2024届广东省高三下学期5月三模物理试题（原卷版+解析版）

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本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区城均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 如图甲所示，自行车后尾灯本身并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是（ ）
A. 光的折射B. 光的全反射C. 光的干涉D. 光的衍射
【答案】B
【解析】
【详解】光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮。
故选B。
2. 2024年2月，我国科学家率先合成新核素锇-160和钨-156，为理解天体环境的演化提供了重要信息，已知锇-160的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 俄-160发生的是β衰变B. Y具有很强的穿透能力
C. 锇-160发生衰变需要吸收能量D. 饿-160的比结合能比钨-156的比结合能小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒，可知Y的质量数为4电荷数为2，可知Y为粒子，则锇—160发生的是衰变。故A错误；
B．粒子有很强的电离能力。故B错误；
CD．衰变都是释放能量的，比结合能增大，锇—160的比结合能比钨—156的比结合能小。故C错误；D正确。
故选D。
3. 如图所示为一种简易“千斤顶”的示意图，竖直轻杆被套管P限制，只能在竖值方向运动，轻轩上方放置质量为m的重物，轻杆下端通过小滑轮放在水平面上的斜面体上，对斜面体施加水平方向的推力F即可将重物缓慢顶起，若斜面体的倾角为θ，不计各处摩擦和阻力，为了顶起重物，下列说法正确的是（ ）
A. θ越大，需要施加的力F越大B. θ越大，需要施加的力F越小
C. θ越大，系统整体对地面的压力越大D. θ越大，系统整体对地面的压力越小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．对斜面体受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
为了顶起重物，则有
联立可得
则θ越大，需要施加的力F越大，故A正确，B错误；
CD．对系统整体受力分析，系统整体对地面的压力大小等于系统的总重力，与θ无关，故CD错误。
故选A。
4. 木星的卫星总共有92颗，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四颗卫星后被称为伽利略卫星，四颗伽利略卫星的自身参数近似如下表所示，根据表格信息，下列判断正确的是（ ）
A. 木卫三绕木星运动的轨道半径大于木卫四绕木星运动的轨道半径
B. 木卫二表面的重力加速度小于木卫四表面的重力加速度
C. 木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度
D. 木卫二的质量大于木卫三的质量
【答案】C
【解析】
【详解】A．虽然木卫三的直径大于木卫四，但它们绕木星运动的轨道半径无法计算，故A错误；
B．根据
则木卫二表面的重力加速度大于木卫四表面的重力加速度，故B错误；
C．第一宇宙速度
所以木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度，故C正确；
D．根据
可知，木卫二的质量小于木卫三的质量，故D错误。
故选C。
5. 莱顿瓶是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电，下列说法正确的是（ ）
A. 充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越厚，莱顿瓶容纳的电荷越多
B. 瓶内外锡箔的正对面积越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
C. 充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
D. 莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由电容器的决定式知
玻璃瓶瓶壁越厚即d越大，电容越小，充电电压一定时，莱顿瓶容纳的电荷越少，AD错误；
B．由电容器的决定式知，瓶内外锡箔的正对面积越大，莱顿瓶的电容越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强，B正确；
C．电容是电容器本身的性质，跟充电电压无关，C错误。
故选B。
6. 我国最新航空母舰福建舰采用了世界上最先进的电磁弹射技术，装备了三条电磁弹射轨道，电磁弹射的简化模型如图所示：足够长的水平固定金属轨道处于竖直向下的匀强磁场中，左端与充满电的电容器C相连，与机身固连的金属杆ab静置在轨道上，闭合开关S后，飞机向右加速，若不计所有阻力和摩擦，回路总电阻R保持不变，下列说法不正确的是（ ）
A. 提高电容器的放电量，可以提高飞机的起飞速度
B. 飞机运动过程中，a端的电势始终高于b端的电势
C. 飞机的速度最大时，金属杆ab产生的感应电动势与电容器两端电压相等
D. 飞机的速度达到最大时，电容器所带的电荷量为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．对金属杆与飞机，由动量定理可得
联立可得
则提高电容器的放电量，可以提升飞机的起飞速度，故A正确，不符合题意；
B．飞机向右加速，通过金属杆ab的电流方向为a→b，则电容器上板带正电，下板带负电，a端的电势高于b端的电势，故B正确，不符合题意；
CD．随着飞机加速，金属杆ab产生的电动势为
则电动势增大，电容器两端电压U减小，根据牛顿第二定律，对金属杆和飞机有
则金属杆的加速度a减小，当
时，飞机的速度达到最大，此时电容器所带的电荷量不为零，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
