[物理]广东省广州市六校2023_2024学年高三下学期联考试题(解析版)

这是一份[物理]广东省广州市六校2023_2024学年高三下学期联考试题(解析版)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

（满分 100分，考试时间75分钟。）
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. 核污水中含有多种放射性成分，其中有一种难以被清除的同位素氚可能会引起基因突变，氚亦称超重氢，有放射性，其发生β衰变的方程为，其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是（ ）
A. 100个氚核经过年后剩余50个
B. 氚发生衰变时产生的高速电子流来自核外电子
C. 用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为
D. 氚的比结合能大于氦的比结合能
【答案】C
【解析】A．半衰期统计规律，对于大量原子核成立，100个氚核衰变不符合半衰期规律，A错误；B．氚发生衰变时产生的高速电子来源于原子核内一个中子转变为一个质子同时释放一个电子，B错误；
C．用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为
C正确；
D．由于该核聚变释放能量，生成物的原子核更稳定，故氚的比结合能小于氦的比结合能，D错误。故选C。
2. 如图所示俯视图，当汽车陷入泥潭时，需要救援车辆将受困车辆拖拽驶离。救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用，根据你所学过的知识判断，下列情况中，救援车辆用同样的力拖拽，受困车辆受到的拉力最大的方案为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的一半；Ｂ图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为缆绳两侧拖拽拉力的合力，因初始时刻两分力夹角接近180°，合力远小于两分力(小于所受拖拽力的一半)；C图中，缆绳与树桩构成定滑轮系统，仅改变力的方向，未改变力的大；D图中，根据受力分析可知，救援车辆的拉力为受困车辆所受拖拽力的2倍；综上所述B图最省力。
故选B。
3. 科幻作品中经常会出现星际列车，列车在环绕星球运动的过程中，可以通过“跃迁”来到不同的轨道上。目前列车的轨道比同步卫星的轨道更高，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的列车处于平衡状态
B. 列车做匀速圆周运动的角速度小于地球自转的角速度
C. 列车“跃迁”过程中受到的万有引力保持不变
D. 列车“跃迁”进入轨道半径更高的轨道时，其机械能变小
【答案】B
【解析】A．匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻改变，加速度不为零，合外力不为零，不是平衡状态，A错误；
B．根据万有引力提供向心力可知
解得
由此可知，轨道半径越大，角速度越小，B正确；
C．根据万有引力定律
可知，其它情况相同时，轨道半径越大，万有引力越小，C错误；
D．“跃迁”进入轨道半径更高的轨道时，需要其它动力提供能量，故机械能增大，而不是减小，D错误。
故选B。
4. 某兴趣小组对机械波的特性开展研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，图乙为平衡位置处于2m处质点M的振动图像，则（ ）
A. 该列波的传播方向沿x轴负向传播
B. 该列波的传播速度为4m/s
C. 质点M在5s时处于平衡位置
D. 质点M在2s内沿x轴运动了8m
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，时刻，质点沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可知，该列波的传播方向沿x轴正向传播，故A错误；
B．由图甲可知，该波的波长为，由图乙可知，该波的周期为，则该列波的传播速度为
故B错误；
C．质点经过
恰好回到平衡位置，沿轴负方向振动，故C正确；
D．质点不能随波移动，故D错误。
故选C。
5. 某同学利用自制发电机给小风扇供电，使小风扇正常工作，其设计的电路简化模型如图甲所示。发电机产生正弦式交流电，其电动势如图乙所示。已知理想变压器原副线圈匝数比为，小风扇内阻为，正常工作电流为1A。忽略导线与发电机线圈的电阻，电压表为理想交流电压表。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的瞬时电动势为
