2024届广东省高三下学期二轮复习4月联考物理试卷（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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。
考试时间为75分钟，满分100分
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之一，我国科研团队刷新大面积全钙钛矿光伏组件光电转化效率世界纪录。面积为的太阳能电池板总保持与太阳光线垂直，在电池板处太阳光的强度为，假设太阳辐射波长为的单色光，而且所有辐射到电池板上的光子均被板吸收，已知，，则电池板每秒钟吸收的光子数目约为（ ）
A. 个B. 个C. 个D. 个
【答案】A
【解析】
【详解】太阳能电池板接收功率为
一个光子的能量为
则电池板每秒钟吸收的光子数目
故选A。
2. 图甲为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量一定的锅放在炉架上，如图乙所示（侧视图），忽略爪与锅之间的摩擦力，若锅是半径为的球面，正对的两爪间距为，则下列说法正确的是（ ）
A. 越大．爪与锅之间的弹力越小B. 越大，爪与锅之间的弹力越大
C. 越大，锅受到的合力越大D. 越大，爪与锅之间的弹力越小
【答案】A
【解析】
【详解】对锅进行受力分析如图所示
炉架的四个爪对锅的弹力的合力与锅受到的重力大小相等，方向相反，即
则越大，爪与锅之间弹力越小，同理越大，爪与锅之间弹力越大，锅受到的合力为零。
故选A。
3. 2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约10分钟后。神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。如图所示，虚线为飞船的运行轨道，周期为，离地高度为。若飞船绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，则地球的第一宇宙速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力有
则地球质量
设地球的第一宇宙速度大小为，则
解得
故选B。
4. 小型发电机的工作原理如图甲所示，两磁极之间可视为匀强磁场，发电机产生的交变电流的电动势随时间变化的关系图像如图乙所示，将线圈与阻值为的定值电阻相连。不计线圈内阻。下列说法正确的是（ ）
A. 该交变电流的频率为
B. 时，线圈平面转到中性面位置
C. 内，通过线圈的电荷量为
D. 如把击穿电压为的电容器接在发电机两端，电容器刚好不会被击穿
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知交变电流的周期，频率
故A错误；
B．时，电动势为零，故线圈平面与中性面重合，故B正确；
C．和时，电动势为零，磁通量有最大值，设为，则时间内磁通量变化量，通过线圈的电荷量
由于电动势最大值
根据图像可知
解得
故C错误；
D．发电机的最大电压为，如把击穿电压为的电容器挖在发电机上，电容器会被击穿，故D错误。
故选B。
5. 某简谐横波沿轴传播，在时刻的波形如图所示，此时介质中有三个质点和，的横坐标为0，的纵坐标为0，与间沿轴方向的距离为波长的倍，质点的振动方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的波长为
C. 该波的波速大小为
D. 时刻起．质点回到平衡位置的最短时间为
【答案】A
【解析】
【详解】．由
得时，，经过极短的时间，
即时质点沿轴正方向振动，结合图像知，该波沿轴正方向传播，A正确；
B．质点振动的周期
设时刻，质点第一次到达平衡位置处，即
解得
即波再传播质点处于平衡位置，如图中虚线所示，则
解得
B错误；
C．波速
C错误；
D．时刻起，质点回到平衡位置的最短时间为，D错误。
故选A。
6. 如图所示，在直角三角形中，，。A、两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为。已知静电力常量为，球壳表面的感应电荷在球心处产生的电场强度（ ）
A. 为零
B. 大小为，方向沿方向
C. 大小为，方向与方向夹角为
D. 大小为，方向沿平分线
【答案】C
【解析】
【详解】处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为
处点电荷在点产生的电场强度沿方向，大小为
、两处点电荷分别在点产生的电场强度方向互成，大小相等，所以合电场强度大小为
方向与方向夹角为；
由于金属球壳内部电场强度处处为零，感应电荷在球心处产生的电场强度大小为
方向与方向夹角为。
故选C。
7. 中国国家邮政局监测数据显示。2023年月中国快递业务量达300亿件，我们的生活离不开快递。图甲为快递物流配送分拣示意图，水平传送带和倾斜传送带以相同的速率逆时针运行。现将一质量为的货物（可视为质点），轻放在倾斜传送带上端处，图乙为倾斜传送带段的数控设备记录的货物的速度—时间图像，末货物刚好到达下端处，随后以不变的速率滑上水平传送带端。已知段的长度，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，货物与两条传送带间的动摩擦因数相同，间距忽略不计，取。下列说法不正确的是（ ）
A. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
B. 倾斜传送带与水平面间的夹角为
C. 货物在水平传动带上做匀变速直线运动的时间为
D. 货物从端运动到端的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的总热量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
内，货物在倾斜传送带上的加速度大小为
根据牛顿第二定律内，有
内，有
解得
，
故A正确，B错误；
D．结合图乙知，传送带的速率，货物在水平传送带上运动的加速度大小为
货物在水平传送带上做匀减速运动的时间
货物在水平传送带上做匀减速运动的位移大小为
