若选择走B路线，经过深中通道，路程约53千米，耗时约1小时10分钟，假设汽车实际行驶路程和时间与导航软件预计的相同，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车通过两条路线的平均速度相同B. 汽车通过A路线的平均速度更大
C. 汽车通过A路线的位移更大D. 汽车通过A路线的平均速率更大
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．根据题意，汽车选择走A、B路线的位移相同，而所用时间不同，所以通过A路线的平均速度小于B路线的平均速度，故ABC错误；
D．汽车通过A路线的平均速率为
汽车通过B路线的平均速率为
故D正确。
故选D。
3. 2024年6月23日，我国重复使用运载火箭首次10千米级垂直起降飞行试验圆满成功，这是我国自主研制的深度变推液氧甲烷发动机在10千米级返回飞行中的首次应用，假定试验过程中，地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的v-t图像如图所示，火箭在t=0时刻离开地面，在t3时刻落回起点，不计空气阻力及火箭质量的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 在t1时刻，火箭上升到最大高度
B. 在0~t1时间内，火箭受到的推力逐渐增大
C. 在t2~t3时间内，火箭先向下运动，后向上运动
D. 在t1~t2时间内，火箭的速度与加速度方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由图可知，0~t2时间内，火箭始终向上运动，t2~t3时间内，火箭向下运动，所以t2时刻，火箭上升到最大高度，故AC错误；
B．0~t1时间内，图线切线的斜率先增大后减小，则火箭的加速度先增大后减小，根据牛顿第二定律可知，火箭受到的推力先增大后减小，故B错误；
D．在t1~t2时间内，火箭的速度向上减小，所以火箭的速度方向与加速度方向相反，故D正确。
故选D。
4. 蜘蛛通过织出精巧的蜘蛛网来捕捉猎物，蜘蛛网是由丝线构成的，这些丝线非常灵敏，有研究表明，当有昆虫“落网”时，网上的丝线会传递振动信号，蜘蛛通过特殊的感知器官，如腿上的刚毛和体表的感压器，来接收和解读这些振动信号，若丝网的固有频率为200Hz，则下列说法正确的是（ ）
A. “落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅就越大
B. 当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动
C. 当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大
D. 昆虫“落网”时，丝网振动的频率与“落网”昆虫翅膀振动的频率无关
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据共振的条件可知，系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅最大，故A错误；
B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网仍然振动，故B错误；
C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率为
与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，故C正确；
D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定，故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示为风力发电装置，风吹动叶片驱动风轮转动，风轮带动内部矩形铜质线圈在两磁极之间的磁场（可近似为匀强磁场）中匀速转动产生交流电，如图乙所示为其发电机的简化模型，从图乙所示位置开始计时，电刷E、F之间的电压u随时间t变化的图像如图丙所示，已知定值电阻R的阻值为20Ω，其余电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈转到如图乙所示的位置时，感应电流最大
B. 交流电流表的读数保持为0.5A不变
C. E、F之间电流的瞬时值表达式为i=0.5cs50πt（A）
D. 若仅增加线圈的转速，则电压u的最大值仍为10V
【答案】A
【解析】
【详解】A．当线圈转到如图乙所示的位置时，线圈平面与磁场方向平行，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，故A正确；
