2024届广东省惠州市高三下学期第一次模拟物理试题

2024届广东省惠州市高三下学期第一次模拟物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。

如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量。

让氢的三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度进入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，氢的三种同位素分别为氕（即为质子）、氘（质量约为质子的2倍，电荷量与质子相同）、氚（质量约为质子的3倍，电荷量与质子相同），最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。

则下列判断正确的是（）
A．进入磁场时速度从小到大排列的顺序是氕、氘、氚
B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
C．在磁场中运动时间由小到大排列的顺序是氕、氘、氚
D．a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚
第(2)题
著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验：一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球，如图所示。

当线圈接通直流电源后，圆盘会发生转动，线圈中的电流方向如图中箭头所示。

下列说法正确的是（ ）
A．电流对静止电荷有作用力
B．磁场对静止电荷有作用力
C．圆盘会发生转动，不符合能量守恒定律
D．变化的磁场可以产生电场
第(3)题
2022年北京冬奥会跳台滑雪项目在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。

现有某运动员从跳台处沿水平方向飞出，在斜坡处着陆，如图所示。

已知时运动员离斜坡面最远，测得间的水平距离为，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在处的速度大小为
B．从处运动到处的时间为
C．从处运动到处过程中动量变化率不断变化
D．运动员离坡面的最大距离为
第(4)题
某同学玩掷飞镖游戏，先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度v a < v b，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是（）
A．B．C．D．
第(5)题
中国近20年来在粒子物理实验与粒子探测技术领域取得了很大进展。

某研究学者在做粒子探测实验时，将一个电量为
的粒子，自匀强磁场a点向左水平射出，当它运动到b点时，与一个带电量为静止的粒子发生碰撞并结合为一个新粒
子，不考虑粒子的重力，试分析接下来新粒子的运动轨迹是（ ）
A．B．
C．D．
第(6)题
某同学做双缝干涉实验时，用波长为的激光照射双缝，墙上的P点出现第3级亮条纹（中央亮条纹为第0级亮条纹）。

当他改用另一种激光照射双缝时，P点变为第4级亮条纹，则该激光的波长为（）
A
．B．C．D．
第(7)题
一小汽车以速度在平直轨道上正常行驶，要通过前方一隧道，需提前减速，以速度匀速通过隧道后，立即加速到原来的速
度，小汽车的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．加速阶段与减速阶段的加速度大小之比为1：2
B．加速阶段与减速阶段的位移大小之比为2：1
C．加速阶段与匀速阶段的位移大小之比为1：2
D
．小汽车从开始减速直至再恢复到的过程中通过的路程为
第(8)题
2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。

在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天，已知，，，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的射线来自于原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损
C．放射性元素发生的衰变为衰变
D．经过16天，75%的原子核发生了衰变
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
某静电场的电场线沿轴，其电场强度随的变化规律如图所示，设轴正方向为静电场的正方向，在坐标原点有一电荷量为
的带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿轴正向运动，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子带正电
B．粒子运动到处速度最大
C．粒子不可能运动到处
D
．在区域内，粒子获得的最大动能为
第(2)题
下列说法正确的是（）
A．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动
B．同一个物体，内能的大小与物体的体积和温度有关
C．玻璃是非晶体，其分子在空间上周期性排列
D．人感觉天气闷热时，说明空气的相对湿度大
E．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
第(3)题
如图甲所示，一质量为m、边长为L，电阻为R的单匝正方形导线框放在绝缘的光滑水平面上。

空间中存在一竖直向下的单
边界匀强磁场，线框有一半在磁场内。

其边与磁场边界平行。

时刻起，磁场的磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所
示。

线框运动的图像如图丙所示，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，则（ ）
A．磁感应强度的变化率为
B．线框中的感应电流沿顺时针方向
C．时刻，线框的热功率为
D．时间内，通过线框的电荷量为
第(4)题
氢原子能级如图，大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出a、b、c三种频率的光，其中只有b、c光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电子，且c光照射产生的光电子在实验中衍射现象更明显，则（ ）
A．三种光的频率关系为
B．a、b、c光子的动量之比为63：403：340
C．b、c光分别照射金属铂产生的光电子的德布罗意波长之比为
D．处于n=2能级的氢原子可能会被c光照射金属铂产生的光电子碰撞而跃迁到n=4能级
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。

现将A 无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。

已知圆弧轨道光滑，半径；A和B的质量均为，A 和B整体与桌面之间的动摩擦因数。

重力加速度取。

求：
（1）与B碰撞前瞬间A对轨道的压力的大小；
（2）A与B碰撞过程中系统损失的机械能；
（3）A和B整体在桌面上滑动的距离。

第(2)题
如图，在空间中建立固定的直角坐标系xOy，并施加垂直平面xOy的匀强磁场和平行y轴的匀强电场，磁感应强度大小为B。

将质量为m，带电量为q（q>0）的粒子从坐标原点O沿x轴正方向以速度v抛出，粒子将做匀速度直线运动。

不计粒子的重力。

（1）求电场强度的大小；
（2）若将粒子从坐标原点O静止释放，求粒子此后运动过程中达到最大速度时的位置坐标；
（3）若将粒子从坐标原点O静止释放，当粒子速度第一次达到最大值时撤去电场，求粒子此后运动的轨迹方程。

第(3)题
如图所示，固定在水平面上的足够长斜面倾角为，斜面上并排放置两个物块A、B（均可视为质点），在沿斜面向上的
恒力F（大小未知）作用下从静止开始沿斜面向上运动，物块A、B接触但不粘连，F作用时间t后撤去，此时物块A、B的速度大小为。

已知物块A、B的质量均为m，物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为、，物块A、B间每次碰撞时
间极短（可忽略不计），且皆为弹性正碰，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。

求：（1）恒力F的大小；
（2）物块B沿斜面向上运动的速度减为零时物块A、B之间的距离x；
（3）物块A、B第一次碰后瞬间物块A的速度大小；
（4）物块A、B从第一次碰撞到第二次碰撞前瞬间，系统损失的机械能。

第(4)题
如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是27℃，压强都是，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到87℃，求：
（1）气体A的压强是多少？
（2）保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩倍，气体B的温度是多少摄氏度？
四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
某实验小组做验证牛顿第二定律的实验，所用的实验装置如图1所示，滑块（含遮光条）的质量用M表示，砝码的质量用m表示。

（1）本实验________（填“需要”或“不需要”）满足。

（2）通过气垫导轨上的刻度尺读出两个光电门之间的距离L，通过数字计时器测量遮光条从光电门1到光电门2的时间t。

实验小组保持光电门2的位置及滑块在气垫导轨上的释放位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t数据，根据测验数据，作出了图像如图2所示，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为b，根据图线可求出滑块加速度的大小为________，经过光电门2的速度大小为________。

（3）由以上实验即可验证牛顿第二定律。

第(2)题
某实验小组用图甲实验装置验证钩码与滑块组成的系统机械能守恒，主要步骤如下：
①钩码的质量为m，用天平测量滑块和遮光条的总质量为M，用游标卡尺测量遮光条的宽度d，用刻度尺测量两光电门之间的距离s；
②调节旋钮使气垫导轨水平，同时调节轻滑轮使细线水平；
③释放滑块，用计时器分别测出遮光条经过光电门A和光电门B所用的时间△t A和△t B。

请回答下列问题：
(1)测遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则d=___________cm。

(2)若系统机械能守恒，则mgs=___________（用M、m、d、△t A和△t B表示）。