2024届广东省惠州市第一中学高三上学期质量检测（八）物理试题（解析版）

这是一份2024届广东省惠州市第一中学高三上学期质量检测（八）物理试题（解析版），共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
物理试题（解析版）
本试卷共4页，15小题，满分：100分，测试用时：75分钟
一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分；在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1.如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，下列说法中正确的是（ ）
A．这群氢原子跃迁时能够发出2种不同频率的波
B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV
C．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光波长最长
D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
2．如图所示，两平行金属板A、B水平放置，两板间距大d=10㎝。电源电动势E=10V，内阻不计，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关S1、S2，调节滑片，待电路稳定后，将一带电的小球以初速度从两板中心轴线水平射入板间，小球恰能匀速通过两板。已知小球的电荷量，质量为，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球匀速通过极板时，A、B间的场强为5V/m
B．小球匀速通过极板时，滑片P处于中间位置
C．开关S1、S2保持闭合，将滑片P下移，小球可能撞击A板
D．断开开关S2，滑片位置不变，将B板下移少许，小球仍能匀速穿过极板
3．地球是一个巨大的磁体，忽略磁偏角影响，地处北半球的惠州地区下列说法正确的是（ ）
A．某中学电学实验室指南针静止时N极都指向地理南极
B．物理课上，老师在讲台上静置一带正电小球，该小球受到洛伦兹力指向地理北极
C．某同学正在直道上向北骑行自行车，轮胎金属辐条上离轴越远电势越高
D．某同学正在直道上向北骑行自行车，则车头金属横梁的左侧把手电势高
4.金属探测器已经广泛用在考场检测、车站安检等领域，其利用的是电磁感应原理：探测器内的线圈中通以大小与方向快速变化的电流从而产生快速变化的磁场，该磁场会在金属物体内部感应出“涡流”。“涡流”会产生磁场，从而影响原始磁场，导致检测器发出蜂鸣声而报警，下列说法正确的是( )
A. 欲使待检测物体内部产生“涡流” QUOTE 感应电流 QUOTE ，探测器需在待检测物上方不停地晃动
B. 探测器静止在待检测物上方，待检测物内部不能产生“涡流” QUOTE 感应电流 QUOTE
C. 若待检测物为塑料则不能报警，因为检测区域内没有磁通量变化
D. 若待检测物为塑料则不能报警，因为绝缘体内电荷不能自由移动
5．人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理图如图，水平匀强磁场B垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的电阻组成闭合回路，圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为R，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（ ）
点电势高于点电势
B．两端的电压为
C．圆盘转动过程中，产生的电功率为
D．圆盘转动过程中，安培力的功率为
6.如图所示，足够长的U型导体框水平固定放置，空间存在竖直向上的匀强磁场。有一光滑导体棒ab与导体框垂直且接触良好，导体棒ab在外力F作用下向右匀速运动。已知导体框和导体棒材料相同，则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中电流方向沿棒从b至a
B．如果磁场方向反向，导体棒所受安培力方向反向
C．水平外力F大小恒定
D．F做功功率逐渐变小
7.如图所示，两个长度相同的轻绳在中点处垂直交叉形成一个“绳兜”，重力为的光滑球静置于“绳兜”中 QUOTE 绳端挂于点静止，、、、为每根绳与球面相切的点，，为球的半径，则绳中的拉力大小为 ( )
