2023届广东省惠州市高三下学期一模物理试题

2023届广东省惠州市高三下学期一模物理试题

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

一、单选题

1．医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病。示踪剂常利用同位素，作示踪原子标记，其半衰期仅为。由小型回旋加速器输出的高速质子轰击获得，则下列说法正确的是（    ）

A．用高速质子轰击，生成的同时释放出中子

B．用高速质子轰击，生成的同时释放出粒子

C．的经后，剩余的质量为

D．将置于回旋加速器加速时，其半衰期可能会发生变化

2．在科学研究中，人们利用风速仪测量风速的大小，其原理如图所示。仪器中有一根轻质金属丝，悬挂着一个金属球。若某次受到沿水平方向来的风时，稳定后，金属丝偏离竖直方向夹角为。已知风力F与风速v的大小关系为，k为常量，金属球的质量为m，重力加速度为g，则风速大小为（    ）

A． B． C． D．

3．在我国汉代，劳动人民就已经发明了辘轳，如图所示，可转动的把手边缘上a点到转轴的距离为，辘轳边缘b点到转轴的距离为R，忽略空气阻力。在水桶离开水面后加速往上运动的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．把手边缘上a点的角速度小于辘轳边缘b点的角速度

B．水桶上升的速度大小等于把手边缘上a点的线速度大小

C．绳子拉力对水桶做的功等于水桶和水的机械能的增加量

D．拉力对水桶的冲量等于水桶动量的变化量

4．2022年10月12日，“天宫课堂”第三课在距地高度约的空间站里开讲，授课中地面传输中心调用两颗地球同步卫星“天链一号”03星和“天链一号”01星，为空间站提供天基测控和数据中继服务，如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．空间站绕地球转动半周，所受万有引力的冲量为0

B．“天链一号”03星的线速度小于空间站的线速度

C．“天链一号”03星和空间站与地心的连线每秒扫过的面积相等

D．在空间站中的航天员可以用弹簧测力计测量小物块的重力大小

5．如图所示，由红、蓝两种单色光组成的光束从空气照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面a、b两点射出，已知玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率，下列说法正确的是（    ）

A．从b点射出的光是蓝光

B．从a、b两点出射的光线平行

C．从a点射出的光在玻璃砖中的传播速度较大

D．增大光束在空气中的入射角，红、蓝两种单色光均有可能在玻璃砖的上表面发生全反射

6．蹦床运动是运动员利用弹性蹦床的反弹在空中表演杂技的竞技运动，如图所示。若时刻，一运动员在最高点自由下落，直至运动到弹性蹦床最低点的过程中，忽略空气阻力，则运动员的速度v、加速度a随时间t及动能、机械能E随位移x变化的关系图像可能正确的是（    ）

A． B．

C． D．

7．空间某区域有一个正三角形，其三个顶点处分别固定有三个等量正点电荷，如图所示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为正三角形三边的中点，E、F两点关于C点对称，取无限远处的电势为O，下列说法中正确的是（    ）

A．E、F两点连线为等势线

B．E、F两点的电场强度等大反向

C．G、H两点的电场强度相同

D．D点的电场强度为0

二、多选题

8．“山西刀削面”堪称天下一绝，如图所示，小面圈（可视为质点）从距离开水锅高为h处被水平削离，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L。忽略空气阻力，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是（    ）

A．运动的时间都相同

B．速度的变化量不相同

C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍

D．若小面圈刚被抛出时初速度为，则

9．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化，如图所示，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在次级线圈两端。下列说法正确的是（    ）

A．保持电压不变，向左滑动滑片P，原线圈电流变大

B．保持电压不变，向右滑动滑片P，扬声器功率变大

C．保持滑片P不动，当变大时，扬声器的功率变大

D．保持滑片P不动，当变大时，原线圈的电流减小

10．某科技馆设计了一种磁力减速装置，简化为如题图所示模型。在小车下安装长为L、总电阻为R的正方形单匝线圈，小车和线圈总质量为m。小车从静止开始沿着光滑斜面下滑s后，下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。已知斜面倾角为θ，磁场上下边界的距离为L，磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上，重力加速度为g，则（　　）

A．线圈通过磁场过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针方向（俯视）

B．线框在穿过磁场过程中产生的焦耳热为

C．线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为

D．小车和线圈的总质量为

三、实验题

11．将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图（a）所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动的过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出当地的重力加速度g和小筒的深度h，取。回答下列问题：

