2024-2025學年廣東省衡水金卷高三（下）聯考物理試卷

（2月）

一、單選題：本大題共7小題，共28分。

1.如圖所示為鈾238輻射出的射線穿過飽和甲醇蒸氣時顯現出的“射線”形態。已知鈾238

發生衰變的核反應方程為第七一第4Th+覬，下列說法正確的是（）

A.錢234的比結合能比鈾238的大B.X粒子為0粒子

C.X粒子的電離能力比y射線的弱D.甲醇蒸氣可使鈾238的半衰期發生改變

2.為消除雷電的危害，我國科研人員成功開展“人工引雷”試驗。如圖所示，引雷時，由一

架金屬材質的小火箭拖拽金屬導線快速升空，當火箭飛到一定高度時金屬導線被拉直，在

帶正電的云層和火箭之間產生的雷電就會沿著筆直的金屬導線“一路向下”導向大地。下列

說法正確的是（）

A,云層下端與小火箭之間形成勻強電場

B.云層下端對小火箭產生排斥力的作用

C.引雷過程中會形成由大地沿金屬導線流向小火箭的電流

D.引雷過程中沿金屬導線移動的電荷其電勢能逐漸減小

3.如圖所示，底面為圓形的塑料瓶內裝有一定量的水和氣體4在瓶內放入開口向下的玻

璃瓶，玻璃瓶內封閉有一定質量的氣體8,擰緊瓶蓋，用力/擠壓塑料瓶，使玻璃瓶恰好

懸浮在水中，假設環境溫度不變，塑料瓶導熱性能良好，氣體A、8均視為理想氣體，下

列說法正確的是（）

A.氣體A與氣體B的壓強相同

B.增大擠壓力F,玻璃瓶將下沉

C,減小擠壓力F,氣體B的體積將減小

D.氣體A的壓強大于氣體2的壓強

4.光伏農業是一種將太陽能發電與現代農業相結合的新型農業模式。光控繼電器在光伏發

電系統中用于控制太陽能電池板的開關和進行動態監測，提高系統的效率和穩定性。如圖

所示為光控繼電器的原理示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等組成，K為

光電管陰極。下列說法正確的是（）

A.b端應該接電源正極

B.調轉電源正負極，銜鐵一定不會受到吸引力

C.若綠光照射K時，銜鐵能被吸住，則改用紫光照射K時，銜鐵一定會受到吸引力

D.若綠光照射K時，銜鐵能被吸住，則增大綠光照射強度，光電子的最大初動能將變大

5.我國計劃于2028年前后發射“天問三號”，對火星的環境進行探測并采集火星樣品返回地

球。下圖為“天問三號”探測器經過多次變軌后登陸火星的設計軌道示意圖，其中軌道I、

III為橢圓軌道，軌道H為正圓軌道，不計探測器變軌時質量的變化。對“天問三號”探測

器，下列說法正確的是（）

A.在軌道I的運行周期小于在軌道II的運行周期

B.在軌道II上運行的速度小于火星的第一宇宙速度

c,在軌道I上經過o點的加速度小于在軌道n上經過o點的加速度

D,在軌道II上經過P點的機械能小于在軌道III上經過。點的機械能

6.如圖甲所示，“張弦梁”是新型自平衡空間結構體系，被廣泛應用于建筑當中。圖乙是該

結構的簡化模型，質量分布均勻的水平橫梁架在兩根立柱上，兩根等長的柔性拉索的一端

分別連接橫梁的兩端，拉索的另一端連接豎直支撐桿的下端，支撐桿的上端頂在橫梁的中

央處。設水平橫梁的質量為豎直支撐桿的質量為加，兩根柔性拉索形成的夾角為

120°,兩根拉索的張力均為F(拉索的質量忽略不計)，重力加速度為g,下列說法正確的是

()

