广东省中山市华侨名校2023-2024学年高三（下）物理模拟卷（四）

试卷更新日期：2024-04-19 类型：高考模拟

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一、单选题（本体共7小题，共28分）

1. 放射性同位素温差电池又称核电池.技术比较成熟的核电池是利用 $_{94}^{238} P u$ 衰变工作的，其半衰期大约88年，衰变方程为 $_{94}^{238} P u \to_{92}^{234} U + Y$ ，下列说法正确的是（）

A、经过88年，核电池的质量会减小一半 B、随着电池的不断消耗， $_{94}^{238} P u$ 的半衰期会逐渐减小 C、 $_{94}^{238} P u$ 衰变放出的射线Y是 $α$ 射线，其电离能力强于 $γ$ 射线 D、 $_{94}^{238} P u$ 衰变放出的射线Y是 $β$ 射线，其本质上是带负电荷的电子流

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2. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是( )

A、甲图中，物体在 $0 - t_{0}$ 这段时间内的平均速度为 $\frac{v_{0}}{2}$
B、乙图中，物体的加速度大小为 $1 m / s^{2}$
C、丙图中，阴影面积表示 $t_{1} - t_{2}$ 时间内物体的位移
D、丁图中， $0 \sim 3$ 秒内物体的位移大小为 $30 m$

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3. 如图是小魔术“浮沉子”的模型．在密封的矿泉水瓶中，一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气，可看作理想气体．现用手挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开矿泉水瓶后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，则上浮过程中小瓶内气体( )

A、体积不变，内能不变 B、体积不变，压强不变
C、对外界做正功，并放出热量 D、体积增大，对外界做正功

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4. 某无线充电装置的原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受电线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。充电时，供电端接有 $u_{1} = 220 \sqrt{2} s i n 100 π t (V)$ 的正弦交流电，受电线圈输出电压 $U_{2} = 22 V$ 、输出电流 $I_{2} = 5 A$ ，下列说法正确的是
（）

A、若供电端接 $220 V$ 直流电，也能进行充电 B、受电线圈输出电压的频率为 $100 H z$
C、供电线圈和受电线圈匝数比为 $10 \sqrt{2} : 1$ D、充电时，供电线圈的输入功率为 $110 W$

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5. 在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是( )

A、甲图中， $B$ 点逐渐向 $A$ 点靠近时，观察 $A B$ 割线的变化，运用了极限思想，说明质点在 $A$ 点的瞬时速度方向即为过 $A$ 点的切线方向 B、乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型的思想
C、丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D、丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量

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6. $2022$ 年 $10$ 月 $9$ 日，我国成功发射“夸父一号”探测卫星，用于探测由太阳发射而来的高能宇宙射线，卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道离地面的高度为 $720 k m$ ，下列说法正确的是( )

A、“夸父一号”的运行速度大于 $7.9 k m / s$ B、“夸父一号”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C、为使“夸父一号”能更长时间观测太阳，采用 $a$ 轨道比 $b$ 轨道更合理 D、“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期为 $24$ 小时

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7. 如图（a），电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。如图（b）所示，若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，O为电鲶身体的中点， $A O = B O$ 且 $A B$ 为鱼身长的一半，下列说法正确的是（　　）

A、A点电势高于B点电势 B、A点场强和B点场强相同 C、将正电荷由A点移动到O点，电场力做正功 D、若电鲶头尾部间产生 $400 V$ 的电压时， $A B$ 间的电压为 $200 V$

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二、多选题（本体共3小题，共18分）

8. 耙在中国已有 $1500$ 年以上的历史，北魏贾思勰著 $《$ 齐民要术 $》$ 称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉粑沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为 $O_{1}$ ，夹角 $∠ A O_{1} B = 60^{\circ}$ ，拉力大小均为 $F$ ，平面 $A O_{1} B$ 与水平面的夹角为 $30^{\circ} (O_{2}$ 为 $A B$ 的中点 $)$ ，如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是( )

A、两根耙索的合力大小为 $F$ B、两根耙索的合力大小为 $\sqrt{3} F$
C、地对耙的水平阻力大小为 $1.5 F$ D、地对耙的水平阻力大小为 $F$

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9. 如图所示，光滑水平面上放置一质量为 $M$ 的木块，质量为 $m$ 的子弹以 $v_{0}$ 速度射入木块，子弹未穿出木块且达到共同速度为 $v$ ，该过程中子弹与木块相互作用力恒定不变，产生的热量为 $Q$ ，木块获得的动能为 $E_{k}$ ，则下列各项正确的是（）

A、子弹对木块做功和木块对子弹做功代数和为 $0$
B、子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小
C、 $Q = \frac{m M v_{0}^{2}}{2 (M + m)}$
D、该过程产生的热量 $Q$ 一定大于木块获得的动能 $E_{k}$

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10. 如图甲所示，在公元 $1267 \sim 1273$ 年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量 $m = 80 k g$ 的可视为质点的石块装在长 $L = \frac{40}{3} m$ 的长臂末端的石袋中，初始长时长臂与水平面成 $α = 30^{\circ}$ 。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被甲乙水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与 $O$ 点的水平距离 $s = 100 m$ 。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦， $g = 10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是( )

A、石块水平抛出时的初速度为 $25 m / s$
B、重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量
C、石块从 $A$ 到最高点的过程中，石袋对石块做功 $1.16 \times 1 0^{5} J$
D、石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为 $1.42 \times 1 0^{4} N$

