[物理]海南省某校2023_2024学年高三下学期学业水平选择性考试样卷(一)(解析版)

这是一份[物理]海南省某校2023_2024学年高三下学期学业水平选择性考试样卷(一)(解析版)，共23页。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 已知钚239某次裂变的核反应方程为，其中核的质量为，的质量为，核的质量为，核反应中释放的能量为E，光在真空中的速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A. X核的中子数为82
B. 核的比结合能大于核的比结合能
C. X核的质量为
D. 该核反应过程质量守恒
【答案】C
【解析】A．根据质量数和核电荷数守恒可得
，
故X核的中子数为
A错误；
B．由于核裂变为核要释放能量，说明核比核更稳定，核的比结合能小于核的比结合能，B错误；
C．设X核的质量为，则裂变后的亏损的质量为
根据质能方程
解得
C正确；
D．裂变过程，质量有所亏损，D错误。
故选C
2. 科学家曾做过从航天飞机上释放小卫星的“绳系卫星”实验。从航天器A上释放一颗小卫星B，小卫星与航天器之间用导电缆绳相连，两者保持相对静止，从而进行多种科学实验，如图所示。若已知小卫星位于航天器的正下方，且跟航天器一起在地球赤道上空绕地球做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ）
A. 小卫星做圆周运动的线速度大小比航天器的小
B. 小卫星做圆周运动的角速度比航天器的小
C. 小卫星做圆周运动的向心加速度大小比航天器的大
D. 小卫星做圆周运动的周期比航天器的大
【答案】A
【解析】B．小卫星与航天器之间用导电缆绳相连，两者保持相对静止，即角速度相等，故B错误
A．根据角速度与线速度的关系有
由于小卫星位于航天器的正下方，圆周运动轨道半径小于航天器的轨道半径，结合上述可知，小卫星做圆周运动的线速度大小比航天器的小，故A正确；
C．根据
结合上述可知，小卫星做圆周运动的向心加速度大小比航天器的小，故C错误；
D．小卫星与航天器之间用导电缆绳相连，两者保持相对静止，即周期相等，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，一截面为半圆形的玻璃砖置于水平地面上，直径AB垂直于水平地面，O为圆心。一束光从玻璃砖的右侧圆弧面沿半径方向射入，经AB折射后分为a、b两束光，若将入射光绕圆心O在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转至与AB间的夹角时，光束b恰好消失，此时光束a与水平地面间的夹角，则光束a、b在玻璃砖中传播速度的比值等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若将入射光绕圆心O在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转至与AB间的夹角时，光束b恰好消失，说明光束b发生了全反射，入射角等于临界角，由几何关系得
由
解得
光束a与水平地面间的夹角，得折射角为
由折射定律
解得
由
v=cn
得
故选A。
4. 某一传动装置的部分结构如图所示，甲是一个半径为r的以其圆心为轴匀速转动的轮子，乙是一个中空的轮环，内半径为2r，外半径为3r，转动轴在轮环的圆心，已知甲轮带动乙轮环转动，接触处不打滑。当甲轮转动的角速度为时，轮环外壁N点的线速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题可知，乙内环的线速度
所以，乙环的角速度
所以轮环外壁N点的线速度
，故选C。
5. 远距离输电的示意图如图所示，图中变压器均为理想变压器，已知输送功率为P，升压变压器副线圈两端的电压为U，流过该副线圈的电流为I，输电线的总电阻为R，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．令降压变压器原线圈两端电压为，则有
故A错误；
BC．输送功率为P，则有
故B错误，C正确；
D．输送功率为P，则有
故D错误。故选C。
6. 小刘喜欢掷飞镖，一次练习中，飞镖从P点以某一与水平方向成角的速度斜向上飞出，最后水平扎在竖直放置的木板上的Q点。Q点距离飞镖抛出点的竖直高度，飞镖的运动过程如图所示，忽略空气阻力，重力加速度，，则飞镖抛出点到木板的水平距离L为（ ）

A. 2.4mB. 3.6mC. 4.8mD. 6.0m
【答案】C
【解析】由于飞镖最后水平扎在竖直放置的木板上的Q点，表明Q点是飞镖斜抛运动的最高点，利用逆向思维，根据平抛运动规律有
，，
解得
故选C。
7. 帆船是利用风力航行的船，是继舟、筏之后的一种古老的水上交通工具。如图所示，在某次航行时，一艘帆船在水平风力的作用下，以速度沿风的方向匀速前行，风与帆作用的有效面积为S，气流的平均密度为，帆船行驶过程水平方向上所受阻力恒为f。假设气流与帆作用后速度与帆船前行速度相等，则风速大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】时间内冲击船帆的空气的体积为
