海南省省直辖县级行政单位琼中黎族苗族自治县联考2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题

这是一份海南省省直辖县级行政单位琼中黎族苗族自治县联考2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题，共17页。试卷主要包含了考查范围等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷满分100分，测试时间90分钟，共8页。
2．考查范围：高中全部内容。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．下列核反应中，属于衰变的是（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，虚线上方存在范围足够大的匀强磁场，两个正、负电子以相同的速度从虚线上的点沿与虚线成角的方向射入磁场中。负电子经过时间运动到虚线上的点，已知，不计电子的重力。若正电子运动到虚线上的点（图中未画出），则下列说法正确的是（ ）
A．点在点左侧，且B．点在点左侧，且
C．正、负电子在磁场中运动的时间之差为D．正、负电子在磁场中运动的时间之差为
3．如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内的圆轨道，质量为的游客随过山车一起以恒定的速率运动，当游客经过圆轨道的最高点时，过山车（包括座椅和安全带）对游客的作用力为零。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．游客在整个运动过程中机械能守恒
B．游客从最高点到最低点的过程中，动量变化量为零
C．当游客经过圆轨道的最低点时，过山车对游客的作用力大小为
D．当游客经过与圆轨道上圆心等高的点时，过山车对游客的作用力大小为
4．如图所示，底角为、上表面光滑、底面粗糙的等腰三角形底座放置在水平粗䊁地面上，在点固定一竖直杆，在点有一个轻质光滑小滑轮，为上的一点。轻质细线的一端与质量为的小滑块（可视为质点）相连，另一端绕过小滑轮，在方向不变的拉力（沿图示方向）的作用下，拉着小滑块从点缓缓上滑，此过程中底座一直保持静止。已知，重力加速度为，不计空气阻力。从滑到的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．在处时，细线的拉力大小为B．底座对地面的压力先减小后增大
C．地面对底座的摩擦力一直增大D．底座对的弹力一直增大
5．如图所示，分别为地球静止轨道卫星、地球中轨道卫星和地球近地卫星，与所在轨道在点相切。已知地球的半径为所在轨道的半径为所在椭圆轨道的半长轴为，近地卫星的轨道半径近似为。下列说法正确的是（ ）
A．与的线速度大小之比为B．在近地点与远地点的线速度大小之比为
C．的周期之比为D．的向心加速度大小之比为
6．一种新型手持小风扇自带照明装置，简化电路如图所示，电源电动势为，小灯泡标有“”的字样，电动机线圈的电阻为，电流表为理想电表。闭合开关后，小灯泡正常发光，电流表的示数为。下列说法正确的是（ ）
A．电源的内阻为B．电源的输出功率为
C．电动机的输出功率为D．电动机的工作效率为
7．如图所示，分子固定不动，分子从无穷远处逐渐靠近分子为平衡位置，规定两个分子相距无穷远时分子势能为0。在分子移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．分子势能先减小后增大
B．两分子间的作用力先减小后增大
C．两分子间的作用力先表现为斥力，后表现为引力
D．分子势能为零时，分子间的作用力也为零
8．如图所示，用轻杆做成的等腰直角三角形支架可绕固定轴在竖直平面内无摩擦地转动。点固定一质量为的小球点固定一质量为的小球，开始时杆水平。已知，重力加速度为。现将支架由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球从开始释放到运动至最低点的过程中，杆对它做的功为
B．小球从开始释放到运动至最高点的过程中，杆对它做的功为
C．小球运动至最低点时，角速度大小为
