广东省广州市第六中学2024-2025学年高三（下）开学测试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年月日，嫦娥六号完成人类首次月球背面采样任务后，其返回器采用“半弹道跳跃式”返回地球返回器沿路径运动，如图所示，假设此过程返回器只受引力和空气作用，下列说法正确的是( )
A. 在点的加速度竖直向下 B. 在点的速度小于点的速度
C. 在点的速度为零 D. 在点的速度等于点的速度
2.年月日，“鹊桥二号”中继星成功发射升空．“鹊桥二号”中继星将架设地月新“鹊桥”，为“嫦娥四号”“嫦娥六号”等任务提供地月间中继通信，其运动轨迹演示如图所示，已知近月点距月球中心约为，远月点距月球中心约为，下列说法正确的是( )
A. 该次发射速度大于第二宇宙速度
B. “鹊桥二号”制动后轨道高度将变小，速度将变小
C. “鹊桥二号”进入环月轨道后不受地球引力
D. “鹊桥二号”在、两点的加速度大小之比约为
3.我国自主研制可重复使用的“双曲线二号”火箭在竖直方向做直线运动若其运动全过程的图像如图所示，其中段是直线，在时段火箭悬停已知空气阻力与速度大小相关，火箭燃料消耗对质量的影响不能忽略，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是( )
A. 时刻火箭到达最高点 B. 时段火箭所受合力保持不变
C. 时段火箭所受推力逐渐变小 D. 时段表示火箭触地反弹
4.“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场线如图所示。、、、、为同一平面上的个点，是一段以为圆心半径为的圆弧，为的中点。、、、、五点场强分别为、、、、，电势分别为、、、、，则下面说法正确的是( )
A. 、、三点场强相同 B.
C. D.
5.如图所示为某半导体气相溅射沉积镀膜法的原理图，在真空室中，接电源正极的电容器上极板处放置待镀膜的硅晶圆，接电源负极的下极板处放置镀膜靶材。等离子体氩气从左端进入真空室中的电场可认为离子初速为零，带正电的氩离子在电场力作用下加速轰击靶材，使得靶材原子溅射到上方硅晶圆衬底上，从而实现硅晶圆镀膜。已知的相对原子质量大于的相对原子质量，不考虑离子间相互作用，则离子在电场中的运动过程，下列说法正确的是( )
A. 的电势能增大
B. 若换为则获得的动量变小
C. 若换为则获得的动能变小
D. 等离子体中的负电荷从高电势向低电势运动
6.如图所示，一个半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为，为该点到地面的距离，为常数，为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径水平，空气阻力不计铝框由静止释放下落的过程中( )
A. 直径受安培力方向与框的运动方向相同为动力
B. 半圆弧受安培力方向与框的运动方向相反为阻力
C. 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度
D. 铝框下落加速度大小可能等于
7.如图是古代奥林匹克立定跳远的陶瓷画，运动员手持一种负重物一般由铅块或石块组成起跳。现代科学研究表明，运动员手持一定质量的负重物起跳，能够跳得更远。若某位运动员的质量为，两手各持一个质量为的负重物，在某次立定跳远练习过程中，起跳速度大小为，方向与水平方向成夹角，在最高点将负重物相对于地面速度为零扔出可认为瞬间完成，已知，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 运动员在负重起跳到最高点时，将重物扔出与不扔出两种情况相比，运动员多跳约
B. 腾空过程中，运动员在水平方向受到的冲量为零
C. 重物落地前动量方向斜向下
D. 在起跳过程中运动员受到合力的冲量竖直向上
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
8.用固定于点的丝线悬挂一个质量为、带电荷量为的小球，以过点的竖直线为界，左侧有匀强磁场，右侧有匀强电场，方向如图所示。将带电小球从最低位置拉至点由静止释放，让小球在间摆动，为小球在左侧能到达的最高点，不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 、两位置高度相等
B. 小球在磁场中运动时机械能守恒，在电场中运动时机械能不守恒
C. 小球经过左侧磁场中同一位置时丝线张力相等
D. 小球从到所用的时间比从到所用的时间短
