2023届海南省海口市海南华侨中学高三下学期第四次模拟考试物理试题（含解析）

2023届海南省海口市海南华侨中学高三下学期第四次模拟考试物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．在很多矿物质中，都不同程度地含有放射性元素，下列说法正确的是（　　）

A．α射线、β射线和γ射线都是电磁波

B．在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强

C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核外的电子

D．氡的半衰期为3.8天，矿物中氡原子核经过7.6天后全部消失

2．2022年11月20日，中国无人机闪耀足球世界杯开幕式。其中两架无人机a、b同时从同一地点竖直向上直线飞行，v－t图像如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．t=20s时，无人机b在a的上方

B．10s~30s，无人机a处于超重状态

C．t=15s时，两架无人机a、b处在同一高度

D．0~30s，两架无人机a、b的平均速度相等

3．红、黄、蓝三束单色光，在某介质内以相同的入射角射入真空中，列说法中正确的是（  ）

A．在该介质中传播时蓝光速度最大

B．光从该介质射入真空时蓝光偏折角最大

C．若蓝发生了全反射，则红光、黄光也一定发生了全反射

D．若三种色光分别用同一个装置进行双缝干涉，蓝光干涉条纹间距最大

4．三个相同的建筑管材（可看作圆柱体）静止叠放于水平地面上，其截面示意图如图所示，每个管材的质量均为m。各管材间接触，设管材间光滑、管材与地面间粗糙。对此下列说法中正确的是（    ）

A．管材与地面接触处的压力大小为 B．上下管材接触处的压力大小为

C．管材与地面接触处没有摩擦力 D．下方两管材之间一定有弹力

5．如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是（　　）

A．摩擦力对物体做的功为mv2

B．电动机多做的功为

C．系统产生的内能为

D．传送带克服摩擦力做的功为

6．如图所示，某同学从相同高度的两位置先后抛出同一篮球，恰好都垂直撞击在篮板同一位置，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．篮球从两位置抛出时的速度大小相等

B．篮球从A位置抛出到撞击篮板的时间大于从位置抛出到撞击篮板的时间

C．篮球从A位置抛出时的水平分速度小于从位置抛出时的水平分速度

D．篮球两次从抛出到撞击篮板的过程中重力做功的平均功率相等

7．如图所示，小球甲在竖直面内摆动的周期为，悬线长为L；小球乙在水平面内做匀速圆周运动，悬点为、轨迹圆圆心为，甲、乙两小球都能视为质点。下列说法正确的是（　　）

A．小球甲的向心力由合力来充当

B．小球乙的向心力由拉力来充当

C．若小球乙运动的周期为，则与小球乙连接的悬线长度为L

D．若、两点间的距离为L，则小球乙运动的周期为

8．无限长通电直导线周围磁场的磁感应强度大小为（其中k为比例系数，I为直导线的电流强度，d为离直导线的距离）。如图所示，在光滑绝缘桌面上有三根相互平行无限长的通电直导线a、b、c，均处于静止状态。导线b、c的间距是导线a、b的两倍，导线b中电流大小为，方向水平向右。下列说法中正确的是（　　）

A．导线a中电流大小为，方向水平向右

B．导线a中电流大小为，方向水平向左

C．导线c中电流大小为，方向水平向左

D．导线c中电流大小为，方向水平向右

二、多选题

9．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，原线圈接入图乙所示的正弦脉冲电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的（　　）

A．图乙中电压的有效值为

B．电压表的示数为22V

C．R处出现火警时，电流表示数变大

D．R处出现火警时，电阻消耗的电功率减小

10．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，外界对气体做功，放热

B．B→C过程中，气体分子的平均动能减少

C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少

D．D→A过程中，外界对气体做功，气体内能增加

11．如图所示，ab是半径为R=1m的圆的一条直径，该圆处于平行该圆周平面的匀强电场中。将质子从a点以30eV的动能在该平面内朝着不同方向射出，质子可经过圆周上所有点。其中，到达c点的动能最大为90eV。已知∠cab=30°，若不计重力和阻力，且规定圆心O处电势为0，则下列说法正确的是（　　）

