2023-2024学年广东省湛江市高三(第二次)模拟考试物理试卷+答案解析

2023-2024学年广东省湛江市高三（第二次）模拟考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.据中国载人航天工程办公室2023年3月12日消息，目前，“神舟十五号”内的航天员状态良好，计划于2023年6月返回地面。

航天员能在飞船内处于漂浮状态，关于这种状态，下列说法正确的是()
A.航天员所受的合力为零
B.航天员远离地球，不受到地球的引力
C.飞船对航天员的支持力大于航天员对飞船的压力
D.航天员受到的地球的万有引力提供其随飞船运动所需的向心力
2.手推翻斗车是建筑工地上常用的工具，翻斗车的高度比工人双手的高度略低，工地上的工人大多都是背对翻斗车拉车前行，也有工人面对翻斗车推车，在车内货物相同的情况下，要使车匀速运动，斜向下推车或斜向上拉车时，人对车的作用力方向与水平方向的夹角相等。

关于推车的推力和拉车的拉力大小，下列说法正确的是()
A.推力大于拉力
B.推力等于拉力
C.推力小于拉力
D.无法确定哪个力大
3.一同学在室内空调显示屏上看到室内的空气温度，为了测出室外的空气温度，他将一近似球形的气球在室内吹大并放置较长一段时间后，测量其直径为之后拿到室外并放置较长一段时间后，测量其直径为，，若不考虑气球表皮的弹力变化，且气球吹大后视为球体，大气压不变，室内、外的温度均保持不变，则()
A.气球内气体对外界做负功
B.气球内气体对外界不做功
C.室外温度比室内温度高
D.气球在室外放出了热量
4.如图所示，小鸭视为质点在平静的河道内靠近岸边戏水，在水面上引起一列稳定的水波，B为岸边的一点，已知P点为小鸭A和B点连线的中点，则下列说法正确的是()
A.P处质点比B处质点的振动频率大
B.P处质点将随水波运动到B点
C.P点与B点的振动方向一定相反
D.小鸭A与质点已经振动的振动周期相等
5.如图所示，两等量同种点电荷固定在菱形的两个顶点A、C上。

E、F是该菱形对角线AC与其内切圆的交点，O点为内切圆的圆心，a、b、c、d四点为切点。

现有一带正电的点电荷从E点由静止释放，下列说法正确的是()
A.a、b、c、d四点的电场强度相同
B.D、O、B三点的电势相等
C.点电荷在从E点运动到O点的过程中电场力做正功
D.点电荷从E点运动到F点的过程中速度一直增大
6.如图所示，某同学在篮筐前某位置跳起投篮。

篮球出手点离水平地面的高度。

篮球离开手的瞬
间到篮筐的水平距离为5m，水平分速度大小，要使篮球到达篮筐时，竖直方向的分速度刚好为零。

将篮球看成质点，篮筐大小忽略不计，忽略空气阻力，取重力加速度大小。

篮筐离地面的高度为()
A. B. C. D.
7.已知氢的同位素氚的原子能级分布与氢的原子能级分布相同，用光子能量为的光束照射
大量处于基态的氚原子，再用氢原子跃迁时辐射的光照射逸出功为的金属板。

已知氢原子能级
分布如图所示，氚的原子核发生衰变的半衰期约为年，则下列说法正确的是()
A.氢原子跃迁时，一共能发出6种不同频率的光子
B.从金属板上打出的粒子的最大初动能为
C.光束照射氚原子时能使氚核衰变的半衰期缩短为10年
D.从金属板上打出的粒子是中子
二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。

某理想变压器的简化模型如图所示，原线圈所接交流电源电压的有效值不变，电流表和电压表均为理想电表，若副线圈所接的负载电阻的阻值变大，则下列说法正确的是()
A.电源的输出功率减小
B.电压表的示数变大
C.电流表的示数变小
D.负载的电功率变大
9.一木箱静止于水平地面上，小明用水平拉力F拉木箱，拉力F与时间t的关系图像如图所示，4s后木箱做匀速直线运动，图中、、已知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。

下列说法
正确的是()
A.内，木箱保持静止
B.可求出木箱与地面间的动摩擦因数
C.可求出内合力的冲量大小
D.可求出内木箱克服摩擦力做的功
10.可控核聚变的磁约束像一个无形的管道，将高温等高子体束缚在其中，通过电磁感应产生的涡旋电场给等离子体加速，此情境可以简化为如图所示的装置，两个半径不同的同心环形光滑绝缘管道a、b处于垂直纸面向里、磁感应强度大小随时间均匀增大的匀强磁场中，甲、乙两个完全相同的带负电小球分别在a、b 两管道中同时由静止释放，之后两小球在管道内做速率随时间均匀增大的加速运动，不计小球受到的重力及小球间相互作用力，下列说法正确的是()
A.小球甲沿逆时针方向运动
B.小球乙沿顺时针方向运动
C.小球甲受到的洛伦兹力保持不变
D.小球乙受到的洛伦兹力变大
三、实验题：本大题共2小题，共14分。

