2023届广东省梅州市大埔县高三下学期二模物理试题（含解析）

2023届广东省梅州市大埔县高三下学期二模物理试题

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

一、单选题

1．据国家航天局探月与航天工程中心消息，嫦娥四号任务“玉兔二号”月球车和着陆器分别于2022年7月5日和7月6日完成休眠设置，完成第44月昼工作，进入第44月夜休眠。月球车采用同位素电池为其保暖供电，是人工放射性元素，可用吸收一个中子得到。衰变时只放出射线，其半衰期为88年，则下列说法正确的是（　　）

A．1000个原子核经过88年后剩余500个

B．用得到的核反应方程为

C．吸收一个中子得到时，还要释放一个电子

D．月球昼夜温差是310℃左右，在白天衰变速度比夜晚快

2．某同学观察到在商场入口有一自动门，不论什么天气，当有人靠近时，门会自动开启，人走后又自动关闭；当一个篮球滚向自动门时，门也会自动打开；但两人从门两侧抬着一块很大的无色透明玻璃板靠近自动门时（抬玻璃板的人不在自动门的探测范围之内），门却不会自动打开。该同学根据以上观察到的现象，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，其中最合理的猜想是（　　）

A．自动门通过声控装置实现自动开关门

B．自动门通过接收物体发出的红外线实现自动开关门

C．自动门通过发射红外线并接收反射回来的红外线信号实现自动开关门

D．自动门通过感受空气产生的压力实现自动开关门

3．导体球壳内有一M点，球壳外N点处有一电荷量为的点电荷。取无穷远处电势为零，若将该点电荷的电荷量增加，则（　　）

A．M点的电势升高 B．M点的电势不变

C．M点的电场强度增大 D．M点的电场强度减小

4．一列简谐横波沿x轴传播，时波的图像如图甲所示，P是平衡位置在处的质点，平衡位置在处质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．该波的传播速度为3m/s

B．波沿x轴负方向传播

C．时，质点P的加速度为零

D．时，处的质点向右迁移到了处

5．如图所示，正方形内有一垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一束电子以不同的速度沿ab方向垂直磁场射入，形成从c点离开磁场区域和从d点离开磁场区域的甲、乙两种轨迹。设沿甲、乙轨迹运动的电子速度大小分别为、，在磁场中运动的时间分别为、，则（　　）

A．， B．，

C．， D．，

6．如图所示，一光滑绝缘的圆柱体固定在水平面上。导体棒AB可绕过其中点的转轴在圆柱体的上表面内自由转动，导体棒CD固定在圆柱体的下底面。开始时，两棒相互垂直并静止，两棒中点、连线与圆柱体的中轴线重合。现对两棒同时通入图示方向（A到B、C到D）的电流。下列说法正确的是（　　）

A．通电后，AB棒仍将保持静止

B．通电后，AB棒将逆时针转动（俯视）

C．通电后，AB棒将顺时针转动（俯视）

D．通电瞬间，线段上存在磁感应强度为零的位置

7．哈雷彗星是目前唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期性彗星。哈雷彗星的质量远小于地球的质量，它绕太阳运动的周期约为年。如图所示，地球的公转轨道可近似看作圆，哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的。假设哈雷彗星运动过程中只受太阳的引力作用，已知，下列说法正确的是（　　）

A．哈雷彗星在近日点运行的加速度小于地球绕太阳运行的加速度

B．哈雷彗星在近日点运行的加速度等于其在远日点运行的加速度

C．地球公转线速度约为哈雷彗星在近日点线速度的

D．哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的倍

二、多选题

8．如图所示，小型交流发电机两磁极N、S间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小。矩形金属线圈ABCD的匝数，面积，线圈内阻和导线电阻不计，线圈绕垂直于磁场的水平轴逆时针匀速转动，角速度。变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想交流电表，、均为定值电阻，R为滑动变阻器。现将开关S断开，观察到电流表的示数减小了0.2 A，电流表的示数减小了0.8 A，则下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数为200 V