7. 燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:100，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合时，电容C将进行充电
B. 开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kV
C. 开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压
D. 开关S断开后，电容器将先放电后充电
【答案】C
【解析】
【详解】A．开关S闭合时，电容C被短路，不会充电，故A错误；
B．开关S闭合瞬间，变压器原线圈两端电压不会超过电源的电动势，则副线圈两端电压不超过1200V，故B错误；
C．开关S断开瞬间，变压器副线圈两端电压可达30kV，则原线圈至少需产生300V自感电压，故C正确；
D．开关S断开后，由于变压器原线圈发生自感，电容器将先充电再放电，故D错误。
故选C。
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，有选错的得0分。
8. 物理上，音叉可以用来产生简谐声波，如图所示，在水平桌面上将两个音叉A和B间隔一定距离正对放置，下列说法正确的是（ ）
A. 若只敲击音叉A，音叉B也可能会发出声音
B. 若音叉A的频率大于音叉B的频率，则音叉A发出的声波波速较大
C. 若音叉A的频率大于音叉B的频率，则音叉A发出的声波波长较小
D. 若同时敲击音叉A和B，音叉A和B发出声波相遇时，一定会发生干涉现象
【答案】AC
【解析】
【详解】A．若音叉A和B完全相同，音叉A发出声波频率等于音叉B的固有频率，则音叉B会发生共振从而发声，故A正确；
BC．两音叉发出的声波速度相同，根据
若音叉A发出的声波频率大于音叉B发出的声波频率，则音叉A发出的声波波长较小，故B错误，C正确；
D．只有两音叉发出的声波频率相等时，才会发生干涉现象，故D错误。
故选AC。
9. 为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈bc段受到向右的安培力
B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C. 线圈ab段中电流方向为由b到a
D. 若磁场反向，则装置起不到缓冲作用
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则，感应电流方向为c到b，线圈bc段受到向左的安培力作用，A错误，B正确；
CD．感应电流方向为c到b，b端的电势高于c端的电势，线圈ab段中电流方向为由b到a；磁场反向时，感应电流方向反向，线圈bc段受到的安培力方向仍然向左，仍起到缓冲作用，C正确，D错误；
故选BC。
10. 如图所示，配有转盘的中式圆餐桌是我国的传统家具。质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘边缘上随转盘一起由静止缓慢加速转动，若小碗与转盘以及桌面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转盘的半径为r，餐桌的半径为R，重力加速度为g，转盘与桌面的高度差不计，下列说法正确的是（ ）
A. 当转盘的角速度增至时，小碗相对转盘开始滑动
B. 小碗由静止到即将滑动的过程中，转盘对小碗做的功为
C. 若，小碗最终会从桌面滑落
D. 若小碗未滑离桌面，则R不会小于
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小碗即将滑动时有
解得
，
故A错误；
B．根据动能定理可得
故B正确；
C．小碗滑动后沿转盘边缘滑出，若未能滑到桌面边缘，根据牛顿第二定律可得
由
可知小碗不会从桌面边缘滑落。故C错误；
D．小碗未滑离桌面需满足
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将弹射器固定在水平桌边，将小球压缩弹簧后由静止释放，利用频闪照相法拍下小球运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为2cm，频闪周期为0.05s，取重力加速度g=10m/s2。
（1）以下实验操作合理且必要的是（ ）
A. 应该选用体积小、密度大的小球
B. 释放小球前，弹簧的压缩量越大越好
C. 实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球
D. 用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹
（2）根据图乙频闪照片，小球经过B点时对应的竖直速度vy=__________m/s，小球平抛的初速度为v0=__________m/s。（结果均保留两位有效数字）
（3）若要测量小球释放前弹簧的弹性势能，还需要测量（ ）
A. 弹簧的劲度系数B. 小球的质量
C. 弹簧压缩后的长度D. 小球下落的高度
【答案】（1）AC （2） ①. 1.6 ②. 2.0
（3）B
【解析】
【小问1详解】
A．为减小空气阻力以及测量误差的影响，小球应该选用体积小、密度大的。故A正确；
B．释放小球前，弹簧的压缩量应该适当，使小球以适当的初速度做平抛运动。故B错误；
C．实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球。故C正确；
D．以平滑曲线连接相邻的像点，可得小球的运动轨迹。故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
[1]小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据
可得
[2]在水平方向做匀速直线运动，则初速度
【小问3详解】
根据机械能守恒，弹簧的弹性势能
只需要测量出小球的质量即可。
故选B。
12. 某兴趣小组利用磁敏电阻设计了一款测量磁感应强度大小的磁场测量仪，其中磁敏电阻的阻值RB随磁感应强度B的变化规律如图甲所示，磁场测量仪的工作原理电路图如图乙所示，提供的器材有：
A．磁敏电阻RB（工作范围为0~1.5T）
B．电源（电动势为3V，内阻很小）