解得
由于，货物与传送带共速一起做匀速运动，货物在水平传送带上的相对位移
货物与传送带间因摩擦产生的总热量
解得
故CD正确。
本题选择错误选项；
故选B。
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. 图示为一半圆柱形透明体横截面，横截面的圆心为，半圆柱的半径为，为直径上的点，，透明体的折射率为。现有一细光束以入射角从点射入半圆柱，则（ ）
A. 细光束经两次折射后会从弧面射出
B. 细光束经面折射，在弧面发生两次全反射后再从面射出透明体
C. 细光束第一次射出透明体时，折射角为
D. 细光束第一次射出透明体时，折射角为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．作出光路如图所示
根据折射率表达式有
解得
由于
解得
在中，根据正弦定理可得
设透明体的临界角为，则有
可得
由于
所以光在点发生全反射，又由于
可得
则光在点发生全反射，最后从而射出，故B正确，A错误；
CD．由于
，
则光的入射角为，根据光路可逆可知折射角为，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：如图所示，两人同时通过绳子对质量为的重物分别施加大小均为（为重力加速度的大小）、方向都与竖直方向成的力，重物离开地面高度后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度为。，不计空气阻力，则（ ）
A. 重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间
B. 重物克服地面阻力做的功等于人对重物做的功
C. 重物刚落地时的速度大小为
D. 地面对重物的平均阻力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】C．设停止施力瞬间重物的速度大小为，根据动能定理有
则
设重物刚落地时的速度大小为，根据动能定理有
则
故C错误；
A．重物在空中运动过程，开始在拉力作用下做匀加速运动，速度大小达到后做匀减速运动直至速度为零，之后再做匀加速直线运动直至速度大小为，由此可知上升过程中的平均速度大小为，下降过程中的平均速度大小为，又由于上升、下降位移大小相等，则重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间，故A正确；
B．重物在整个运动过程中，根据动能定理有
则重物克服地面阻力做的功大于人对重物做的功，故B错误；
D．根据动能定理有
则
故D正确。
故选AD。
10. 发电机工作原理可以简化为如图所示的情景。质量为的导体棒垂直于光滑导轨放管，导轨间距为，导轨间分布着垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场。将负载（电阻为的电热毯）接入导轨中形成闭合回路，导体棒在恒力的作用下由静止开始沿光滑导轨运动。时刻，导体棒速度达到。导轨和导体棒电阻忽略不计，导轨无限长，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，导体棒运动速度
B. 时间内发电机电动势随时间先增大后不变
C. 时刻，电热毯的功率为
D. 电热毯的功率最终将达到
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据动量定理有
则
A错误；
B．导体棒在恒力的作用下运动，由于电动势
电流
导体棒所受安培力
导体棒的加速度
由此可知，随着导体棒速度的增大，加速度逐渐减小，当加速度减小为零后，导体棒做匀速运动，由于不知道时刻加速度是否为零，则发电机电动势可能随时间先增大后不变，也可能一直增大，B错误；
C．时刻，电热毯的功率
C正确；
D．最终，导体棒匀速，即
此时
电热毯的功率
D正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 小明在探究“两个互成角度的力的合成规律”时，用到两根相同的橡皮筋、木板、白纸、笔、图钉、细线和刻度尺。请帮助他完善以下步骤。
（1）如图甲所示，先把两根橡皮筋和细绳的一端连接，结点记为。
（2）用刻度尺测量橡皮筋的原长，记为。
（3）如图乙所示，在木板上固定白纸，在白纸上的点固定橡皮筋的上端，用手拉动橡皮筋的自由端，记录此时橡皮筋的长度和结点的位置。
（4）如图丙所示，左手拉动橡皮筋的自由端，右手拉动细线，使得点两次位置重合，记录此时橡皮筋的长度和______。
（5）把橡皮筋和细线互换位置再拉动，使______，记录______。
（6）根据胡克定律可知，橡皮筋的弹力大小和形变是成正比，以形变量的大小作为弹力、及，根据记录的信息作出平行四边形，比较对角线与的大小和方向是否大致相同，从而判断两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则。
【答案】 ①. 与的方向 ②. 点位置再次重合且拉动方向均不变 ③. 橡皮筋的长度
【解析】
【详解】（4）[1]实验时要记录力的大小和方向，力的大小可以通过橡皮筋的形变量获得，力的方向可以沿橡皮筋作直线获得，即需要记录此时橡皮筋的长度和与的方向。
（5）[2][3]把橡皮筋和细线互换位置再拉动，需要使两次力的作用效果相同，故需要再次使点位置重合且拉动方向均不变，需要记录橡皮筋的长度。
12. 李华同学查阅资料：某金属在内电阻值与摄氏温度的关系为，其中为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻和值。可提供的实验器材有：
A．干电池（电动势约，内阻不计）
B．定值电阻（阻值为）
C．定值电阻阻值为）
D．滑动变阻器（阻值范围）
E．滑动变阻器（阻值范围）
F．电流计（量程，内阻约）
G．电阻箱（最大阻值为）
H．摄氏温度计
I．沸水和冷水各一杯
J．开关两个及导线若干
请回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到__________（选填“”或“”）端。