时间内冲击船帆的空气质量为
空气的动量改变量为
取船速方向为正，设帆对空气的作用力大小为F，由动量定理可得
即
又帆船匀速前行，根据平衡条件
联立解得
故选A。
8. 如图所示，静止在水平地面上的倾角的斜面上放置一质量的物块A，平行于斜面的轻绳绕过定滑轮、与劲度系数 QUOTE k=100N/m k=100N/m的轻质弹簧连接，物块A处于静止状态，轻绳处于伸直状态。现将一质量的物块B悬挂于轻质弹簧上，静止释放物块B，在物块B向下运动（始终未着地）的过程中，物块A与斜面始终保持静止状态。已知重力加速度，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则关于物块B向下运动过程中的分析，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A与斜面之间的动摩擦因数的最小值为0.75
B. 斜面对地面摩擦力的最大值为3.72N
C. 物块B速度的最大值为
D. 弹簧弹性势能的最大值为0.1922J
【答案】C
【解析】A．当B向下运动到最低点时，A受到的静摩擦力最大，根据平衡条件可得
又
联立解得
根据平衡条件可得
解得
故A错误；
B．当B向下运动到最低点时，斜面对地面的摩擦力最大，根据平衡条件可得
故B错误；
C．当B的合力为0时，速度最大，设此时弹簧的压缩量为x，则有
解得
此时弹簧的弹性势能为
根据机械能守恒定律可得
解得
故C正确；
D．当B向下运动到最低点时，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，根据系统机械能守恒可得
解得
故D错误。故选C。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 小明准备自己动手重做奥斯特实验，并希望观察到小磁针最大的偏转，他用绝缘支架架好直导线，并在直导线正下方放置了一枚小磁针。有关该实验，以下说法正确的是（ ）
A. 为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置
B. 为了让通电前后小磁针有最大偏转，直导线应该通正弦交变电流
C. 通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极
D. 未通电时，直导线正下方的小磁针S极应该指向地理位置南极
【答案】AD
【解析】A．地磁场的方向沿地理南北方向，为了使实验现象明显，直导线电流产生的磁场在小磁针位置的方向应该沿东西方向，根据安培定则可知，为了让通电前后小磁针有最大的偏转，直导线应该沿南北方向放置，故A正确；
B．为了让通电前后小磁针有稳定的最大的偏转，直导线应该通较大的恒定电流，故B错误；
C．由于通电导线产生的磁场的影响，小磁针指向应该为合磁场的方向，由于地磁场沿南北，则通电时，直导线正下方的小磁针S极应该偏离地理南极位置，故C错误；
D．未通电时，由于地磁场沿南北，直导线正下方的小磁针在地磁场的作用下，S极应该指向地理位置南极，故D正确。故选AD。
10. 一列沿x轴方向传播简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。已知质点P的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播B. 质点P振动的周期为1.2s
C. 该波的波长为24cmD. 该简谐横波的波速为40m/s
【答案】D
【解析】A．根据图乙t=0s时，质点P向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，故A错误。
BCD．根据甲、乙图可知，波长24m，周期0.6s，波速
故BC错误，D正确。
故选D。
11. 套在水平直杆上的物块A与小球B、C通过三根长度相等的轻绳连接，当在小球C上施加最小的作用力F（图中没有画出）时，物块A与小球B、C恰好在如图所示的位置保持静止，此时三根轻绳均处于伸直状态，AB绳位于竖直方向。已知物块A与小球B的质量均为m，小球C的质量为2m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）
A. AB绳与BC绳的弹力大小均为
B. AC绳的弹力大小为mg
C. 作用力F的大小为
D. 物块A与直杆间的动摩擦因数的最小值为
【答案】BD
【解析】A．对B进行受力分析，要使AB绳位于竖直方向，则
故A错误；
BC．C恰好保持静止，如图所示
则

解得
F=3mg
故B正确，C错误；
D．整体研究
解得
故D正确。
故选BD。
12. 一定质量的理想气体由状态a经历状态b、c最终回到初始状态a，该过程的图像如图甲所示。以横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，分别作出图甲中a、b、c三种状态下气体分子速率分布规律的曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. b→c过程，单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐减小
