全南县2023-2024学年高三上学期开学考试
物理
一、选择题 （共 11 题，每题 4 分，共 44 分，1-7 单选，8-11 多选。）
1．下列单位为国际单位制中基本单位的是（ ）
A．质量的单位 kg B．力的单位 N C．功的单位 J D．电势差的单位 V 2．下列说法中不正确的是（ ）
A．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力 B．布朗运动表明分子越小，分子运动越剧烈 C．液体表面张力的作用是使液体表面绷紧 D．一定质量的理想气体，在绝热条件下气体体积减小，气体的内能一定增加
关于 α 粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的有（ ）
绝大多数 α 粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使 α 粒子受力平衡的结果
绝大多数 α 粒子沿原方向运动，说明这些 α 粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大部分空间是均匀的
极少数 α 粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比 α 粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
极少数 α 粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对 α 粒子的吸引力很大 4．如图所示，单匝线圈 ABCD 在外力作用下以速度 v 向右匀速进入匀强磁场，第二次又以2v 匀速进入同一匀强磁场，则下列选项中错误的是（ ）
第一次进入与第二次进入时线圈中电流之比为 1∶2 B．第一次进入与第二次进入时外力做功的功率之比为 1∶4 C．第一次进入与第二次进入过程中线圈产生热量之比为 1∶4 D．第一次进入与第二次进入过程中流过线圈的电荷量之比为 1∶1
图甲表示某电阻 R 随摄氏温度t 变化的情况。把该电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该电阻做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是
（ ）
该电阻 R 与热力学温度T 是线性关系 B．温度与电流是线性关系 C．温度越高，电源的总功率越大
D． tA 与tB 相比， tB 应标在电流较大的刻度上
如图所示，甲分子固定在坐标原点 O，乙分子从 x3 处静止释放后仅在分子间相互作用力下滑到 x 轴运
动，两分子间的分子势能 EP 与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能最小值 E0 ，若两分子所具有的总能量为 0，则下列说法中正确的是（ ）
乙分子在x2 时，加速度最大 B．乙分子在x1 时，其动能最大
C．乙分子在x2 时，动能等于 E0 D．甲乙分子的最小距离一定大于x1
如图所示，矩形单匝线圈abcd 放置在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，绕OO ' 轴匀速转动，转动的周期为T，ab 的中点和cd 的中点的连线OO ' 恰好位于匀强磁场的边界线上，转轴OO ' 垂直于磁场方向，线圈电阻阻值为 R ，外电阻的阻值也为 R ，从图示位置开始计时，线圈转过30 时的瞬时感应电流为 I 。则，以下判断正确的是（ ）
线圈的面积为 2IRT
B
线圈消耗的电功率为4I 2 R
C． t 时刻穿过线圈的磁通量为Φ 2IRT cos 2 t
T
D． t 时刻线圈中的感应电动势为 e 2 2IRsin 2 t
T
8．1932 年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工蜕变实验，验证了质能关系的正确性。锂原子核心
俘获了一个质子生成不稳定的铍，铍蜕变成两个 X 原子核，该核反应方程是7 Li+1H A Be 2X ，其中1 H
3 1 4 1
的质量为m 1.00728u ， 7 Li 的质量为m 7.01601u ，X 的质量为m 4.00151u ，则以下正确的是（ ）
1 3 2 3
反应中质量亏损Δm 4.02178u
释放的核能 E (m m 2m )c2
1 2 3
铍原子核内的中子数为 4
D．X 表示的是氚
9．如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光 a 照射光电管阴极 K，电流计 G 的指针发生偏转．而用另一频率的单色光 b 照射光电管阴极 K 时，电流计 G 的指针不发生偏转，那么（ ）