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三、实验题（本体共2小题，共16分）

11. 某同学测量截面为直角三角形玻璃砖的折射率，已知 $∠ A B C = 90 °$ ， $∠ B C A = 60 °$ 。实验过程如下：

(1)、将玻璃砖平放在水平桌面的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。

(2)、激光笔发出的激光从玻璃砖上的 $O$ 点平行于白纸入射，调整入射角，使 $A C$ 面上恰好没有光线射出，而是从 $B C$ 面的 $P$ 点射出玻璃砖，用大头针在白纸上标记 $O$ 点、 $P$ 点、激光笔出光孔 $S$ 的位置和出射光路上一点 $Q$ 。

(3)、移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，做 $A B$ 界面的法线 $O M$ 和出射光线，如图所示，测得 $P Q / / A B$ 。
完成下列问题：
$①$ 在答题卡的图上画出玻璃砖内的光路图。
$②$ 玻璃砖的折射率 $n =$ 。
$③$ 若激光从 $O$ 点水平入射时的入射角为 $α$ ，则 $s i n α =$ 。

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12. 某兴趣小组修复一个电流表。实验过程如下：

(1)、拆开电流表，取出表头 $G$ ，发现表头完好无损。用标准电表测出表头 $G$ 满偏电流为 $3 m A$ ．

(2)、测量表头 $G$ 的内阻：按照如图 $1$ 所示电路图连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到 $($ 填“ $a$ 端”或“ $b$ 端” $)$ 。先闭合开关 $S_{1}$ ，调节，直至表头 $G$ 指针满偏；再闭合开关 $S_{2}$ ，保持滑动变阻器阻值不变，仅调节电阻箱阻值，直至表头 $G$ 示数为满偏示数的一半，此时电阻箱的示数如图 $2$ 所示，则表头 $G$ 的内阻为 $Ω$ 。

(3)、电流表内部电路设计如图 $3$ 所示，其中 $R_{1} = 15 Ω$ ， $R_{3} = 0.10 Ω$ ，但 $R_{2}$ 已损坏，请根据电流表 $3 A$ 的量程，推算损坏之前 $R_{2} =$ $Ω . ($ 结果保留两位有效数字 $)$

(4)、选取相应的电阻替换 $R_{2}$ ，重新安装好电表。由于步骤 $(2)$ 测电阻存在一定的误差，则该修复后的电表测量出的电流值比实际值。 $($ 填“偏大”“偏小”或“准确” $)$

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四、计算题（本体共2小题，共26分）

13. 在电视剧 $《$ 西游记 $》$ 中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如示意图所示，假设在 $0$ 点脉搏跳动产生了一列沿 $x$ 轴正方向传播简谐横波。在 $t = 0$ 时，波传播到轴上的质点 $B$ ，在它的左边质点 $A$ 位于正的最大位移处，在 $t = 0.2 s$ 时，质点 $A$ 第一次出现在负的最大位移处，求：

(1)、该波的周期 $T$ ；

(2)、该波的波速 $v$ 大小；

(3)、从 $t = 0$ 时开始到质点 $E$ 刚刚振动时，经历的时间及在该段时间内质点 $A$ 通过的路程。

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14. 如图所示，有一个质量 $m = 1 k g$ 的小物块 $($ 可视为质点 $)$ ，从光滑平台上的 $A$ 点以 $v_{0} = 3 m / s$ 的初速度水平拖出，到达 $C$ 点时，恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道 $C D$ ，最后小物块滑上紧靠轨道末端 $D$ 点的长木板。已知足够长的长木板质量 $M = 1 k g$ ，放在粗糙的水平地面上，长木板下表面与地面间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.1$ ，长木板上表面与小物块间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.3$ ，且与圆弧轨道末端切线相平，圆弧轨道的半径 $R = 0.5 m$ ，半径 $O C$ 与竖直方向的夹角 $θ = 53^{\circ} ($ 不计空气阻力， $g = 10 m / s^{2}, s i n 53^{\circ} = 0.8, c o s 53^{\circ} = 0.6)$ 。求：

(1)、 $A B$ 的高度；

(2)、小物块运动到 $D$ 点时的速度大小；

(3)、小物块与长木板因摩擦而产生的热量。

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五、综合题（本体共1小题，共12分）

15. 如图所示，在 $x O y$ 平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 点和 $a^{'}$ 、 $b^{'}$ 、 $c^{'}$ 点，其中圆弧 $a^{'} b^{'} c^{'}$ 的半径为 $R$ 。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点 $O$ 向外辐射，其间的电势差为 $U$ 。圆弧 $a^{'} b^{'} c^{'}$ 上方圆周外区域，存在着上边界为 $y = 2 R$ 的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧 $a b c$ 内无电场和磁场。 $O$ 点处有一粒子源，在 $x O y$ 平面内向 $x$ 轴上方各个方向，射出质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电的粒子，带电粒子射出时的速度大小均为 $v_{0} = \sqrt{\frac{2 q U}{m}}$ ，被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求：

(1)、粒子被电场加速后的速度 $v$ ；

(2)、要使有的粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，且该粒子运动轨迹的圆心为 $y$ 轴上某点，求此时磁场的磁感应强度的大小 $B_{0}$ ；

(3)、当磁场中的磁感应强度大小为第 $(2)$ 问中 $B_{0}$ 的 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ 倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度 $L$ 。

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