B. a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量为
C. 状态a、b、c对应的分子速率分布规律图像分别是图乙中的①、②、③
D. 图乙中三条图线与横轴所围面积的关系为
【答案】BD
【解析】A．由图甲可知，b→c过程，为等压压缩，根据等压变化
VT=C
可知，温度降低，分子对容器壁的平均作用力减小，而压强不变，所以单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐增多，故A错误；
B．a→b→c→a过程中，其中气体体积增大，对外做功
气体体积减小，外界对气体做功
过程，气体体积不变，气体即不对外做功，外界也不对气体做功，则整个循环做功为
根据热力学第一定律
解得
所以，气体吸收热量，为，故B正确；
C．由图乙可知，①、②、③对应的温度关系为
由图甲，根据
可知
故C错误；
D．图乙中，图线与横轴所围图形面积表示分子总数，所以，三条图线与横轴所围面积的关系为S①=S②=S③，故D正确。
故选BD。
13. 如图甲所示，两条固定的倾斜光滑平行金属导轨M、N，导轨平面与水平面的夹角为，导轨间距为l，导轨电阻忽略不计。虚线ce、df均与导轨垂直，cefd区域内存在垂直于导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将导体棒a、b并排且垂直导轨放置在同一位置，时刻先释放导体棒a，时刻释放导体棒b，此时导体棒a刚好进入匀强磁场区域，刻导体棒a刚好离开匀强磁场区域，流过导体棒a的电流随时间变化的图像如图乙所示，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，两导体棒接入电路的电阻均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 虚线ce与df间的距离为
B. 图乙中电流
C. 两导体棒的质量均为
D. 导体棒b离开匀强磁场区域时，其与导体棒a的间距为
【答案】BC
【解析】A．根据图乙可知，导体棒a进入匀强磁场区域后，回路感应电流不变，即感应电动势不变，则导体棒a在磁场中做匀速直线运动，导体棒进入磁场前做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
导体棒a进入匀强磁场的速度
虚线ce与df间的距离为
解得
故A错误；
B．结合上述，导体棒a进入磁场时的速度
根据图乙可知，通过导体棒a的电流大小始终一定，表明导体棒a进入磁场后做匀速直线运动，感应电动势为
感应电流为
解得
故B正确；
C．刻导体棒a刚好离开匀强磁场区域，此时导体棒b，进入磁场，产生的感应电流大小不变，可知，导体棒b进入磁场后做匀速直线运动，速度仍然等于，导体棒b处于平衡状态，根据平衡条件可知，由于导体棒在磁场中的安培力不变，则两导体棒重力沿导轨的分力大小相同，即两导体棒质量相等，根据平衡条件有
结合上述解得
故C正确；
D． 导体棒b离开匀强磁场区域时，导体棒a离开的位移等于其与导体棒a的间距则有
解得
故D错误。故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
14. 某课外实验小组使用如图甲所示的实验装置测量重力加速度的大小。实验时，他们先用米尺测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h，然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，调整阀门，使水滴落到桶底的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落。用秒表测量从第1个水滴自漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t。
（1）用米尺测量分液漏斗下端到水桶底部的距离h，如图乙所示，分液漏斗下端与米尺零刻度处对齐，水桶底部与米尺上的a点处对齐，则距离h为______cm。
（2）重力加速度大小可表示为g=______（用h、n、t表示）。
（3）若想测量的重力加速度值更准确，请给出一条合理化建议：______。
【答案】（1）59.60 （2） （3）适当增大n或多次测量h取平均值
【解析】【小问1详解】
由图可知
【小问2详解】
用停表测量第1个水滴从漏斗的下端滴落至第n个水滴落到桶底所用的时间t，则滴水的时间间隔为
根据自由落体运动的位移与时间关系
联立可得
【小问3详解】
若想测量的重力加速度值更准确，可适当增大n或多次测量h取平均值。
15. 某同学想利用电压表和电阻箱尽量精确地测定电池的电动势E和内阻r，实验电路图如图甲所示，实验器材有：待测电池一个（电动势约为3.70V，内阻约为1.00Ω），定值电阻两个（阻值分别为10Ω和500Ω），电阻箱R一个，理想电压表V一个（有3V和15V两个量程），开关K一个，导线若干。
（1）为了尽量精确地测定电池的电动势E和内阻r，定值电阻应选择阻值为______Ω的电阻，电压表选择______V量程。
