广东省广州市执信中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题

这是一份广东省广州市执信中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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．在三星堆考古发现中，考古人员对“祭祀坑”中出土的碳屑样本通过年代检测，推算出文物的年代。其中的衰变方程为，则（ ）
A．发生的是α衰变B．在的衰变过程中质子数守恒
C．是来源于原子外层的电子D．的比结合能比的要小
2．普通的交流电压表不能直接用来测量高压输电线路间的电压，通常要通过电压互感器来连接。图（b）为电压互感器示意图，ab端所接线圈的匝数较少，工作时ab端电压为，cd端所接线圈的匝数较多，工作时cd端电压为，现利用这个电压互感器通过普通的交流电压表测量图（a）中输电导线间的高电压，下列说法中正确的是（ ）

A．ab接MN、cd接电压表，
B．ab接MN、cd接电压表，
C．cd接MN、ab接电压表，
D．cd接MN、ab接电压表，
3．国内首台新型墙壁清洁机器人——“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主设计研发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动。如图所示，“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀减速爬行到右上方B点，在这一过程中，设“蜘蛛侠”除重力外所受其他各个力的合力为F，下列各图中表示该合力F的方向可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，我国的球面射电望远镜（FAST）是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”。“天眼眼眶”的直径为D，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量大小分别为、，则（ ）
A．穿过“眼眶”的磁通量大小为
B．、、三者大小关系满足
C．在地球自转的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D．在地球自转的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
5．2022年10月，我国成功将“夸父一号”卫星发射升空。该卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动，距地面高度约为。如图所示，“夸父一号”随地球绕太阳公转过程中，其绕地球运动的轨道平面与地球公转轨道平面保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸太阳父一号”。下列说法正确的是（ ）
A．“夸父一号”绕地球运动的轨道与地球公转轨道在同一平面内
B．“夸父一号”绕地球转动的线速度小于地球的第一宇宙速度
C．“夸父一号”在任意时刻的加速度相同
D．“夸父一号”绕地球转动的周期大于地球自转的周期
6．如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的右侧面沿半径射入，经AB界面折射后分为红光和紫光两束光，则下列说法正确的是（ ）
A．b光是红光，则a光是紫光
B．现将入射光绕O点逆时针转动，则a光先消失
C．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
D．在半圆形玻璃中，b光的传播时间小于a光的传播时间
7．在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营（图中圆形区域）中心发生对心碰撞如图甲所示，碰撞前后两壶运动的图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则（ ）
A．两壶发生了弹性碰撞B．碰后蓝壶速度为
C．碰后蓝壶移动的距离为D．碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力
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，选错的得0分。
8．图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它将长直导线、、、间距固定为，图乙为其截面图，O为几何中心，、、、中通有等大同向电流。则（ ）

A．O点的磁感应强度为零
B．、之间的相互作用力为排斥力
C．受到、、的作用力的合力方向指向O