B．电流表示数为有效值，所以
故B错误；
C．由乙图可知，E、F之间电流的瞬时值表达式为
故C错误；
D．电压的最大值为
若仅增加线圈的转速，则电压的最大值大于10V，故D错误。
故选A。
6. 防静电瓷砖是理想的防静电与装饰兼备的材料，适用于计算机房、石油化工车间、医院手术室等需要防尘、防静电的场所，其中架空型的防静电瓷砖如图所示，瓷砖的支架下面还要铺设铜箔（图中未展示），铜箔铺设需连接到接地装置，下列说法正确的是（ ）
A. 防静电瓷砖必须是绝缘材料，以防止导电B. 铜箔的主要作用是防潮
C. 防静电瓷砖是可以导电的D. 瓷砖与铜箔之间的支架必须使用绝缘材料
【答案】C
【解析】
【详解】AC．防静电瓷砖是可以导电的，不是绝缘材料，故A错误，C正确；
B．铜箔的主要作用是导电，不是防潮，故B错误；
D．瓷砖与铜箔之间的支架必须使用导电材料，确保瓷砖中的电荷导入大地，故D错误。
故选C。
7. 关于下列四幅图所示的光现象说法正确的是（ ）
A. 图甲是光的双缝干涉原理图，若只减小挡扳上狭缝S1、S2间的距离d，则屏上两相邻亮条纹的中心间距将增大
B. 图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小
C. 图丙中肥皂膜上的条纹是由光的衍射形成的，利用这一原理可以制成相机镜头的增透膜
D. 图丁中的明暗相间的条纹是由光的双缝干涉形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据
可知，若只减小挡扳上两个狭缝间的距离d，则屏上两相邻亮条纹间距离将增大，故A正确；
B．图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套大，故B错误；
C．图丙中肥皂膜上的条纹是由光的薄膜干涉形成的，相机镜头的增透膜就是利用薄膜干涉这一原理使照片更加清晰的，故C错误；
D．图丁中的明暗相间的条纹是由光的单缝衍射形成的，中央为亮条纹，最宽最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变窄，故D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. 天宫空间站是我国自主研发的国家级太空实验室，也是我国航天事业发展的重要里程碑，若将空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，已知空间站的轨道高度约为400千米，地球同步卫星的轨道高度约为36000千米，下列说法正确的是（ ）
A. 航天员在空间站内处于完全失重状态，不受地球引力作用
B. 空间站绕地球一圈所需的时间小于24小时
C. 空间站的线速度保持不变
D. 空间站的线速度小于地球的第一宇宙速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A．航天员在空间站内处于完全失重状态，所受地球引力提供航天员绕地球做圆周运动的向心力，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力有
所以
由此可知，轨道半径越大，周期越大，所以空间站绕地球一圈所需的时间小于同步卫星的周期，即小于24小时，故B正确；
C．空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站的线速度大小不变，方向不断变化，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
所以
第一宇宙速度7.9km/s是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，由于空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的环绕速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故D正确。
故选BD。
9. 直流电阻不计的线圈L和电容器C的连接如图所示，LC振荡电路的振荡周期为0.08s，先闭合开关S，稳定后将开关S断开并记为t=0时刻，下列说法正确的是（ ）
A. t=0.06s时，电容器下极板带负电
B. t =0.05s时，回路中电流沿逆时针方向
C. t =0.14s时，线圈的自感电动势最大
