2023-2024学年广东省东莞市东莞外国语学校高三上学期12月月考 物理试题（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省东莞市东莞外国语学校高三上学期12月月考 物理试题（含解析），共11页。试卷主要包含了考试结束后，只需要上交答题卡等内容，欢迎下载使用。
注意事项:
1答卷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，只需要上交答题卡。
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，只有一项是符合题目要求的。
1．（2023·广东·模拟预测）核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池，就可以让手机不充电使用5000年。燃料中钚（）是一种人造同位素，可通过下列反应合成：①用氘核（）轰击铀（）生成（）和两个相同的粒子X，核反应方程是；②镎（）放出一个粒子Y后转变成（），核反应方程是，则X粒子和Y粒子是（ ）
A．中子，电子
B．质子，电子
C．正电子，质子
D．正电子，电子
2．（2023·广东·统考一模）2022年11月，梦天实验舱完成转位操作，中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成，空间站运行周期约为90分钟。北斗系统的GEO卫星是地球同步卫星，空间站和GEO卫星绕地球均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．GEO卫星可以在地面任何一点的正上方，但离地心的距离是一定的
B．空间站的轨道半径比GEO卫星的轨道半径大
C．空间站的线速度比GEO卫星的线速度大
D．空间站的向心加速度比GEO卫星的向心加速度小
3．（2023·广东·模拟预测）一小朋友用轻绳将质量为m（含内部气体的质量）、体积为V的气球拴在质量为M的螺母上，之后将螺母放在地上。气球在水平恒定风力F的作用下向右侧偏移，稳定后轻绳与竖直方向成θ角。已知空气的密度为ρ，重力加速度为g，螺母始终静止在水平地面上。下列说法正确的是（ ）
A．风力F的大小为
B．轻绳上的拉力大小为
C．螺母对地面的正压力大小为
D．风力增大时螺母对地面水平向左的摩擦力增大
4．（2023·广东茂名·统考二模）跳台滑雪是最刺激的冰雪项目之一，如图为某滑道示意图。长直助滑道AB与水平起跳平台BC连接，着陆坡足够长。运动员（含雪杖）沿AB滑下，经过一段时间从C点沿水平方向飞出，最后落在着陆坡上的D点。在不考虑空气阻力情况下，运动员（ ）
A．在助滑道上受重力、支持力、摩擦力和下滑力作用
B．离开跳台在空中飞行时处于超重状态
C．在离着陆坡最远时，速度方向与着陆坡平行
D．在空中的飞行时间与离开C点时的速度无关
5．（2023·广东汕头·金山中学校考三模）静电透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束，两个电势不等的同轴圆筒就构成了最简单的静电透镜。静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示。当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜。现有电子在点射入，则下列说法正确的是（ ）

A．若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动
B．若电子在a点与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动
C．若电子在a点与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动
D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能
6．如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上。槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球（可视为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内。则下列说法正确的是（ ）
A．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功
B．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒
C．小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统动量守恒
D．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动
7．2020年爆发了新冠肺炎疫情，新冠病毒传播能力非常强，在医院中需要用到呼吸机和血流计检测患者身体情况。血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，两点之间可以用电极测出电压U。下列说法正确的是（ ）
A．离子所受洛伦兹力方向由M指向N
B．血液中正离子多时，M点的电势高于N点的电势
C．血液中负离子多时，M点的电势高于N点的电势
D．血液流量
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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2023·广东·统考二模）汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，若汽车所受的阻力恒定不变，则在汽车速率逐渐增大的阶段（ ）
A．相等时间内，牵引力所做的功相等
B．相等时间内，合外力所做的功相等
C．相等位移内，牵引力所做的功相等
D．相等位移内，阻力所做的功相等