D．仅将中电流变为0，O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向
9．如图甲所示，紧挨但不粘连的两物块P、Q静止放置在光滑水平地面上．时，水平方向的力F作用于P上，以水平向右为正方向，F随时间变化的规律如图乙所示．下列关于P运动的速度v及加速度a随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
10．如图甲，某水电站建筑工地用发动机沿倾斜光滑轨道将建材拉到大坝顶上，已知轨道的倾角，每次从大坝底端向上拉建材的过程中，发动机所做的功与位移的关系如图乙所示。图乙中x<6m时图线为直线，当x=6m时发动机达到额定功率，6m18m时图线为直线。已知每个建材的质量m=100kg， g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。据图中数据可知（ ）
A．建材在前6s做匀加速运动，加速度大小为3m/s2
B．从6m到18m的过程中，建材做加速度增大的加速运动
C．发动机的额定功率为5400W
D．建材能达到的最大速度为9m/s
第二部分非选择题（54分）
三、实验题（请将答案写在答卷的相应空格处，共14分.）
11．（8分）某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为1cm。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示：用弹簧测力计测定小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度g取10m/s2。
（1）根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数k= N/m。（保留两位有效数字）
（2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向 （填“左”或“右”）、大小为 m/s2。
（3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将 。（选填“不变”“增大”或“减小”）
（4）加速度测量仪制作完成后，将刻度尺不同刻度对应的加速度大小标在尺上。在测量某次运动的过程中，该同学观察到指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0。则在这段时间内该运动可能为 。
A．匀加速直线运动B．匀减速直线运动
C．加速度减小的减速运动D．加速度减小的加速运动
12．（6分）为了描绘一个标有“5V 3W”手持小电风扇的伏安特性曲线，实验小组需选用实验器材组成电路。让小电风扇两端的电压从0逐渐增加到5V。实验室中有如下器材可选用：
A．电池组（电动势为5V，内阻约为）
B．被测小电风扇
C．电压表（量程为，内阻约为）
D．电压表（量程为，内阻约为）
E．毫安表（量程为，内阻）
F．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）
G．滑动变阻器（最大阻值为，额定电流为）
H．定值电阻，
I．开关和导线若干
（1）实验中电压表应选 （填“C”或“D”），滑动变阻器应选 （填“F”或“G”）。
（2）本实验需将毫安表改为量程为的电流表，则应将定值电阻 （填“”或“”）与毫安表 （填“串联”或“并联”）。
（3）若描绘出小电风扇两端电压和流过毫安表电流的图像如图所示，发现从0开始增加电压，直到点图线是直线，其余为曲线，则小电风扇电机线圈的电阻是 （保留两位有效数字）。
四、计算题（3小题，共40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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）气象气球是进行高空气象观测的平台。首先用聚脂薄膜材料制成气球的球皮，然后对它充以比空气密度小的气体，之后密封好，气球就可以携带仪器升空探测了。某气象气球升至地球平流层时，平流层的气压为P。从早上至中午，由于阳光照射，气球内气体的内能增加了，气球有微小膨胀，半径由膨胀到，已知早上气球内气体温度为。假设气球内的气体压强始终等于平流层气压，求：
（1）中午时气球内气体的温度
（2）早上至中午气球内气体吸收的热量Q。

14．（14分）如图甲所示，两间距为d的水平放置的平行金属板M、N，M板某处C放有粒子源，C的正上方的N板D处开有一个可穿过粒子的小孔。间距L=2d的平行金属导轨P、Q与金属板M、N相连，导轨上存在一垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，一导体棒ab贴紧PQ以一定的初速度向右匀速进入磁场。在ab进入磁场的瞬间，粒子源飘出一个初速度视为零、质量为m、带电量为q的粒子，在M、N间加速后从D处射出．在N板的上方（并与D点相切）有一个内圆半径R1=d、外圆半径R2=3d的圆环形匀强磁场，其大小也为B、方向垂直纸面向外，两圆的圆心O与C、D在一竖直线上．不计粒子重力，忽略平行板外的电场以及磁场间的相互影响。