D. 拔出线圈中的铁芯，LC振荡电路的振荡周期会减小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．t=0时，线圈中电流向下，断开开关S后，电容器开始充电，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，且LC振荡电路的振荡周期为0.08s，所以t=0.06s时LC回路中电容器上极板带正电，下极板带负电，电容器第二次充电完毕，故A正确；
B．当t=0.05s时，线圈中电流向上为电容器充电，回路中电流沿顺时针方向，故B错误；
C．当t=0.14s时，电容器顺时针充电结束，该时刻电流为零，变化最快，线圈的感应电动势最大，故C正确；
D．拔出线圈中的铁芯，线圈的自感系数L减小，根据
可知，LC振荡电路周期减小，故D正确。
故选ACD。
10. 如图为某跑步机的测速原理图，绝缘橡胶带下面固定有间距L=0.6m、长度均为d=0.2m的两根水平平行金属导轨，导轨间矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，两导轨左侧间接有R=0.1Ω的定值电阻，橡胶带上嵌有长为L、间距为d的平行铜棒，每根铜棒的阻值均为r=0.1Ω，磁场区域中始终仅有一根铜棒与导轨接触良好且垂直，健身者在橡胶带上跑步时带动橡胶带水平向右运动，当橡胶带以v=5m/s的速度匀速运动时，理想电压表的示数为1.5×10-2V，下列说法正确的是（ ）
A. 铜棒切割磁感线产生的电动势为1.5×10-2V
B. 磁场的磁感应强度大小为1×10-2T
C. 每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，通过R的电荷量为6×10-3C
D. 每根铜棒每次通过磁场区域的过程中，铜棒克服安培力做的功为9×10-4J
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．橡胶带以5m/s匀速运动时，铜棒切割磁感线产生的电动势为
代入数据解得
，
故A错误，B正确；
C．每根铜棒每次通过磁场区所用时间为
则通过R的电荷量大小为
故C正确；
D．铜棒通过磁场时受到的安培力的大小为
每根铜棒每次通过磁场区时克服安培力做的功为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示为探究向心力大小F与小球质量m、角速度大小ω和做圆周运动的半径r之间关系的实验装置，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力套筒下降，从而露出测力套筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力大小的比值。
（1）本实验采用的主要实验方法是（ ）
A. 理想实验法B. 微元法C. 控制变量法
（2）当a、b两个完全相同的小球做匀速圆周运动的半径相等时，a球对应标尺上红白相间的等分格数是b球对应标尺上红白相间的等分格数的4倍，则a、b小球做匀速圆周运动的角速度之比为___________；当a、b两个完全相同的小球做匀速圆周运动的角速度大小相等时，a球对应标尺上红白相间的等分格数是b球对应标尺上红白相间的等分格数的4倍，则a、b小球做匀速圆周运动的半径之比为___________。
【答案】（1）C （2） ①. 2:1 ②. 4:1
【解析】
小问1详解】
探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验时需要控制其中两个量不变从而研究F与另一个量间的关系，采用的科学研究方法是控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
[1]根据题意有
所以
[2]同理，当a、b两个完全相同的小球做匀速圆周运动的角速度大小相等时，a球对应标尺上红白相间的等分格数是b球对应标尺上红白相间的等分格数的4倍，则a、b小球做匀速圆周运动的半径之比为4:1。
12. 某同学是一名骑行爱好者，为了夜间骑行安全，他网购了一个太阳能车尾灯，如图甲所示，好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开，发现其内部有一组光伏板，该同学想测量该光伏板的电动势（约为5V）和内阻，于是他从实验室借到了以下器材：电压表V（量程为0～3V，内阻为3kΩ）；毫安表A（量程为0～100mA，内阻约为5Ω）；滑动变阻器R1（阻值范围为0～500Ω）；滑动变阻器R2（阻值范围为0～5Ω）；定值电阻R01=4kΩ；定值电阻R02=12kΩ；开关、导线若干.
（1）该同学设计了如图乙所示的电路，为了电路安全，滑动变阻器应选___________（选填“R1”或“R2”）；为了精确测量电路电压，与电压表V串联的定值电阻应选___________（选填“R01”或“R02”）.