D．与水平方向的夹角为斜向右上方时，两小球的速度为0
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在轴方向存在一静电场，其电势与的关系如图所示，其中之间为倾斜直线，之间和之间的图线对称，的区域内为平行于轴的直线。下列说法正确的是（ ）
A．之间的电场为匀强电场，电场方向沿轴负方向
B．处的电势和电场强度均为0
C．之间的电场方向与之间的电场方向相反
D．一电子从点由静止释放，仅受静电力的作用，将在之间做往复运动
10．如图1所示，一上粗下细的导热汽缸，上端开口，下端封闭，粗缸和细缸的长度均为，粗糙的横截面积为，细缸的横截面积为。将一横截面积为的薄活塞轻轻放入汽缸中，活塞缓慢下降后静止，此时环境温度为，如图2所示。已知大气压强为，活塞与汽缸壁接触良好且与汽缸间无摩擦，封闭气体的质量不变且可视为理想气体。下列说法正确的是（ ）
A．活塞的重力大小为
B．环境温度上升至时，活塞恰好回到粗缸的顶端
C．环境温度下降至时，活塞恰好下降至粗缸的底端
D．环境温度下降至时，封闭气体的压强为
11．一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形图如图1所示，质点的振动图像如图2所示。（未画出）为平衡位置在轴上的另一个质点，的平衡位置相距时质点正处于波峰。已知质点离波源较远，质点离波源较近，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿轴正方向传播
B．时质点位于波峰位置
C．波长可能为，对应的波速为
D．波长可能为，对应的波速为
12．如图所示，质量为的匀质凹槽放在光滑水平面上，凹槽内有一半径为的半圆形光滑轨道，直径水平，为轨道的最低点。现将质量为、可视为质点的小球从点由静止释放。已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球第一次运动到点时，凹槽的速度大小为
B．小球第一次运动到点时，小球相对于初始位置运动的位移大小为
C．小球第一次运动到点时，凹槽相对于初始位置运动的位移大小为
D．小球第一次运动到点时，凹槽相对于初始位置运动的位移大小为
13．如图所示，正方形金属线圈的匝数为，边长为，电阻为边与轴重合，在左侧的空间内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为右侧没有磁场。时刻，线圈从图示位置开始绕轴以角速度匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势的最大值为
B．线圈中产生的感应电流的有效值为
C．时间内，通过线圈的电荷量为
D．时，线圈中的感应电流大小为，方向为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14．（8分）某实验小组的学生利用如图所示的装置探究“在质量一定的情沉下，加速度与物体所受合力的关系”。实验步骤如下：
①用游标卡尺测得遮光片的宽度为，将遮光片固定在小车上，用刻度尺测出木板上的O点到光电门的距离为L，查资料得知当地的重力加速度为g；
②将细绳的一端与质量为M的小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂托盘和砝码，调整木板的倾角，使小车沿着木板匀速下滑；
③取下托盘和砝码，测出其总质量m，将遮光片对齐O点并由静止释放小车，与光电门连接的数字计时器记录下遮光片的遮光时间t；
④改变托盘和砝码的质量，重复步骤②③，多次测量，记录托盘和砝码的质量以及遮光片的遮光时间。
回答下列问题：
（1）小车受到的合力大小__________，运动的加速度大小__________（用已知量和测量量的字母表示）。
（2）本实验__________（选填“需要”或“不需要”）满足托盘和砝码的质量远远小于小车的质量。
（3）得到多组合力大小与遮光时间的值，为了直观得出“质量一定时，加速度与合力成正比”的结论，应该作出__________。
A．图像B．图像C．图像D．图像
15．（10分）铝镍铁合金因其优异的耐蚀性、高强度、低密度和良好的耐热性等特点，被广泛应用于多个领域。实验室有一卷长的铝镍铁合金丝，某学习小组通过实验测量其电阻率。