B. 正常工作时小风扇的输出功率为20W
C. 时，电压表示数0
D. 小风扇的转速一定与发电机的转速相同
【答案】B
【解析】A．发电机的瞬时电动势为
故A错误；
BC．电压表测量有效值，所以电压表示数为
根据变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
可得
副线圈电压为正常工作时小风扇的输出功率为
故B正确，C错误；
D．小风扇的转速与小风扇的功率有关，故小风扇的转速与发电机的转速不一定相同，故D错误。故选B。
6. 小明同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如下图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（ ）
A. 两次在空中的时间可能相等 B. 两次抛出的初速度可能相等
C. 两次抛出初速度水平分量可能相等 D. 两次抛出的初速度竖直分量可能相等
【答案】B
【解析】A．将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，故A错误；
BCD．将篮球运动反向视为平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由图可知，第二次抛出时速度的竖直分量较小；水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞墙的速度较大，根据速度的合成可知，水平速度第二次大，竖直速度第一次大，故抛出时的初速度大小不能确定，有可能相等，故B正确，CD错误。故选B。
7. 中国象棋的棋盘呈长方形，由九条竖线和十条横线相交组成，共有九十个交叉点，开局时红方和黑方各子的位置如图所示，现将电荷量为和的两个点电荷分别固定在黑方的“将”位置和红方的“帥”位置，两点电荷在棋盘网格线所在的平面内，下列说法正确的是（ ）
A. 棋盘左侧红方“炮”所在位置与棋盘右侧黑方“砲”所在位置的电场强度大小相等方向不相同
B. 棋盘右侧红方“俥”所在位置与棋盘左侧黑方“車”所在位置的电势相同
C. 一电子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力一直做正功
D. 电子在棋盘左侧红方“傌”所在位置电势能小于在棋盘右侧黑方“馬”所在位置的电势能
【答案】C
【解析】A．等量异种点电荷的电场分布如图所示
由此可知，左侧红方“炮”所在位置与棋盘右侧黑方“炮”所在位置关于两电荷连线中点对称，则电场强度大小相等方向相同，故A错误；
B．棋盘右侧红方“車”所在位置更靠近负电荷，电势较低，棋盘左侧黑方“車”所在位置靠近正电荷，电势较高，故B错误；
C．一电子沿直线从红方正中间“兵”所在位置运动到黑方正中间“卒”所在位置，此过程中静电力的方向始终与位移方向相同，静电力做正功，故C正确；
D．棋盘左侧红方“馬”所在位置的电势低于棋盘右侧黑方“馬”所在位置的电势，根据
得电子在棋盘左侧红方“馬”所在位置的电势能大于在棋盘右侧黑方“馬”所在位置的电势能，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. 如图所示，光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出，下列说法正确的是（ ）
A. 内芯的折射率大于包层的折射率
B. 内芯的折射率小于包层的折射率
C. 不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度相同
D. 当红光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射
【答案】AD
【解析】AB．光线从内芯射向包层时要发生全反射，可知内芯的折射率大于包层的折射率，选项A正确，B错误；
C．根据光从光导纤维的一端传输到另一端时的时间
不同频率的可见光的频率不同，折射率不同，则从同一根光导纤维的一端传输到另一端时传播速度不相同，选项C错误；
D．因紫光的折射率大于红光，根据
可知紫光临界角小于红光，当红光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以同样角度入射时，在端面上的折射角小于红光，射到内芯与包层界面时的入射角变大，则紫光也能在内芯和包层分界面上发生全反射，选项D正确。
故选AD。
9. 如图是公路上安装的一种测速“电子眼”的原理示意图，在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈，当车辆通过线圈上方的道路时，会引起线圈中电流的变化，系统根据两次电流变化的时间及线圈之间的距离，对超速车辆进行抓拍，下列判断正确的是（ ）