（2）正确选择实验器材后，给光伏板一定的光照进行实验，将电压表的读数记为U，毫安表的读数记为I，通过改变滑动变阻器的阻值，测得多组U、I值，根据记录的实验数据作出U-I图像如图丙所示，通过图像可得光伏板的电动势E=___________V，图中线性段（0～40mA范围内的图像可视为直线）时光伏板的内阻r=___________Ω.（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1） ①. R1 ②. R01
（2） ①. 4.9 ②. 18
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电路允许的最大电流100mA，则最小总电阻为
内阻约为，则滑动变阻器选择R1；电压表量程为3V，则可用定值电阻R01=4kΩ与电压表串联可改装为量程为
【小问2详解】
[1][2]由闭合电路的欧姆定律
由上式可知，图像的斜率和纵截距的绝对值分别为
解得
E=4.9V
r=18Ω
13. 汽车胎压监测系统是提高汽车驾驶安全性的重要装置，它可以在汽车行驶过程中实时地对轮胎气压和温度进行监测，对轮胎漏气、低压、高压、高温等危险状态进行预警，确保行车安全，有一辆汽车的胎压监测系统显示某一条轮胎的胎压p1=3.20×105Pa、温度t1=47℃，已知该轮胎内部体积始终保持不变，气体可视为理想气体，热力学温度T=t+273K。
（1）若该汽车在行驶过程中，轮胎温度升高到了t2=67℃，求此时汽车胎压p2；
（2）由于胎压偏高，驾驶员将车停到安全区域后，放出了轮胎内的适量气体，此时监测系统显示胎压p3=2.40×105Pa、温度t3=27℃，求放出气体的质量与留在轮胎内气体的质量之比。
【答案】（1）3.40×105Pa
（2）1:4
【解析】
【小问1详解】
由于气体体积不变，所以
代入数据解得
【小问2详解】
根据理想气体状态方程可得
根据理想气体状态方程
可得
联立解得
14. 如图所示，以O点为圆心、半径为R的圆形区域内，存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，电子在电子枪中由静止加速后沿AO方向垂直进入磁场区域，偏转后打在宽度为2R的荧光屏PQ上，通过改变电子枪中加速电场的电压可使电子打到荧光屏上的不同位置。已知荧光屏PQ平行于AO，N为荧光屏的中点，ON垂直于AO，ON=R，电子的质量为m、电荷量绝对值为e，不计电子间的相互作用力及电子受到的重力。求：
（1）打在荧光屏上N点的电子进入磁场时的速度大小v；
（2）打在荧光屏上P点电子从刚进入磁场到打在P点所用的时间t。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
打到N点的电子在磁场中的运动轨迹为半径R的圆周，离开磁场时速度方向沿着直线ON，电子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
【小问2详解】
打到P点的电子的运动轨迹如图所示
分析几何关系知，打在P点的电子在圆形磁场中的运动轨迹为圆周，轨迹半径为
设电子进入磁场时的速度大小为，根据牛顿第二定律，可得
解得
又打在P点的电子在圆形磁场中的运动时间
联立解得
出磁场后电子做匀速直线运动，运动距离为
故这段时间为
故打在荧光屏上P点的电子从刚进入磁场到打在P点所用的时间
15. “打水漂”是一种趣味性游戏，将扁平的小石片在手上呈水平放置后用力甩出，石片遇到水面后并不会直接沉入水中，而是擦水面滑行一小段距离后再弹起飞行，跳跃数次后沉入水中，石片的形状、抛出时速度大小及入水时石片和水面的夹角都会对“打水漂”效果产生影响，如图所示，小明在岸边从离水面高度h0=0.45m处，将一质量m=40g的小石片以初速度v0=8m/s水平抛出，小石片在水面上滑行时受到的水平阻力大小恒为f=0.4N，若小石片每次均接触水面=0.1s后跳起，跳起时竖直方向的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数k=0.375，小石片在水面上弹跳数次后沿水面的速度减为0，并以大小a=0.5m/s2的加速度沿竖直方向做匀加速直线运动沉入水深h=1m的河底，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力.求：
（1）从小石片被水平抛出到第一次接触水面前瞬间，小石片的动量增加量；
（2）从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程中，水对小石片做的功W；
（3）从小石片第二次离开水面瞬间到第三次离开水面瞬间所用的时间t。
【答案】（1），方向竖直向下
（2）-1.84J （3）0.55s
【解析】
【小问1详解】
小石片开始做平抛运动，竖直方向的速度为
小石片的动量增加量
方向竖直向下。
小问2详解】
小石片沉入河底时，有
从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程，由动能定理得
解得
W=-1.84J
【小问3详解】
小石片在水面上滑行时加速度大小
每次滑行的速度变化量大小
第2次弹起后的水平速度
竖直速度
可得第2次弹起后在空中飞行的时间为
小石片第二次离开水面瞬间到第三次离开水面瞬间所用的时间
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