广东省梅州市2023-2024学年高三（上）期末物理试卷（含答案）

广东省梅州市2023-2024学年高三（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年月居里夫妇发现了放射性比铀强百万倍的镭，镭的半衰期为年，镭衰变为氡的方程。下列说法正确的是( )
A. 该衰变为衰变
B. 该衰变为衰变
C. 增加环境温度可以使镭的半衰期变为年
D. 经过年，个镭中将有个镭发生衰变
2.“打水漂”是一种常见的娱乐活动，以一定的高度水平扔出的瓦片，会反复的在水面上弹跳前进，假设瓦片和水面相撞后，在水平方向，速度没有损失，而在竖直方向，碰撞后速度方向相反，大小减小，在忽略空气阻力的情况下，以下四幅图有可能是瓦片轨迹的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，半径为的半球形碗固定在水平面上，为半球的球心，一只蚂蚁从半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬，爬到位置时刚好要下滑，此时与竖直方向夹角为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，蚂蚁与碗内表面的动摩擦因数为，蚂蚁的质量为，下列说法正确的是( )
A. 越大，越大 B. 越大，越大 C. 越大，越大 D. 越小，越大
4.科学研究表明，地球周围存在的磁场虽然微弱，但作用巨大，既可以抵御宇宙射线对地球的侵扰，也会影响生物的定向迁徙，甚至会影响人的身体健康。如图所示为地球周围的磁感线分布磁偏角的影响可以忽略，下列关于地磁场的说法正确的是( )
A. 地球周围的磁感线起始于地球南极附近，终止于地球北极附近
B. 地面附近，磁感应强度的方向与地面平行
C. 地面附近，赤道处的磁感应强度大小大于两极处的磁感应强度大小
D. 由外太空垂直射向赤道的带正电粒子将向东偏转
5.如图，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，为电鲶身体的中点，且为鱼身长的一半，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 点电势高于点电势
B. 点场强和点场强相同
C. 将正电荷由点移动到点，电场力做正功
D. 当电鲶产生的电压时，间的电压为
6.光导纤维又称光纤，是传光的细圆玻璃丝，图是光纤导光后的效果。现让由甲、乙两种单色光组成的复合光，从一根直的光纤端面以入射角射入，第一次折射后光路如图所示，两束单色光均在侧面发生全反射，下列说法正确的是( )
A. 乙光在光纤中全反射临界角比甲光大
B. 乙光在光纤中传播速度比甲光大
C. 乙光在光纤中传播时间比甲光长
D. 两种光在空气中传播遇到相同小孔时，乙光更容易衍射
7.如图所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所。机器人内电池的容量为，负载时正常工作电流约为，电池容量低于时不能正常工作，此时需要用充电器对其进行充电，充电器的输入电压如图所示。下列说法正确的是( )
A. 充电器的输入电流频率为
B. 充电器的输入电压瞬时表达式为
C. 机器人充满电后电池的电量为
D. 机器人充满电后，负载时大约可以持续正常工作
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，水袖舞是中国京剧的特技之一。某时刻抖动可简化为如图，则( )
A. 处的质点回复力最大
B. 质点振动到处时速度最大
C. 加快抖动的频率，传播速度变快
D. 处的质点经过四分之一个周期到达处
9.火卫一和火卫二是火星仅有的两颗天然卫星，其轨道近似为圆周，天文观测发现火卫一距离火星中心千米，火卫二距离火星中心千米，科学家已经确认火卫一的公转轨道正在缓慢下降，而火卫二却在慢慢远离火星，对于火星的两颗卫星，下列说法正确的是( )
A. 火卫一的向心加速度大于火卫二
B. 火卫一的公转线速度小于火卫二
C. 火卫一的公转线速度缓慢增大，火卫二的公转线速度缓慢减小
D. 火卫一的公转线速度缓慢减小，火卫二的公转线速度缓慢增大
10.如图所示，某建筑工地正用吊车将装混凝土的料斗竖直向上起吊到高处，料斗从静止开始向上运动的加速度随上升高度变化的规律如图所示，若装有混凝土的料斗总质量为吨，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 从到运动过程，料斗做匀减速运动
B. 从静止开始上升到高度时，料斗的速度大小为
C. 从静止开始上升过程中，料斗运动的时间为
D. 从静止开始上升过程中，吊车对料斗做功为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.某同学用单摆测重力加速度，装置如图所示，其中悬挂的小球为磁性小球，。
用游标卡尺测量小球的直径，示数如图所示，读数为______。