乙

A.橫梁對支撐桿的作用力大于支撐桿對橫梁的作用力

B.橫梁受到立柱沿水平指向橫梁中央的摩擦力作用

C.橫梁一端受立柱的支持力大小為之(M+m)g

D.支撐桿對橫梁的作用力大小為F+mg

7.如圖所示為某科研小組研制的懸球式加速度儀，它可用來測定沿水平軌道運動的列車的

加速度。一金屬球系在金屬絲的下端，金屬絲的上端懸掛在。點。是一根長為L=

lOcni的均勻電阻絲，金屬絲與電阻絲接觸良好，且摩擦不計。電阻絲的中心C處焊接一

根導線，從。點也引出一根導線，兩線之間接入一個零刻度在中央、量程合適的理想電壓

表，金屬絲和導線電阻不計。圖中虛線OC與電阻絲垂直，其長度h=5cm,電阻絲

A8接在電壓為U=10,的直流穩壓電源上，重力加速度g=10a/s2。整個裝置固定在列

車中，使沿著前進的方向。列車靜止時，金屬絲處于豎直方向。當列車向右做勻加速

運動時，金屬絲將偏離豎直方向，電壓表示數為負值，下列說法正確的是（）

A.若電壓表示數為正值時，該列車可能向左做勻減速運動

B.此裝置能測得的最大加速度為20m/s2

C.當列車以5m/s2的加速度向右運動時，金屬絲將向左偏離豎直方向45°

D.當電壓表的示數為2V時，列車的加速度大小為4M/S2

二、多選題：本大題共3小題，共12分。

8.煤氣灶是生活中最常見的灶具（如圖甲所示），其由2節1.5U的干電池供電，點火時需要轉

換器將直流電壓轉換為正弦交流電壓（如圖乙所示），并把正弦交流電壓加在一理想變壓器

的原線圈上（如圖丙所示），副線圈可產生峰值為9000V的高壓。已知電壓表為理想交流電

表，點火針與金屬板間的距離約為3〃而，下列說法正確的是（）

I金屬板IA點火針

A.干電池消耗的化學能等于點火針與金屬板之間釋放的電能

B.:時刻，電壓表的示數為25/父U

C.該變壓器的原、副線圈的匝數比為1:180

D.點火瞬間點火針與金屬板之間的最大電場強度大小約為300017^

9.一列簡諧橫波在某均勻介質中的傳播速度為4m/s,介質中兩質點尸、。的振動圖像如圖

所示，1=0時刻尸、。間僅有一個波峰。下列說法正確的是（）

A.該波的波長為16/77

B.0~3s內Q的位移為—lOczn

C.P位于平衡位置時，。一定位于波峰

D.P、Q的平衡位置間距可能為12m

10.如圖所示，某絕緣光滑木板放置在光滑水平桌面上，距其右端L處豎直固定著一擋板，

桌面上方存在著水平向里的勻強磁場。在桌面上距離木板右端為d處靜置著一質量為機、

電荷量為-q的輕質小球。某時刻起，木板在外力的作用下以速度大小必向上勻速運動，一

段時間后，小球離開木板以速度大小垂直擊中右側的擋板。空氣阻力忽略不計。下

列說法正確的是（）

A.小球離開木板時的速度為2%

B.從開始運動到小球脫離木板，木板對小球做的功為加詔

C.磁感應強度大小為隈

D.木板右端到擋板的距離L=2d

三、實驗題：本大題共2小題，共18分。

11.下列是《普通高中物理課程標準》列出的必做實驗的部分步驟，請完成實驗操作和計

算。

4CG

1.401.902.382.883.393.87

乙

(1)圖甲是“探究小車速度隨時間變化的規律”實驗裝置示意圖。實驗中(填“需要”或“不

需要”)滿足鉤碼的總質量遠小于小車的質量;圖乙是規范操作下得到的一條點跡清晰的紙

帶，在紙帶上依次選出7個計數點，分別標上A、B、C、。、E、歹和G,每相鄰的兩個計

數點間還有四個點未畫出，打點計時器所接電源的頻率為50Hz,則小車的加速度大小

為m/s2(結果保留兩位有效數字)o

(2)在“探究彈簧彈力大小與其長度的關系”實驗中，當彈簧測力計的示數如圖丙所示時，讀

數是N,通過實驗得到彈力大小尸與彈簧長度x的關系圖線如圖丁所示，由此圖線可

得該彈簧的勁度系數k=N/m。

(3)在“薄膜干涉”實驗中，用平行單色光垂直照射一透明薄膜，若薄膜厚度d隨坐標x的變

化如圖戊所示，則觀察到干涉條紋可能是(填正確答案標號)。

HillIIIII

XX

12.某校學生實驗小組查閱資料了解到某電車的電池采用的是比亞迪刀片電池技術，整塊電

池是由10塊刀片電池串聯而成，其中每塊刀片電池又由10個電芯串聯而成。現有1個該

型號的電芯，實驗小組利用所學物理知識測量其電動勢E和內阻幾已知電芯的電動勢約

為4K內阻約為50,還有下列實驗器材供選用：

A電阻箱品阻值可調范圍為0?999.9。；

氏滑動變阻器氏,阻值變化范圍為0?1512;

