2023-2024学年广东省深圳市罗湖区高三（上）期末质量检测物理试卷（含解析）

2023-2024学年广东省深圳市罗湖区高三（上）期末质量检测物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年月日时，日本福岛第一核电站启动核污染水排海．核污染水含高达种放射性元素，其中氚衰变过程中产生的电离辐射可损害，是致癌的高危因素之一，半衰期为年．其衰变方程为下列说法正确的是
A. 衰变方程中，
B. 是光子，其动量为零
C. 秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度会变慢
D. 经过年，氚将全部衰变结束
2.我们在夜晚点亮蜡烛，可以看到蜡烛火焰呈向上升起的“锥形”，如图所示。如果在我国梦天实验舱中演示点亮蜡烛的实验，则可以看到( )
A. 蜡烛不能点燃，因为太空舱处于完全失重状态，氧气分子几乎不动
B. 蜡烛能点燃但瞬时熄灭，因为燃烧产生的二氧化碳隔断了氧气的供给
C. 如果氧气充足，点燃的蜡烛火焰也呈向上升起的“锥形”
D. 如果氧气充足，点燃的蜡烛火焰没有呈向上升起的“锥形”，而是向四周一样的“球形”
3.年月日在距离地球公里的中国空间站，位“太空教师”在“天宫课堂”进行了第四课授课，神舟十六号航天员在实验舱演示了钢球在太空舱中的悬停现象。则针对悬停的钢球有( )
A. 由于钢球悬停不动，可见太空舱里重力加速度为零
B. 钢球围绕地球做匀速圆周运动，比地面赤道上的物体转动快
C. 钢球围绕地球做匀速圆周运动，它离地的高度比地球同步卫星高
D. 由于钢球悬停不动，钢球所在的太空舱里无法称物体的质量
4.小明利用手机中的加速度传感器测量手机运动过程的加速度、他用手掌平托手机，从静止开始上下运动，手机软件显示竖直方向上的图像如图所示，该图像以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A. 手机在时刻速度减到零
B. 手机在时刻改变运动方向
C. 在到时间内，手机受到的支持力先增大后减小
D. 在到时间内，手机先处于失重状态后处于超重状态
5.科学家常在云室中加入铅板以降低运动粒子的速度。图示为物理学家安德森拍下的正电子在云室中运动的径迹，已知图示云室中有垂直纸面方向的匀强磁场，由图可以判定( )
A. 匀强磁场方向向外
B. 正电子由下而上穿过铅板
C. 正电子在铅板上、下磁场中运动中动量大小相等
D. 正电子在铅板上、下磁场中运动角速度相同
6.某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈的匝数为，磁场的磁感应强度大小为，方向与线圈轴线的夹角为。若某次吸气时，在时间内每匝线圈面积增加了，则线圈在该时间内的平均感应电动势为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，手摇发电机产生的正弦交流电经理想变压器给灯泡供电，当线圈以角速度匀速转动时，灯泡正常发光，电压表示数为。已知理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比为，发电机线圈的电阻为，灯泡正常发光时的电阻为，其他电阻忽略不计，则( )
A. 手摇发电机输出电流为
B. 灯泡电压的最大值为
C. 灯泡的额定功率为
D. 若在灯泡两端并联一个相同的灯泡，则灯泡的亮度不变
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲所示为某品牌负离子空气净化器，其产生负离子的原理如图乙所示，针状电极和弧形电极之间加上直流高压，使其间的空气发生电离，产生的负离子通过鼓风装置排出。在连线上，下列说法正确的是( )
A. 离点越近，场强越大，电势越低 B. 离点越近，同一正离子的加速度越小
C. 离点越近，同一负离子的电势能越大 D. 各点的电势都大于零
9.碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动。游乐场上，大人和小孩各驾着一辆碰碰车迎面相撞，碰撞前后两人的位移时间图象图象如图所示。已知小孩的质量为，大人的质量为，碰碰车质量相同，碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 碰撞前后小孩的运动方向有改变
B. 碰碰车的质量为
C. 碰撞过程中损失的机械能为