C．电流表（量程为5.0mA，内阻不计）
D．电阻箱RC（最大阻值为9999.9Ω）
E．定值电阻R1（阻值为30Ω）
F．定值电阻R2（阻值为300Ω）
G．开关，导线若干
（1）电路连接：按照图乙所示连接实验电路，定值电阻R应选用__________（填“R1”或“R2”）。
（2）按下列步骤进行调试：
①闭合开关S1，将电阻箱RC调为1300.0Ω，然后将开关S2向__________（填“a”或“b”）端闭合，将电流表此时指针对应的刻度线标记为__________T（结果保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱RC的阻值，按照图甲将电流表的“电流”刻度线标记为对应的“磁感应强度”值；
③将开关S2向另一端闭合，测量仪即可正常使用。
（3）用调试好的磁场测量仪进行测量，当电流表的示数为2.5mA时，待测磁场的磁感应强度为__________T（结果保留两位有效数字）。
（4）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，这将导致磁感应强度的测量结果__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）R2 （2） ①. a ②. 1.5
（3）1.2 （4）偏大
【解析】
【小问1详解】
当磁感应强度为零时，磁敏电阻的阻值为
为了保护电流表，定值电阻R的最小阻值为
故定值电阻R应选用R2。
【小问2详解】
[1]闭合开关S1，将电阻箱RC调为1300.0Ω，开关S2应向a端闭合；
[2]由图甲可知，当磁敏电阻阻值为1300Ω时，磁感应强度为
故将电流表此时指针对应的刻度线标记为1.5T。
【小问3详解】
当电流表的示数为2.5mA时，磁敏电阻的阻值为
由图甲可知待测磁场的磁感应强度为1.2T。
【小问4详解】
由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致测得的电流值偏小，磁敏电阻的阻值偏大，由图像知这将导致磁感应强度的测量结果偏大。
13. 如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的，广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。空气弹簧的基本结构和原理如图乙所示，在导热良好的气缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），假设活塞和重物的总质量为，活塞的横截面积为，气缸内空气柱的高度为，外界温度保持不变，大气压强恒为，重力加速度，求：
（1）初始状态时，气缸内部气体的压强；
（2）若将活塞和重物的总质量增加，则此状态下稳定后气缸中空气柱的高度及此时空气弹簧的等效劲度系数k分别为多少？
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知
解得
（2）总质量增大后，对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知
解得
根据玻意耳定律可得
解得
空气弹簧的等效劲度系数为
14. 如图甲所示，室内蹦床是一项深受小朋友喜爱的运动娱乐项目，其简化模型如图乙所示：竖直放置的轻弹簧，一端固定在地面上，另一端连接质量为m的木板B，质量为3m的物体A从B中央正上方高为h处由静止释放，随后A与B发生完全非弹性碰撞，一起向下运动，若A与B碰撞时间极短，碰后一起下降的最大距离为，A、B始终在同一竖直线上运动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）A与B碰后瞬间的速度大小；
（2）A与B碰撞瞬间，损失的机械能；
（3）A与B碰后一起向下运动到最低点的过程中，A对B做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设A与B碰前瞬间速度大小，A自由下落时，由机械能守恒定律可得
解得
A与B发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律可得
解得
（2）A与B碰撞瞬间，损失的机械能
代入数据解得
（3）设A、B一同向下运动的全过程，A克服B的弹力做的功为，对A应用动能定理可得
解得
则A对B做的功为
15. 如图所示为某款质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源S、加速电场PQ，静电分析器、偏转磁场、记录板，静电分析器通道中心线的半径为R，通道内有均匀辐向的电场，中心线处的电场强度大小为E，记录板MN紧靠静电分析器水平放置，静电分析器和记录板下方分布着范围足够大的匀强磁场，离子源S可以发射初速度不计的正离子，已知该离子源发射的质子经过加速电场加速后进入静电分析器，恰能沿静电分析器中心线做匀速圆周运动，之后竖直向下飞入匀强磁场，最终水平偏转距离d后打在记录板上，设质子的质量为m，电荷量为q，求：
（1）加速电场的电压U；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）若匀强磁场区域磁感应强度大小的波动范围为，为使质子与氘核打在记录板上的位置不重合，ΔB的取值范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设质子经过加速电场加速后速度为v，根据动能定理可得
质子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
（2）设质子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r1，根据几何关系可得
质子在匀强磁场中运动时，根据牛顿第二定律可得
联立解得
（3）氘核在静电分析器和匀强磁场中分别做匀速圆周运动，经过与质子类似的推导可得，氘核在匀强磁场中做圆周运动的半径为
若质子在磁感应强度为与氘核在磁感应强度为时，打在记录板上同一位置，此时二者做圆周运动的半径相等，即
解得
则ΔB的取值范围为
木卫一
木卫二
木卫三
木卫四
密度/g·cm-3
3.5
3.0
2.0
1.8
直径/km
3600
3100
5300
4800