9.如图所示，平面内有一外、内直径分别为和的环形区域，以直径为分界，左、右半环形区域内分别有垂直平面向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小均为直径为、电阻不计的两个半圆形金属框，置于环形区域的外圆处，并在、两处分别用长度可忽略的绝缘材料连接金属框的、两点间连有一阻值为的电阻，一长度为、电阻为的导体棒过圆心放置于金属框上，并绕过点的转轴以角速度顺时针匀速转动，转动过程其两端与金属框接触良好当导体棒转至图中位置时，下列说法正确的是( )
A. 电阻中电流方向由到
B. 流过的电流大小为
C. 、两点间的电势差为
D. 导体棒段所受安培力大小为
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
10.某同学用如图甲所示的双线摆测当地的重力加速度。两根悬线长均为，均系于小球同一点，调节两悬点、在同一水平线上，、间距离也为。小球为磁性小球，打开手机的磁传感器并将手机平放在小球的正下方，不考虑手机对小球运动的影响。
先用螺旋测微器测小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径_____；双线摆的摆长_____用和表示。
使双线摆做小幅度摆动，某时刻起手机磁传感器测得磁感应强度随时间变化的规律如图丙所示，则小球振动的周期_____用表示。
由实验测得当地的重力加速度_____用、和表示，若两悬点、间的实际距离小于，则测得的重力加速度与真实值相比_____填“偏大”“偏小”或“相等”。
11.磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值约几千欧随磁感应强度的变化关系。
所用器材：电源、滑动变阻器最大阻值为，电压表量程为，内阻为和毫安表量程为，内阻不计。定值电阻、开关、导线若干
为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整_____。
某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为_____，电流表读数为，则此时磁敏电阻的阻值为_____保留位有效数字。
实验中得到该磁敏电阻阻值随磁感应强度变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。图中为直流电源电动势为，内阻可忽略，当图中的输出电压达到或超过时，便触发报警器图中未画出报警。若要求开始报警时磁感应强度为，则图中_____填“”或“”应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_____保留位有效数字。
在图戊所示电路中，如果要提高此装置的灵敏度即在磁感应强度更小时就能触发报警，应该_____填“增大”或“减小”磁敏电阻之外的定值电阻。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
12.顺义一中科技小组在研究模型飞机飞行时发现，模型飞机在运动的过程中空气阻力与速度的方向相反，且大小与速度的平方成正比即，其中为空气的阻力系数。根据这一结论，当给模型飞机提供不同方向、大小的动力，就可让其做需要的匀速直线运动。现让同一架质量为的模型飞机做三次不同的匀速直线运动实验。如图所示，模型飞机不受动力，从静止开始做落体运动，稳定后做匀速直线运动的速度为；如图所示，模型飞机在竖直向上的动力未知量作用下，以速度竖直向上做匀速直线运动；如图所示，模型飞机受到斜向右上方的动力，使其水平向右以某一速度做匀速直线运动。三次实验空气的阻力系数不变，重力加速度为，求：
空气的阻力系数；
的大小；
图中与水平方向的夹角以及模型飞机的速度大小。结果带根号表示即可
试讨论飞机能否按图中所示的水平方向做匀加速运动，根据牛顿定律和运动学知识分析说明。
13.一种弹射发电机的简化装置图如图所示。光滑的水平绝缘桌面上固定有间距的形金属导轨，光滑轨道的部分位于竖直方向上，部分为一与相切、半径的四分之一圆弧，点与水平桌面边缘挨得很近。质量的金属棒静止在形金属导轨水平部分上，金属棒与金属导轨垂直，金属棒接入电路的电阻，形金属导轨水平部分光滑，倾角的倾斜部分与金属棒间的动摩擦因数，金属导轨的水平部分与倾斜部分平滑连接。现用质量的小球可视为质点压缩紧靠轨道的轻质弹簧至位置后锁定弹簧，其中。解除锁定后，小球将沿轨道运动，小球运动到轨道最高点小球运动到点前已经和弹簧分离后沿水平方向滑上桌面，小球与金属棒发生弹性正碰。碰后小球再次沿水平方向进入轨道并恰好能沿轨道运动，金属棒的速度方向与水平导轨平行，且金属棒沿导轨倾斜部分上升的最大位移大小，小球压缩弹簧后再次被锁定。已知形金属导轨倾斜部分足够长，其上端电阻的阻值为，导轨电阻不计，匀强磁场仅分布在金属导轨的倾斜部分，方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小，重力加速度，，。