A．a 光的波长一定小于 b 光的波长
B．用 a 光照射，光照时间越长，光电流就越大
C．用 a 光照射，只增加 a 光的强度可使通过电流计 G 的电流增大
D．如果 b 光能使基态的氢原子发生跃迁，a 光也一定可以 10．用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律．A、B 管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的某种气体，开始时 A、B 两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变（ ）
将烧瓶浸入热水中，应将 A 管向上移 B．将烧瓶浸入热水中，应将 A 管向下移动 C．将烧瓶浸入冰水中，应将 A 管向上移动 D．将烧瓶浸入冰水中，应将 A 管向下移动
在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m 2kg 的货物放在传送带上的 A 端，经过1.2s 到达传送带的 B 端。用速度传感
器测得货物与传送带的速度 v 随时间 t 变化的图象如图乙所示。已知重力加速度 g 10m/s2 ，则可知（ ）
A．A、B 两点的距离为3.2m
货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
货物从 A 运动到 B 过程中，传送带对货物做功的大小为25.6J
货物从 A 运动到 B 过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为9.6J
二、实验题（共 18 分）
“用单分子油膜法估测分子大小”的实验中
如图所示的四个图反映了实验中的四个步骤，请将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）。
用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的 。
摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积
某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。
错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
某同学在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每 1000mL 溶液中有纯油酸 0.1mL，用注射器测得 1mL上述溶液有 50 滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为 1cm，求：（计算结果均保留 2 位有效数字）
①油酸膜的面积是 m2 ；
②根据_上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。
由半导体材料制成的热敏电阻阻值是温度的函数。基于热敏电阻对温度敏感原理制作一个火灾报警系统，要求热敏电阻温度升高至 50℃时，系统开始自动报警。所用器材有：
直流电源 E（36V，内阻不计）；电流表（量程 250mA，内阻不计）；电压表（量程 50V，内阻约1M ）；热敏电阻 RT ；
报警器（内阻很小，流过的电流超过 10mA 时就会报警，超过 30mA 时就会损伤）：滑动变阻器 R1（最大阻值4000 ）；电阻箱 R2 （最大阻值9999.9 ）；
单刀单掷开关S1 ；单刀双掷开关S2 ；导线若干。
用图（a）所示电路测量热敏电阻 RT 的阻值。当温度为 27℃时，电压表读数为30.0V ，电流表读数
为15.0mA ；当温度为 50℃时，调节 R1，使电压表读数仍为30.0V ，电流表指针位置如图（b）所示。温度为 50℃时，热敏电阻的阻值为 。
某同学搭建一套基于该热敏电阻的火灾报警系统，实物图连线如图（c）所示，其中有一个器件的导线连接有误，该器件为 （填器件名称）。正确连接后，先使用电阻箱 R2 进行调试，其阻值设置为
，滑动变阻器 R1 阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时滑动变阻器 R1 连入电路的阻值为 。
调试完毕后，再利用单刀双掷开关S2 的选择性开关功能，把热敏电阻 RT 接入电路，可方便实现调试系统和工作系统的切换。
三、计算题（共 38 分）
