[物理]广西壮族自治区玉林市博白县二校2023-2024学年高三下学期5月联考试题(解析版)

这是一份[物理]广西壮族自治区玉林市博白县二校2023-2024学年高三下学期5月联考试题(解析版)，共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

本试卷满分100分，考试时间75分钟
一、单项选择题：（共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气。通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气（ ）
A. 体积变大，压强变小B. 体积变小，压强变大
C. 体积不变，压强变大D. 体积变小，压强变小
【答案】B
【解析】温度不变，细管中的气体做等温变化，当水位升高时，细管内气体压强增大，由玻意耳定律，可知气体的体积减小。故选B。
2. 2024年4月3日晚上，广西部分地区下起了冰雹，这是春夏之交容易出现的天气，冰雹从高处沿竖直方向下落的过程中，所受阻力与冰雹下落速度的平方成正比，下列能正确反映冰雹下落过程中的加速度和速度随时间变化情况的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律可得
整理可得
由此可知，随着时间增大，速度增大，但加速度减小，速度变化越来越慢，加速度变化越来越慢。故选C。
3. 如图，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B的半径的3倍，球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的压力为F1，A对B的支持力为F2，则若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是（ ）
A. F1减小B. F1增大C. F2增大D. F2不变
【答案】A
【解析】以B为研究对象。设A对B的支持力与竖直方向的夹角为α，B球受到重力mBg、墙的弹力F1和A的支持力F2，如图
根据平衡条件得
F1=mBgtanα
若把A向右移动少许后，α减小，tanα减小，csα增大，则 F1减小，F2减小。所以墙对B的压力减小，A对B的支持力F2减小，故A正确，BCD错误。故选A。
4. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻其波形图如图甲所示，M、P是介质中沿波的传播方向上的两个质点（图甲中没有画出质点P），质点P振动的部分图像如图乙所示，图中、A、、已知，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期为
B. 时刻，质点M的加速度为0
C. 时刻，质点P的加速度最大
D. 如果质点P的平衡位置位于之间，则该波沿x轴正方向传播
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，该波的周期为，故A错误；
B．时刻，质点M位于正向位移最大处，质点M的加速度最大，故B错误；
C．时刻，质点P的速度达到最大，位于平衡位置，加速度最小，故C错误；
D．时刻，质点P向轴正方向振动，如果质点P的平衡位置位于之间，根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播，故D正确。故选D。
5. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（ ）
A. 该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV
B. a光的频率高于b光的频率
C. 经同一障碍物时，b光比a更容易发生明显衍射
D. 若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警
【答案】A
【解析】A．激发态的氢原子向低能级跃迁时释放的能量为
辐射出的三种光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，所以该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV，故A正确；
B．根据
a光的遏止电压低于b光的遏止电压，a光的频率低于b光的频率，故B错误；
C．a光的频率低于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，经同一障碍物时，a光比b更容易发生明显衍射，故C错误；
D．若部分光线被遮挡，光电子减少，则放大器的电流将减小，从而引发报警，故D错误。
故选A。
6. 2024年1月17日22时37分，天舟七号货运飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道（LEO），经转移轨道与位于离地高度400km的正圆轨道上的中国空间站完成对接，整个对接过程历时约3小时，轨道简化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 天舟七号的发射速度大于7.9km／s
B. 天舟七号在LEO轨道的运行周期大于空间站的运行周期
C. 天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度小于空间站经过N点时的加速度
D. 空间站的运行速度大于近地卫星的运行速度
【答案】A
【解析】A．天舟七号绕地球运动，发射速度需大于7.9km／s，故A正确；
B．根据开普勒第三定律可知，天舟七号在LEO轨道的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
则天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度等于空间站经过N点时的加速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