求解除锁定前，弹簧的弹性势能。
求金属棒在倾斜导轨上从底部运动至最高点的时间。
若金属棒返回倾斜导轨底部前已经达到稳定状态，求在整个运动过程中，金属棒产生的焦耳热结果保留三位有效数字。
14.如图所示，平面内有一个由矩形和半圆形组合成的阴影区，阴影区外只有垂直平面向里、面积足够大的匀强磁场阴影区内无磁场，磁感应强度大小为；阴影区内在半圆直径处放置一块带有很多微孔的电极板，电子枪产生的电子无初速，经电极板加速后，垂直方向进入无电磁场的半圆形区域，最后进入阴影区外面的磁场若射向圆心的电子经磁场偏转后恰好打在点，并被电极板吸收已知半圆的半径为，电子的比荷为，不计电子重力，求：
加速电压大小；
若仅向下调整电子枪位置，使电子从的中点垂直射出，最后打在点，求电子在磁场中运动的时间；
若要使射向点的电子，经磁场一次偏转后能再次返回点，且电子在磁场中运动时间为问中的，求加速电压大小。
15.某游乐设施主体结构如图甲所示为一绝缘的弯曲轨道与略微倾斜的直轨道组成，弯曲轨道与直轨道在处相切．一绝缘材料做成的小车从弯曲轨道顶端点自由滑下，点与点的竖直高度差为如图乙所示，小车车厢底板内有一组平放的匝数为匝，电阻为的矩形铜线圈，线圈长宽分别为和，其短边与轨道垂直．小车包含游客的总质量为小车滑至处时，速度为，小车滑上倾斜直轨道时，能够自由匀速下滑．小车在直轨道的处开始穿过一隧道，在隧道的顶部和底部每隔放置一对正对着的强磁体，每组磁体产生的磁场区域可近似认为是长为，略宽于的矩形，磁感应强度相同且大小等于小车在轨道上运动时可视为质点．求：
小车从处静止滑至处的过程中，小车克服阻力所做的功．
小车内的线圈刚进入第一组强磁体产生的磁场时小车的加速度．
小车线圈前端最终静止时的位置距离点的距离．
答案和解析
1.【答案】
【解析】、返回器沿路径运动，曲线运动的合力指向曲线弯曲的内侧，所以在点有竖直向上的加速度分量，故A错误。
B、返回器从点到点的过程中，要克服大气的阻力做功，则机械能减小，因两点的重力势能相同，则动能减小，返回在点的速度小于点的速度，故B正确；
C、返回器沿路径运动中，到达最高点时，竖直方向的速度为，但水平方向有速度，故C错误
D、从点到点，没有空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，即、两点的机械能相等，因为、点距地球的距离相等，所以重力势能相等，在点的速度等于点的速度，且小于点的速度，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】A.还在地球引力范围，故小于第二宇宙速度，故A错误；
B.“鹊桥二号”制动后，高度降低，根据，在降低过程中速度会增大，故B错误；
C.一直在地球的引力范围，包括月球也在地球的引力作用范围，故C错误；
D.“鹊桥二号”在点根据牛顿第二定律有
同理在点有
代入题中数据联立解得
故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】时刻之后速度仍然为正值，竖直向上，时刻不是火箭到达的最高点，A错误；
B.根据图像，时段加速度不变，火箭质量减小，合力减小，B错误；
C.时段加速度为零，合力为零，质量减小，推力等于重力也减小，C正确；
D.根据图像，时刻悬停在空中，时段继续向下运动到速度为零，D错误。
4.【答案】
【解析】A.电场线的疏密表示场强的大小，则、、三点场强大小相同，方向不同，故A错误；
B.玻璃泡上半部分的电场可视为位于点处点电荷形成的电场，则根据点电荷形成的电场的电势分布结合沿着电场线方向电势逐渐降低，可知，故B错误；
C.越靠近场强越强，则部分的场强均大于部分的场强，则根据，结合微元法可定性判别出，则，故C正确；
D.由于电场为非匀强电场，所以，故D错误。
5.【答案】
【解析】A.电场力对做正功，的电势能减小，故A错误；
B.根据
解得
与两粒子所带电荷量相等，的相对原子质量大于的相对原子质量，可知，若将换为，则获得的动量变小，故B正确；
C.根据
由于与两粒子所带电荷量相等，可知，若将换为，则获得的动能不变，故C错误；
D.等离子体中的负电荷在电场力作用下将向上偏转，可知，负电荷从低电势向高电势运动，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】A.铝框由静止释放下落的过程中，由楞次定律得铝框有顺时针方向的电流，由左手定则得直径 受安培力方向为竖直向上，与框的运动方向相反，A错误；
在半圆弧 上等高且左右对称的位置分别取一段电流元，由对称性和力的平行四边形定则得，这两段电流元所受安培力的合力竖直向下，所以半圆弧 受的安培力竖直向下，由于离地面距离大，所处位置磁感应强度小，半圆弧 受的安培力没有直径 受的安培力大，所以整个铝框受安培力合力竖直向上，即铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度，BD错误，C正确。
