2024届高三下4月金太阳全国大联考指南针物理试卷及答案

高三物理考试本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷主要考试内容：高考全部内容。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题48~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．放射性同位素热电机是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受温度及宇宙射线的影响，使用寿命可U时可产生放射性元素238Pu，238Pu的半衰期为87.74238Pu的化达十几年。用大量氘核轰击949494合物核电池的原理是其发生PuO2作为238Pu，下列判断正确的是（燃料，PuO2中的Pu元素就是）9421H234U238Pu9291A．PuU42B．238Pu的比结合能大于U的比结合能94C．D．1kg化合物带238PuO经过87.74年后剩余0.5kg9422．如图甲所示，固定的矩形铜线框左半部分处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当匀强磁场的磁感应强度由B均匀减小到0后反向增大到B，如图乙所示。关于此过程，下列说法正确的是（）00A．铜线框中的自由电子先顺时针定向移动、后逆时针定向移动B．铜线框中的自由电子始终逆时针定向移动C．铜线框围成的面积始终有扩大的趋势D．铜线框受到的安培力大小不变3．均匀介质中O点处的质点在t0时刻开始做简谐运动，形成的简谐横波在坐标系xOy平面内传播，以垂直纸面向外为zz2sint(cm)xOy平面内的质点AD第一次处于波峰时，如图所示的虚线圆为波谷，实线圆为相邻的波峰，下列说法正确的是（）A．振源的频率为0.5HzB．图示对应的时刻tC．简谐横波在坐标系xOy平面内传播的速度为5m/sD．当简谐横波刚传到C点时，振源通过的路程为20cm4．一辆汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动，达到最大速度后保持匀速运动。已知汽车在启动后的第2s内前进了6m、第4s内前进了13.5m，下列说法正确的是（）6m/s2B．汽车在前4s内前进了31.5mD．汽车的加速距离为20mA．汽车匀加速时的加速度大小为C．汽车的最大速度为16m/s5O玻璃砖中传播的时间分别记为t、t、t、t、t、t、t红橙黄绿蓝靛紫光笔发射一束绿光时的折射角为45，下列判断正确的是（）A．tttB．tttC．tttD．ttt蓝靛紫红橙黄黄绿蓝绿蓝靛6．如图所示，在光滑的绝缘水平面上相距为4L的A、B两点固定两个等量正点电荷，C、O、D三点将线段ABCCD小球运动过程中的最大动能为EQ的点电荷在空间某点的电势（krkr）A．小球在C、D两点之间做简谐运动B．小球运动过程中机械能守恒C．小球的最小电势能为EkD．小球的最大电势能为4k7．砖块夹是一种重要的劳动工具，工人用砖块夹将四块并排在一起的砖缓慢提起，如图甲所示。将四块砖依次编号为1、2、3、4，如图乙所示。已知每块砖的质量均为2.4kg，砖块夹与砖之间的动摩擦因数为0.8，砖1、2间的动摩擦因数为0.3，砖2、3间的动摩擦因数为0.1，砖3、4间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g10m/s2，则相邻两块砖之间的最小压力为（）A．60NB．80NC．96ND．120N830102中两电表均为理想交流电表，当线圈以50r/s的转速在磁感应强度大小为32T的匀强磁场中匀速转动时，标称（12V，3.6W）的灯泡L恰好正常发光，下列说法正确的是（）A．电流表的示数为0.3AB．电压表的示数为15VD．通过灯泡L的电流方向每秒改变50次C．定值电阻R的阻值为9t0时对物块施加一水平向右的恒定拉力FF的作用下物块和木板发生相对滑动，t时撤去Fvt0.5kg均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小下列说法正确的是（）A．木板的长度为3mB．物块的质量为0.8kgC．拉力F对物块做的功为9.9JD．木板与地面间因摩擦产生的热量为3.3J10．如图所示，质量为m的“天问一号”探测器在P点制动后成功进入长轴为2a、短轴为2b的椭圆轨道，椭圆轨道的半长轴等于火星的直径2R，探测器在椭圆轨道上环绕数圈后，在近火点Q（接近火星表面）再次制动并顺利进入近火圆轨道。