（1）现有可选择的测量工具如下，本实验不需要的测量工具是_____________。

A．秒表    B．时钟    C．天平    D．毫米刻度尺

（2）如果实验中所得到的图像如图（b）所示，那么真正的图像应该是线a，b，c中的__________（选填“a”、“b”或“c”）。

（3）由图像可知，当地的重力加速度_________（结果保留三位有效数字），小筒的深度__________m。

12．某同学了解到，给大货车“称重”利用了压阻应变片元件，当改变对压阻应变片压力时，其阻值发生变化，这种效应称为“压阻效应”。现用如图（a）所示的电路研究某压阻应变片的压阻效应，己知的阻值变化范围为几欧姆到几十欧姆，所用电源的电动势，内阻忽略不计。除图（a）中的器材外，实验室还提供了如下器材可供选择：

A．电压表V（量程为，内阻约为）

B．电流表（量程为，内阻）

（1）为尽量减少测量误差，图（a）中的未知电表M选择电流表而不选择电压表V，请说明理由：______。

（2）图（a）中的未知电表M选择电流表，给电阻加上一定的压力后，闭合开关S，调节滑动变阻器，记下电流表和电流表的读数分别为和，可得______（用题目中给定的字母符号表示）。

（3）该同学用提供的器材设计了如图（b）所示电路，想把电流表改成简单压力表，即直接在电流表盘上对应电流位置处标上压力大小，若与压力F的函数关系为（单位均取国际单位），回答下列问题：

①该同学通过调节图（b）中的滑动变阻器，当电流表的读数为时，在此刻度处标上，则此时滑动变阻器的阻值为______（计算结果保留两位有效数字），之后保持阻值不变，在电流表表盘上对应电流位置处标上压力F的刻度，则该压力表盘的刻度线______（选填“均匀”或“不均匀”）；

②根据上述压力表的标定方法，此压力表能测得的压力最大值为______N（计算结果保留两位有效数字）。

四、解答题

13．如图为高压锅结构示意图，气孔1使锅内气体与外界连通，随着温度升高，锅内液体汽化加剧，当温度升到某一值时，小活塞上移，气孔1封闭．锅内气体温度继续升高，当气体压强增大到设计的最大值时，气孔2上的限压阀被顶起，气孔2开始放气．气孔2的横截面积为，锅内气体可视为理想气体，已知大气压，重力加速度g取，求：

（1）限压阀的质量m；

（2）若限压阀被顶起后，立即用夹子夹住限压阀使其放气，假设放气过程锅内气体温度不变，当锅内气压降至，放出的气体与限压阀被顶起前锅内气体的质量比。

14．如图，固定点O上用长的细绳系一质量的小球（可视为质点），小球与水平面上的B点刚好接触且无压力。一质量的物块（可视为质点）从水平面上A点以速度（未知）向右运动，在B处与静止的小球发生正碰，碰后小球在绳的约束下做圆周运动，经最高点C时，绳上的拉力恰好等于小球的重力的2倍，碰后物块经过后最终停在水平地面上的D点，其水平位移，取重力加速度。求：

（1）物块与水平面间的动摩擦因数；

（2）碰撞后瞬间物块的动量大小；

（3）设物块与小球的初始距离为，物块在A处的初速度大小。

15．半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，其简化模型如图所示，控制器主要由平行金属板电容器和相互靠近的两个电磁线圈构成（忽略边缘效应）。加上电压后，两金属板A、B间形成匀强电场；通电流后，两电磁线圈间形成圆柱形匀强磁场：匀强电场与匀强磁场（柱形）的中轴线垂直相交，磁场横截面圆的半径为，极板A、B长为，间距为d。标靶是圆形的薄单晶硅晶圆，晶圆面与匀强电场的中轴线垂直，与匀强电场中心和柱形匀强磁场中轴线的距离分别为和。大量电量为，质量为m的离子，以速度沿电场的中轴线飞入电场；当，且电磁线圈中的电流也为零时，离子恰好打到晶圆中心O点．不计离子所受重力。求：