A. B. C. D.
二、多项选择题（本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分；在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得 6 分，选对但选不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动。已知空间站绕行地球一圈的时间大约为90分钟。以下说法正确的是( )
A. 航天员相对空间站静止时，所受合外力不为零
B. 空间站的运行速度大于同步卫星运行速度
C. 航天员在出仓活动期间最多可能看到5次日出
D. 空间站的向心加速度大于地球上建筑物的向心加速度
9.如图甲所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管，和共轴，中的电流 QUOTE 随时间 QUOTE 变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，所受的重力为，桌面对的支持力为N，则( )
A. 在时刻，，有收缩的趋势
B. 在时刻，，穿过的磁通量不变
C. 在时刻，，中没有感应电流
D. 在时刻，，有收缩的趋势
10．等腰直角三角形OPQ区域内存在垂直向里的匀强磁场。另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿如图所示方向穿过磁场。则以下说法正确的有（ ）
A．开始进入磁场时感应电流沿逆时针方向
B．AC边进入磁场的过程中，BC不边受安培力
C．整个线框都在磁场中时，UBA0
D．线框从PQ边穿出的过程中，只有AB边切割磁感线
非选择题（本题共 5 小题，共 54 分；考生根据要求作答）
11．（6分）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，把角速度的增加量与对应时间的比值定义为角加速度（即）。我们用电磁打点计时器（所接交流电的频率为50Hz）、复写纸、米尺、纸带来完成下述实验：
①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，用游标卡尺测得圆盘直径d为6.000cm，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动；
③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
（1）如图乙所示，纸带上A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，由于刻度尺1cm~5cm之间刻度不清楚，因此无法读出A、B之间的距离。根据纸带，打下计数点B时，圆盘转动的角速度为 rad/s，圆盘转动的角加速度大小为 rad/s2。（本题计算结果均保留三位有效数字）
根据圆盘直径，可以判断出我们使用的游标卡尺为 （选填“10分度”或“20分度”）。
12.（10分）超级电容器（一般容量可达1～5000F）能够在电动汽车启动时快速提供强大的电流（一般可达100～1500A）；物理兴趣小组利用高电阻放电法测一标示模糊的电容器的电容。
实验步骤如下：
【步骤1】按图甲电路图连接好电路；
【步骤2】先使开关S与2端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成；
【步骤3】断开开关，把多用电表调到电压档，调零后测量电容器两端的电压；
【步骤4】再把开关S与1端相连，同时开始计时并测量数据，每隔5 s或10 s读一次电流I的值，将测得数据填入预先设计的表格中；
【步骤5】在如图乙所示的坐标纸上标出测量的数据点，并用平滑的曲线把数据点连接起来。
根据实验回答以下问题：
（1）以下电子元件中，属于电容器的是（ ）
（2）使用多用电表测量电容器电压时，红表笔应接在___________点（选填“M” 或“ N”）；
（3）若多用电表测得电容器两端的电压为8V，曲线与横轴所围成的面积共31小格，可估算电容器的电容为___________ F（结果保留两位有效数字）；
（4）如果不改变电路其他参数，只将变阻箱电阻减小，重复上述实验，则放电时曲线与横轴所围成的面积将_____ QUOTE 填“变大”、“不变”或“变小” QUOTE ；放电时间将______ QUOTE 填“变长”、“不变”或“变短” QUOTE 。
13．（8分）气象气球是进行高空气象观测的平台。首先用聚脂薄膜材料制成气球的球皮，然后对它充以比空气密度小的气体，之后密封好，气球就可以携带仪器升空探测了。某气象气球升至地球平流层时，平流层的气压为P。从早上至中午，由于阳光照射，气球内气体的内能增加了，气球有微小膨胀，半径由膨胀到，已知早上气球内气体温度为。假设气球内的气体压强始终等于平流层气压，求中午时气球内气体的温度和早上至中午气球内气体吸收的热量Q。