传统的打气筒的示意图如图中的如图所示，圆柱形打气筒 A 高 H，内部横截面积为 S，底部有一单向阀门 K，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时可将打气筒内气体推入容器 B 中。用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气，为了解决这一问题，某研究性学习小组的同学们经过思考之后，他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装（图中的如图 2 所示）：该组同学设想在打气筒内壁焊接一卡环 C（体积不计），调节 C 距气筒顶部的高度就可以控制容器 B 中的最终压强。已知 B 的容积 VB＝3HS，向 B 中打气前 A、B 中气体初始压强均为 p0＝1.0×105Pa，设气体温度不变。
若 C 距气筒顶部的高度为 h＝ 2 H，则第一次将活塞从打气筒口压到 C 处时，容器 B 中的压强是多少？
3
要使容器 B 中的最终压强为 3p0，则 h 与 H 之比应为多少？
质量为M 7kg 的木板 B 静止于光滑水平面上，物块 A 质量为m 3kg ，停在 B 的左端。质量为m0 1kg
的小球用长为l 0.8m 的轻绳悬挂在固定点 O 上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与 发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知 A、B
间的动摩擦因数 0.1 ，重力加速度 g 10m/s2 求：
小球与 A 碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力 F 的大小；
小球与 A 碰撞后的瞬间，获得的速度vA 的大小；
为使 A、B 达到共同速度前 A 不滑离木板，木板长 至少多长。
如图所示，光滑导轨 PQ、ST 固定在水平面上，导轨间距为 L=1m，导轨的最右端接有匝数 N=20，截面积 S=0.5m2，内阻 r=0.1Ω 的线圈，线圈内磁场的磁感应强度为 B1=0.2t（T），方向竖直向下。线圈左边 接有 R1=0.1Ω 的电阻，电容 C=0.1F 的电容器一端接在导轨上，另一端接一个单刀双掷开关 K。导轨中 MO与 ab 间有一足够长且方向垂直导轨平面向上的磁感应强度 B2=0.1T 的匀强磁场，质量 m=1g，电阻 R2=0.2Ω，长度为 L 的导体棒 ab 放置在磁场右侧，磁场 B2 左端的导轨 O、M 处接有小段绝缘材料。导轨的 PS 与 MO之间区域有一宽度 x0 =0.5m，方向垂直导轨平面向下的磁感应强度 B3=0.1T 的匀强磁场，质量 m=1g，电阻 R3=0.3Ω，长度为 L 的导体棒 cd 放置在磁场 B3 中间，长度为 0.5x0 绝缘轻杆左端固定在导体棒 cd 的中点，右端位于磁场边界 MO 的中点。初始开关 K 处于 1 位置，待稳定后，把开关 K 拨到 2 位置，导体棒 ab 运动到 OM 处前已达到稳定速度，导体棒 ab 与轻杆相碰并粘在一起进入匀强磁场 B3 区域，整个过程导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻和接触电阻。求：
电容器最大电荷量 q；
导体棒 ab 到达 OM 处的速度v0 ；
导体棒 ab 与轻杆碰撞后，导体棒 ab 产生的焦耳热 Q；
以 O 点为坐标原点，取向左为正方向建立 x 轴，写出导体棒 ab 与轻杆碰撞后两端的电势差 Uab 与位置 x 的关系。
1．A
A．质量的单位：kg 是基本单位，故 A 正确；
B．力的单位：N 是导出单位，不是基本单位，故 B 错误；
C．功的单位：J 是导出单位，不是基本单位，故 C 错误；
D．电势差的单位：V 是导出单位，不是基本单位，故 D 错误。故选 A。
2．B
A．由分子动理论可知，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，A 正确，不符合题意； B．布朗运动不能说明分子大小与分子运动间的关系，B 错误，符合题意； C．液体表面张力是液体表面分子之间的引力而产生的，它的作用是使液体表面绷紧，C 正确，不符合题意；
D．一定质量的理想气体，在绝热条件下气体体积减小时，外界对气体做功，即
W 0
由热力学第一定律可知
即气体的内能增加，D 正确，不符合题意；故选 B。
3．C
U W Q