打开手机的磁传感器，将手机放在静止小球的正下方，让小球做单摆运动，小球运动到最低点时，手机就接收到一个磁感应强度脉冲，若接收到连续的个磁感应强度脉冲所用时间为，则单摆摆动的周期 ______；若测得摆线长为，则当地的重力加速度为 ______结果保留小数点后两位。
为了减小实验误差，该同学通过改变摆长多次实验，测得多组摆长与对应的周期，建立坐标系，作出的图像如图所示，测得图像的斜率为、则求得的重力加速度 ______用和表示。
12.某实验小组，欲测量一节号电池的内阻和待测定值电阻的阻值，器材如下：
待测号电池一节电动势，内阻待测，同规格待测电阻若干，毫安表量程，内阻，开关，导线若干。实验步骤如下：
按图所示电路图，连接实物电路。
依次将只定值电阻、只定值电阻、只定值电阻串联接入电路中，电路中毫安表的读数依次为、、，将电流表的读数记录在表格中。
接入电路的电阻个数
毫安表读数
电流倒数
断开电路，整理器材。
根据以上操作，试回答下列问题：
电路中电动势，电流，定值电阻，所满足的关系是______用代表相应物理量的字母表示，设接入电路中的定值电阻个数为。
以为纵坐标，为横坐标，在坐标纸上描点，如图所示，其中第组数据坐标纸上没有描出，请在图中将它描出，并在坐标纸上完成作图。
根据图中的图像，可知电源的内阻 ______，定值电阻的阻值 ______。结果均保留两位有效数字
若实际电源的电动势略低于，则电源内阻的测量值将______。
A.偏大
B.偏小
C.准确
D.不确定
四、简答题：本大题共1小题，共13分。
13.如图所示，门球又称槌球，比赛时以球槌击球，球过球门即可得分如图所示，某次比赛中完全相同的号球、号球与门洞恰好位于一条直线上，两球之间的距离，号球与球门之间的距离。运动员用球槌水平打击号球，使其获得向右的初速度，经过一段时间后，该球以的速度与号球发生碰撞碰撞时间极短，碰后号球又向前运动了后停下来已知两球质量均为，将两球的运动视为一条直线上的滑动并且两球与地面间的动摩擦因数相同，重力加速度取。
求球与地面的动摩擦因数；
求两球碰撞过程中损失的机械能；
通过分析，判断号球能否进门得分。
五、计算题：本大题共2小题，共24分。
14.干瘪的乒乓球在室外温度为时，体积为，球内压强。为了让乒乓球鼓起来，将其放入温度恒为热水中，经过一段时间后鼓起来了，体积恢复原状为，此过程气体对外做功为，球内的气体视为理想气体且不漏气，若球内气体的内能满足为常量且大于零，求：
恢复原状的乒乓球内气体的压强；
干瘪的乒乓球恢复原状的过程中，乒乓球内气体吸收的热量。
15.某科研小组设计了一种列车的电磁阻尼辅助刹车系统，原理如图所示。在列车的车厢下面固定一个磁场控制系统，能在长为、宽为的矩形区域内产生方向竖直向下、大小为的匀强磁场，在铁轨上安装长为、宽为的单匝矩形线圈若干个，相邻两个线圈间距为，每个线圈的电阻为。设质量为的列车以初速度无动力进入减速区域，运动过程中制动力可以改变，使列车做匀减速直线运动，当列车磁场控制系统的磁场刚好通过个线圈时，列车的速度减为零，重力加速度为，求：
磁场控制系统的磁场全部进入第一个线圈过程中，通过第一个线圈截面的电荷量；
磁场控制系统的磁场刚进入第二个线圈时，克服安培力做功的瞬时功率；
整个刹车过程中，除电磁阻力外的其它阻力的冲量。
1.【答案】
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13.【答案】解：根据动能定理
解得
设球碰后速度为，根据动能定理
解得
设球碰后速度为，设向右为正方向，根据动量守恒定律
解得
根据能量守恒，损失的机械能为
代入数据解得
设号球碰后运动的距离为，根据动能定理
解得
故号球能够进门得分。
答：求球与地面的动摩擦因数为；
求两球碰撞过程中损失的机械能为；
号球能够进门得分，详见解析。
14.【答案】解：理想气体初状态：压强，温度，体积
理想气体末状态：设压强为，温度，体积
由理想气体状态方程有：
代入数据可得：
室外温度为时，气体内能
室外温度为时，气体内能
则气体内能的变化量：
气体对外做功为，所以
由热力学第一定律有：
代入数据可得：
答：恢复原状的乒乓球内气体的压强为；
干瘪的乒乓球恢复原状的过程中，乒乓球内气体吸收的热量为。
15.【答案】解：根据电流的定义式及法拉第电磁感应定律可得
联立解得。
由于列车做匀减速直线运动，当磁场控制系统刚好通过个线圈时列车的速度减为零，
故根据变速直线运动规律可得设磁场控制系统的磁场刚进入第二个线圈时，列车速度为，
则根据匀变速直线运动规律可得，
此时线框受到安培力为，
克服安培力做功的瞬时功率为
联立解得，
磁场控制系统进入到完全离开每个线圈过程中，通过每个线圈截面的电荷量相等。
以水平向右为正方向，对整个过程运用动量定理可得
其中联立解得，方向水平向左。
答：磁场控制系统的磁场全部进入第一个线圈过程中，通过第一个线圈截面的电荷量为；
磁场控制系统的磁场刚进入第二个线圈时，克服安培力做功的瞬时功率；
整个刹车过程中，除电磁阻力外的其它阻力的冲量，方向水平向左。
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