D. 碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量大小为
10.比亚迪“汉”是全球首款搭载“刀片电池”的车型，若该车装配了块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是、平均工作电压是，则下列说法正确的是
( )
A. 单块电池充满电后储存的电荷量是
B. 单块电池充满电后储存的电能是
C. 若该车在某次行驶中平均能耗是，则其续航里程是
D. 若某块电池充电电流是，则经过可将该电池从其容量的充到
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示。
关于该实验，下列说法正确的是__________；
A.干涉条纹与双缝垂直
B.拿掉单缝也可以看到明显的干涉条纹
C.干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D.若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小
某同学在做该实验时，在同一视野中选取了、两条纹，第一次分划板中心刻度对齐条纹中心时图乙，游标尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度对齐条纹中心时图丁，游标尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为，双缝到屏的距离为，则图丙游标尺的示数为__________，两个相邻亮条纹或暗条纹间的距离为__________。所测单色光波长为__________。
12.某研究性学习小组，设计如图所示的实验电路图，研究伏安法测电阻及误差情况。电压表的内阻、电流表的内阻和待测电阻的真实值分别用字母、、表示。
在图中，用笔划线代替导线，将实验电路连接完整 ；( )
如果电键接端点，电压表的示数为，电流表的示数为，该情况下电阻的测量值为__________；
如图所示，两条伏安特性曲线中，一条是接端点的测量图线，一条是接端点的测量图线，则图线是接端点__________填写“”或“”的测量图线；
若约为，约为，约为，则比较准确的测量方法是将电键接端点__________填写“”或“”。如果各电阻大约阻值未知，则可将电键依次接端点和端点。若观察两次测量中电流表的读数几乎未变，电压表读数变化较大，发生这种现象的原因是__________，则比较准确的测量方法是将电键接端点__________填写“”或“”。
四、简答题：本大题共2小题，共22分。
13.如图，某实验小组为测量一个玻璃葫芦的容积，在玻璃葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明足够长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。
求温度变化过程中氮气对外界做的功；
求葫芦的容积。
14.如图所示，一半径为、质量为、电阻为的细圆形闭合线圈，线圈匝数为匝。在足够长的磁铁产生的径向辐射状磁场中由静止开始下落，线圈下落高度时，速度达到最大值，此时线圈中的感应电流值为。已知线圈下落过程中环面始终水平且所经过位置的磁感应强度大小都相同，重力加速度大小为，不计空气阻力。求：
径向辐射状磁场的磁感应强度大小；
线圈的最大速度大小。
五、计算题：本大题共1小题，共16分。
15.如图所示，为某一食品厂家的生产流水线的一部分，轨道是半径为的半圆，产品加工后以的速度从点沿光滑轨道开始下滑，到达轨道最低点处时，与静止在此处的产品发生弹性碰撞假设每一个产品的质量均为，被碰后的产品沿粗糙的水平轨道滑动，以的速度滑上运行速度为的传送带。其中段为生产线中的杀菌平台，长度为，传送带的摩擦因数为，长度为，求：
为了保证产品以最短的时间经过，则传送带的速度应满足什么条件
求段杀菌平台的摩擦因数；
调整产品从点出发的速度可以调整杀菌的时间，求产品既不脱轨又能到达传送带的最长杀菌时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒判断选项；
根据光子动量公式判断选项；
半衰期与温度无关；
根据半衰期的意义分析项。
本题考查了核衰变、半衰期等基础知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点，注意衰变过程中质量数守恒，理解半衰期的含义。
【解答】