B．变压器原、副线圈匝数之比为

C．电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值不变

D．若再将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电压表示数变大

9．如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧1，竖直地固定在桌面上，上面压一质量为m的物体，弹簧1上、下端分别与物体和桌面相连；另一劲度系数为的轻质弹簧2竖直固定在物体的上表面。要想使物体在静止时，物体下面弹簧1的弹力大小减为原来的，则应将弹簧2的上端A竖直向上缓慢移动的距离可能是（已知两根弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g）（　　）

A． B． C． D．

10．如图所示，空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线所示。正方形金属线圈固定在纸面内，电阻为，边长为。线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，在到的时间间隔内（　　）

A．线圈中感应电流大小恒为

B．线圈所受安培力的方向始终水平向左

C．线圈所受安培力的最大值为

D．线圈所受安培力的冲量大小为

三、实验题

11．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。

（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所示，此示数为           mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A、B条纹间的距离。则经滤光片射向双缝的色光的波长           （用题目中所给字母写出表达式），利用上述测量结果，经计算可得波长           m（保留两位有效数字）。

（2）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好，若他对实验装置进行了调整后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是          

A．仅增加光源与滤光片间的距离

B．仅增加单缝与双缝间的距离

C．仅将单缝与双缝的位置互换

D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片

12．某同学利用图甲的电路图测量电源的电动势（E）和内阻（r）。图中V为理想电压表，R为电阻箱。

（1）开关S闭合前，将电阻箱阻值调到           （选填“最大”或“最小”）。

（2）开关S闭合后，调节电阻箱，分别记录下电阻箱阻值R和电压表示数U，记录多组数据后，作出图像，如图乙所示。根据图乙可得电源的电动势           、内阻           。

（3）若电压表的内阻不是无穷大，则该方法测得的电源电动势           （选填“偏大”或“偏小”），电源内阻           （选填“偏大”或“偏小”）。

四、解答题

13．一只乒乓球在环境温度为时，球内气体的压强为、体积为V．某次乒乓球被踩瘪，但没有破，球内气体的体积变为。现将瘪了的乒乓球放入热水中，乒乓球恢复原形时，球内气体的温度为。

（1）乒乓球在热水中恢复原形前，球内气体分子平均动能如何变化？

（2）求球被踩瘪后和在热水中恢复原形时，对应球内气体的压强和。

14．如图所示，在一次红、蓝两军的对抗模拟演习中，携带炸弹的红军飞机（可视为质点）在蓝军上空飞行，飞行高度，飞机的速率。蓝军地面上A点位置固定着一门高射炮（可视为质点），A点与飞机原飞行路径（直线）在水平面上竖直方向的投影（直线）间的距离。已知重力加速度，空气对炮弹、炸弹的阻力均不计。

（1）若高射炮发射2s后，炮弹正好到达直线MN上的B点，求高射炮发射炮弹的初速度方向与水平方向的夹角的正切值。

（2）若红军飞机在炮弹飞过后到达B点，并且发现高射炮的位置A点，飞行员立即驾驶飞机从B点开始在水平面内做匀速圆周运动，并在最短时间内在恰当的位置释放一枚炸弹（炸弹释放时具有与飞机相同的速度），炸弹正好落在A点。求飞机做圆周运动的半径大小。

15．真空中两块相同的金属板A、B水平正对，O是贴近A板上表面左边缘处的一个点，如图甲所示，A板接地，两板间加上周期性的交变电压后，在两板之间产生了交变的匀强电场。B板的电势随时间t的变化规律如图乙所示。现在O点放一个粒子源，粒子源不断水平向右发射带负电的粒子，粒子一旦碰到金属板，就附着在金属板上不再运动，且电荷量同时消失，不影响A、B板间的电压。已知粒子源发射的粒子初速度大小均为，电荷量均为q，质量均为m，A、B板间交变电压的周期为T，图乙中是已知量，但是可变量，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。若，在时刻被射出的粒子，经过一个周期的时间恰好回到A板。