（1）当，且电磁线圈中的电流为零时，离子离开金属板后到达晶圆所在平面的时间以及离子刚好离开金属板时的竖直偏移量的大小；

（2）当时，要使离子都能打到半径为的晶圆上，线圈之间的匀强磁场的磁感应强度B的大小应满足的关系。

参考答案：

1．B

【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒，写出用高速质子轰击生成的核反应方程式为

可知同时释放出粒子，A错误，B正确；

C．的半衰期为，的经后，剩余的质量为，C错误；

D．放射性物质的半衰期是物质本身的属性，与外界物理环境或化学环境无关，故将置于回旋加速器加速时，其半衰期不会发生变化，D错误。

故选B。

2．A

【详解】对小球受力分析，有

根据共点力平衡，有

又因为

联立解得

故选A。

3．C

【详解】A．手边缘上a点与辘轳边缘b点属于共轴转动，所以角速度相同，A错误；

B．根据角速度与线速度的关系，可得水桶上升的速度大小

把手边缘上a点的线速度大小为

所以水桶上升的速度大小小于把手边缘上a点的线速度大小，B错误；

C．水桶受到重力和拉力作用，根据功能关系可知绳子拉力对水桶做的功等于水桶和水的机械能的增加量，C正确；

D．对水平分析，根据动量定理

可知拉力对水桶的冲量等于重力对水桶的冲量与水桶动量的变化量之和，D错误。

故选C。

4．B

【详解】A．空间站绕地球转动半周，空间站的速度方向变为反向，根据动量定理可知万有引力的冲量为2mv，A错误；

B．“天链一号”03星为同步卫星，空间站离地高度仅仅为，根据高轨低速可知“天链一号”03星的线速度小于空间站的线速度，B正确；

C．根据开普勒第二定律可知，同一颗卫星与地球的连线在相同时间内扫过的面积相同，所以“天链一号”03星和空间站与地心的连线每秒扫过的面积是不相等的，C错误；

D．在空间站中的所有物体均处于完全失重状态，所以航天员不可以用弹簧测力计测量小物块的重力大小，D错误。

故选B。

5．B

【详解】A．画出两束光的折射光路图，如图所示

蓝光折射率大，所以从空气射入玻璃砖后偏转角角度，折射角较小，所以从a点射出的光是蓝光，A错误；

B．根据几何关系

光从空气射入玻璃砖时的入射角相同，射入玻璃砖后的折射角与从玻璃砖射出时的入射角相同，所以两束光的出射角相同，即从a、b两点出射的光线平行，B正确；

C．根据折射率与光速的关系，有

已知玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率，从a点射出的光在玻璃砖中的传播速度较小，C错误；

D．根据光路可逆，可知增大光束在空气中的入射角，红、蓝两种单色光均不会在玻璃砖的上表面发生全反射，D错误。

故选B。

6．A

【详解】A．一运动员在最高点自由下落，直至运动到弹性蹦床最低点的过程中，运动员开始一段时间只受到重力作用，做自由落体运动，之后受到重力和弹性蹦床的的弹力作用，根据牛顿第二定律，有

弹性床对运动员的弹力逐渐变大，运动员的速度逐渐减小，所以运动员做加速度减小的加速运动，当弹性床的弹力大于运动员的重力之后，合力向上，根据牛顿第二定律可知

运动员做加速度增大的减速运动，因为速度-时间图像的斜率表示加速度，A正确；

B．根据运动员在弹性床上运动属于简谐运动的一部分，所以根据称性，可知运动员在最低点的加速度大于自由落体加速度，B错误；

C．自由下落阶段对运动员分析，根据动能定理，有

即接触弹性床之前，动能增加与下落距离成正比，图像为倾斜直线；接触弹性床之后到弹力等于重力之前，运动员依然做加速运动，所以动能继续增大，图像为向上斜率变小的曲线，之后，弹力大于重力后动能减少，C错误；

D．运动员在接触到弹性床之前，机械能守恒，接触弹性床之后，由于弹性床对运动员做负功，所以运动员的机械能减少，D错误。

故选A。

7．D

【详解】A．假设将一试探电荷由E点移动到F点，点电荷C对其做功为零，但是A、B两个电荷对其做功不为零，故试探电荷在E、F两点的电势能不相等，所以E、F两点不是等势点，即E、F两点的连线不是等势线，A错误；