【解答】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒可知，，，故A正确；
B、根据光子动量公式，其动量不为零，故B错误；
C、氚的衰变速度与半衰期有关，半衰期与温度无关，故C错误；
D、每经历一个半衰期，剩下的原子核数量是原来的一半，经过年，两个半衰期，剩下的氚为原来的，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】因为在地面上燃烧后的热气上升、冷气下降，所以火焰呈锥形。而在空间站里，空气分子完全失重，几乎消除冷热空气对流，燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同，所以它的火焰呈近似球形。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.钢球在太空中一样受到地球对其的重力，所以重力加速度不为零，故A错误；
由
得
由题目数据可知空间站的高度比同步卫星低，所以钢球围绕地球做匀速圆周运动，比同步卫星转动得快，而由
可知同步卫星比地面赤道上的物体转动快，所以钢球围绕地球做匀速圆周运动，比地面赤道上的物体转动快，故B正确，C错误；
D.在太空中不能用天平称物体的质量，但可以通过其它方法称得物体质量，故D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】【分析】在图像中，轴上方加速度为正，表示物体在加速运动；轴下方加速度为负，表示物体在减速运动。图像与时间轴围成的“面积”表示速度的变化量。加速度的方向代表了合力的方向，由牛顿第二定律可列方程判断支持力变化。
加速度是连接力学与运动学的桥梁。通过加速度变化情况，可判断速度变化情况，可判断物体所受合力变化情况。
【解答】解：手机在 时刻向上的加速度最大，此时手机向上加速，选项A错误；
B.手机在 时刻加速度为零，此时手机向上的速度达到最大，以后将向上减速，则 时刻手机没有改变运动方向，选项B错误；
C.在 到 时间内，手机加速度向上且先增加后减小，则根据
可知，手机受到的支持力先增大后减小，选项C正确；
D.在 到 时间内，手机加速度先向上后向下，则手机先处于超重状态后处于失重状态，选项D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】正电子在匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，则有
解得
由于正电子经过铅板后速度会减小，可知正电子经过铅板后的轨迹半径减小，从图中可以看出正电子在铅板上方轨迹半径比下方轨迹半径大，故正电子由上而下穿过铅板，由左手定则判断匀强磁场方向向里，故AB错误；
C.正电子经过铅板后速度会减小，则正电子经过铅板后动量减小，正电子在铅板上、下磁场中运动中动量大小不相等，故C错误；
D.正电子在磁场中做圆周运动的角速度为
可知正电子在铅板上、下磁场中运动角速度相同，故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】解：根据法拉第电磁感应定律可知平均感应电动势，故A正确，BCD错误；
故选：。
根据法拉第电磁感应定律分析解答。
本题考查法拉第电磁感应定律，解题关键掌握基本公式，注意磁通量的变化。
7.【答案】
【解析】变压器可视为理想变压器，则原线圈电压为，变压器原线圈与副线圈的匝数比为，由
可得副线圈输出电压的有效值为
则灯泡电压的最大值为
灯泡的额定功率为
手摇发电机输出电流为
故AB错误，C正确；
D.由于发电机有内阻，在负载端再并联一个相同的灯泡，副线圈总电阻减小，副线圈总电流增大，则原线圈电流增大，发电机内电压增大，发电机输出电压减小，原副线圈电压都减小，灯泡变暗，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】解：、高压供电装置正极接地，针状电极接电源负极，而弧形电极接地，可知弧形电极点的电势高于针状电极点的电势，且离点越近电势越低，而针状电极尖端处电荷的密集程度大，因此离点越近，场强越大，故A正确；
B、离点越近，场强越大，正离子所受电场力越大，加速度越大，故B错误；
C、离点越近，电势越低，由可知，负电荷在电势越低的位置电势能越大，则离点越近，同一负离子的电势能越大，故C正确；
D、弧形电极接地，则弧形电极上各点的电势为，间各点不包括点的电势均低于弧形电极上的电势，电势均小于零，故D错误。
故选：。