（1）C处飘出的粒子带何种电荷？已知ab棒的速度为v0，求粒子到达N板时速度v；
（2）为了不让粒子进入内圆半径为R1的无磁场区域，试求出ab棒的速度v0最大值v0m；
（3）若ab棒的速度只能是，为了实现粒子不进入半径为R1的内圆无磁场区域，可以控制金属导轨P、Q的磁场宽度（如图乙所示），求该磁场宽度s的范围。
15．（16分）某户外大型闯关游戏“渡河”环节中，甲从高为的固定光滑水上滑梯滑下，乙坐在气垫船一侧固定位置上操控气垫船，在滑梯底部等候甲。气垫船与滑梯底部相切靠在一起，如图所示。甲滑上气垫船的同时，乙立即启动引擎，在恒定的牵引力F作用下驾驶气垫船沿着直线运动。假设船不会侧翻，甲和乙不会相撞，甲与气垫船之间的动摩擦因数，水对气垫船的阻力f恒为484N，甲的质量，气垫船与乙的总质量，汽垫船长度，忽略其他阻力以及甲滑到滑梯底端的能量损失，同时将甲视为质点，重力加速度取，求：
（1）甲刚滑上气垫船时的速度；
（2）为保证甲不会滑离气垫船，牵引力F应满足的条件？

参考答案：
1．D
【解析】A．衰变时电荷数和质量数都守恒，由此可知X为，所以发生的是β衰变，故A错误；
BC．射线的电子是由原子核内中子转化为质子释放出来的，不是来源于原子外层的电子；从方程可以看出，反应前后的质子数增加了，故BC错误；
D．衰变成，故比更稳定，可知的比结合能比的要小，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】电压互感器的作用是使大电压变成小电压，根据变压器原理可知，应使匝数多的接入输入端，即cd接MN、ab接电压表，由变压器匝数与电压的关系可得
故选C。
3．D
【解析】由题意知，“蜘蛛侠”由A点沿直线匀减速爬行到右上方B点，即加速度方向和速度方向相反，在竖直平面内蜘蛛侠加速度方向应该是从B指向A，根据牛顿第二定律在竖直平面内蜘蛛侠所受合力方向应该是从B指向A，重力方向竖直向下，根据力的平行四边形定则可以判断所受其他各个力的合力F方向，只有D项符合。
故选D。
4．C
【解析】A．根据磁通量定义式可得穿过“眼眶”的磁通量大小为
故A错误；
B．由题意，可知
故B错误；
CD．地球自转90°或180°的过程中，“超级天眼”相对地球的位置没变，穿过“眼眶”的磁通量没有发生变化，所以磁通量的变化量为零，故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【解析】A．根据题意可知“夸父一号”始终能接收到太阳光，如果“夸父一号”绕地球运动的轨道与地球公转轨道在同一平面内，则某段时间，“夸父一号”会转到地球的阴影区二接受不到太阳光，故A错误；
BD．根据万有引力提供向心力可得
可得
，
可知卫星轨道越高，线速度越小，周期越大，则“夸父一号”绕地球转动的线速度小于地球的第一宇宙速度，“夸父一号”绕地球转动的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期，故B正确 ，D错误；
C．“夸父一号”在任意时刻的加速度大小相等，但是方向不相同，故C错误。
故选B。
6．C
【解析】A．因为玻璃对b光的偏折程度大于a光，所以玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，所以b光频率高，光子能量大，是紫光，故A错误。
B．根据 可知，b光临界角小，现将入射光绕O点逆时针转动，则b光先消失，故B错误；
C．b光频率高，波长短，根据 可知，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故C正确；
D．根据 ，所以在半圆形玻璃中，b光速度小，路程相同，则b光时间长，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】AB．由图知：碰前红壶的速度v0=1.0m/s，碰后速度为v′0=0.2m/s，可知，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得
代入数据解得
碰撞过程机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞， AB错误；
C．根据速度图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小
C正确；