（1）用多用电表粗测其电阻，示数如图1所示，阻值约为__________。
（2）用螺旋测微器测量合金丝的直径，如图2所示，则__________
（3）通过实验精确测量合金丝的电阻，实验室提供的器材有：
学生电源（电动势为，内阻未知）
电流表（量程，内阻）
电流表（量程，内阻）
电阻箱
滑动变阻器
滑动变阻器
开关一个，导线若干
①实验为了尽量多测量几组数据并便于调节，滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”）。
②为了尽量准确地测出合金丝的电阻，根据提供的实验器材，请在图3虚线框内画出实验电路图，并在图上标明电流表。
③若电流表的读数，电流表的读数为，电阻箱的阻值为，则铝镍铁合金的电阻率__________。（取3.14，结果保留3位有效数字）
四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16．（10分）如图所示，直角三角形为一棱镜的横截面，其中。一束光从边的中点以的入射角射入三棱镜，经折射后在边的点恰好发生全反射，最后从边的点射出棱镜。求棱镜的折射率以及两点之间的距离。
17．（12分）如图所示，间距为的平行光滑金属导轨固定在竖直平面内，之间接入阻值为的定值电阻，虚线以上区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，与虚线之间的磁感应强度大小为，虚线与之间的磁感应强度大小为。将质量为、电阻为、长度为的金属棒从处由静止释放，金属棒沿着导轨向下运动，金属棒到达前和到达前均已经匀速运动了一段时间。已知与与之间的距离均为，重力加速度为，金属棒运动的过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求：
（1）金属棒从处运动到处所用的时间；
（2）金属棒从处运动到的过程中，电阻上产生的热量。
18．（16分）如图所示，质量为的长木板静止在光滑的水平地面上，质量为的小物块静止在长木板左端，距离长木板右端处有一障碍物。质量为的玻璃球以的速度从左端沿水平方向与小物块发生弹性碰撞。长木板每次与障碍物碰撞后立即以原速率反向弹回，当长木板第四次与障碍物碰撞时小物块恰好从长木板上滑落。已知小物块与长木板之间的动摩擦因数，重力加速度取，小物块和玻璃球均可视为质点，障碍物的高度低于长木板的高度。求：
（1）玻璃球与小物块碰后瞬间，小物块的速度大小；
（2）长木板第一次与障碍物碰撞前的速度大小；
（3）长木板的长度。
2023—2024学年海南省高考全真模拟卷（七）
物理·答案
1．B A项属于轻核聚变，A错误；B项属于衰变，B正确；C项属于原子核的人工转变，C错误；D项属于衰变，D错误。
2．A 正、负电子的质量相等、电性相反，在磁场中的偏转方向相反，故点在点左侧，运动轨迹如图所示，根据洛伦兹力提供向心力有，解得，可知正、负电子在磁场中运动的轨道半径相等，由几何关系可知，，A正确，B错误；正、负电子在磁场中运动的周期相同，负电子的轨迹对应的圆心角为，运动时间，正电子的轨迹对应的圆心角为，运动时间，正、负电子在磁场中运动的时间之差为，C、D错误。
3．C 游客的速度大小始终不变，故其动能不变，而重力势能不断变化，因此机械能不守恒，A错误；设圆轨道半径为，游客的速率为，当游客经过圆轨道最高点时，根据题意有，解得，游客在最高点和最低点的速度方向相反，因此动量变化量的大小，B错误；在最低点时，过山车对游客的作用力和游客重力的合力提供向心力，有，解得，C正确；当游客经过圆轨道上与圆心等高的点时，过山车对游客的作用力的竖直分力与重力等大反向，水平分力提供游客做圆周运动的向心力，根据力的合成可知，其大小为，D错误。
4．C 对分析受力，画出矢量三角形，如图所示，开始时和等大，有，解得，A错误；随着上移，与竖直方向的夹角减小，的方向不变，由矢量三角形可知，增大，减小，D错误；对整体分析，底座受到地面的摩擦力大小，力增大，则地面对底座的摩擦力也一直增大，C正确；对整体受力分析可知，地面对底座的支持力大小，一直增大，即底座对地面的压力增大，B错误。