解得
则空间站的运行速度小于近地卫星的运行速度，故D错误；故选A。
7. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆所在的平面。一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场，入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一。现有一群该粒子从A点沿该平面以任意方向射入磁场，已知粒子速率均为，忽略粒子间的相互作用，则粒子在磁场中最长运动时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，设速率为的带电粒子的运动半径为，其轨迹如图中弧AB所示
由题意可知，由几何关系可得
圆周运动的半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
可得粒子的半径为
可知粒子运动半径与速率成正比，则速率为的粒子在磁场中圆周运动半径为
在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹的弦为磁场区域圆的直径，粒子运动轨迹如图中的弧AC。则角满足
可得
粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中最长运动时间为
故选C。
二、多项选择题：（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，有选错或不选的得0分。）
8. 图甲为用传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，表示电源（忽略内阻），表示电阻，表示电容器，将分别拨到，得到充、放电过程中电容器两极板间电压、电路中的电流与时间的关系图像，如图乙所示，以下说法正确的是（ ）

A. 时间内，电容器极板的电量逐渐增加，电容器在充电
B. 时间内，电容器极板的电量减少为零，电容器在放电
C. ，图线与轴围成的图形面积表示电容器放电过程放出的电荷量
D. 在图（甲）的电路中，减小电阻，可以实现对电容器更快速充电
【答案】ACD
【解析】A．时间内，电容器两极板的电压在逐渐增大，由知电容器极板电量逐渐增加，电容器在充电，故A正确；
B．时间内，电容器极板的电压稳定不变，说明处于充电饱和阶段，故B错误；
C．由电流定义式得
知I-t图线与t轴围成的图形面积表示电量；时间内电容器两板间电压减小说明在放电，所以时间内，I-t图线与t轴围成的图形面积表示电容器放电过程放出的电荷量，故C正确；
D．电容充电时间的长短同充电回路的电阻值有关，电阻越大，充电电流就越小，充电所需要的时间就越长；反之，充电回路的电阻值越小，充电电流就越大，充电所需要的时间就越短，所以R越小，充电越快，故D正确。故选ACD。
9. 操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把1、2相同的两球同时击出，A做平抛运动，B做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图，轨迹交于P点，P是AB连线中垂线上一点，球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出到P点的过程中（ ）
A. 单位时间内，1球速度的变化等于2球速度的变化
B. 两球在P点相遇
C. 2球在最高点的速度小于v1
D. 1球动量变化大于2球动量的变化
【答案】AC
【解析】A．由于两球的加速度均为重力加速度，所以单位时间内，1球速度的变化等于2球速度的变化，故A正确；
BC．若两球在P点相遇，下落的高度相同，则运动的时间相同，对1球，有
对2球，有
由此可知
，
所以1球先经过P点，两球不会在P点相遇，2球在最高点的速度小于v1，故B错误，C正确；
D．根据动量定理可得
由于
所以1球动量的变化小于2球动量的变化，故D错误。
故选AC。
10. 图1为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数匝，电阻，在它的两端接一阻值的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间按图2所示的规律变化，可在受电线圈中产生电动势的最大值为的正弦交流电，设磁场竖直向上为正。则下列说法正确的是（ ）
A. 在时，受电线圈中产生的电流为0
B. 在时，端的电势高于端的电势
C. 在一个周期内，电阻上产生的热量约为
D. 从到时间内，通过电阻的电荷量为
【答案】BD
【解析】A．由题图2知时受电线圈中产生的电动势最大，为
线圈中产生感应电流的大小为
故A错误；
B．时，磁通量向上增加，由楞次定律可以得到电流由d到c，此时c端电势高于d端，故B正确；
C．通过电阻的电流的有效值为
电阻在一个周期内产生的热量
故C错误；
D．线圈中感应电动势的平均值
，
通过电阻R的电流的平均值为
通过电阻R的电荷量
由题图2知，在到时间内
解得
故D正确。故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（共2小题，共16分）
11. 为验证机械能守恒定律，某小组同学设计的实验装置如图所示，细线的一端拴一个金属小球，另一端连在天花板O处的拉力传感器上。先用水平作用力将小球从最低点A处缓慢拉至B点，然后由静止释放，B、A的竖直高度差为h，记录小球通过A处光电门的遮光时间为t，金属小球的直径为，整个过程中细线都处于绷直状态，已知当地重力加速度为g。
（1）小球从A移至B点过程中，拉力传感器示数可能________。
A. 一直变大B. 一直变小C. 保持不变
（2）小球通过最低点的速度大小为________；