14.（14 分）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37º，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1.5Ω。导体棒 MN 垂直于导轨放置，质量为0.5kg ，电阻为0.5Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为 0.5。在整个导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为2T。 将导体棒由静止释放，运动2m后，小灯泡稳定发光，此后导体棒的运动速度保持不变，（重力加速度 g 取
10m/s2，sin 37º=0.6 ，cs37º=0.8），求：
（1）导体棒速度为1m/s时棒所受的安培力大小和方向；
（2）导体棒匀速运动时的速度大小；
（3）导体棒从静止到匀速的过程中小灯泡产生的焦耳热。
15．（16分）如图，在xy坐标系中，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，区域内存在垂直xy平面向外的匀强磁场。ab和pc是两块厚度不计的绝缘挡板，ab平行x轴放置且b端固定在处，a端可沿着x轴负方向伸缩从而改变板的长度；足够长的pc板沿y轴竖直放置，初始时刻其下端点p位于处，与ab的b端重合但不粘连。某时刻，一个电荷量为、质量为m的粒子，在位置以沿方向的初速度开始运动，之后从点进入区域，此时pc板立刻沿方向做匀速运动，粒子经过偏转后垂直到达处的平面，并最终垂直打在pc板上被吸收。已知所有粒子均不会打在ab上表面，当粒子打在ab下表面时将原速反弹，若不计粒子的重力，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）pc板运动速度的大小。
答案
答案 C 解析：根据Ceq \\al(2,3)＝3知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，故A正确；由n＝3跃迁到n＝1，辐射的光子能量最大，ΔE＝(13.6－1.51) eV＝12.09 eV，故B错误；从n＝3跃迁到n＝2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故C正确；一群处于n＝3能级的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故D错误．
答案D解析：A．小球匀速通过极板时，对小球分析，则有
可得，A、B间的场强为故A错误；B．小球匀速通过极板时，A、B间的电势差为则根据串联电路电压之比等于电阻之比有解得则小球匀速通过极板时，滑片P不在中间位置，故B错误；
C．开关S1、S2保持闭合，将滑片P下移，则接入电路的阻值变小，分得的电压变小，A、B间的电势差变小，则根据可知，A、B间的场强变小，电场力小于重力，小球向下偏转，则小球不可能撞击A板，故C错误；D．断开开关S2，A、B上的电荷量Q不变，根据可知，将B板下移少许，d改变不会改变A、B间的场强，所以小球仍能匀速穿过极板，故D正确。
3．答案D解析：A．受地磁场的影响，可以在水平面自由转动的小磁针，静止时，根据N极所指的方向就是地球的北极，故A错误；
B．老师在讲台上静置一带正电小球，该小球不受洛伦兹力作用，故B错误；
C．自行车向北行驶时，辐条没有切割地磁场的磁感线，而车头金属横梁切割竖直向下的分量，根据右手定则判断可知，车头金属横梁的左侧把手电势高，故C错误，D正确；
4.答案： 解析：、因为金属探测器中通的是大小与方向快速变化的电流，以致产生高速变化的磁场，故即使探测器静止在待检测物的上方，待检测物中依然有感应电流产生，故AB错误；、因为塑料制品近乎于绝缘体，导电性能极差，所以监测区域中并非没有磁通量变化，而是因为塑料内部没有可自由移动的带电粒子或极少，而使得待检测物体中无感应电流或电流太小不能引起报警，故C错误，D正确。
5．答案D解析：A．根据右手定则可知， C处的电势比D处的电势低，故A错误；
B．圆盘产生的电动势大小，两端的电压为故B错误；
C．圆盘转动过程中，根据欧姆定律得电路中的电流为
则圆盘转动过程中，产生的电功率为 故C正确；
D．圆盘转动过程中，安培力的功率为故D错误。
6．D解析：A．根据右手定则可知ab中产生得感应电流为从a到b，故A错误；
B．如果磁场方向反向，则感应电流为从b到a，根据左手定则可知所受的安培力向左，方向不变，故B错误；C．导体棒匀速运动时，根据可知产生的感应电动势大小不变，回路中电阻变大，根据欧姆定律可知回路中得电流减小，所以导体棒所受的安培力减小，结合共点力平衡可知水平外力F减小，故C错误；D．根据瞬时功率的表达式可知F做功的功率减小，故D正确。
7.答案： 解析：球受力如图所示，为球心，绳与石球相切于点，设绳与竖直方向夹角为
所以
对结点受力分析，由平衡条件得
解得，绳的张力大小为，故C正确。
8.答案ABD解析：
A.航天员相对空间站静止时，绕地球做圆周运动，合外力不为零，A正确；