9．如图甲所示，闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda方向为电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，下列关于线框中的电流I、ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，正确的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2023·广东清远·佛冈县第一中学校考模拟预测）如图所示，水平放置的两个正对的带电金属板MN、PQ间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E磁感应强度为B。在a点由静止释放一带正电的微粒，释放后微粒沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是曲线上离MN板最远的点。已知微粒的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，不计微粒所受空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．磁场的方向为垂直纸面向里
B．微粒在c点时的机械能最大
C．微粒在c点的速率最大，大小为
D．微粒到达b点后将沿原路径返回a点
三、实验题（6+10=16分）
11．（2023春·广东·高三校联考阶段练习）水平桌面上安装有如图甲所示的装置，可以用来探究加速度与力的关系。绕过动滑轮的两段轻绳均与桌面平行，光电门固定在竖直支架上。
用游标卡尺测量出遮光条的宽度，如图乙所示，
遮光条的宽度______cm。
（2）按图甲组装好器材后，在盒内放入重物，从静止释放物块，在竖直支架上标记释放时遮光片的中心位置O，记录物块运动过程中力传感器的示数F以及遮光条通过光电门的遮光时间t，测量位置O到光电门的距离x。
（3）多次改变放入盒内的重物质量（不改变第一次放入的重物质量），调整物块位置使遮光条中心与支架上的O点平齐，再次由静止释放物块，记录相关数据。
（4）以F为纵坐标、为横坐标作出图像，若当地的重力加速度大小为g，图像的斜率为，图像在纵轴上的截距为b，则物块的质量M＝______，物块与桌面间的动摩擦因数______。（均用、b、d、x、g表示）
12．（2023春·广东·高三校联考阶段练习）某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
（1）请用笔画线代替导线，按电路图甲完成实物图乙的连接______。
（2）根据电路图甲，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应在最______（填“上”或“下”）端。闭合开关后，将开关接a，调节滑动变阻器，使毫安表的示数为I。
（3）保持滑动变阻器的滑片不动，将开关接b，调节电阻箱，使_____，记录此时电阻箱的阻值。
（4）未知电阻的阻值______，测量值______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
四、计算题：共3题，共38分，解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。(10分+14分+14分)
13．（2023·广东湛江·统考二模）如图所示，固定水平桌面左右两端分别放有质量m1＝0.5kg和m2＝1kg的P、Q两物块（均可视为质点），现给物块P一水平向右的初速度，物块P向右运动一段时间后与物块Q发生弹性碰撞（时间极短），碰撞后物块P停在桌面上距右端L＝0.25m处，物块Q离开桌面后做平抛运动，水平射程x＝1m。已知桌面距水平地面的高度h＝l.25m，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：
（1）物块Q离开桌面时的速度大小；
（2）物块P与桌面间的动摩擦因数。
14．如图所示，一个U形金属框架，框架质量，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数。相距的、相互平行，电阻不计且足够长，其中MN边的电阻且垂直于。现有一个质量，电阻的导体棒ab，平行于MN的方向横放该框架上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度垂直于ab施加的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与、保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量，求该过程ab位移x大小。
15．如图所示在的空间中存在匀强电场，场强沿轴负方向；在的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直平面（纸面）向外。一电量为、质量为的带正电的运动粒子，经过轴上处的点时速率为，方向沿轴正方向；然后经过轴上处的点进入磁场，并经过轴上的点，点速度方向沿轴负方向。不计重力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)粒子到达时速度的大小和方向；
(3)磁感应强度B的大小。
东莞外国语学校2023-2024学年高三上学期12月月考
物理试题
1.【答案】A 【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X是中子；Y的质量数为0，电荷数为-1，则Y为电子。故选A。
2.【答案】C 【详解】A．北斗系统的GEO卫星是地球同步卫星，位于赤道正上方，故A错误； B．根据开普勒第三定律
可得空间站的轨道半径比GEO卫星的轨道半径小，故B错误；CD．根据根据万有引力提供向心力有 则 空间站的线速度比GEO卫星的线速度大，空间站的向心加速度比GEO卫星的向心加速度大，故C正确。
3.【答案】C 【详解】AB．采用隔离法确定气球受力情况，对气球进行受力分析，如图甲所示，水平和竖直方向上有 ，
其中 解得 ， 故AB错误；
C．采用整体法确定地面对整体的作用情况对整体进行受力分析如图乙所示，竖直方向有 解得 故C正确；D．风对整体的作用力水平向右，螺母对地面的摩擦力水平向右，风力增大时，螺母对地面的摩擦力增大，方向依旧水平向右，故D错误。 故选C。
4.【答案】C 【详解】A．在助滑道上受重力、支持力、摩擦力作用，故A错误；
