广东省重点中学2023-2024学年高三下学期期考物理试卷（含答案）

物理试卷
第一部分 选择题（共44分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．
1、家庭装修中不合格的天然大理石有可能释放出过量的放射性元素氡．氡衰变为钋,半衰期为3.8天，则（ ）
A．氡发生一次衰变会减少4个中子 B．衰变放出的射线有很强的电离能力
C．北方比南方气温低，氡的半衰期会变长 D．16个氡经过11.4天后还剩下2个氡
2．图中是生活中磨刀的情景．磨刀石放置在桌面上，并始终处于静止状态．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．刀受到的滑动摩擦力向前 B．磨刀石受到桌面的静摩擦力向前
C．磨刀石和桌面之间只有一对相互作用力 D．磨刀石受到五个力的作用
3．2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场发射成功，顺利将梦天实验舱送入预定轨道．11月1日04时27分，梦天实验舱与天和核心舱组合体完成交会对接．对于梦天实验舱的发射、对接这两个环节，以下说法正确的是（ ）
A．发射过程中，梦天实验舱的重力略有减小
B．对接前，梦天实验舱与核心舱组合体绕地运行的方向相反
C．对接时，梦天实验舱相对核心舱组合体的速度很大
D．对接后，实验舱处于完全失重，不受地球引力作用
4．如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动过程中，缸内气体（ ）
A．内能增加，外界对气体做正功
B．内能减小，所有分子热运动速率都减小
C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
5．某同学研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者间距为L．时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播，时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则（ ）
A．浮标的振动周期为 B．水波的传播速度大小为
C．时刻浮标沿y轴正方向运动 D．水波的波长为
6．疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控预防措施有效落实，工作人员启用了如图甲所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，闭合线圈和发射系统固定在房门上；如图乙所示，当房门关闭时线圈平面水平且穿过线圈磁通量最大，当线圈中出现电流信号时，自动触发后面的信号发射系统向后台发出报警信号．下列说法中正确的是（ ）
甲 乙
A．只有当房门向外打开的过程中，门磁系统才会发生报警
B．此种门磁系统装在左右移动的滑门上不会起作用
C．每次房门从关闭状态到开门至同一位置过程中，线圈产生的热量一定相等
D．每次房门从关闭状态到开门至同一位置过程中，通过线圈的电荷量一定相等
7．某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值，称为负折射率材料．电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．如图所示，波源S发出的一束电磁波的入射角，经负折射率的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中未画出），已知平板介质的厚度为d,电磁波在真空中的传播速度为c,不考虑电磁波在介面处的反射，下列说法正确的是（ ）
A．该电磁波的出射点位于法线的上方
B．电磁波由空气进入平板介质，波长变长
C．电磁波的出射方向与电磁波入射到平板介质的方向垂直
D．电磁波在平板介质中的传播时间为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对的得4分，漏选的得2分，错选、不选得0分．
8．生活中有很多种类的电子秤，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图．称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移．则（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器的带电荷量减小
C．膜片下移过程中，电流表有a到b的电流
D．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势
9．2021年7月，云南的亚洲象北上引发人们关注，有关部门已采取措施引导象群返回了原栖息地．象群经过某一平直路段时，一小象因贪玩落后象群里的象妈妈处时才察觉，于是小象立刻由静止开始以大小为的加速度追赶象妈妈．若象妈妈以大小为的速度匀速前行，小象达到最大速度后的速度保持不变．下列说法正确的有（ ）
A．从小象开始追赶象妈妈起，经它们相距最远
B．小象追赶象妈妈的过程中，与象妈妈的最远距离为
C．从小象开始追赶象妈妈起，经小象追上象妈妈
D．小象追赶象妈妈过程中的位移大小为
10．如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有的正弦交流电，图中D为理想二极管，定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A．副线圈交流电频率为 B．时，原线圈输入电压瞬时值为
C．时，电压表示数为 D．电流表的示数为
11．如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球．小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的电场强度
B．小球动能的最小值为
C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
第二部分 非选择题（共56分）
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分．
12．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为的浅盘里倒入约深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是④___________；（填写步骤前面的数字）
（2）将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是．由此估算出油酸分子的直径为___________m；（结果保留2位有效数字）
（3）某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能是由于（ ）