（2）如图乙，实验实物图已连接部分导线，请用笔画线代替导线完成其余部分电路的连接。（ ）
（3）实验前，应先将电阻箱的电阻调到______（选填“最大值”或“最小值”），然后再闭合开关。
（4）实验中，电阻箱的阻值为R，电阻箱两端的电压为U，改变电阻箱的阻值，得到多组R、U值，利用实验数据画出的图像如图丙所示，图像与纵轴交点坐标为，与横轴交点坐标为，则电池电动势______，内阻______（用题中所给字母表示）
【答案】（1）10 3 （2） （3）最小值
（4）
【解析】【小问1详解】
为了便于电路调节，所以定值电阻应选择10Ω；电池的电动势约为3.70V，电压表选择3V量程的；
【小问2详解】
先将电阻箱的另一个接线柱与开关的右接线柱相连，再将电压表并联在电阻箱两端。
【小问3详解】
为了防止电电压表烧坏，所以电阻箱的电阻调到最小值，然后再闭合开关；
【小问4详解】
根据电路图可知实验原理为
结合图像的斜率和截距
可得
16. 如图所示，某种喷雾器贮液筒的总容积，关闭喷雾阀门，装入一定量的药液后将加水口密封盖盖好。活塞式打气筒打一次气，可以把体积、压强的空气打进贮液筒。已知大气压强，设打气过程气体温度不变，气体视为理想气体。
（1）若原来药液的体积为7L，贮液筒内气体压强达到4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，求这时筒内剩下的药液的体积。
（2）若已知打气筒打了35次气，打开喷雾阀门后恰能把药液喷光，求喷出的药液体积。
【答案】（1）1L；（2）7L
【解析】（1）若原来药液的体积为7L，得贮液筒内初状态气体体积为
已知压强为，末状态压强为，由等温变化得
解得
筒内剩下的药液的体积为
（2）以贮液筒内气体与打入的气体整体为研究对象
初状态有
筒内气体最后状态应该是
由
解得
喷出的药液体积为
17. 如图所示，虚线OM与x轴正方向的夹角，OM与x轴负半轴上侧区域存在电场强度大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，OM下侧与第四象限区域存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。将一质量为m、电荷量为的带正电粒子从电场中的P点由静止释放，粒子在第一象限磁场内运动时恰好没有越过x轴正半轴。已知P点坐标为（L，），粒子重力不计。求：
（1）粒子刚进入磁场时的速度大小；
（2）求磁感应强度大小；
（3）求粒子在第一象限内由磁场进入电场后，在电场内运动过程中粒子到虚线OM的最大距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子距离进入磁场的距离为x，有几何关系可知
电场中，粒子做匀加速直线运动，有
，
解得
（2）由于粒子在第一象限磁场内运动时恰好没有越过x轴正半轴，即粒子与x轴正半轴相切，由几何关系可知，其做圆周运动的半径为L，所以有
解得
（3）粒子在磁场中运动轨迹图如图所示
由几何关系可知，其粒子由磁场进入电场速度方向水平，其速度大小为，将该速度分解为垂直于OM的速度和平行于OM的速度，由之前的分析可知，其在电场中的加速度a竖直向下，也将其分解为垂直于OM方向的加速度和平行与OM方向的加速度，其在垂直于OM方向做匀减速直线运动，当其速度减为零时，距离OM最远，有
，
则有
该过程的位移为
联立解得
18. 如图所示，质量的物块A套在水平固定的光滑直杆上，长的轻质细绳一端连接A，另一端通过感应拴扣连接质量的物块B，当B运动到A的正下方时，感应拴扣自动断开。在直杆的下方，质量的物块C与质量的长木板D静置于水平地面上，C与直杆的距离与细绳长相等。使细绳水平伸直，将物块B由静止释放，B运动到最低点时恰好与物块C发生弹性正碰，在之后的运动过程中，物块B与C分别经过长木板的最右端与最左端，且均没有脱离长木板。已知物块B、C均能看成质点，物块B与木板D、物块C与木板D、木板D与地面之间的动摩擦因数分别为、、，重力加速度，，结果均保留两位有效数字，求：
（1）物块B由静止释放时，物块A、C的间距。
（2）物块B、C碰撞后，物块C的速度大小。
（3）长木板D的长度。
【答案】（1）2.3m；（2）4.0m/s；（3）0.99m
【解析】（1）对物块A、B构成的系统，在水平方向上，根据动量守恒定律的位移表达式有
A、B相对位移的大小为绳长，则有
物块B静止释放时，物块A、C的间距
解得
（2）对物块A、B构成的系统，在水平方向上，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
之后，B与C发生弹性碰撞，则有
解得， QUOTE v0=4m/s v0=4m/s
（3）B、C碰撞后，C向左做匀减速直线运动，B、D均向左做匀加速直线运动，分别对B、C、D进行分析，根据牛顿第二定律有
解得，，
经历时间t1，C、D达到相等速度，则有
解得
此过程，C相对于D向左运动
之后，C、D保持相对静止，整体向左做匀减速直线运动，则有
解得
令经历时间t2，B、C、D达到相等速度，则有
解得
在时间内，B相对于D向右运动，相对位移为
则长木板D的长度为
解得