AB．α 粒子散射实验的内容是：绝大多数 α 粒子几乎不发生偏转；少数 α 粒子发生了较大的角度偏转；极少数 α 粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过 90°，有的甚至几乎达到 180°，被反弹回来），从绝大多数 α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，并不是正电荷均匀分布在原子核内，故 AB 错误；
CD．极少数 α 粒子发生大角度偏转现象，主要是由于 α 粒子和原子核发生碰撞的结果，是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于 α 粒子的质量和电荷量，α 粒子发生大角度偏转，是由于原子核对 α 粒子的排斥力很大，故 C 正确，D 错误。
故选 C。 4．C
A．根据导体棒切割磁感线产生感应电动势，由
E=BLv
得
E1 : E2 1: 2
由欧姆定律有
故 A 正确；
I1 : I2
E1 : E2 1: 2
R R
B．匀速进入，外力做功的功率与克服安培力做功的功率相等，由
P=I2R
得
故 B 正确； C．产生的热量为
P1 : P2 1: 4
Q Pt P L
v
得
故 C 错误。 D．由电荷量
得
故 D 正确；
此题选择错误选项，故选 C。 5．A
A．由图甲得
由于
联立可得
Q1 : Q2 1: 2
q
R
q1 : q2 1:1
R R0 kt
T t 273.15
R R0 273.15k kT
可知该电阻 R 与热力学温度T 是线性关系，故 A 正确；
B．由闭合电路欧姆定律得
I E
RA R r
解得
t E R0 RA r kI k
可知温度与电流是非线性关系，故 B 错误；
C．由图甲可知，温度越高， R 阻值越大，由闭合电路欧姆定律知回路中的电流越小，根据 P EI 可知，电源的总功率越小，故 C 错误；
D．由甲图可知， tA 点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，则tA 应标在
电流较大的刻度上，故 D 错误。故选 A。
6．C
ABC．乙分子在x2 时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时速度最大，动能最大，由于从 x3 处静止释放后仅在分子间相互作用力下滑到 x 轴运动，故分子势能和动能之和不变，则此时的动能等于 E0 ，故 C 正确，AB 错误；
D．当乙分子运动到x1 时，其分子势能为零，其分子动能也为零，此时两分子的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此甲乙分子的最小距离一定等于x1 ，故 D 错误。
故选 C。 7．C
A．线圈转动的角速度为 ＝ 2 ，线圈有一半的面积始终在磁场中转动产生感应电动势，故产生的感应电
T
动势的最大值为
形成的感应电流的最大值为
Em
B· ·
2
BS T
I Em BS
故形成的感应电流的瞬时值为
m 2R 2TR
i Im
sin t BS sin 2 t
2TR T
当线圈转过30 时的瞬时感应电流为 I，则有
解得
故 A 错误；
B．线圈产生的感应电动势的有效值为
故形成的电流有效值为
故线圈消耗的电功率为
故 B 错误； C．线圈的有效面积为
I BS sin 30 2TR
S 4ITR
B
E Em 2 2IR
I0 2R 2I
P I 2R 2I 2R
所以有
S有效
2ITR
B
BS
cos 2 t 2IRT cos 2 t
故 C 正确； D．最大电动势为
有效 T T
Em 2E 4IR
所以电动势的表达式为
故 D 错误。故选 C。 8．BC
e 4IR sin 2 t
T
AB．核反应质量亏损为
则释放的核能为
故 A 错误，B 正确；
m m1 m2 2m3 0.02027u
E m m 2m c2
CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为
7 Li 1 H 8 Be 24 He
则 z 4 ， A 8 ，铍原子核内的中子数是 4，X 表示的是氦核，故 C 正确，D 错误。故选 BC。
AC
用一定频率的 a 单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知 a 0 ，a 光的频率一定大于 b 光的频率，
即 a 光的波长一定小于 b 光的波长，A 正确；光电流大小和照射时间无关，只和照射光的强度有关，B 错误 C 正确；b 光的频率小于 a 光的频率，由于能级间跃迁时吸收的光子能量等于两能级间的能级差，所以 b 光能使基态的氢原子发生跃迁，a 光不一定能，D 错误．
AD