A. 车辆经过线圈时有感应电流产生
B. “电子眼”测量的是车辆经过第二个线圈时的瞬时速率
C. 线圈中电流的变化是车辆经过线圈时发生电磁感应引起的
D. 如果某个线圈出现故障，没有电流通过，“电子眼”还可以正常工作
【答案】AC
【解析】A．车辆上有很多金属部件，当这些金属部件经过通电线圈时，使线圈中的磁场发生变化，故车辆经过线圈时有感应电流产生，故A正确；
B．因为系统是根据两次电流发生变化的时间以及线圈之间的距离判断车辆是否超速，故测量的是车辆在两个线圈之间的平均速度，故B错误；
C．车辆经过线圈上方会发生电磁感应现象，会引起线圈中的电流发生变化，故C正确；
D．如果某个线圈出现故障，没有电流通过，就会无计时起点或终点，无法计时，“电子眼”不能正常工作，故D错误。
故选AC。
10. 投石机是我国古代人民智慧的结晶，《范蕗兵法》中记载：“飞石重十二斤，为机发行三百步。”如图所示为某小组自制的投石机，轻质长杆可绕光滑转轴在竖直面内转动，长为L=2.0m 。将一质量的石块放在A端网袋中，另一重物固定于端，初始时A端位于地面上，杆与水平面的夹角为。由静止释放后，杆转到竖直位置时将石块沿水平方向抛出，石块落到离O点水平距离为3.2m处M点（未画出）。石块与重物均可视为质点，不计空气阻力，已知，取，则（ ）
A. 石块由开始运动到抛出过程中，机械能守恒
B. 根据题中所提供数据，可以计算出重物B的质量
C. 石块被抛出前瞬间的向心加速度大小为8m/s2
D. 石块落地前瞬间重力的功率为224W
【答案】CD
【解析】A．石块由开始运动到抛出过程中，杆对其做正功，机械能增加，A错误；
B．从开始运动到抛出过程中，石块与重物组成系统机械能守恒有
设石块被抛出前瞬间角速度为，则有
由于未知，故重物B的质量求不出，B错误；
C．由L=2.0m，则离地面的高度
石块被抛出后作平抛运动，水平位移，由平抛运动的规律
可得，则石块被抛出前瞬间向心加速度大小为
C正确；
D．石块落地瞬间竖直方向的速度为
则此时重力的瞬时功率为
D正确。故选CD。
三、非选择题：共54分。
11. 某实验小组利用手机的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置，将录像中的连续7幅画面合成到同一张图中，每相邻两幅画面间隔时间为2T，示意如图。依次测得小球各相邻位置间的实际距离为1、2、3、4、5、6。
（1）写出小球在位置3的速度表达式 ___________。
（2）要求充分利用测量数据，写出小球运动过程中的加速度表达式 ___________。
（3）若先释放小球，再用手机录像，试问释放小球与开启手机录像先后顺序对本实验计算加速度的结果___________（选填“有”或“无”）影响。
【答案】（1） （2） （3）无
【解析】【小问1详解】
由匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知小球在位置3的速度等于4到5的平均速度
【小问2详解】
由逐差法可知
，，
故
【小问3详解】
释放小球与开启手机录像先后顺序对小球的运动性质没有影响，只要能记录小球做匀变速直线运动时各个时刻在斜面上的位置，就可以用逐差法计算加速度。
12. 物理兴趣小组的同学利用铜片和锌片平行插入猕猴桃中制作了一个水果电池，为研究猕猴桃电池的电动势和内阻，进行如下实验。
（1）粗测电动势：如图a所示，将电压表3V量程（内阻约为3kΩ）接在猕猴桃电池两端，读数为___________V，改用15V（内阻约为15kΩ）量程测量，读数大于0.4V，造成这一现象的原因可能是 ___________。
（2）为了更准确地测量猕猴桃电池的电动势和内阻，实验小组的同学利用图b电路重新进行了实验（微安表G量程300μA，内阻为100Ω），步骤如下：
闭合开关，调节电阻箱阻值，记录下微安表和电阻箱示数如下表：
利用计算机软件描绘出图像如图（c）中实线甲所示，其拟合出的函数关系式为，则根据此函数关系式可计算出猕猴桃电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω。（保留一位小数）
（3）某同学又将铜片和锌片平行插入同一猕猴桃中的另一位置，用图（b）所示方案重复实验操作，发现得到的函数图像如图（c）中虚线乙所示，造成实验差异的主要原因可能为（ ）
A. 猕猴桃不同区域酸碱度不同导致电池电动势升高
B. 猕猴桃不同区域酸碱度不同导致电池电动势降低
C. 铜片和锌片的间距不变但插入深度变深导致猕猴桃电池内阻减小
D. 铜片和锌片的插入深度不变但间距变大导致猕猴桃电池内阻变大
【答案】（1）0.30 猕猴桃电池内阻较大，导致电压表内阻对读数影响较大
（2）0.5 1962.5
（3）D