已知火星表面的重力加速度大小为gPQ两点的曲率半径均b2为，椭圆的面积S，忽略火星的自转及探测器变轨时质量的变化，下列说法正确的是（）a2R2A．椭圆轨道围成的面积为B．探测器在P点制动后的动能为6mgRC．探测器在Q点制动前的动能为4D．探测器在Q点变轨时克服发动机做的功为4二、非选择题：本题共5小题，共54分。116分）某同学利用如图甲所示的装置验证牛顿第二运动定律，步骤如下：①用天平分别测得两物块的质量m0.230kg、m0.170kg；12②将物块1、2用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，物块2下端与打点计时器纸带相连，托住物块1．两物块保持静止；1时器所用的交流电源频率为50Hz，每相邻的两个点之间还有四个点未画出。回答下列问题：（11匀加速下落时的加速度大小a________m/s2（2）通过该实验可计算出当地的重力加速度大小g________m/s2（3）由于空气阻力及纸带的影响，重力加速度的测量值________（填“大于”或“小于）真实值。128分）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，所用实验器材如下：A．毫安表（量程为0~12mA、内阻mB．电阻箱R（阻值范围为0~999.9C．定值电阻0；D．待测干电池（内阻约为E．开关S一个，导线若干。（1）小组同学设计了如图甲所示的实验电路，请将如图乙所示的实物图用笔画线代替导线连接完整；（2）当毫安表半偏时，通过干电池的电流为________A；（3）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关，逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R及相应的毫安表示数I，11得到多组RI为纵坐标、RRE________V、II内阻r________1310分）如图所示，在粗细均匀、顶端平齐、导热良好的竖直固定U形管右侧，用水银封闭一段长L76cm的理想气体，左、右两管水银面的高度差h19cm；现向左侧管中缓慢加入水银，已知大气压强0，环境温度保持不变，求：（1）当两侧液面相平时，加入的水银柱高度h；（2）封闭气体的最大压强pm。1412H1.75mL0.5m的轻质细绳一端系在水平横杆上，另一端连接质量M0.2kgm的子弹以062m/s的速度水平射入木块并水平穿出，此后木块恰好能在竖直平面内做圆周运动，忽略空气阻力，取重力加速度大小g10m/s2，求：（1）子弹射穿木块过程中产生的热量Q；（2）子弹落地点与悬点O的距离d。1518xOyx轴上侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，边界上侧与y轴左侧存在沿x轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场，在第三、四象限内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场，y轴上半轴均匀分布着电荷量为qmx轴，图中P点坐标为(L,0)，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，求：（1）边界曲线的方程；（2）粒子经过P点时的最大速度vm；（3）所有能经过P点的粒子释放点的纵坐标满足的关系。高三物理考试参考答案U时产生38Pu的反应1．D【解析】本题考查原子物理，目的是考查学生的理解能力。大量氘核轰击方程为1H234U238Pu，选项A错误；92942238Pu衰变时的反应方程为PuU2，选项B错误；494238Pu的比结合能小于U的比结合能，选项C错误；94半衰期为统计数据，选项D正确。2．B【解析】本题考查电磁感应，目的是考查学生的理解能力。根据楞次定律，变化的磁场产生顺时针方向的电场，铜线框中的自由电子在电场力的作用下逆时针定向移动，选项A错误、B正确；穿过铜线框的磁通量先减小后增大，铜线框围成的面积先有扩大的趋势、后有缩小的趋势，选项C错误；通过铜线框的电流不变，而磁感应强度先减小后增大，所以铜线框受到的安培力先减小后增大，选项D错误。3．D【解析】本题考查简谐波的产生，目的是考查学生的推理论证能力。由题意可得，振源的频率为2Hz，选项A错误；相邻的波峰和波谷距离为1m，波长为2m，波的传播速度为4m/s，选项C错误；振源的振动周期T，图示对应的时刻t，选项B错误；当简谐横波刚传到C点时对应的时刻t，振源通过的路程为20cm，选项D正确。