A．油酸分子未完全散开 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．油酸中含有大量酒精 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液滴数多计了10滴
13．某物理兴趣小组的同学网购了一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，组装酒精测试仪．说明书上给出该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化关系如图甲所示．目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”．醉驾标准是“酒精气体浓度”．除二氧化锡半导体型酒精传感器以外，又从实验室找到以下器材：
图甲 图乙
A．三节干电池串联而成的一个电池组
B．电流表（量程为,内阻．作为酒精浓度表使用）
C．电阻箱（最大阻值为）
D．单刀双掷开关一个，导线若干
（1）根据已有器材设计了如图乙所示酒精测试仪电路原理图
（2）连接好电路后，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为．然后开关向___________（填“a”或“b”）端闭合，此时电流表示数为,并将电流表此时指针对应的刻度线标记为___________;
②逐渐减小电阻箱的阻值，电流表的示数不断变大，电阻箱阻值为时，电流表示数为．按照甲图中的数据将电流表上“电流”刻度线标为“酒精浓度”，此浓度表刻度线上对应的浓度值是___________（填“均匀”或“非均匀”）变化的；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用．
（3）根据以上操作计算出三节串联干电池的电动势为___________V,内阻为___________．（结果保留1位小数）
（4）某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现电流表指针满偏，则测量的酒精浓度___________（填“有”或“没有”）达到醉驾标准．
四、计算题：本题共3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
14．（8分）我国新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，其基本原理如图所示，在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中，两根平行金属轨道固定在水平面内，相距为L,电阻不计．轨道端点间接有阻值为R的电阻．一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好．飞机着舰时质量为M的飞机迅速通过绝缘绳钩住导体棒,钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度v,忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来．求：
（1）飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；
（2）从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中R上产生的焦耳热．
15．（14分）如图所示，在一底边长为,底角的等腰三角形区域内（O为底边中点）有垂直纸面向外的匀强磁场．边上方有平行金属板，间距为．有一质量为m,电量为q的带正电粒了从金属板左侧边缘，以平行于极板的初速度紧贴上极板入射．经电场偏转后，从O点穿过下极板缝隙进入磁场，恰好从顶点P处离开，不计重力与空气阻力的影响．求：
（1）平行金属板间的电势差U；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B;
（3）粒子从进入极板到离开磁场过程中运动的总时间t．
16．（16分）两等高的长木板M、N放在光滑水平面上，两木板相邻但不粘连，木板N固定在水平面上，右侧固定有半径的光滑半圆轨道，半圆轨道最下端与长木板N的上表面相切，长木板N上放着质量的物块A与质量的物块B,A与B均可视为质点，用一轻质细绳连接，且在A、B间夹一被压缩的轻质弹簧（弹簧与A、B均不拴接），细绳长度小于弹簧原长．烧断细绳后A水平向左、B水平向右运动，之后B冲上半圆轨道，经过轨道的最低点时对轨道的压力大小是；A滑上长度为的木板M．木板N的上表面光滑，物块A和木板M上表面间的动摩擦因数为，木板M的质量为,重力加速度g取,求：
（1）最初压缩的轻质弹簧的弹性势能；
（2）A滑离M瞬间的速度大小；
（3）为了使A不滑离M,从A刚滑上M开始，对M施加一个水平向左的拉力F,求拉力F大小的取值范围．
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
选项 B D A C C D D AD CD AC AB
12．（1）①②⑤③ （2） （3）AB
13．（2）a 0.2 非均匀 （3）4.5 1.0 （4）有（每空2分）
14．解：（1）飞机钩住金属棒后它们以速度开始在安培力的作用下做减速运动，所以当它们速度为v时安培力最大，此时由安培力产生的加速度也最大，有 （2分）
（1分）
（1分）
联立解得 最大加速度 （1分）
（2）根据能量守恒可知，电路的总焦耳热为 （1分）
（1分）
联立解得 （1分）
15．解：（1）粒子在平行金属板间做类平抛运动，
则有 （1分） （1分） （1分）
联立解得 （1分）
（2）根据动能定理 （2分）
解得粒子到达O点的速度
则此时速度方向与水平方向夹角为 （1分）
根据几何关系，粒子在磁场中圆周运动的半径 （1分）
根据洛伦兹力提供向心力 （1分）
联立解得 （1分）
（3）粒子在平行金属板间运动时间 （1分）
粒子在磁场中做圆周运动的周期 （1分）
粒子在磁场中圆周运动的时间 解得 （1分）
则粒子从进入极板到离开磁场过程中运动的总时间 （1分）
16．解：（1）设弹簧恢复到原长时B的速率为，则有 解得 （1分）
对系统，则从剪断细绳到弹簧恢复原长的过程中 解得 （1分）
弹簧储存的弹性势能为 （1分） 解得 （1分）
（2）设A滑离M板时的速率为,木板M速度为v,A在木板M上滑动的过程满足
（2分）
（2分）
解得 （1分）
（3）为了使A刚好不从M的左端滑离M,当A滑到M的最左端时，二者的速度刚好相等．
A的加速度大小为,且有 （1分）
对M施加的最小拉力为，此时对应M向左的加速度大小为,则有
（1分）
（1分）
（1分）
解得 （1分）
为了使A不从M的右端滑离M,当A和M共速后能相对静止一起运动．对整体最大加速度为
（1分）
解得 （1分）
故为了使A不滑离M,对M施加的拉力F应满足