5．B 根据万有引力提供向心力，有，解得线速度大小，即与的线速度大小之比为，A错误；设中轨道近地点到地球球心的距离为，远地点到地球球心的距离为，根据开普勒第二定律，有，由几何关系可知，，故，即在近地点与在远地点的线速度大小之比为，B正确；根据开普勒第三定律，可得的周期之比为，C错误；沿椭圆轨道运动，向心加速度大小不断变化，D错误。
6．D 小灯泡正常发光，可知路端电压为，内电压，干路中的电流大小为，则内阻，A错误；电源的输出功率，B错误；根据，可得小灯泡中的电流大小，则流过电动机的电流大小，电动机的输出功率，C错误；电动机的工作效率．D正确。
7．A 当时，分子间的作用力表现为引力，且随着的减小先增大后减小，由于力的方向与分子的位移方向相同，因此分子间的作用力做正功，分子势能减小；当时，分子间的作用力表现为斥力，且随着的减小不断增大，由于力的方向与分子的位移方向相反，因此分子间的作用力做负功，分子势能增大；当时，分子间的作用力为0，分子势能最小，为负值，A正确，B、C、D错误。
8．C 设小球运动到最低点时的速度大小为，对系统，根据机械能守恒定律有，对小球，根据动能定理有，解得，A错误；设小球运动到最高点时的速度大小为，对系统，根据机械能守恒定律有，对小球，根据动能定理有，解得错误；设小球运动到最低点时的速度大小为，对系统，根据机械能守恒定律有，解得，则角速度，C正确；设斜向右上方与水平方向的夹角为时，小球的速度为0，对系统，根据机械能守恒定律有，解得，即，D错误。
9．AD 之间的电势均匀变化，故电场为匀强电场，由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则电场方向沿轴负方向，A正确；处的电势为0，图线的斜率表示电场强度的大小，故电场强度不为0，B错误；之间与之间的电势一直降低，故电场方向相同，C错误；之间与之间的电势差绝对值相等，故电子在之间与之间静电力做功大小相等，从点到处，静电力做正功，从处到处，静电力做负功，到处速度减为0，再反向运动，即电子将在之间做往复运动，D正确。
10．BC 封闭气体初始时的压强为，温度为，体积为，放入活塞稳定后，体积，设此时气体的压强为，根据玻意耳定律，有，对活塞受力分析，根据平衡条件有，解得，A错误；环境温度上升至时，若气体做等压变化，此时气体的体积为，根据盖-吕萨克定律，有，解得，则活塞恰好回到粗缸的顶端，B正确；环境温度下降至时，若气体做等压变化，此时气体的体积为，根据盖-吕萨克定律，有，解得，则活塞恰好下降至粗缸的底端，C正确；环境温度下降至时，气体体积保持不变，设封闭气体的压强为，根据查理定律，有，解得，D错误。
11．CD 由题图2可知，时刻，质点通过平衡位置向轴正方向运动，由题图1结合“上下坡法”可知，该波沿轴负方向传播，A错误；由题图2可知，该波的周期，经过，质点位于波谷位置，B错误；由于离波源较近，故的平衡位置在的右侧，且，则，当时，波长为，对应的波速为，当时，波长为，对应的波速为，C、D正确。
12．AC 小球第一次运动到点时，设小球的速度大小为，凹槽的速度大小为，对系统，根据机械能守恒有，水平方向动量守恒，有，联立解得，A正确；小球第一次运动到点时，根据人船模型，有，解得小球相对于初始时刻运动的水平位移大小为，竖直方向的位移大小为，即相对于初始位置运动的位移大小为，B错误；小球第一次运动到点时，根据人船模型，有，解得凹槽相对于初始时刻运动的位移大小为，C正确，D错误。
13．AC 边垂直切割磁感线时，线圈中产生的感应电动势最大，最大值为，A正确；线圈在右侧转动的半个周期内，感应电动势为0，感应电流为0，根据电流的热效应，有，解得线圈中产生的感应电流的有效值为，B错误；时间内，通过线圈的电荷量，C正确；时，线圈转过，切割磁感线的有效速度大小为，线圈中的感应电流大小为，根据楞次定律可知电流方向为，D错误。
4．答案（1） （2）不需要 （3）D
解析 （1）将小车与托盘和砝码视为整体，未取下托盘和砝码前，小车沿着木板匀速下滑，则小车的重力沿木板向下的分力等于小车受到的阻力与托盘和砝码的重力之和，取下质量为的托盘和砝码后，小车受到的合力大小为；根据光电门的测速原理，遮光片经过光电门时的速度大小为，根据速度与位移的关系式有，解得小车运动的加速度大小为。
（2）通过整体法可知，减少的托盘和砝码的重力大小等于小车所受的合力大小，故不需要满足托盘和砝码的质量远远小于小车的质量。
