2024届广东省广州市天河区普通高中高三上学期毕业班综合测试物理试题

2024届广东省广州市天河区普通高中高三上学期毕业班综合测试物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
铝26是天体物理研究中最为重要的放射性核索之一，银河系中存在大量铝26，它可以通过放射性衰变提供足够的能量，以产生具有内部分层的行星体，其衰变方程为以下说法正确的是（）
A．中的中子个数为12
B．衰变前的质量与衰变后和的总质量相等
C．10个量经过一个半衰期可能还剩6个没衰变
D．在高温环境中的衰变会加快
第(2)题
物理课上，老师演示了一个实验：如图所示，水平粗糙木板上放置两个物块，其间有一个处于拉伸状态的弹簧。

将木板抬至空中保持水平，两物块相对木板保持静止，然后将整个装置无初速释放，下落过程中可能观察到的现象是（ ）
A．两物块依旧相对木板保持静止
B．两物块相对木板运动且彼此靠近
C．质量大的物块与木板保持相对静止，质量小的物块靠近质量大的物块
D．质量小的物块与木板保持相对静止，质量大的物块靠近质量小的物块
第(3)题
太空行走又称为出舱活动。

狭义的太空行走即指航天员离开载人航天器乘员舱进入太空的出舱活动。

我国航天员已经实现了多次太空行走。

关于太空行走，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在太空行走时所受合外力为零
B．航天员在太空行走时处于完全失重状态
C．航天员在太空行走时可模仿游泳向后划着前进
D．若航天员在太空行走时与连接航天器的安全绳脱离，航天员会立刻高速飞离航天器
第(4)题
如图，空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，粗糙绝缘的水平面上有一带正电小球，从P点由静止释放后向右运动，运动过程中会经过N点。

已知小球质量m、电荷量q，电场强度大小E，磁感应强度大小B，小球与水平面间动摩擦因数μ，重力加速度g，。

则关于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球先做加速运动，后做减速运动，最后静止
B．小球能够达到的最大速度为
C．小球运动到N点时合外力做的功为
D．若小球带负电，向左运动一段时间后会脱离水平面
第(5)题
在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是(　)
A．光电效应是瞬时发生的
B．所有金属都存在极限频率
C．光电流随着入射光增强而变大
D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大
第(6)题
如图所示，竖直墙壁连有一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧右端连有一质量为的重物，重物与水平地面间的动
摩擦因数，最大静摩擦等于滑动摩擦。

推动重物，使弹簧压缩量达到后由静止开始释放，重力加速度
，不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A．释放后瞬间重物的加速度大小为
B．重物做往复运动，第一次向右运动的最大距离为25cm
C．重物最终停在弹簧的原长处
D．从静止开始释放，到最终停下，重物运动的总路程为42cm
第(7)题
如图所示为某精密电子器件防撞装置，电子器件T和滑轨PQNM固定在一起，总质量为，滑轨内置匀强磁场的磁感应强度
为B。

受撞滑块K套在PQ，MN滑轨内，滑块K上嵌有闭合线圈abcd，线圈abcd总电阻为R，匝数为n，bc边长为L，滑块K（含线圈）质量为，设T、K一起在光滑水平面上以速度向左运动，K与固定在水平面上的障碍物C相撞后速度立即变为零。

不计滑块与滑轨间的摩擦作用，ab大于滑轨长度，对于碰撞后到电子器件T停下的过程（线圈bc边与器件T未接触），下列说法正确的是（ ）
A．线圈中感应电流方向为abcda
B．线圈受到的最大安培力为
C．电子器件T做匀减速直线运动
D
．通过线圈某一横截面电荷量为
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
图像可以直观地反映一个物理量随另一个物理量变化的规律。

一小球从距地面高处由静止开始下落，与水平地面碰撞后弹起所达到的最高点距地面的高度为。

若忽略空气阻力的影响，规定向下为正方向，下列关于这个过程中小球的速度
、位移s随时间的变化规律以及动能、机械能随路程的变化规律，描述正确的是（ ）
A．B．
C．D．
第(2)题
如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。

将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。

则下列说法正确的是（ ）
A．油滴带正电
B．轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分
C．油滴到b点时的速度大小为
D．油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动
第(3)题
如图所示，两光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，其左端接一定值电阻，金属杆静置在导轨上，电阻右侧的矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为、方向竖直向下，、分别是磁场横向边界、的中点，导轨和金属杆的电阻不计，
导轨光滑且足够长。

控制磁场使得该磁场区域以速度匀速地向右扫过金属杆。

金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨
保持良好接触，金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变。

已知当磁场的连线刚扫上金属杆时，金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为；当磁场的连线刚扫上金属杆时，金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为。

则当磁场的连
线和磁场的连线分别扫上金属杆时（ ）
A．金属杆的速度之比为
B．金属杆的加速度之比为
C．安培力对金属杆做功的瞬时功率之比为
D．电阻的热功率之比为
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
某升降椅简化结构如图所示，座椅和圆柱形导热汽缸固定在一起，与粗细均匀的圆柱形支架密封住长度为的理想气体．质量为的人坐到座椅上并双脚悬空，座椅下降一段距离后稳定．已知座椅和汽缸总质量为，圆柱形支架的横截面积为，座椅下降过程中汽缸内气体无泄漏，汽缸下端不会触碰到支架底座．若不计汽缸与支架间的摩擦力，
大气压强恒为，环境温度不变，取重力加速度．求：
（1）人未坐上座椅时，汽缸内气体的压强大小；
（2）人坐上座椅到稳定，座椅下降的距离．
第(2)题
宇宙飞船进行长距离运行时，可采用离子发动机提供推力。