C滑動變阻器燈，阻值變化范圍為0?100/2;

。表頭G,量程為0?2nM、內阻為199.5優

E.電壓表明,量程為0?3。、內阻約為5k0;

足電壓表七,量程為0?15人內阻約為15m。

(1)由于表頭G的量程較小，現將表頭G改裝成量程為800mA的電流表，則電阻箱島的阻

值應該為0。

(2)該小組設計了兩個實驗電路圖，你認為最合理的是(填正確答案標號)，請說明理

由：。

(3)為方便調節，滑動變阻器應該選用(填“RJ或“&”)，為讀數更準確，電壓表應該

選用(填“%”或％”)。

(4)閉合開關S,移動滑動變阻器的滑片，測得多組電壓表和靈敏電流計的數據，并繪制了

U-%圖線，由圖線可知，該節電芯的電動勢E=V,內阻r=。(結果保留兩位

有效數字)。

urv

3.60

01.8/g/mA

四、計算題：本大題共3小題，共30分。

13.圖甲為發光二極管(LED),其原理結構如圖乙所示，管芯的圓形發光面緊貼半球形透明

介質，人們能從半球形表面看到發出的光。已知半球球心。點與發光面的中心重合，

半球和發光面的半徑分別為R和廠，真空中的光速為co

(1)若介質的折射率%=<7,求光從。點沿直線傳播到尸點的時間t;