7.【答案】
【解析】A.运动员竖直向上的分速度为
水平方向分速度为
由最高点落地时间为
在最高点将负重物相对于地面速度为零扔出，由动量守恒定律可知，运动员速度增加量为
将重物扔出与不扔出两种情况相比，运动员多跳，故A正确；
B.腾空过程中，由选项分析结合动量定理可知，运动员在水平方向受到的冲量不为零，故B错误；
C.在最高点将负重物相对于地面速度为零扔出，重物落地前动量方向竖直向下，故C错误；
D.在起跳过程中运动员受到合力方向为速度方向，则冲量方向与水平方向成夹角，故D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】从到电场力做正功，机械能不守恒，由动能定理
在磁场中运动过程中，洛伦兹力不做功，故机械能守恒，则
可知
即、两位置高度不相等，故A错误，B正确；
C.小球经过左侧磁场中同一位置时，速度的方向可能不同，则洛伦兹力的方向不同，丝线张力不相等，故C错误；
D.小球从到受向下的重力和向下的电场力作用，从到过程中受向下的重力作用，洛伦兹力垂直于速度方向，故小球从到向下的加速度比从到向下的加速度大，又因为 ，则小球从到所用的时间比从到所用的时间短，故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】A.根据右手定则，金属棒转动切割点电势高，电阻中电流方向由到，A正确；
B.导体棒电动势 ，流过的电流大小为，B正确；
C.、两点间的电势差为，C错误；
D.导体棒段所受安培力大小为，D正确。
正确答案ABD
10.【答案】 ；； ； ；偏小
【解析】螺旋测微器读数为，
摆长。
设磁场变化的周期为 ，则，
解得，
则双线摆摆动的周期为。
根据单摆周期公式，
解得，
若两悬点、 间的实际距离小于 ，则测得的摆长偏小，测得的重力加速度偏小。
11.【答案】；
；
；；
减小
【解析】根据电路图甲，在乙图中补充实物连线图如下
电压表的最小刻度值为，如图丙所示，电压表的读数为，
根据串联电路电压与电阻成正比的关系，磁敏电阻两端的电压为
电流表读数为，故此时磁敏电阻的阻值为
根据闭合电路可得可得输出电压为，要求输出电压达到或超过时报警，即要求磁感应强度增大时，电阻的阻值增大，从而需要输出电压增大，故需要 的阻值增大才能实现此功能，故 为磁敏电阻；
开始报警时磁感应强度为，此时
电压
根据电路关系
解得另一固定电阻的阻值应为；
要提高此装置的灵敏度即在磁感应强度更小时就能触发报警，也就是磁敏电阻的电阻值更小时，由于是串联关系，故要求磁敏电阻之外的定值电阻的阻值减小。
12.【答案】
，
见解析
【解析】根据图可知，飞机从静止开始做落体运动，稳定后有
解得
模型飞机在竖直向上的动力 未知量作用下，以速度 竖直向上做匀速直线运动，由受力平衡有
解得
如图所示，设 与水平方向的夹角为
由受力平衡有
解得
所以
又因为
所以
根据牛顿第二定律有
结合运动学可知当速度变化时，加速度也会发生变化，所以物体不能做匀变速直线运动。
13.【解析】小球恰好能够再次沿水平方向进人轨道并沿轨道运动，设小球与金属棒碰后小球的速度大小为，则有
解得
设小球与金属棒碰撞前小球的速度大小为，碰后金属棒的速度大小为，根据动量守恒与机械能守恒有
解得 ，
小球从运动到的过程中，有
金属棒沿倾斜导轨向上运动过程中，根据动量定理有
又因为
联立解得；
设金属棒达到稳定状态时的速度大小为，则有
对金属棒在磁场中的运动过程，根据能量守恒定律有
则在整个运动过程中，金属棒产生的焦耳热
联立解得。
14.【答案】电子在电场中加速，根据动能定理可得
电子进入磁场后运动轨迹如图所示
其运动半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
联立可得
电子运动轨迹如图所示
由几何关系得
可得
则磁偏转圆心角为
电子在磁场中运动周期
则电子在磁场中运动时间为
可得
电子运动轨迹如图所示
由几何关系得
解得
电子在电场中加速，根据动能定理可得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
15.【解析】小车由的过程中，由动能定律可得：
解得：
当小车线圈刚进入磁场时：
根据闭合电路欧姆定律可得：
则安培力：
再由牛顿第二定律：
联立解得：，与运动方向相反
小车进入交替磁场中运动的过程中，始终只有一条边在切割磁感线，安培力：
对任意微过程，根据动量定理可得：
对全过程求和可得：
又因为：
所以小车线圈前端最终静止时的位置距离点的距离
第11页，共19页