A．电场方向为Oc方向

B．电场强度大小为40V/m

C．b点电势为20V

D．质子经过该圆周时，可能具有电势能为40eV

12．航天员翟志刚、王亚平、叶光富计划将于2022年4月16日乘坐神舟十三号载人飞船返回地球，这是我国航天员首次完成空间站在轨6个月的任务计划，在返回的时刻，神舟十三号飞船首次采用快速返回方案。已知神舟十三号载人飞船绕地球做周期为的椭圆运动，近地点A到地心的距离为，远地点B到地心的距离为。空间站M在离地球表面高度的轨道上做周期为的匀速圆周运动。已知椭圆轨道与圆周轨道在远地点B相切，要使神舟十三号载人飞船与空间站顺利完成对接。下列说法正确的是（　　）

A．

B．神舟十三号载人飞船在远地点的向心加速度等于空间站的向心加速度

C．神舟十三号载人飞船在远地点B点火加速，才能与空间站顺利对接

D．神舟十三号载人飞船在从近地点A到远地点B运动的过程中，动能减小，引力势能增大，机械能增大

三、单选题

13．如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，导轨间距为l，bc间电阻为R，其它部分电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M、N。并与导轨成角，金属杆以的角速度绕N点由图示位置逆时针匀速转动到与导轨ab垂直。转动过程中金属杆与导轨始终接触良好，金属杆电阻忽略不计，则在金属杆转动过程中（　　）

A．M、N两点电势相等

B．金属杆中感应电流的方向由M流向N

C．电路中感应电流的大小始终为

D．电路中通过的电荷量为

四、实验题

14．在“测定玻璃的折射率”实验中：某同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb’间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，试作图分析他测得的折射率______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

15．如图甲所示，某叠层电池是由多块干电池块串联在一起组成，它与普通干电池性质相似。现用该电池与表头、滑动变阻器组装成一个 × 10k倍率的欧姆表，其原理图如图乙所示。为了将表头电流刻度改为电阻刻度，该同学进行了如下操作：

①将两表笔短接，调整滑动变阻器，使表头指针指到右侧“0”刻度线处；

②在两表笔间接入电阻箱，调节电阻箱阻值为150kΩ时，表头示数为30μA；再调节电阻箱阻值为450kΩ时，表头示数为15μA。

根据以上信息，回答下列问题：

（1）图乙中a表笔是___________（填“红表笔”或“黑表笔”）；

（2）叠层电池的电动势为___________V，改装的欧姆表内阻是___________kΩ，表头的满偏电流Ig= ___________μA；

（3）将电流刻度改为电阻刻度，电流为7.5μA处对应的电阻值为___________kΩ。

16．为测定当地重力加速度g值，某实验小组用图甲所示装置进行实验。长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端栓一质量为m的小球（尺寸相对L足够小），在悬点O点正下方L处的N点放有一光电门。

实验步骤如下：

（1）用螺旋测微器测出小球的直径D，示数如图乙，小球直径___________cm；

（2）将小球拉偏离竖直方向的某位置，用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为；

（3）释放小球，测出小球经过光电门的时间为，则小球经过光电门的速度为___________；

（4）写出D、L、θ、和g之间的关系式：___________（忽略空气阻力的影响）；

（5）若多次从不同夹角θ处释放，得到和的关系图象如图丙所示，图象的斜率的绝对值为k，则当地的重力加速度为___________（用D、k、L表示）。

五、解答题

17．一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标为-1 m和-9 m，波传播方向由右向左，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰。试估算：

（1）这列波的传播速度多大？

（2）从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？

（3）当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？

18．如图所示，质量为m1=3kg的二分之一光滑圆弧形轨道及一质量为m2=1kg的物块P紧靠着（不粘连）静置于光滑水平面上，B为半圆轨道的最低点，AC为轨道的水平直径，轨道半径R=0.3m。一质量为m3=2kg的小球（可视为质点）从圆弧轨道的A处由静止释放，g取10m/s2，求：

（1）小球第一次滑到B点时的速度v1

（2）求B对P的冲量；

（3）小球第一次经过B点后，相对B能上升的最大高度h。

19．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是一部分离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，选择出一定速度的离子，然后通过磁分析器I，选择出特定比荷的离子，经偏转系统Ⅱ后注入水平放置的硅片上。速度选择器、磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器中的匀强电场场强大小为E，方向竖直向上。磁分析器截面是矩形，矩形长为，宽为。其宽和长中心位置C和D处各有一个小孔；半径为L的圆形偏转系统Ⅱ内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小可调的匀强磁场，在一条竖直线上，为圆形偏转系统的直径，最低点M到硅片的距离，不计离子重力。