（3）小球从静止释放到最低点的过程中，满足机械能守恒的关系式为________。
【答案】（1）A （2） （3）
【解析】【小问1详解】
设绳子与竖直方向的夹角为，将小球从最低点A处缓慢拉至B点的过程中绳子拉力为
将小球从最低点A处缓慢拉至B点的过程中逐渐增大，逐渐减小，故拉力逐渐增大，拉力传感器的示数一直变大。故选A。
小问2详解】
小球经过光电门的速度为
【小问3详解】
由机械能守恒定律
整理可得
12. 电阻Rx的电阻值在3 kΩ-5 kΩ间，现要测量其电阻，实验室提供了下列器材：
电压表V（量程3 V，内阻约为30 kΩ）
电流表A1（量程100 μA，内阻约为100 Ω）
电流表A2（量程1 mA，内阻约为10 Ω）
滑动变阻器R（最大电阻500 Ω）
电源E（电动势4 V）
开关S
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验，请回答下列问题
（1）电路中电流表应选用上述器材中的___________（填写字母代号）；
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑动触头P应靠近___________（选填“a”或“b”）端；
（3）请根据图甲所示的电路图，在图乙中将实物连接补充完整___________；
（4）实验中得到的I-U图线如图丙中的实线d所示，电阻Rx的测量值为___________ kΩ。
（5）由于本实验存在误差，你认为电阻Rx的真实I-U图线应为图丙中图线___________（选填“c” 或“e”）。
（6）某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改，并从上述器材中选用适当的器材，设计出了测量电压表V内阻的电路，请在右面方框内画出该同学修改部分的电路，并在图中标出所选用的器材___________。
【答案】（1）A2 （2）a （3） （4）4 （5）c
（6）
【解析】（1）[1] 当电流表满偏时，此时电路中的电流
故电流表选择A2
（2）[2] 滑动变阻器分压接法，为了保护电路，则应使分出去的电压为零，故滑片应滑于a端。
（3）[3] 按实验电路图将实物图补充完整，如图所示
（4）[4] 根据I-U图像求电阻
（5）[5] 本次实验是用电流表内接法测电阻的，所以电压表测的是电流表和Rx的总电压，那么电压和电阻的测量值均偏大，故真实的图像应是c
（6）[6] 由于电压表的内阻很大，而满偏电流
恰恰在电流表A1的量程之内，所以可以直接将两表串联接入虚线框内，如图所示
四、解答题（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，若只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为1km，直径为的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过在光纤另端接收到该光束。求：
（1）光纤的折射率；
（2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤光在转弯处均能发生全反射，求该圆柱体半径R的最小值。
【答案】（1）1.5；（2）0.4mm
【解析】（1）光在长直光纤中传输
解得
光纤的折射率
解得
（2）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发生全反射
由几何关系可知
又
解得
14. 有一水平方向的匀强电场，场强，一带正电的微粒以竖直向上的初速度从A点射入电场，一段时间后从点离开电场，两点在同一条水平直线上。已知带电微粒质量，所带的电荷量，重力加速度，微粒向上运动过程中未冲出电场。求：
（1）带电微粒在竖直方向上的最大位移；
（2）两点的电势差；
（3）带电微粒在电场运动过程中速度的最小值。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
在竖直方向上，速度减为零的时间为t0，由
解得
在竖直方向上最大位移
解得
【小问2详解】
根据对称性，微粒在电场中的时间为
水平方向加速度
水平方向位移为
A、B两点之间的电势差为
【小问3详解】
带电微粒水平方向速度
带电微粒竖直方向速度
带电微粒的速度
代入数据
由数学知识，速度v具有最小值的时间为
解得速度v的最小值
15. 2022年第24届冬奥会在北京举行，如图甲所示为2月12日冰壶比赛中，中国队对战意大利队时马秀玥投掷黄壶的情景。中国队需要用黄壶去碰撞对方的红壶，若将黄壶离手瞬间记为t=0时刻，此时黄壶距离要碰撞的红壶L=39.2m，t=8s时刻黄壶进入运动员可用毛刷摩擦冰面的区域，同时运动员开始摩擦冰面，其后根据冰壶运动情况间断性摩擦冰面，图乙是黄壶碰撞红壶前运动的部分v-t图像。此次投掷的冰壶沿直线运动且可视为质点，若两冰壶与未摩擦过冰面间的动摩擦因数恒为μ1，两冰壶与摩擦过冰面间的动摩擦因数恒为μ2，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求μ1和μ2；
（2）若要黄壶以1.0m/s的速度撞击红壶，求运动员用毛刷摩擦过的冰面的长度；
（3）若黄壶以1.0m/s的速度与红壶发生对心正碰，碰后均向前运动且运动员均没有摩擦冰面，碰后黄壶与红壶滑行的距离比为1∶16，冰壶质量均为19kg，求碰撞后瞬间两冰壶各自的速度。
【答案】（1）0.01，0.005；（2）10m；（3）0.2m/s，0.8m/s
【解析】（1）根据图像，黄壶的加速度大小可表示为
对黄壶，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）由图像可知，内冰壶运动的位移为
设摩擦冰面的长度为，整个运动过程，由动能定理可得
解得
（3）黄壶与红壶碰撞过程中动量守恒，则有
碰后均做匀减速运动，故有
由题意可知
解得
=0.2m/s
=0.8m/s