B.空间站轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由知空间站的运行速度大于同步卫星运行速度，B正确；C.空间站绕行地球一圈的时间大约为分钟，经过约小时的出舱活动，相当于绕地球转约圈，所以航天员在出仓活动期间最多可能看到次日出，C错误；
D.根据可得，同步卫星加速度小于空间站加速度，同步卫星与地球上建筑物的角速度相等，根据可知间站的向心加速度大于地球上建筑物的向心加速度，所以空间站的向心加速度大于地球上建筑物的向心加速度，D正确。
9.答案：解析：A.当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，故A正确；B.时刻螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈中的磁通量不变，因此线圈中无感应电流产生，故时刻，故B正确；C.时刻螺线管中电流为零，但是线圈中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流，此瞬间螺线管中电流为零，两线圈间没有作用力，因此此时，故C错误；D.时刻螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈中的磁通量不变，因此线圈中无感应电流产生，时刻，没有收缩的趋势，故D错误。
10．答案AC解析：A．根据楞次定律即安培定则可知，刚进入磁场时穿过线圈的磁通量增加，则感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的增大，可知感应电流沿逆时针方向，故A正确；
B．AC边进入磁场的过程中，由于线框闭合，则在线框中产生感应电流，而BC边垂直于磁感线，根据产生安培力的条件可知BC边所受安培力不为零，故B错误；
C．整个线框都在磁场中时，磁通量不再发生变化，根据法拉第电磁感应定律可知，线框的感应电动势为零，但AB边在切割磁感线，因此AB边两端有电势差，根据右手定则可知，，因此，故C正确；D．线框从PQ边穿出的过程中，AB边和AC边在切割磁感线，且切割磁感线的有效长度为AC、BC边与磁场边界PQ交点间的距离，始终平行于AB边，而当线框出磁场的瞬间，只有AB边才在这瞬间切割磁感线，且此时的有效长度为AB边的长度，故D错误。
11．（每空2分） 9.02 19.7 20分度
解析：（1）[1]相邻两计数点间有四个点未画出，可知相邻计数点时间间隔为打下计数点B时，纸带的速度为
此时圆盘转动的角速度为
[2]由纸带数据可得
又联立解得，
则打下计数点C时，纸带的速度为
此时圆盘转动的角速度为
则圆盘转动的角加速度大小为
（2）[3][4]10分度游标尺的精确值为，而20分度游标尺的精确值为，由圆盘直径6.000cm，可以判断出我们使用的游标卡尺为20分度。
12、（每空2分）（1）A （2）N （3）9.7×10−4或1.0×10−3 （4）不变 变短
（4）由于电容器存储的电荷量不变，如果不改变电路其他参数，闭合开关，重复上述实验，则放电时曲线与横轴所围成的面积将不变；开关与1相连，电阻值减小，充电电流变大，充电时间将变短。
13．（8分） 解析：早上气体体积 （1分）
中午气体体积 （1分）
从早上至中午，气球内的气体做等压变化 （1分）
得 （1分）
气球膨胀过程，气体压强为P，气体对外做功 （2分）
由热力学第一定律 （1分）
解得 （1分）
14．（14 分）（1）0.5N，方向沿斜面向上；（2）；（3）1J
解析：（1）导体棒速度为时，感应电动势为（2分）
根据闭合回路欧姆定律，此时电路中电流大小为（1分）
此时的安培力大小为（1分）
根据楞次定律和左手定则可知，安培力的方向沿斜面向上。（1分）
（2）当导体棒匀速运动时，设此时的安培力大小为，根据受力平衡可 （2分） 解得
由前面分析可得 （2分）
解得导体棒匀速运动时的速度大小为（1分）
（3）导体棒从静止到匀速的过程中，设回路中产生的总的焦耳热为，根据能量守恒定律和动能定理可得 （2分）
联立解得 （1分） Q灯=R/（R+r）Q总=0.75J（1分）
15．（1）；（2）；（3）
解析：（1）设粒子在电场中做类平抛运动的时间为t，加速度大小为a，则
沿x轴负方向有（1分）
沿y轴负方向（1分）
由牛顿第二定律（1分）
解得（1分）
（2）设粒子到达y轴时速度方向与y轴负方向的夹角为，有（1分）
则粒子进入磁场的速度大小为（1分）
且，（1分）
粒子垂直到达ab所在水平面，轨迹如图I所示，由几何关系（1分）
解得
由洛伦兹力提供向心力 （1分） 解得（1分）
（3）粒子在磁场中运动的周期 （1分）
若粒子直接打在pc板上，得粒子在磁场中运动的时间为（1分）
若粒子与ab碰撞n次后垂直打在pc板上，则粒子运动的时间t满足（1分）
pc板运动的位移（1分）
（1分）
联立解得（1分）题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
D
D
C
D
C
ABD
AB
AC