(2)若半球形表面(弧面)的任意位置都有整個發光面的光射出，則介質的折射率應滿足什么

條件？

14.某小組設計了如圖所示裝置來研究通電導體在磁場中的運動情況，光滑水平的平行導軌

間的距離為L導軌足夠長且不計電阻，左端連有一個直流電源，電動勢為E,內阻不

計，導軌處在磁感應強度大小為夙方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中。現將一質量

為相、阻值為R的金屬桿仍放置在導軌上并由靜止釋放，運動過程中金屬桿油與導軌始

終垂直且接觸良好，求：

(1)金屬桿ab的最大加速度大小；

(2)金屬桿ab的最大動能；

(3)若已知金屬桿湖從釋放到達到最大速度的位移大小為無，其做加速運動的時間/=

15.某課外活動小組設計出某款游戲裝置，其簡化圖如圖甲所示，該裝置包括輕質彈射器、

光滑的豎直圓軌道、平直軌道，其中A點左側平直軌道以及彈射器內壁均是光滑的，右側

平直軌道是粗糙的，且滑塊1、2(均可視為質點)與水平軌道之間的動摩擦因數均

為〃=0.5,圓軌道的半徑R=0.5爪，與軌道平滑連接。現緩慢向左推動質量小I=

0.3kg的滑塊1,其受到的彈力尸隨壓縮量x的變化關系如圖乙所示，壓縮量為0.6小時，彈

射器被鎖定。某時刻解除鎖定，滑塊1被彈出后，與靜置于A點、質量加2=0.2M的滑塊

2發生碰撞并粘合為一體，不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。

(1)求彈射器被鎖定時具有的彈性勢能大小品及碰后粘合體的速度打；

(2)若粘合體恰好通過圓軌道的最高點，求粘合體通過圓軌道最低點B時受到的支持力大

小；

(3)要使粘合體能進入圓軌道運動且不脫離軌道，求平直軌道段的長度范圍。

★參考答案★

1.【答案】A

【解析】社234比鈾238更穩定，故社234的比結合能比鈾238的大，A項正確；

根據電荷數和質量數守恒可知a=2,6=4,X粒子為a粒子（氫核），B項錯誤；

a粒子的電離能力比y射線的強，C項錯誤；

鈾238的半衰期不會因外界環境而發生改變，。項錯誤。

2.【答案】D

【解析】由圖可知，小火箭通過導線與大地連接帶負電，其相對云層可視為點電荷，與云

層下端之間形成的不是勻強電場，A項錯誤；

云層下端帶正電，由于靜電感應小火箭帶負電，云層下端對小火箭產生吸引力的作用，B

項錯誤；

引雷過程中大地中帶負電的自由電子沿金屬導線流向小火箭并最終擊穿空氣，從而形成由

小火箭沿金屬導線流向大地的電流，C項錯誤；

引雷過程中沿金屬導線移動的自由電子受到云層下端的吸引力，且該吸引力對自由電子做

正功，因此其電勢能逐漸減小，。項正確。

3.【答案】B

【解析】氣體A和氣體2的壓強關系是為=pA+pgh,氣體A的壓強小于氣體2的壓

強，A、。項錯誤；

增大擠壓力R氣體A的體積減小，壓強增大，氣體2的壓強增大，由玻意耳定律可知，

氣體8的體積減小，玻璃瓶受到的浮力減小，玻璃瓶將下沉，2項正確；

減小擠壓力E氣體A的壓強減小，氣體B的壓強減小，由玻意耳定律可知，氣體B的體

積將增大，C項錯誤。

4.【答案】C

【解析】A.a端應該接電源正極，令電路中的光電流較大，電流經放大器放大后，將電磁

鐵磁化，吸住銜鐵，使繼電器能正常工作，A項錯誤；

8.調轉電源正負極會減小電路中的電流，但電磁鐵仍可能吸引銜鐵，8項錯誤；

C.紫光的頻率大于綠光的頻率，改用紫光照射陰極，光電管一定發生光電效應，光電流經

放大器放大后，電磁鐵將吸引銜鐵，C項正確；

D根據光電效應規律可知，增大綠光照射強度，光電子的最大初動能不變，。項錯誤。

5.【答案】B

【解析】A根據開普勒第三定律與=k,軌道I的半長軸大于軌道II的半徑，因此探測器

在軌道I的運行周期大于在軌道II的運行周期，A項錯誤；

A萬有引力提供探測器做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律可得等=小藝，可

r2r

得u=叵，即軌道半徑越大，探測器繞火星做勻速圓周運動的速度越小，火星的第一宇

7r

宙速度為環繞火星飛行的最大速度，因此在軌道II上運行的速度小于火星的第一宇宙速

度，8項正確；

C.根據牛頓第二定律可得粵=ma,在同一點，到火星中心的距離r相同，受到的火星引

r2

力而產生的加速度相同，C項錯誤；

D探測器從軌道n變換到軌道m需要在。點制動減速，機械能減小，而在同一軌道上，探

測器的機械能守恒，因此探測器在軌道II上經過P點的機械能大于在軌道in上經過。點的

機械能，。項錯誤。

6.【答案】c

【解析】A根據牛頓第三定律可知橫梁對支撐桿的作用力等于支撐桿對橫梁的作用力，故

A錯誤；

A把橫梁和支撐桿作為整體研究，拉索的力視為該整體的內力，可知該整體在水平方向不

受立柱的摩擦力作用，故B錯誤；

C.該整體在豎直方向上所受的支持力與重力平衡，根據對稱性可知橫梁一端受立柱的支持

力大小為該整體重力的一半，即為+故C正確；

。對支撐桿進行受力分析，根據力的平衡關系可得尸江=2Fcos60。一機兄根據牛頓第三

