广东省深圳市光明区高级名校2023-2024学年高三下学期5月模拟考试物理试题

试卷更新日期：2024-05-29 类型：高考模拟

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一、选择题（本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题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）

1. “玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜.核电池将 $_{94}^{238} P u$ 衰变释放的核能一部分转换成电能. $_{94}^{238} P u$ 的衰变方程为 $_{94}^{238} P u \to_{92}^{x} U +_{2}^{4} H e$ ，则（）

A、衰变方程中的 $x = 233$ B、 $_{2}^{4} H e$ 的穿透能力比 $γ$ 射线强 C、 $_{94}^{238} P u$ 比 $_{92}^{x} U$ 的比结合能小 D、月夜的寒冷导致 $_{94}^{238} P u$ 的半衰期变大

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2. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波 $t = 0$ 时刻的波形如图中实线所示， $t = 0.3 s$ 时刻的波形如图中虚线所示，质点振动的周期为T.已知 $T > 0.3 s$ ，则下列说法正确的是（）

A、 $t = 0$ 时刻质点P沿y轴正方向运动 B、波的周期为0.4s C、波的频率为4Hz D、波的传播速度为20m/s

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3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B ， L形导线通以恒定电流I ，放置在磁场中.已知ab边长为2l ，与磁场方向垂直，bc边长为l ，与磁场方向平行.该导线受到的安培力大小为（）

A、0 B、BIl C、2BIl D、 $\sqrt{5} B I l$

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4. 音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉，随着音乐变换，竖直向上喷出的水柱可以高达几十米，为城市的人们在夜间增添一份美轮美奂的视觉和听觉的盛宴.现有一音乐喷泉，竖直向上喷出的水上升的最大高度为H.若水通过第一个 $\frac{H}{4}$ 用时 $t_{1}$ ，通过最后一个 $\frac{H}{4}$ 用时 $t_{2}$ ，不计空气阻力，则 $\frac{t_{1}}{t_{2}}$ 等于（）

A、0.5 B、 $\sqrt{3} - \sqrt{2}$ C、 $\sqrt{2} - 1$ D、 $2 - \sqrt{3}$

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5. 人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程.如图所示，设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M ，两个黑洞中心间的距离为L ，则下列说法正确的是（）

A、两黑洞的运动周期均为 $2 π \sqrt{\frac{L^{3}}{G M}}$ B、黑洞A的线速度一定小于黑洞B的线速度 C、两个黑洞的总质量M一定，L越大，角速度越大 D、黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量

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6. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验.用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通.两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端.实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（）
图（a）图（b）图（c）

A、图（c）是用玻璃管获得的图像 B、在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C、在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D、用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短

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7. 近几年我国大力发展绿色环保动力，新能源汽车发展前景广阔.质量为1kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后经一段时间关闭电源，其动能与位移的关系如图所示.假设整个过程阻力恒定，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、小车的最大牵引力为1N B、小车的额定功率为4W C、小车减速时的加速度大小为2m/s D、小车加速的时间为2s

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8. 回热式制冷机是一种极低温设备，制冷极限约50K.某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程.已知状态A、B的温度均为27℃，状态C、D的温度均为 $- 133 ° C$ ，下列说法正确的是（）

A、气体由状态A到状态B的过程，温度先升高后降低 B、气体由状态B到状态C的过程，分子平均动能保持不变 C、气体由状态C到状态D的过程，分子间的平均间距变大 D、气体由状态D到状态A的过程，其热力学温度与压强成反比

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9. 如图甲所示，在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定两正点电荷，其电量分别为 $Q_{A}$ ， $Q_{B}$ ， A、B连线之间的电势 $φ$ 与位置x之间的关系图像如图乙所示，其中， $x = L$ 点为图线的最低点.若将带正电的小球（可视为质点）在 $x = 2 L$ 的C点由静止释放，下列说法正确的是（）
甲乙

A、 $Q_{A} : Q_{B} = 4 : 1$ B、小球向左运动过程中，电势能先减小后增大 C、小球向左运动过程中，加速度先增大后减小 D、小球恰好能到达 $x = - 2 L$ 点处

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10. 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是（）

A、粒子的运动轨迹可能通过圆心O B、最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出 C、射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短 D、每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线

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二、实验题（本题共2小题，共16分）

11. 某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图（a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：
图（a）图（b）

(1)、测出钩码和小磁铁的总质量m.

(2)、在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期.

(3)、某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图（b）所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期 $T =$ .（用“ $t_{0}$ ”表示）

(4)、改变钩码质量，重复上述步骤.