【解析】【小问1详解】
[1]由图可知，电压表的读数为0.30V（0.27~0.33之间均可）；
[2]由闭合电路的欧姆定律可得
由上式可知，当可忽略不计时，；当不可忽略时，越大，越大。所以改用15V（内阻约为15kΩ）量程测量时读数大于0.4V，造成这一现象的原因可能是猕猴桃电池内阻较大，导致电压表内阻对读数影响较大。
【小问2详解】
[1] [2]根据闭合电路的欧姆定律可得
整理可得
与函数关系式对比可得
【小问3详解】
AB．由图（c）可知，虚线的斜率与实线相同，根据函数关系式可知水果电池的电动势相同，故AB错误；
CD．由图（c）可知，虚线在纵轴上的截距大于实线的截距，根据函数关系式可知改变位置后的水果电池的内阻变大了，故C错误、D正确。故选D。
13. 可以用热水浸泡将踩瘪后的乒乓球恢复。如图，已知乒乓球导热性能良好，完好时内部气压为大气压强p0，踩瘪后体积变为原体积80%，外界温度恒为300K，把乒乓球全部浸入热水里，当热水温度为360K时，乒乓球就刚好开始恢复形变，此后水温保持不变。已知球内气体内能始终只与温度成正比，踩瘪后球内气体内能为E 。
（1）求乒乓球被踩瘪但没有破裂时的内部压强；
（2）乒乓球从放入热水直到恢复原状时总共吸热为Q，则恢复原状过程中球内气体做功多少。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设乒乓球原体积为V，踩瘪后压强为 p1，有
可得
（2）由于气体内能只与内能有关，乒乓球最终内能为
可知内能增加了0.2E，根据热力学第一定律
可得恢复形变过程中球内气体做功为
14. 如图甲所示为洛伦兹力演示仪，一对平行且共轴的圆形励磁线圈竖直放置，在中间圆柱形区域产生垂直于圆形线圈平面的匀强磁场。球形玻璃泡置于该磁场中，位于球心正下方的电子枪将初速度为0的电子加速后沿水平方向射出，电子射出时的方向与磁场方向垂直。运动的电子能使玻璃泡中稀薄的气体发出辉光，显示其运动轨迹。若某次实验时电子枪加速电压恒定为U=220V，调节圆形线圈中的电流大小从而改变匀强磁场的磁感应强度B，得到电子束轨迹的长度与磁感应强度B的大小关系如图乙所示（不计重力，电子击中玻璃泡内壁后即被吸收，取π =3.14）。根据乙图中给出的数据计算：
（1）当磁感应强度B =5×10-4T时电子的运动半径r；
（2）电子比荷的值；
（3）若不改变电子枪加速电压和玻璃泡方向，只将两个励磁线圈调整至水平放置，如图丙，为使得电子束不碰玻璃泡内壁，则匀强磁场的B大小应满足什么条件？
【答案】（1）10cm；（2） C/kg ；（3）
【解析】解：（1）当B =5×10-4T时，根据乙图可知电子恰好做完整圆周运动，由几何关系可知2πr = L
可得r=10cm
（2）电子由加速电压加速， 有
在匀强磁场中偏转
联立可得
将数据代入得电子比荷值
C/kg
（3）匀强磁场调整为竖直方向，故电子将在水平面内做圆周运动。 设磁感应强度为B0时，电子恰好于玻璃球相切，如图所示
由几何条件可知，
解得
故为使得电子不碰玻璃泡内壁，磁感应强度
15. 如图所示，小物块A和B均可视为质点，光滑的水平桌面右端与传送带通过光滑的小圆弧相连接，传送带从与桌面交界处到传送带顶端的长度L=15m，与水平面的夹角θ=37°，传动带正以v=4m/s的速率顺时针方向匀速转动。现将B静置于桌面右侧，A从桌面左侧以的初速度向右运动，与B发生弹性正碰。若重力加速度取，B与传送带之间的动摩擦因数为，不考虑物块滑上传送带的能量损失。
（1）若B、A的质量之比，求碰后物块A的速度；
（2）若B、A的质量之比，求物块B从进入传送带到离开传送带所用的时间；
（3）若B、A的质量之比，，，试求出物体B离开传送带时的动能与k的关系式。
【答案】（1）1m/s，方向水平向左；（2）3.75s；（3）当，；当，
【解析】（1）A、B弹性正碰，设碰后两者速度分别为、，设向右为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
可知碰后物块A的速度大小为1m/s，方向水平向左。
（2）由上可知，碰后B速度为
，
因为
所以B与传送带相对静止，B以的速度匀速运动。则物块B从进入传送带到离开传送带所用的时间为
（3）由上可知，碰后B速度为
，所以，B在传送带中有匀加速过程。若当B在传送带全程做匀加速，且到达传送带顶端与传送带共速，则由动能定理可得
解得
经判断：
（ⅰ）当，即，B可以与传送带达到共速，共速后B与传送带相对静止，最终B将以的速度滑出传送带。解得
（ii）当，物体B在传送带上一直加速，由动能定理可得
解得
电阻箱阻值R
100Ω
500Ω
900Ω
1300Ω
1700Ω
2100Ω
2500Ω
微安表读数I
220μA
204μA
172μA
148μA
132μA
119μA
110μA