（1）求图乙中的值。

（2）求金属板A、B间的最小距离。

（3）若，粒子源保持均匀发射粒子，金属板A、B间的距离，，则在时间内，打在B板上的粒子占一个周期内发射的粒子的百分比大约是多少？（已知）

参考答案：

1．C

【详解】A．半衰期是统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，故A错误；

BC．根据质量数守恒和电荷数守恒，吸收一个中子后还应释放一个电子才能得到，核反应方程为

故B错误，C正确；

D．半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，和物理、化学环境无关，故D错误。

故选C。

2．C

【详解】AD．根据题意可知自动门自控原理与声音无关，与空气产生的压力无关，故AD错误；

BC．当有人或篮球靠近自动门时，门会自动打开，而无色透明玻璃板靠近自动门时，门却不会自动打开，很可能是自动门发射红外线而无色透明玻璃板基本上不反射红外线造成的，故C正确，B错误。

故选C。

3．A

【详解】AB．M点电势与导体球壳表面的电势相等，若点电荷的电荷量增加，同一检验电荷（假设带正电）从导体球壳表面到无穷远处电场力做功增加，故导体球壳表面的电势升高，即M点的电势升高，A项正确、B项错误；

CD．由于导体球壳内部电场强度始终为零，故M点的电场强度不变，C、D项错误。

故选A。

4．C

【详解】A．由波的图像知波长，由振动图像知周期，波的传播速度，A项错误；

B．由振动图像知当时，处的质点由平衡位置向下振动，说明波沿x轴正方向传播，B项错误；

C．在图甲基础上再经过1s的时间，则波的图像向右平移1m，质点P恰好位于平衡位置，加速度为零，C项正确；

D．波的传播是振动方式和能量的传播，质点并不随波迁移，D项错误。

故选C。

5．D

【详解】带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，根据半径公式

可知甲、乙带电粒子在磁场中运动的速度之比

根据周期公式

可知甲、乙带电粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，故甲、乙带电粒子在磁场中运动的时间之比

故选D。

6．B

【详解】ABC．如图所示，AB棒左侧处在斜向上的磁场中，受到的安培力穿过纸面向外，AB棒右侧处在斜向下的磁场中，受到的安培力穿过纸面向里，故AB棒将逆时针转动（俯视），故AC错误，B正确；

D．通电后，根据安培定则可知AB棒和CD棒中的电流会在周围产生磁场，根据磁场的合成可知线段上不存在磁感应强度为零的位置，故D错误。

故选B。

7．D

【分析】本题考查开普勒第三定律。

【详解】AB．根据万有引力提供向心力有

解得加速度

哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的，因此哈雷彗星在近日点运行的加速度大于地球绕太阳运行的加速度，AB项错误；

C．根据万有引力提供向心力有

解得线速度

假设哈雷彗星以近日点与太阳中心的距离为半径做匀速圆周运动，哈雷彗星在近日点到太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的，则地球公转线速度为假设的哈雷彗星做匀速圆周运动的线速度的，但实际哈雷彗星在近日点的速度大于假设的哈雷彗星做匀速圆周运动的线速度，因此地球公转线速度不等于哈雷彗星在近日点线速度的，C项错误；

D．哈雷彗星绕太阳运动的周期约为年，，设哈雷彗星轨道的半长轴为，根据开普勒第三定律有

解得哈雷彗星椭圆轨道的半长轴为地球公转轨道半径的18倍，设哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离为，则有