B．设等边三角形的边长为a，点电荷所带电荷量为Q，根据电场强度的叠加，E点的电场强度为点电荷C在此处的电场强度

方向沿CE方向；

F点的场强为点电荷C与点电荷A、B在此处的合场强

方向沿CF方向，E、F两点的电场强度大小不等，方向相反，B错误；

C．根据电场强度的叠加，可知G点的电场强度为点电荷B在此处的场强

方向沿BG方向；H点的电场强度为点电荷A在此处的场强

方向沿AH方向；所以G、H两点的电场强度不相同，C错误；

D．D点的电场强度等于三个点电荷在此处产生的电场强度的矢量之和，根据矢量求合可知D点的电场强度为0，D正确。

故选D。

8．AD

【详解】A．所有的小面圈在空中均做平抛运动，竖直方向均为自由落体运动，根据

可知所有的小面圈在空中运动的时间都相同，A正确；

B．所有面圈都只受到重力作用，所以加速度均为g，根据

可知所有面圈在空中运动过程中速度的变化量相同，B错误；

CD．若小面圈刚被抛出时初速度为，根据水平方向为匀速直线运动，落在锅里的水平距离最小值为L，最大值为3L，有

则

面圈落入锅中时水平速度最大值为最小值的3倍，但是竖直速度相等，根据速度的合成

可知落入锅中时，最大速度小于最小速度的3倍，C错误，D正确。

故选AD。

9．AC

【详解】A．保持电压不变，又因为原副线圈的匝数不变，所以副线圈两端电压不变，向左滑动滑片P，副线圈的总电阻减小，副线圈的电流变大，根据原副线圈的匝数比与电流的关系可知原线圈电流变大，A正确；

B．同理，保持电压不变，向右滑动滑片P，副线圈总电阻变大，副线圈的电流减小，所以扬声器功率变小，B错误；

C．保持滑片P不动，副线圈的电阻不变，当变大时，副线圈的电压增大，所以副线圈中电流增大，扬声器的功率变大，C正确；

D．保持滑片P不动，副线圈的电阻不变，当变大时，副线圈的电压增大，所以副线圈中电流增大，根据原副线圈匝数与电流的关系，可知原线圈的电流增大，D错误。

故选AC。

10．AD

【详解】A．线框刚进入磁场上边界时，根据楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向（从斜面上方俯视线框），穿出磁场时，根据楞次定律可得感应电流的方向为逆时针方向，故A正确；

BC．设线框进入磁场时的速度大小为v0，自由下滑过程中，根据动能定理可得

解得

v0=

根据闭合电路的欧姆定律可得

下边框刚进入匀强磁场时，小车开始做匀速直线运动。根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为

故BC错误；

D．根据平衡条件可得

解得

故D正确。

故选AD。

11．     BC     a     9.86/9.85/9.87     0.45

【详解】（1）[1]本实验需要测量时间求出周期，并要测量筒的下端口到摆球球心的距离L，则所需要的测量工具是秒表和毫米刻度尺，本题选择不需要的测量工具，即为时钟和天平。

故选BC。

（2）[2]由单摆的周期公式得

得到

当L＝0时

所以图像应该是a。

（3）[3]根据表达式结合图像a可知，图像的斜率为

联立解得

[4]根据表达式，当时

结合图像的横截据，有

12．     见解析          0.50     不均匀     9.0

【详解】（1）[1]由于电压表V量程过大，读数精确度低，所以将电流表A1作电压表使用（A1内阻已知，可以由两电流表读数表示出R上电流），如图所示

（2）[2]根据欧姆定律得

（3）[3]当电流表的读数为时，在此刻度处标上，由

可知

由闭合电路欧姆定律

解得

R0=0.50Ω

[4]由闭合电路欧姆定律

可知该压力表盘的刻度线不均匀。

[5]当I=0.6A时，代入可得

Fm=9.0N

13．（1）；（2）

【详解】（1）当锅内气体压强增大到设计的最大值时，限压阀被顶起，设限压阀质量为m，由平衡条件可得

解得

（2）设气孔2放气前锅内气体体积为，放出的气体体积为，因锅内气体温度一定，根据玻意耳定律有

解得

由

可得

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）法一：物块和小球碰撞后减速，由牛顿第二定律得

由逆向思维得

解得

方法二：物块和小球碰撞后减速，由动量定理得

由匀变速直线运动的规律得

解得

（2）匀变速直线运动的规律得

解得

碰撞后物块的动量大小

得

（3）小球在最高点时绳子的拉方大小

由牛顿第二定律得

设碰撞后到小球的速度为，由机械能守恒定律

设碰撞前瞬间物块的速度为v，由动量守恒定律得

物块从A点运动到与小球碰撞前瞬间过程，对物块，由动能定理得

解得，物块在A处的速度大小

15．（1），；（2）

【详解】（1）离子在水平方向做匀速直线运动，故离子离开金属板后到达晶圆所在平面的时间

离子刚好离开金属板时的竖直偏移量

其中

联立以上四式，并结合

可解得

（2）当时，设晶圆半径为R，离子恰好打到晶圆边缘上时，如图

代入

得

在圆柱形匀强磁场区域

由图中几何关系

解得离子做匀速圆周运动的临界半径为

对应的临界磁感应强度大小为

能打到晶圆上，要求偏转半径比临界半径更大，磁感应强度大小满足