（3）为了直观得出“质量一定时，加速度与合力成正比”的结论，应该作出一条通过原点的倾斜直线，根据（2）可知，则合力与成正比，故应该作图像，D正确。
15．答案（1）130
（2）1.400（1.399~1.401之间均正确，2分）
（3）① ②如图所示
③
解析 （1）由题图1可知，选择开关指向欧姆挡的“”挡位，指针指向13，故阻值约为。
（2）根据螺旋测微器的读数规则，合金丝的直径为。
（3）①为了多测量几组数据且便于调节，滑动变阻器应采用分压接法，并选用阻值较小的。
②要想完成实验，需要一个电流表与电阻箱串联，改装成为电压表，另一个电流表与合金丝串联，测得通过合金丝的电流，由于电流表的量程远小于的量程，故电流表与阻值较大的电阻箱串联，电流表与合金丝串联，电路图如答案图所示。
③根据电路特点，有，解得合金丝的电阻，根据电阻公式，可得电阻率
16．思路点拨 先根据折射定率列出折射率的表达式，再根据光在边恰好发生全反射，列出折射率和临界角的关系式，结合几何关系，联立求解折射率；根据，结合勾股定理，由几何关系求解的长度。
参考答案 设光束在点入射后的折射角为，在边发生全反射的临界角为。
根据折射定律，有
根据全反射条件，有
根据题图，由几何关系可知
解得折射率
由几何关系可知，
故
而
则
17．思路点拨 （1）根据金属棒到达前已经匀速，列出重力和安培力的平衡方程，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解金属棒中的电流，联立求解金属棒到达时的速度大小，金属棒从运动到的过程，列出动量定理的表达式，通过，联立求解时间；
（2）同（1），根据金属棒到达时匀速运动，求解金属棒此时的速度大小，对整个过程列出能量守恒的方程，即可求解回路中产生的热量，根据电阻和金属棒的电阻相等，即可得到电阻上产生的热量。
参考答案 （1）金属棒到达前已经匀速，设金属棒刚通过时的速度大小为，根据法拉第电磁感应定律，金属棒产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流为
对金属棒，根据平衡条件有
联立解得
设金属棒从处运动处所用的时间为，根据动量定理，有
通过电阻的电荷量为
解得
（2）设金属棒通过时的速度大小为，根据法拉第电磁感应定律，金属棒产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流为
根据平衡条件有
设电阻上产生的热量为，根据能量守恒定律，有
联立解得
18．思路点拨 （1）对玻璃球和小物块发生弹性碰撞的过程，列出动量守恒方程和能量守恒方程，联立求解小物块碰撞后的速度大小；
（2）小物块和长木板之间的摩擦力提供二者运动的加速度，假设长木板与障碍物碰撞前一直加速，根据运动学公式求出碰撞前的速度，假设长木板与障碍物碰撞前已经和小物块共速，根据动量守恒定律求出此时的速度，由于，得出长木板与障碍物碰撞前的速度即为；
（3）根据动量守恒定律，求解出长木板第一次与障碍物碰撞前，小物块的速度，对长木板每一次与障碍物碰撞前的状态，列出动量守恒定律方程，最终得到第四次碰撞前小物块和长木板的速度，根据能量守恒定律即可求解长木板的长度。
参考答案 （1）玻璃球与小物块发生弹性碰撞，设碰后玻璃球的速度为，小物块的速度为，对玻璃球和小物块组成的系统，根据动量守恒定律，有
根据能量守恒定律，有
联立解得
（2）小物块在长木板上滑动时，设小物块的加速度大小为，长木板的加速度大小为，根据牛顿第二定律，有
若长木板与障碍物碰撞前一直加速，设碰撞时长木板的速度大小为，根据运动学公式，有
若长木板与障碍物碰撞前，小物块与长木板达到共同速度大小，根据动量守恒定律，有
解得
由于，故长木板第一次与障碍物碰撞时的速度大小为
（3）设长木板第一次与障碍物碰撞时小物块的速度大小为，根据动量守恒定律，有
解得
设碰后再次达到的共同速度大小为，根据动量守恒定律，有
解得
可知第二次碰撞前小物块和长木板已经达到了共同速度。
设第三次碰撞前的共同速度大小为，
根据动量守恒定律，有
解得
设第四次碰撞前的共同速度大小，根据动量守恒定律，有
解得
第四次碰撞时小物块到达长木板右端，根据能量守恒，有
解得