（2）将电阻箱的阻值调为，闭合开关，读出电流计的示数，再闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合前、后电流计的示数没有变化，此时电阻箱的示数为，则电流计的内阻为__________。
（3）利用上述电流计及电路测量该金属的电阻和值的步骤如下：
①断开开关、，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中；
②闭合开关，读出电流计的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数和温度；
③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数和温度的多组数据．
（4）以电阻箱的示数为纵轴，温度为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为__________，温度系数为__________。（结果用表示）
【答案】 ①. ②. ③. 450 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1][2]闭合、断开时，干路中的最大电流约
滑动变阻器两端的电压最小值约为
滑动变阻器的最小电阻约为
滑动变阻器应选用。
为了保护电流计不被损坏，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片向下移动到端。
（2）[3]闭合前、后电流计的示数没有变化，则电流计中的电流与的电流相等，中的电流与中的电流相等，与两端的电压相等，电流计与两端的电压相等，可得电流计的内阻
（4）[4] [5]将取下换成该金属电阻的情况下，同理可得
由图乙得
即
又
则
，
解得
13. 图示为马德堡半球演示器，两半球合在一起时，可形成一直径的球形空腔。现用细软管、双向阀门与容积为、活塞横截面积为的注射器改装成小型的抽气机。在温度为27℃的室内，每次满量从球内缓慢抽出空气。连接处气密性很好，忽略软管的容积，抽气过程中球形空腔温度和体积均保持不变，摩擦不计。已知大气压强，取，计算结果均保留两位有效数字。求：
（1）对球形空腔抽气2次后，球形空腔内的气体压强；
（2）若对球形空腔抽气2次后，将马德堡半球演示器从室内移到室外37℃的太阳下，经过一段时间后，半球两侧至少均用多大的拉力才能把两半球拉开。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）球形空腔容积
注射器的容积，根据玻意耳定律，第一次抽气有
第二次抽气有
解得
（2）马德堡半球演示器从室内移到室外，球内气体等容变化，根据查理定律得
其中，，解得
拉力至少为
解得
14. 如图所示，以长方体的边中点为坐标原点、方向为轴正方向、方向为轴正方向、方向为轴正方向建立坐标系，已知。长方体中存在沿轴负方向的匀强磁场，现有质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）．从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，恰好从点射出磁场。
（1）求磁场的磁感应强度的大小；
（2）若在长方体中加上沿轴负方向的匀强电场，让粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，为使粒子能从点射出磁场，求电场强度的大小；
（3）若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿轴负方向的匀强电场，让该粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，求粒子射出磁场时与点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在平面内做匀速圆周运动，如图中轨迹1所示
根据几何关系有
由洛伦兹力提供向心力，有
解得
（2）粒子在电磁复合场中的运动为匀速圆周运动与类平抛运动的合运动，在长方体中运动的时间
在轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则
又
解得
（3）将初速度分解为，使对应的洛伦兹力恰好与电场力平衡，分解如图所示
即
其中
解得
则根据勾股定理可得
根据几何关系易知与轴正方向的夹角
若仅在对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即
则轨道半径
解得
该分运动的情况如图中轨迹2所示。粒子在磁场中运动的时间
由于粒子也参与速度大小为，方向沿轴正方向的匀速运动，粒子射出磁场时与点的距离
解得
15. 如图甲所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，为轨道的最低点，光滑水平面上有一静止的、足够长、上表面粗䊁的平板车紧挨圆弧轨道右侧放置，平板车质量，其上表面与点等高。质量的滑块（可视为质点）从圆弧轨道最高点由静止释放。取，求：
（1）滑块滑到圆弧轨道的最低点时的速度大小；
（2）滑块在平板车上运动的过程中，系统因摩擦转化的内能；
（3）若平板车上表面铺着特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，滑块运动全过程接触位置动摩擦因数变化情况如图乙所示，经过二者达到共同速度，在此过程中平板车移动的距离，请在图丙中定性画出达到共速之前平板车和物块的速度一时间关系图像，并求出图乙中的（结果可用分数表示）和。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析， ，
【解析】
【详解】（1）从A点到点，由动能定理有
解得
（2）水平面光滑，平板车与滑块组成的系统动量守恒，有
解得
从滑块滑上平板车到二者共速过程中，根据能量守恒有
解得
（3）由图乙知，随着相对位移的增加，加速度逐渐减小，可以得到平板车与滑块速度—时间关系图像如图1所示：
由滑块在平板车上滑行过程中动量守恒可知，任意时刻都有
从开始到达到共速，对时间累积可得
由，可得
二者的相对位移大小为
作出摩擦力随距离的变化关系如图2所示，由图像可知
解得