D．根据图像的斜率表示加速度，知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，两者的质量相等，由牛顿第二定律知碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力，D错误。
故选C。
8．AC
【解析】A．根据右手螺旋定则和对称性可知，、、、四等大同向电流在O点的合磁感应强度为零，故A正确；
B．、电流方向相同，可知、之间的相互作用力为吸引力，故B错误；
C．分别受到、、的吸引力，其中、对的吸引力合力指向O，对的吸引力也指向O，则受到、、的作用力的合力方向指向O，故C正确；
D．仅将中电流变为0，、在O点合磁感应强度为零，根据右手螺旋定则可知，在O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向，即O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向，故D错误。
故选AC。
9．AD
【解析】在0~t1时间内，F沿正方向，则PQ两物体加速度相同，大小为
随着F随时间的均匀减小，两物体做加速度均匀减小的加速运动；在t1~t2时间内，F沿负方向，则此后PQ脱离，Q做匀速运动，P做减速运动，此时P的加速度
由对称性可知，在力F大小相同的位置，a2>a1，可知P速度减为零的时间小于t1，则选项AD正确，BC错误。
故选AD。
10．ACD
【解析】A．因W-x图像的斜率等于拉力F，可知建材在前6s所受的拉力恒定不变，则做匀加速运动，拉力
则加速度大小为
选项A正确；
B．当x=6m时发动机达到额定功率，此后建材要做加速运动，根据P=Fv，只能做加速度不断减小的加速运动，选项B错误；
C．x=6m时建材的速度大小为
发动机的额定功率为
P=Fv1=5400W
选项C正确；
D．x=18m时货物达到最大速度
选项D正确。
故选ACD。
11． 20 左 5 增大 CD/DC
【解析】（1）由胡克定律
可知弹簧的劲度系数为
（2）由图丙可得弹簧测力计的示数为
由二力平衡可得
解得小车质量为
由图丁可知弹簧处于压缩状态，弹簧弹力向左，设压缩量为，根据牛顿第二定律有
又
其中
联立解得
则小车的加速度方向为水平向左，大小为。
（3）设弹簧的最大形变量为，根据牛顿第二定律可得
解得可测量的最大加速度为
可知若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将增大。
（4）指针由读数较大的位置逐渐变小到读数几乎为0，说明小车的加速度逐渐减小到几乎为0，即小车可能做加速度逐渐减小的加速运动，也可能做加速度逐渐减小的减速运动。
故选CD。
12． D F 并联 5.0
【解析】（1）电路中的电源的电动势为5V，即电路中的最大电压为5V，为减少误差，所以电压表应该选择，即选择D。
实验要求电压从零开始，所以控制电路应该选择分压式接法，滑动变阻器应该选择，即选择F。
（2）将电表改装成大量程的电流表，所以应该选择一个阻值小的电阻与电表并联进行分流，设电阻的阻值为R，有
解得
由上述分析可知，应该选择电阻与电表并联。
（3）OA段是直线，其余为曲线，即电风扇在A点时启动，有图像可知此时电压表的读数为1.5V，此时流过电风扇的电流为
此时电风扇电动机还未启动，所以其线圈电阻为
13．，
【解析】早上气体体积
中午气体体积
从早上至中午，气球内的气体做等压变化
得
气球膨胀过程，气体压强为P，气体对外做功
由热力学第一定律
解得
14．（1）负电 ；（2）；（3） 0＜s≤2d
【解析】（1）根据右手定则可知，a端为正极，故带电粒子必须带负电，ab棒切割磁感线，产生的电动势为
E势=BLv0=2Bdv0
根据动能定理对于粒子有
联立以上解得
（2）为了不让粒子进入内圆半径为d的无磁场区域，则粒子最大半径r时的轨迹与内圆相切，如图所示．设此时粒子速度为v′
根据几何关系
解得
r=4d
根据洛伦兹力提供向心力有
联立解得
根据粒子速度v与ab棒速度v0的关系式可得
所以ab棒的速度v0的最大值为
（3）因为
故如果让粒子一直在MN间加速，则必然进入内圆无磁场区。而如果能够让粒子在MN间只加速一部分距离，用时间t，再匀速走完剩下的距离，就可以让粒子的速度不超过v′．这时只需ab棒在磁场中运动一段距离。设导轨磁场最大宽度为S时粒子恰好不会进入内圆无磁场区，此情况下由上可知，粒子从D点射出的速度为
粒子在MN间加速的加速度为
联立解得
对于ab棒
磁场宽度范围
0＜s≤2d
15．（1）；（2）
【解析】（1）设甲刚滑上气垫船的速度为，则对他滑下的过程由动能定理
解得
方向水平向右
（2）要使甲不从汽艇前方滑离汽艇，则甲与船至少要在到达汽艇末端时与汽艇达到共速，设此时牵引力为，则
对甲
解得
，与运动方向相反
对气垫船
设经过时间t二者达到共速v，则
甲位移
船位移
解得
设甲与汽艇共速后能相对静止，不从后端滑出，则牵引力最大为
对甲与气垫船
对甲

解得
即牵引力满足的条件为