11.据报道，中国航母的电磁弹射技术已经领先世界。

若某次做模拟直线弹射实验时，从某时刻开始的一段时间内，利用传感器每隔测量一次模型机的位置，坐标为x，结果如下表所示。

012
由表格中的数据可知，该模型机做_________填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”直线运动。

在内，该模型机的平均速度大小__________结果保留两位有效数字。

这段时间内该模型机的加速度大小__________结果保留两位有效数字。

12.某实验小组欲制作一个两挡位“”“”的欧姆表，使用的实验器材如下：
A.电流表满偏电流，内阻；
B.定值电阻；
C.定值电阻；
D.滑动变阻器最大阻值为；
E.电源电动势为；
F.单刀双挪开关S；
G.红、黑表笔及导线若干。

其内部结构如图所示，回答下列问题：
图中A接___填“红”或“黑”表笔；
将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为______填“”或“”；
现用该欧姆表测量一未知电阻，选用“”挡位并欧姆调零后，将电阻接在A、B之间，发现
电流表几乎满偏，断开电路并将“”挡位换成“”挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器的滑片______填“向上”或“向下”移动，使电流表满偏，再次将电阻接在A、B之间，稳定后电流表⑥的指针对准刻度盘上的处，则未知电阻_______。

四、计算题：本大题共3小题，共40分。

13.如图所示，半圆形透明柱体，其横截面的半径为R，圆心为O，AB为水平直径，现有一单色细光束从OB中点以与竖直方向成的角度射入，光束折射后恰好能到达S点。

已知。

求该柱体的折射率n；
若用该单色光垂直照射整个AB面，求在半圆弧ASB上有光透出的弧长与ASB的比值k。

14.如图所示，固定水平桌面左右两端分别放有质量和的P、Q两物块均可视为质点
，现给物块P一水平向右的初速度，物块P向右运动一段时间后与物块Q发生弹性碰撞时间极短，碰撞后物块P停在桌面上距右端处，物块Q离开桌面后做平抛运动，水平射程。

已知桌面距水平地面的高度，取重力加速度大小。

求：
物块Q离开桌面时的速度大小；
物块P与桌面间的动摩擦因数。

15.如图所示，在第一象限的区域内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，在
的区域内存在沿y轴负方向、电场强度大小未知的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外、磁感应强度大
小未知的匀强磁场。

一质量为m、电荷量为q的带正电粒子不计粒子的重力从y轴上点处由静止释放，粒子离开区域后撤去该区域内的匀强电场，粒子经进入x轴下方的磁场中，之后粒子经过第二象限回到A点。

求
匀强电场的电场强度大小；
粒子从A点出发至第一次返回A点所用时间t。

答案和解析
1.【答案】D
【解析】航天员能在飞船内处于漂浮状态，随飞船做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，所以合力
不为零，A错误，D正确；
B.航天员虽然远离地球，但是仍然受到地球的引力作用，B错误；
C.飞船对航天员的支持力与航天员对飞船的压力属于作用力与反作用力，两者等大反向，C错误。

故选D。

2.【答案】A
【解析】当车受到斜向下的推力匀速运动时，对推车受力分析
根据共点力平衡，设推力与水平方向的夹角为，有，
又因为
联立解得
当车受到斜向上的拉力匀速运动时，对推车受力分析
根据共点力平衡，设推力与水平方向的夹角为，有，
又因为
联立解得
根据表达式可知
故选A。

3.【答案】C
【解析】气球直径变大，说明气体体积变大，说明气体对外界做功，AB错误；
C.根据可知，体积变大，温度升高，所以室外温度比室内温度高，C正确；
D.根据热力学第一定律可知，温度升高，气体内能增大；体积变大，气体对外界做功；所以
气体从外界吸收热量，D错误。

故选C。

4.【答案】D
【解析】介质中的质点都在模仿波源，所以质点的振动周期和频率都相同，所以
P处质点与B处质点的振动频率一样，小鸭A与质点已经振动的振动周期相等，A错误，D正确；
B.根据波的形成与传播，可知介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，不会随波逐流，B错误；
C.由于不确定P点与B点的距离与波长的关系，所以不能确定这两点的振动方向是相同还是相反，C错误。

故选D。

5.【答案】C
【解析】A.根据等量同种电荷周围的电场线分布图
a、b、c、d四点的电场强度大小相等，但是方向不同，A错误；
B.根据电场线的方向以及电场线的对称性可知D和B两点的电势相等，但是低于O点的电势，B错误；
C.带正电点电荷在从E点运动到O点的过程中受到的电场力向右，所以此过程中电场力做正功，C正确；
D.带正电点电荷从E点运动到F点的过程中受到的电场力先向右，后向左，所以电场力先做正功，后做负功，点电荷的速度先增大后减小，D错误。

故选C。

6.【答案】B
【解析】篮球离开手到篮筐的时间为
要使篮球到达篮筐时，竖直方向的分速度刚好为零，则有，
联立解得
故选B。

7.【答案】A
【解析】A.用光子能量为的光束照射大量处于基态的氚原子，氢原子会跃迁到的激发态，
因此当氢原子向基态跃迁时，根据一共能发出6种不同频率的光子，A正确；
B.光子照射到金属上时，根据光电效应方程可知，从金属板上打出的粒子的最大初动能为
，B错误；
C.物质的半衰期不会因为光束的照射而发生变化，所以氚核的半衰期不变，C错误；
D.光子照射到金属上，从金属表面飞出的是电子，D错误。