（1）求离子通过速度选择器后的速度大小；

（2）求磁分析器选择出来的离子的比荷；

（3）若偏转系统磁感应强度大小的取值范围，求硅片上离子注入的宽度。

参考答案：

1．B

【详解】A．α射线、β射线不是电磁波，γ射线是电磁波，选项A错误；

B．在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，选项B正确；

C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项C错误；

D．氡的半衰期为3.8天，矿物中氡原子核经过7.6天后还有的氡没有衰变，选项D错误。

故选B。

2．D

【详解】ACD．在0~20s内，无人机a对应的v-t图形面积大，即位移大，也即无人机a在b的上方；同理在0~15s内，无人机a对应的v-t图形面积大，无人机a在b的上方；在0~30s内，无人机a、b对应的v-t图形面积相等，也即上升高度相等，则平均速度相等；AC错误，D正确；

B．在10s~30s内，无人机a向上减速运动，加速度向下，处于失重状态，B错误。

故选D。

3．B

【详解】A．三种光线中频率关系为，三光的折射率光线则为 ，而波长红光最长，蓝光最短，由

可知，该介质中传播速度红光最大，A错误；

B．由折射定律

可知，介质中角度相同时，蓝光的偏折角最大，B正确；

C．由

可知，折射率越大的其临界角越小，故蓝光最易发生全反射，故蓝光全反射时红光和黄光不一定全反射，C错误；

D．双缝干涉时

故红光的干涉条纹间距最大，D错误；

故选B。

4．B

【详解】A．由对称性知，上面管材的受力情况左右对称，下面两个管材的受力情况相同。整体分析三个管材竖直方向受力平衡，有

则

即管材与地面接触处的压力大小为，选项A错误；

B．隔离上面管材，其受力如图所示，则

选项B正确；

CD．隔离下面左管材。若左右两管材间不挤压，则下方两管材之间没有弹力，左管材受力如图所示，地面对其有静摩擦力。若左右两管材间挤压，则两管之间有弹力，地面对其的静摩擦力更大，选项CD错误。

故选B.

5．C

【详解】A．根据动能定理有，摩擦力对物体做的功为

故A错误；

B．电动机多做的功转化为物体的动能和内能，所以电动机多做的功一定大于，故B错误；

CD．设共速前物体相对地面的位移为，传送带相等地面的位移为则有

，

可知

可知传送带克服摩擦力做的功为摩擦力对物体做功的二倍，即为，则系统产生的内能为

故C正确，D错误。

故选C。

6．D

【详解】ABC．篮球垂直撞击在篮板同一位置，可知逆过程可看做是平抛运动，因高度相同，则运动时间相同，根据

可知从A位置抛出时的水平速度较大，抛出时的速度

可知篮球从A位置抛出时的速度较大，选项ABC错误；

D．根据

可知，篮球两次从抛出到撞击篮板的过程中重力做功的平均功率相等，选项D正确。

故选D。

7．D

【详解】A．甲的向心力由拉力和重力沿悬线方向的分力的合力来充当，故A错误；

B．乙的向心力由拉力沿水平方向的分力（即合力）来充当，故B错误；

CD．对乙受力分析，设悬线与竖直方向的夹角为，、两点间的距离为，轨迹圆半径为，由力的合成和牛顿第二定律可得

由几何关系可得

可得

对比甲的摆动周期

可知当时，，故C错误，D正确。

故选D。

8．B

【详解】AB．对通电导线c而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线a、b在导线c处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线a中的电流方向应与b中的电流方向相反，方向水平向左。设导线a、b间的距离为d，则导线b、c间的距离为2d，导线a、c间的距离为3d。则有

解得

故A错误，B正确。

CD．对通电导线a而言，在光滑桌面上处于静止状态，说明导线b、c在导线a处产生的磁场大小相等方向相反，合磁场为零。所以导线c中的电流方向应与b中的电流方向相反，方向水平向左。且有