定律可知支撐桿對橫梁的作用力大小為尸-mg,故。錯誤。

7.【答案】D

【解析】A、由題可知，當列車向右做勻加速運動時，金屬絲將偏離豎直方向，電壓表示

數為負值，此時加速度方向向右，當電壓表示數為正值時，加速度方向向左，該列車可能

向左做勻加速運動或向右做勻減速運動，故A錯誤；

BC.設金屬絲與豎直方向的夾角為氏對小球進行受力分析，小球受重力、金屬絲的拉

力,其合力沿水平方向，大小為F=mgtane,根據牛頓第二定律可得a=￡=皿咽=

mm

gtan。，當金屬絲擺到A點或3點時，加速度最大，此時tan。=1,3=45°,a=

10m/s2,故5c錯誤；

D、電壓表所測電阻絲的長度Z/=htan8=4,串聯電路電流相等，有?=產，則電壓表的

示數為U'=gz/=當，將U'=2U代入，可得a=4m/s2,故。正確。

LgL

8.【答案】BC

【解析】A干電池消耗的化學能要轉化為干電池內阻產生的熱量、點火針與金屬板之間釋

放的電能，故干電池消耗的化學能大于點火針與金屬板之間釋放的電能，A項錯誤；

A電壓表示數是交流電壓的有效值，此交流電電壓的峰值為50%有效值為254克B項

正確；

C.根據產=詈，其中a7n=50憶U2nl=9000乙代入數據得引=1：180,C項正確；

u2mn2n2

D點火瞬間點火針與金屬板之間的最大電場強度大小約為E=智=誓=3X106V/m,

D項錯誤。

9.【答案】ABD

【解析】A.周期T=4s,該簡諧橫波的波長為2=uT=16m,故A正確；

B.由。的振動圖可知0?3s內。的位移為-lOczn,故B正確；

C.由尸、。振動圖像可知，P位于平衡位置時，。可能位于波谷也可能位于波峰，故C錯

誤；

。.由圖可知尸、。的平衡位置間距可能為%=12TH,故。正確。

10.【答案】C。

【解析】小球先沿木板方向向右做勻加速運動，離開木板后做勻速圓周運動，所以小球離

開木板時速度為7°,設小球離開木板時水平方向的分速度為以，由牛頓第二定律可得

2

qv0B=ma,由運動學公式可得以=2ad,(V-2v0)-v^+v^,解得B=黑，從開始運

2

動到小球脫離木板，設木板對小球做的功為W,由動能定理可得勿=jm(<^v0)-

解得好=巳??詔，A、2項錯誤，C項正確；

小球做圓周運動的半徑為r,由幾何關系可得L=與r,貝必義。為8=皿萼，解得

L=2d,。項正確。

n.【答案】不需要

0.50

4.6

50

D

【解析】(1)實驗“探究小車速度隨時間變化的規律”中不需要滿足懸掛鉤碼的總質量遠小于

小車的質量；

由逐差法可求得小車的加速度大小為a=辦+與+&艱工+&+加?050m/s2o

(2)由圖丙可知彈簧測力計的最小分度值為0.2N,因此不估讀到下一位，讀數為4.6N;

8

由圖丁可知彈簧的勁度系數為k=,7n~"n_2N/m=50N/mo

(ZU—4JXJ.U

(3)薄膜干涉是光照射到薄膜上時，薄膜前后表面反射的兩列光相疊加，發生干涉，同一條

亮條紋或暗條紋對應的薄膜厚度相等。由于厚度1隨x坐標增大而增大，且d增大的幅度

越來越大，所以條紋間距會越來越窄，條紋寬度也越來越窄，故。項正確。

12.【答案】0.5

B

改裝后的電流表內阻已知，采用8圖可以消除系統誤差

Ri

匕

3.6

4.5

【解析】(1)由IgRg=(/—%)&,得Ro=0.5/2?

(2)改裝后的電流表內阻可以算出，采用B圖，可以消除系統誤差，故8正確。

(3)本實驗滑動變阻器采用限流式接法，選用％調節效果比較好，當滑片處于最左端時,

F

—?2.93V,所以應該選用電壓表明。

(4)改裝后的電流表的內阻a=篇x0.5。，根據閉合電路歐姆定律可知E=U+

△U

400/g(r+&),整理得U=E-4000+%)/g,由圖可知電動勢為3.6V測，r=^__R°

400A

4.5。。

13.【答案】解：(1)光在該介質中的傳播速度U=￡=￥C,

則光從0點沿直線傳播到P點的時間￡=

V

解得t=且。

C

(2)從發光面的兩端點A或B沿垂直AB方向射出的光線有最大的入射角，如果此時不發生

全反射，那么任意位置都有整個發光面的光射出，可得sini=\sinC=->sini,

Rn

則有￡>n,

V

介質的折射率應小于2

r

備注證明：若A點發出的光能從透明介質球面任意位置射出，則光線在介質內的入射角a

的最大值小于臨界角C,

由幾何關系可知彳詈=豈/，而當0=90。，即sin/?=1時，sina有最大值，a最大，amax<

C時，即A點沿垂直底面方向發出的光能夠射出，則其他任意位置均可射出。

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】

14.【答案】解：（1）當速度為零時，加速度最大，對金屬棒受力分析可得=mam,

此時電流/=1

解得金屬桿ab的最大加速度大小a=登。

7nTrlK

（2）金屬桿油切割磁感線產生與電源電動勢相反的動生電動勢，當兩電動勢大小相等時,

金屬桿油的加速度為零，速度達到最大，，有BLDm=