故选A。

8.【答案】AC
【解析】B.根据电压与匝数成正比，可知原线圈输入的电压不变，所以副线圈的电压不变，所以电压表示数不变，故B错误；
C.根据欧姆定律有
若副线圈所接的负载电阻的阻值变大，则减小，根据电流跟匝数成反比可知，输入端减小，即电流表的示数变小，故C正确；
根据功率关系有
可知不变，减小，则电源的输出功率减小，负载的电功率也减小，故A正确，D错误。

故选AC。

9.【答案】AC
【解析】A.4s后木箱做匀速直线运动，表明滑动摩擦力大小等于，根据图像有
可知，内，木箱保持静止，A正确；
B.根据
解得
由于木箱质量不确定，因此，不能求出木箱与地面间的动摩擦因数，B错误；
C.在图像中，图线与时间轴所围面积表示冲量，可知，根据图像可求出内拉力F的冲量大小
内木箱处于静止，静摩擦力与等大反向，内摩擦力为滑动摩擦力，大小等于，方向与拉
力方向相反，则摩擦力的冲量
则合力的冲量大小
解得
可知，可求出内合力的冲量大小，
C正确；
D.由于木箱质量不确定，因此不能求出木箱的速度、加速度与位移，即不能求出内木箱克服摩擦力
做的功，D错误。

故选AC。

10.【答案】BD
【解析】根据楞次定律可知，磁场在管道内产生的涡旋电场为逆时针方向，小球带负电，则小球所受的电场力为顺时针方向，两小球均沿顺时针方向运动，A错误，B正确；
小球做加速运动，速度逐渐增大，磁感应强度也逐渐增强，根据
可知小球所受洛伦兹力变大，C错误，D正确。

故选BD。

11.【答案】匀加速；
；
【解析】根据表格中的数据可以看出从开始相邻相同时间内的位移差约为常数
所以该模型机做匀加速直线运动；
根据平均速度公式，可得内，该模型机的平均速度大小为
根据逐差法可知，这段时间内该模型机的加速度大小
12.【答案】黑；
；
向下；60
【解析】根据电流方向“红入黑出”，可知A接黑表笔；
开关接1时，与串联后和电流表并联，三者总电阻为
开关接2时，与电流表串联后和并联，三者总电阻为
欧姆表的倍率大的挡位内阻大，所以将单刀双掷开关S与1接通时，欧姆表的挡位为“”。

由“”挡位换成“”挡位，再次欧姆调零时，即增大电流表中的电流，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，滑片向下，使电流表满偏。

把挡位调到“”，将两表笔短接欧姆调零后，设欧姆表的内阻为，根据电路图，此时电流表满偏，
电路的干路电流为，根据欧姆定律
根据闭合电路欧姆定律
解得
把两表笔与待测电阻相接时，干路电流为
则
其中根据闭合电路欧姆定律
解得
13.【答案】解：由几何关系可知，折射角的正弦值
折射率
解得
若用该单色光垂直照射整个AB面，设从F点射入的光线，折射后经过E点刚好发生全发射，根据几何
关系和全反射条件，有
联立解得
根据对称性，在半圆弧ASB上有光透出的弧长所对圆心角为，所以透光弧长与ASB的比值
【解析】本题关键画出光路图，然后结合折射率公式和列式求解。

一单色细光束从OB中点以与竖直方向成的角度射入，进入圆面上时发生折射，求解出各个角度，然后根据折射率公式列式，结合几同关系求解透明柱体的折射率；
根据求解透明柱体的的临界角，结合几何关系求解在半圆弧ASB上有光透出的弧长与ASB的比值。

14.【答案】物块Q离开桌面后做平抛运动有，
解得
物块P与Q碰撞过程动量守恒，能量守恒，有
代入数据，解得，
物块P与Q碰撞后反向运动的过程中，有，
解得
【解析】本题考查了弹性碰撞、平抛运动、牛顿定律的应用，难度一般。

15.【答案】粒子在区域内做匀加速直线运动，根据动能定理，有
进入竖直向下的电场后做类平抛运动，经进入x轴下方的磁场中，根据运动的合成与分解，水平
方向有
竖直方向有，
联立解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，飞出磁场后，在第二象限做匀速直线运动，粒子进入磁场时的水平速度
为
竖直速度为
所以粒子进入磁场时速度方向与x轴成斜向下，速度大小
粒子的运动轨迹如图所示
可知粒子离开磁场时的速度也是与x轴成斜向上，粒子经过第二象限回到A点；根据几何关系可得
解得
粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角为，粒子在磁场中运动的时间为
粒子在电场中运动的时间为2
粒子在第四象限运动的时间为
所以粒子从A点出发回到A点所用的时间为
【解析】本题考查了带电粒子在组合场中的运动，准确地作出运动学轨迹是解题的关键。