AB．将烧瓶浸入热水中，气体温度升高，压强增大，要维持体积不变，应将 A 管向上移动，增大 A、B 管中的水银面的高度差，故选项 A 正确，选项 B 错误；
CD．将烧瓶浸入冰水中，气体温度降低，压强减小，要维持体积不变，应将 A 管向下移动，增大 A、B 管中的水银面的高度差，故选项 D 正确，选项 C 错误；
故选 AD。 11．ABD
A、B 两点的距离等于全程物块的位移，根据运动学相关规律可得速度时间图像与横轴所围面积表示物体位移，可得
L 1 2 0. 2 1 2 4 1m 3. 2m
2 2
故 A 正确；
由图像可知，0.2s 内物体相对传送带向上运动，根据牛顿运动定律和图线斜率的特点可得
a mgsi n
mgcos m
2 0 m/ s2
0. 2
10m/ s2
0.2s~1.2s 内，物体相对传送带向下运动，根据牛顿运动定律和图线斜率的特点可得
a1
gsi n
gcos
4 2 m/ s2
1. 0
2m/ s2
代入数据计算可得货物与传送带间的动摩擦因数为
0.5 、sin 0.6
故 B 正确； C．根据能量守恒定律可得
传送带对物块做的功
W mgLsi n
1 mv 2
2
W 22.4J
故 C 错误；
D．由速度时间图像与横轴所围面积表示物体位移可得货物从 A 运动到 B 过程中，货物与传送带的相对位
移为
则摩擦产生的热量为
x ( 0. 2 2 2 0. 2 2 4 1. 0 2 1. 0)m 1. 2m
2 2
故 D 正确。故选 ABD。
Q mg xcos
9. 6J
12．（1）dacb （2）B （3）ACD （4） 4.0 10 3
13．（1）600 （2）滑动变阻器 R1 600 3000
14．（1）1.2×105Pa；（2）2：3
以 A、B 中气体为研究对象，则有
5.0 10 10
p1 p0
V1 4HS
根据玻意耳定律，可得
联立解得，容器 B 中的压强
以 A 内的气体为研究对象，有
V 10 HS
2 3
p1V1 p2V2
p2=1.2×105Pa
p1 p0
V3 HS
p3 3 p0
V4 (H h)S
由玻意耳定律，可得
联立解得
P1V3 P3V4
h : H 2 : 3
15．（1） F 30N ；（2） vA 2m/s ；（3） x 1.4m
小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
m gl 1 m v2
代入数据解得
0 2 0 0
v0 4m/s
对小球，由牛顿第二定律得
2
F m0 g m0 l
代入数据解得
F 30N
小球与A 碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
m0v0 m0v1 mvA
由机械能守恒定律得
代入数据解得
1 m v2 1 m v2 1 mv2
2 0 0 2 0 1 2 A
v1 2m/s ， vA 2m/s
物块A 与木板B 相互作用过程，系统动量守恒，以A 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
mvA m M v
代入数据解得
由能量守恒定律得
代入数据解得
v 0.6m/s
mgx 1 mv2 1 m M v2
2 A 2
x 1.4m
16．（1）0.1C；（2）5m/s；（3） 2.5 10 3 J；（4）Uab 0.3 0.6x V
线圈产生的电动势为
开关 S 处于 1 位置，电容器两端的电压
E N B1 S =2V
t
电容器的最大带电量
U E R1 r
R1 =1V
q=CU=0.1C
导体棒 ab 匀速时，有
导体棒 ab 加速过程，根据动量定理，可得
B2 Lv0
q q C
B2 L q mv0
联立上述两式并带入数据可得
v0
B2 Lq
B2L2C m
=5m/s
导体棒 ab 与轻杆碰撞过程动量守恒，则有
mv0 2mv1
解得
v1 =2.5m/s
两导体棒在磁场 B3 以速度v1 做匀速运动，导体棒 cd 出磁场 B3 过程，有
B2 L2 x0
代入数据解得
3 2
R2 R3
2mv2
2mv1
导体棒 ab 与轻杆碰撞后的过程产生的总焦耳热
v2 0
Q 1 2mv2 1 2mv2 6.25 10 3 J
导体棒 ab 产生的焦耳热
总 2 1 2
Q R2 Q
R R 总
2
2.5 10 3 J
2 3
当 0≤x≤0.25m 时，两导体棒在磁场 B3 以速度v1 做匀速运动，此时
Uab B3 Lv1 =0.25V
当 0.25m≤x≤0.5m 时
B2L2 x x0
3 2
2mv 2mv
带入数据整理后可得此时
R2 R3
v 2.5- 10(x- 0.25) 5- 10x
Uab
R3
R R
B3 Lv 0.3 0.6x （V）
2 3