B．离开跳台在空中飞行时处于失重状态，故B错误； C．运动员离开跳台时的速度，分解为垂直坡面的分速度和平行与坡面的分速度，当垂直于坡面的速度为零时，运动员速度方向与着陆坡平行，离着陆坡最远，故C正确； D．在空中的飞行时间由运动员离开跳台时与垂直坡面的分速度的大小决定，与垂直坡面的分速度大小与离开C点时的速度大小、方向都有关，故D错误。 故选C。
5.【答案】D 【解析】ABC．根据题意，由电势差与电场强度的关系，结合图像可知，由于等差等势线间距离不等，则该电场为非匀强电场，电子所受电场力为变力，则电子在a点水平射入，电子不做匀加速直线运动，若电子在a点与水平方向成某一角度射入，电子所受电场力的大小和方向均改变，不可能做类平抛运动和匀速圆周运动，故ABC错误； D．根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知 由公式可知，电子在a点的电势能大于在c点的电势能，故D正确。故选D。
6．B 【详解】A．小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功，故A错误； B．小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功，但球对槽作用力做正功，两者之和正好为零，所以小球与槽组成的系统机械能守恒，故B正确； C．小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，槽离开墙壁，小球与槽组成的系统在水平方向上不受外力，故水平方向动量守恒，故C错误； D．小球离开右侧槽口时，有水平速度，也有竖直向上速度，所以小球相对于地做斜上抛运动，故D错误。
7．D 【详解】ABC．根据左手定则，正离子受到竖直向下的洛伦兹力，负离子受到竖直向上的洛伦兹力，则正电聚集在N一侧，负电荷聚集在M一侧，则M点的电势低于N点的电势，故ABC错误；
D．正负离子达到稳定状态时，有 可得流速
流量 故D正确。
8.【答案】AD 【详解】A．由公式可知，汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，相等时间内，牵引力所做的功相等，故A正确； B．根据公式可知，由于汽车的速度不断增大，则相等时间内，汽车的位移不相等，阻力做功不相等，由于合外力所做的功等于牵引力做功和阻力做功之和，则合外力所做的功不相等，故B错误。 CD．汽车速率逐渐增大，则牵引力逐渐减小，相等位移内，牵引力所做的功减小，阻力所做的功相等，故C错误，D正确。故选AD。
9．AD 【详解】由题图B-t图像可知，0～1s时间内，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感应电流方向是逆时针的，为负值；1～3s，磁通量不变，无感应电流；3～4s，B减小，Φ减小，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，为正值；由左手定则可知，在0～1s内，ad边受到的安培力水平向右，是正的，1～3s无感应电流，不受安培力，3～4s时间内，安培力水平向左，是负的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 感应电流为 由B-t图像可知，在每一时间段内，是定值，则在各时间段内I是定值，ad边受到的安培力为F=BIL I、L不变，0～1s内B均匀增大，则F均匀增大，3～4s内B均匀减小，则F均匀减小，BC错误，AD正确。故选AD。
10.【答案】AB
【详解】A．粒子带正电，根据微粒从a点开始运动的偏转方向，根据左手定则可知，磁场的方向为垂直纸面向里，选项A正确；
B．从a运动到c，电场力做正功，从c运动到b，电场力做负功，因电场力做功等于机械能增量，可知微粒在c点时的机械能最大，故B正确； C．微粒在c点时的动能最大，速度最大，如果选项C正确，则存在mg+Eq=Bqv即说微粒在c点时受到的重力、电场力和洛伦兹力是平衡的，由于微粒在c点做的是曲线运动，其合力方向应该竖直向上，故这三个力不是平衡力，故上式是不成立的，选项C错误；
D．微粒在b点的受力情况与a点的受力情况相同，可知微粒到达b点后将相同轨迹向右做曲线运动，可能沿原路径返回a点，故D错误； 故选AB。
11.【答案】 0.600
【详解】（1）[1]游标卡尺是20分度的，分度值为0.05毫米，故遮光条的宽度
（4）[2][3]盒子与重物经过光电门时的速度大小，根据匀变速直线运动的规律有 可得 物块的加速度大小
对物块，根据牛顿第二定律有 整理得
故 ， 解得 ，
12.【答案】 上 毫安表的示数为I 等于
【详解】（1）[1]按电路图甲完成实物的连接如下
（2）[2]闭合开关前，应保证滑动变阻器接入电路的阻值最大，滑动变阻器的滑片应在最上端。
（3）[3]开关接a、b时分别是和接入电路，其他部分的电路不变，两次毫安表的示数相同，说明与电阻箱此时的阻值相同。 （4）[4][5]由（3）可知
测量值等于真实值。
13.【答案】（1）2m/s；（2）0.2
【详解】(1)物块Q离开桌面后做平抛运动有 x＝v1t 解得v1＝2m/s
(2)物块P与Q碰撞过程动量守恒，能量守恒，有
代入数据，解得
物块P与Q碰撞后反向运动的过程中，有 解得
14．(1)v=6m/s；(2)x=1.1m
【详解】(1)ab对框架的压力 F1=m1g 框架受水平面的支持力 FN=m2g+F1
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力 F2=μFN
ab中的感应电动势 E=Blv MN中电流 I= MN受到的安培力 F安= 框架开始运动时有F安=F2 由上述各式代入数据解得v=6m/s
(2)闭合回路中产生的总热量 Q总=Q=×0.1J=0.4J
由能量守恒定律，得 Fx= 代入数据解得 x=1.1m
15．1．(1)；(2)；；(3)
【详解】(1)粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示
设粒子从到的时间为，电场强度的大小为，粒子在电场中的加速度为，由牛顿第二定律及运动学公式有，，
联立解得
(2)粒子到达时速度沿方向的分量仍为，以表示速度沿方向分量的大小，表示速度的大小，表示速度和轴的夹角，则有 且有，联立得，，
(3)设磁场的磁感应强度为，在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律
由几何关系得 联立得