电场线由正极指向负极，针状电极尖端处电荷的密集程度大，沿电场线方向电势逐渐降低；根据电场力公式和牛顿第二定律判断加速度的大小；根据判断电势能的大小；弧形电极接地，电势为零，根据电场特点判断电势的高低。
本题考查电场，解题关键是知道电场线的疏密程度表示场强的大小，沿电场线方向电势逐渐降低，掌握电场力和电势能的公式。
9.【答案】
【解析】A.位移间图线的斜率表示速度，规定小孩初始运动方向为正方向，由图可知，碰后两车一起向反方向运动，故碰撞前后小孩的运动方向发生了改变，故A正确；
B.由图可知，碰前瞬间小孩的速度为

大人的速度为
碰撞后的共同速度为
设碰碰车的质量为，规定小孩的运动方向为正方向，由动量守恒定律有
代入数据解得
故B正确；
D.规定小孩开始运动方向为正方向，碰撞前小孩与其驾驶的碰碰车的总动量为
碰后总动量为
根据动量定理可知

故D错误；
C.由能量守恒定律可得碰撞过程中损失的机械能为
故C正确。
故选ABC。
10.【答案】
【解析】【分析】
结合题设和电流的定义式得出单块电池充满电后储存的电荷量即可判断；根据电功的公式计算单块电池充满电后储存的电能即可判断；结合题设得出该车储存的电能，从而计算出该车的续航里程即可判断；计算经过的容量即可判断。
【解答】
A、单块电池充满电后储存的电荷量，故A错误；
B、单块电池充满电后储存的电能，故B正确；
C、该车储存的电能为，则该车的续航里程为，故C错误；
D、若某块电池充电电流是，则经过，其容量，即可将该电池从其容量的充到，故D正确。
11.【答案】
【解析】为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，故A错误；
B.单缝的作用是产生相干光，所以拿掉单缝不可以看到明显的干涉条纹，故B错误；
根据公式
可知，干涉条纹疏密程度与双缝间距离、双缝到屏的距离和光的波长有关，绿光的波长小于红光的波长，若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小，C错误，D正确。
故选D。
由图丙可知，读数为
由图戊可知，读数为
由图乙和图丁可知，、两条纹间有个间距，则两个相邻亮条纹或暗条纹间的距离为
根据公式
代入数据解得所测单色光波长为
12.【答案】 电压表内阻远大于待测电阻，电压表分流几乎为零，但电流表内阻较大，分压较大
【解析】实物连接如图。
根据欧姆定律
电阻的测量值为
两条伏安特性曲线中，接端点的测量值为
测量值偏小斜率小，接端点的测量值为
测量值偏大斜率较大，则图线是接端点的测量图线。
约为，约为，约为，则
故选用电流表内接法误差较小，应接端点。
观察两次测量中电流表的读数几乎未变，电压表读数变化较大，发生这种现象的原因是电压表内阻远大于待测电阻，电压表分流几乎为零，但电流表内阻较大，分压较大。因此应采用电流表外接法，即接端点。
13.【答案】 ；
【解析】由功的定义式可得
解得氮气对外界做的功
设葫芦的容积为 ，封闭气体的初、末态温度分别为、，体积分别为、，根据盖吕萨克定律有
又因为
联立以上各式并代入数据得
14.【答案】 ；
【解析】线圈下落高度时，速度达到最大值时有
线圈受到的安培力为
其中
径向辐射状磁场的磁感应强度大小为
线圈中的感应电动势为
根据欧姆定律
解得线圈的最大速度 大小为
15.【答案】解：若产品由到一直加速，则传送时间最短。
由动能定理，
解得，则传送带速度。
产品从运动到的过程，由动能定理得，
产品和产品发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒
，
，
解得
，，
产品进入杀菌平台后由动能定理得
，解得。
若要保证不脱轨，则产品在点的最小速度满足，
从到由动能定理，产品进入杀菌平台的最小速度，
产品减速到的距离为，由动能定理得，解得
产品进入杀菌平台后由动量定理得，
解得。
【解析】产生从到一直加速时，所用时间最短，根据动能定理求解；
产品从到，由动能定理求出在点的速度，产品与发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒列式求出碰后两者速度，再分析产品从到的过程，根据动能定理列式可求动摩擦因数；
产品不脱轨的临界情况是在点恰好由重力提供向心力，由此求出点速度，利用动能定理求出在点的速度，分析在杀菌平台上的运动过程可知恰好到达点减速为零，由动量定理求时间。
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