(5)、实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是（填“线性的”或“非线性的”）.
m/kg
10T/s
T/s
$T^{2} / s^{2}$
0.015
2.43
0.243
0.059
0.025
3.14
0.314
0.099
0.035
3.72
0.372
0.138
0.045
4.22
0.422
0.178
0.055
4.66
0.466
0.217

(6)、设弹簧的劲度系数为k ，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达式可能是____.（填正确答案标号）

A、 $2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$ B、 $2 π \sqrt{\frac{k}{m}}$ C、 $2 π \sqrt{m k}$ D、 $2 π k \sqrt{m}$

(7)、除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：.

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12. 学校实验室提供器材有：毫安表（量程10mA）、电阻箱 $R_{1}$ （最大阻值为 $999.9 Ω$ ）、滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值为 $100 Ω$ ）、开关一个、红、黑表笔各一只、导线若干.

(1)、某同学打算制作一简易的双倍率欧姆表，找到一节干电池（标称值为1.5V，内阻不计），但不确定其电动势是否与标称值一致，他设计了如图甲所示的电路来测量电池的电动势和毫安表内阻，并完成实物连接，闭合开关S，调节电阻箱 $R_{1}$ 的阻值，当 $R_{1}$ 的阻值为 $75 Ω$ 时，电流表示数为8.0mA，当 $R_{1}$ 的阻值为 $250 Ω$ 时，电流表示数为4.0mA，则干电池的电动势为 $E =$ V（保留三位有效数字），毫安表的内阻为 $R_{A} =$ $Ω$ .
甲乙

(2)、利用上述干电池设计的欧姆表电路图如图乙所示，操作步骤如下：
a.按照图乙所示电路完成实物连接，并将表笔连到对应位置；
b.断开开关S，将红、黑表笔短接，调节电阻箱 $R_{1}$ 的阻值，使电流表满偏，此时 $R_{1}$ 的阻值为 $Ω$ ，对应欧姆表的“×10”倍率；
c.保持 $R_{1}$ 的阻值不变，闭合开关S，将红、黑表笔短接进行欧姆调零，当滑动变阻器 $R_{2}$ 接入回路的阻值为 $Ω$ 时（保留三位有效数字），电流表示数达到满偏，此时对应欧姆表的“×1”倍率；
d.步骤c完成后，将红、黑表笔与待测电阻相连，电流表的示数为3.5mA，则待测电阻的阻值为 $R =$ $Ω$ .

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三、计算题（本题共3小题，共38分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13. 如图所示，半径为R的玻璃球，削去球冠形成台面，球台平面对应的球心角为120°，与球台平面等面积的单色光柱垂直台面射向球体，与玻璃球台边缘距离为 $\frac{\sqrt{3}}{4} R$ 的单色光恰好可以在球台底部发生全反射.已知光在真空中的速率为c ，求：

(1)、玻璃球台对该单色光的折射率；

(2)、光在玻璃球台内传播的最长时间.（只考虑全反射）

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14. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的直径为 $d = 0.2 m$ 、匝数 $N = 50$ 的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）.线圈所在位置的磁感应强度大小均为 $B = \frac{\sqrt{2}}{π} T$ ，线圈内阻为 $r = 1 Ω$ ，它的引出线接有 $R = 9 Ω$ 的小电泡L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小灯泡L.从 $t = 0$ 时刻开始计时，线圈运动的速度v随时间t变化的规律如图丙所示，摩擦等损耗不计，求：
甲乙丙

(1)、电压表的示数；

(2)、 $t = 0.1 s$ 时外力F的大小.

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15. 如图所示，竖直平面内有一段固定的光滑圆弧轨道PQ ，所对应圆心角 $θ = 53 °$ ，半径为 $R = 2.5 m$ ， O为圆心，末端Q点与粗糙水平地面相切.圆弧轨道左侧有一沿顺时针方向转动的水平传送带，传送带上表面与P点高度差为 $H = 0.8 m$ 现一质量 $m = 1 k g$ （可视为质点）的滑块从传送带的左侧由静止释放后，由P点沿圆弧切线方向进入圆弧轨道，滑行一段距离后静止在地面上，已知滑块与传送带、地面间的动摩擦因数均为 $μ = 0.5$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ ，求：

(1)、传送带的最短长度及最小运行速度；

(2)、滑块经过Q点时对圆弧轨道的压力大小；

(3)、在（1）问情景下，滑块运动全过程因摩擦产生的热量.

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m/kg	10T/s	T/s	$T^{2} / s^{2}$
0.015	2.43	0.243	0.059
0.025	3.14	0.314	0.099
0.035	3.72	0.372	0.138
0.045	4.22	0.422	0.178
0.055	4.66	0.466	0.217