4B【解析】本题考查匀变速直线运动的规律，目的是考查学生的推理论证能力。若汽车在第4s初达到最大速度，则汽车在第4s内只能前进12m，若汽车在第4s末达到最大速度，则汽车在第4s内能前进14m，1s2，6ma222所以汽车在第4s内的某时刻达到最大速度。设汽车启动时的加速度大小为a，则有2解得a4m/s2，选项A错误；汽车在启动后的前4s内前进了31.5m，选项B正确；1(4st)at，解得t13.5mat22，汽车的最大速度为14m/s，设汽车的加速时间为t，则有选项C错误；2汽车的加速距离为24.5m，选项D错误。5．A【解析】本题考查光的折射，目的是考查学生的模型建构能力。设玻璃砖的厚度为d，光进入玻璃dsincsincsin2dsin砖后的折射角为，则光在玻璃砖中传播的时间t，由于045时，f)sin为增函数，4590时，f)sin为减函数，因此tttt，红橙黄绿绿ttt，选项A正确。蓝靛紫6．D【解析】本题考查静电场，目的是考查学生的推理论证能力。小球偏离O点的位移为x时，受到的(2Lx)(2Lx)8kQqLx回复力F，选项A错误；22422x2小球运动过程中动能与电势能相互转化，总能量不变，选项B错误；4O点的电势O，C、D两点的电势相同，有，CD2L2LLL3L3LqEkEk，所以小球的最小电势能为3E4ECDkkCO3L正确。7C1对砖2的摩擦力大小为f3对砖2的摩擦力大小为fmg4对砖3的摩擦力大小为2mgf|f||mgf||2mgf|N①、N②、N③，线性规划如图所示，相邻两块砖之间的最小压力0.30.10.2为96N；若四块砖粘在一起，则砖块夹对砖的最小压力为60N，选项C正确。8．AB【解析】本题考查交变电流的产生，目的是考查学生的推理论证能力。电表测量的是有效值，有PI，解得I，选项A正确；UEm设发电机产生电动势的最大值为E，有EnNBS，U，解得U15V，选项B正确；mm2定值电阻R两端的电压为3V，根据欧姆定律可知其电阻为10，选项C错误；线圈的转速为50r/s，通过灯泡L的电流方向每秒改变100次，选项D错误。9．CD【解析】本题考查牛顿运动定律的应用，目的是考查学生的推理论证能力。由图像可知2.5s时两10者共速，木板在0~2.5s内的加速度大小1m/s20.4m/s2}，物块在0~2.0s内的加速度大小2.5030312.52.0a2m/s21.5m/s2，物块在2.0s~2.5s内的加速度大小agm/s4m/s2，2322.0010两者在2.5s~3.0s内的加速度大小agm/s2m/s22413.02.52.50.2，物块与木板间的动摩擦因数为0.4，木板的长度Lm2.75m，选项A错误；2前2s对木板有2g1222221mg1a，对物块有Fmgma，解得m0.6kg，选项B212错误；前2s拉力F对物块做的功W9.9J，选项C正确；木板与地面间因摩擦产生的热量Q1mg，选项D正确。1210．ACD【解析】本题考查天体运动，目的是考查学生的创新能力。如图所示，火星位于椭圆的一个焦点上，根据几何关系可知，椭圆的半短轴b3R，所以椭圆轨道围成的面积为2R2，选项A正确；3Rgv22mgR椭圆轨道上P、Q两点的曲率半径r，在椭圆上的P点有P，EP，解得EP，29r212选项B错误；v2mv2mgR在椭圆上的Q点有gQ，EQ，解得E，选项C正确；r24mgR探测器在近火轨道上的动能Ek，根据动能定理知，探测器在Q点变轨时，发动机对探测器做的功2mgRWEE，选项D2R的圆轨道周期，椭圆的k4面积除以周期可得单位时间扫过的面积，再解得近火点和远火点的速度）111）1.44（2分）（2）9.6（2分）（3）小于（2分）【解析】本题考查“验证牛顿第二运动定律”实验，目的是考查学生的实验探究能力。0.1030.08870.07430.0598（1）根据逐差法有am/s1.44m/s2。20.042（2）根据牛顿第二运动定律有1mg1ma，解得g9.6m/s2。2（3）空气阻力及纸带的影响使得通过纸带得到的加速度比理想情况下的加速度小，从而使得重力加速度的测量值小于真实值。121）（2分）（2）0.3或0.30（2分）（3）1.60（2分）0.44（2分）【解析】本题考查“测电源电动势和内阻”实验，目的是考查学生的实验探究能力。（1）如图所示。（2）改装后的电流表量程扩大了50倍，当毫安表半偏时，通过干电池的电流为0.3A。m0Rm0R0Rm150500R（3E50IrRRrIEEm0.0752.4mA50，500m0m1r图丙中的数据有0.075mA，EE解得E1.60V、内