解得

故CD错误。

故选B。

9．AC

【详解】A．图乙中根据有效值的概念可得

解得电压的有效值为

选项A正确；

B．电压表的示数为

选项B错误；

CD．R处出现火警时，R阻值减小，次级电流变大，电阻消耗的电功率变大，则初级电流也变大，即电流表示数变大，选项C正确，D错误。

故选AC。

10．BD

【详解】A．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A错误；

B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；

C．C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；

D．D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，故D正确。

故选BD。

11．ABD

【详解】A．小球在c点时的动能最大，即c点的电势最低，作过c点与圆周相切的线，如下图

切线为等势线，Oc方向即为电场方向，故A正确；

B．根据A选项分析，由几何关系可知

根据分析可知

则电场强度的大小

故B正确；

C．根据沿着电场线方向电势逐渐降低结合由图可得

解得

故C错误；

D．点的电势为

根据对称性可知沿着在圆上的另一点电势最高为，故质子经过该点时，电势能为40eV，故D正确。

故选ABD。

12．BC

【详解】A．设地球半径为R，根据开普勒第三定律

A错误；

B．因为椭圆轨道与圆周轨道在远地点B相切，该点到地心的距离为

由牛顿第二定律得

神舟十三号载人飞船在远地点的向心加速度等于空间站的向心加速度。B正确；

C．神舟十三号载人飞船在远地点B点火加速，才能与空间站顺利对接，C正确；

D．神舟十三号载人飞船在从近地点A到远地点B运动的过程中，动能减小，引力势能增大，机械能不变。D错误。

故选BC。

13．B

【分析】金属杆转动切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，导轨为外电路，根据右手定则，分析M、N两点的电势关系；根据右手定则判断金属杆中感应电流的方向；根据导体转动切割磁感应线产生的感应电动势大小计算公式，结合闭合电路欧姆定律分析电路中感应电流的大小；根据合电路欧姆定律和电流的定义式相结合求电路中通过的电量。

【详解】A．金属杆逆时针转动切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，由右手定则可知M点电势低于N点电势，故A错误；

B．根据右手定则可知金属杆中感应电流的方向是由M流向N，故B正确；

C．在图示位置，金属棒切割磁感线产生感应电动势为

回路中的电阻为，则回路中的感应电流为

且在不同位置电流值不同，故C错误；

D．电路中通过的电量为

根据法拉第电磁感应定律得

根据闭合电路欧姆定律得

联立可得

故D错误。

故选B。

14．偏小

【详解】

[1]如图所示实线为实际光路图，但是不小心将两界面aa'、bb’间距画得比玻璃砖宽度大些，实验测量时得到在玻璃中的光路图为OF，则测量的折射角比真实值偏大，根据

可知，他测得的折射率偏小。

15．     红表笔     9     150     60     1050

【详解】（1）[1]因为a表笔与电源负极相连，故是红表笔。

（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律可知，设欧姆表内阻为r，有

E = I(Rx＋r)

即

E = 30 × 10－6 × (150 × 103＋r)，E = 15 × 10－6 × (450 × 103＋r)

联立解得

E = 9V，r = 150kΩ

[4]表头满偏电流

（3）[5]电流为7.5μA处对应的电阻值为

16．     0.7500              

【详解】（1）[1]螺旋测微器读数为

（3）[2]小球经过光电门的速度为

（4）[3]根据机械能守恒定律有

整理可得

（5）[4]根据

则有

解得

17．（1）10 m/s；（2）1.1 s；（3）0.9 m

【详解】(1)由题图知：这列波的波长λ＝4 m

又

得

T＝0.4 s

由波速公式得

(2)第一个波峰传到Q点的距离为x＝11 m，所需时间

(3)振动传到P点需个周期，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了

则P点通过的路程为

18．（1），方向向左；（2）；（3）m

【详解】（1）设小球第一次滑到B点时的速度为，轨道和P的速度为，取水平向左为正方向，由水平方向动量守恒有

根据系统机械能守恒

联立解得

方向向右，

方向向左。

（2）B对P的冲量

（3）小球经过B点后，物块P及轨道分离，小球及轨道水平方向动量守恒，且小球上升到最高点时与轨道共速，设为v，则有

解得

方向向右，由机械能守恒

解得

h=0.27m

19．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由题意可知

解得

（2）离子圆周运动由几何知识

得

又因为洛伦兹力充当向心力

解得

（3）结合上述分析，并由几何知识可得半径满足

所以粒子轨迹如图所示，当时由几何知识可知，离子竖直向下离开，落点到N点距离

当时，由几何知识，离子从M点与水平方向成离开，落点到N的距离

宽度