解得

则有哈雷彗星在远日点到太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的倍，D项正确。

故选D。

8．AC

【详解】A．线圈中产生的感应电动势的最大值为

电压表的示数为

A正确；

B．根据理想变压器电流与匝数关系

可得

B错误；

C．根据理想变压器电压与匝数关系

可知保持不变，电压表的示数为

则

则有

可知电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值保持不变，C正确；

D．将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的有效阻值减小，电流表的示数变大，根据

可知电压表的示数变小，D错误。

故选AC。

9．AD

【详解】初始时刻弹簧1处于压缩状态，弹簧1的压缩量

弹簧2处于原长；最终时刻有两种可能性，其一，当弹簧1的弹力大小减小为原来的时，弹簧1仍处于压缩状态，其压缩量

弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量

则A端竖直向上提高的距离

当弹簧1的弹力大小减为原来的时，弹簧1处于拉伸状态，其伸长量

弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量

则A端竖直向上移动的距离

故选AD。

10．AD

【详解】A．线圈产生的电动势恒定，大小为

则线圈中感应电流大小为

故A正确；

B．在内垂直纸面向里的磁场在减小，由楞次定律可知，线圈会产生顺时针方向电流，由左手定则可知，线圈所受安培力向左；在内垂直纸面向外的磁场增大，由楞次定律可知，线圈会产生顺时针方向电流，由左手定则可知，线圈所受安培力向右；故B错误；

C．线圈所受安培力的合力对应的有效长度为

则安培力的最大值为

故C错误；

D．在内，安培力的冲量向左，为

在内，安培力的冲量向右，大小为

则总的冲量大小为

方向向左，故D正确。

故选AD。

11．                    D

【详解】（1）[1]图丙中游标卡尺的最小分度值为0.05mm，主尺示数为0，游标尺的第7刻度线与主尺刻度线对齐，则示数为

[2][3]A、B条纹间的距离为5倍相邻亮（暗）条纹间的距离，故

根据相邻亮（暗）条纹间的间距公式有

解得

代入数据可得

（2）[4]该同学对实验装置调节后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知相邻条纹间的宽度减小，由公式可知，该调节可能是更换波长更短的光做实验，即将红色滤光片换成绿色滤光片，其他调节都达不到该实验效果。

故选D。

12．     最大               偏小     偏小

【详解】（1）[1]为了保证电源安全，电阻箱阻值应调到最大。

（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有

整理得

结合图像可得

（3）[4][5]若考虑电压表的内阻不是无穷大，根据闭合电路欧姆定律有

整理得

结合图像可得

故测得的电源电动势偏小，电源内阻偏小。

13．（1）增大；（2），

【详解】（1）乒乓球放入热水中，球内气体温度升高，而温度是分子平均动能的标志，故球内气体分子平均动能增大。

（2）初状态，根据玻意耳定律

解得

球被踩瘪后，恢复原形时，根据理想气体状态方程

解得

14．（1）；（2）

【详解】（1）设炮弹初速度方向与水平方向的夹角为，炮弹从A点到B点经过的时间为t

竖直方向有

水平方向有

解得

（2）炸弹离开飞机后做平抛运动，设炸弹下落的时间为

水平方向有

竖直方向有

解得

设飞机先携带炸弹做半径为R的圆周运动，到达C点时释放炸弹，炸弹从C点做平抛运动到A点，整个过程的俯视图如图所示

根据几何关系有

解得

15．（1）；（2）；（3）14%

【详解】（1）若，则在时间内，粒子的加速度大小

方向向上；

在时间内，粒子的加速度大小

方向向下；

根据题意有

解得

（2）若，粒子恰好不能打到B金属板，则此时金属板A、B间的距离最小，粒子在时刻垂直金属板方向的分速度

粒子沿垂直金属板方向加速运动的距离

粒子沿垂直金属板方向减速运动的距离

A、B两板间的最小距离

解得

（3）若，，，设经过时间向上加速运动、再经过时间向上减速运动的粒子恰好能打在B金属板上，根据垂直金属板方向粒子的运动特点有

并且

联立解得

故在时间内发出的粒子均可打到B金属板上，所以一个周期内发出的粒子打到B金属板上所占百分比约为