在离子发动机中，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，离子经电场加速后，从飞船尾部高速连续喷出，飞船利用反冲获得恒定推力。

已知某离子发动机中氙离子质量为m，电荷量为q。

1．飞船向后喷出的氙离子的速度大小v=___________。

2．（计算）若飞船获得的推力为F1，求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少。

3．（简答）加速正离子束所消耗的功率P不同时，飞船获得的推力F也不同，为提高能量的转换效率需要使“”尽量大，请分析提出增大“”的两条建议。

第(3)题
天文学家范·艾伦发现在地球大气层之外存在着一个辐射带包裹着地球，这一辐射带被命名为“范·艾伦辐射带”，它是由于地球磁场捕获了大量带电粒子而形成，分为内层和外层，如图1所示。

由于地球两极附近区域磁场强，其他区域磁场弱，当宇宙射线进入地磁场后会使带电粒子沿磁感线做螺线运动，遇到强磁场区域被反射回来，在地磁两极间来回“弹跳”，被“捕获”在地磁场中。

不过还是有一些宇宙射线粒子可以“溜进”地球大气层，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了绚丽多彩的极光。

大气中最主要的成分是氮和氧，波长557.7nm的绿色和630nm附近的红色极光主要由氧原子发出，波长高于640nm的红色极光由氮气分子发出。

（计算时普朗克常量取，真空中光速c取）
（1）a.求放出一个波长为630nm的红色光子时，氧原子的能量变化（结果取1位有效数字）；
b.请说明带电粒子和空气分子碰撞产生辐射的过程中能量是如何转化的。

（2）图2所示的是质量为m、电荷量为q的带电粒子在具有轴对称性的非均匀磁场中做螺线运动的示意图，若将粒子沿轴线方向的分速度用表示，与之垂直的平面内的分速度用表示。

a.某时刻带电粒子的，，所在处磁感应强度大小为B，如果将粒子从此刻起在垂直平面内做圆周运动的一个周期时
间内，所到达区域的磁场按匀强磁场（方向沿轴线）进行估算，求粒子在垂直平面内做圆周运动的半径r和在一个周期时间内沿轴线前进的距离（螺距）d；
b.实际上带电粒子的半径和螺距都会不断变化，已知带电粒子在从弱磁场区向强磁场区运动的同时，在垂直平面内的速度会
变大，在此已知的基础上请用高中物理的知识解释为什么带电粒子在从弱磁场区向强磁场区螺旋前进时，分速度会减小到零，并继而沿反方向前进。

第(4)题
如图（a），空间有一水平向右的匀强电场，一质量为m、带电量为的小球用一长为L的绝缘轻绳悬挂于O点，其静止时轻绳与竖直方向的夹角，重力加速度为g，小球可视为质点，忽略空气阻力。

（已知：）
（1）求电场强度E的大小和小球静止时轻绳对其拉力的大小；
（2）若将小球拉到最低点，给小球垂直纸面向里的初速度，使小球恰好沿一倾斜平面做匀速圆周运动，如图（b）所示，求
小球初速度的大小。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
甲、乙两个实验小组先后用相同的实验器材测量同一电源的电动势和内阻，实验室提供以下实验器材：
两节完全相同的干电池（每节电动势约为1.5V，内阻约为0.5Ω），电压表V（量程为0～3.0V，内阻约为6000Ω），电流表
A（量程为0～1.2A，内阻约为0.2Ω），滑动变阻器R（0～50Ω，0～1.0A），导线及开关；
（1）甲小组实验电路图如图（a），乙小组实验电路图如图（b）。

请将下列实验器材按照电路图（a）连接完成。

_______
（2）两个小组电路连接准确无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片读出电流表和电压表的读数，都分别在U-I图像中做出其实验图线；考虑到误差因素，又都在同一图像中作出修正图线，各图线延长线交坐标轴上各点的坐标值如图（丙）和（丁）。

则（丙）图像为________（选“甲”或“乙”）小组作的图像，其中①为________（选“实验图线”或“修正图线”）；（丁）图像中②为________（选“实验图线”或“修正图线”）
（3）每节电池的电动势E=________V（结果保留三有效数字），内阻r=________Ω（结果保留两位有效数字）。

第(2)题
如图1所示，某同学用图示装置验证机械能守恒定律，细线上端系在力传感器下端O点，细线下固定一小球，实验操作如下：
①测出球心到O点的距离L；
②在竖直面内固定刻度尺，调整刻度尺0刻度与小球底部对齐，将小球拉至某一高度，读出小球底部上升的高度h；
③无初速度释放小球，读出小球摆动过程中的拉力传感器的最大示数F；
④改变小球拉起的高度，重新实验读出对应的h和F；
⑤作出的F-h图像如图2所示，图中的为已知量。

（1）实验中的小球应选用中间有孔的______________（填选项序号）。

A．塑料球 B．泡沫球 C．铁球
（2）由题中信息可知，小球从高处摆到最低点的过程重力势能的减少量为______________，小球动能的增加量
为______________。

（用图中数据及所测物理量符号表示）。

（3）测得F-h图像的斜率为k，如果该过程满足机械能守恒定律，则k=______________（用图中数据及所测物理量符号表示）。