甘肃省酒泉市2024届高三下学期第三次诊断考试（5月）物理试卷(含答案)

这是一份甘肃省酒泉市2024届高三下学期第三次诊断考试（5月）物理试卷(含答案)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜.核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能的衰变方程为，则( )
A.衰变方程中的X为B.此衰变方程为α衰变
C.比的结合能小D.月夜的寒冷导致的半衰期变大
2．某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为( )
A.1.2B.1.4C.1.6D.1.8
3．2024年4月3日，中国台湾花莲县海域发生7.3级地震，震源深度。如图所示，高度约为的“天王星大楼”发生严重倾斜，是所受地震影响最大的建筑物之一。若钢混结构建筑物的固有频率与其高度的平方成正比，其比例系数为0.1，则地震波到达地面的频率最可能是( )
A.B.C.D.
4．如图所示为脚踏自行车的传动装置简化图，各轮的转轴均固定且相互平行，甲、乙两轮同轴且无相对转动.已知甲、乙、丙三轮的半径之比为，传动链条在各轮转动中不打滑，则乙、丙转速之比为( )
A.B.C.D.
5．2023年7月9日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭成功将“卫星互联网技术试验卫星”发射升空，这标志着技术的进一步发展，将给全球通信行业带来巨大的革新.如果“卫星互联网技术试验卫星”沿圆轨道运行，轨道距地面的高度为h，地球半径为R，地表重力加速度为g。关于该卫星，下列说法正确的是( )
A.周期为B.角速度为
C.向心加速度大小为D.发射速度大于
6．如图所示是某一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为( )
A.2AB.3AC.D.
7．乒乓球被称为中国的“国球”，是一种世界流行的球类体育项目.如图所示为某同学训练时的情景，若某次乒乓球从某一高度由静止下落，以的速度竖直向下碰撞乒乓球拍，同时使乒乓球拍的接球面保持水平且以的速度水平移动，乒乓球与球拍碰撞反弹后的高度与下落高度相等.已知乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为，不计空气阻力，碰撞时间极短，且碰撞过程忽略乒乓球所受重力的影响，周围环境无风，则乒乓球与球拍碰撞后的瞬时速度大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为、，电场强度大小分别为、。下列说法正确的是( )
A.若，则M点到电荷Q的距离比N点的远
B.若，则M点到电荷Q的距离比N点的近
C.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则
D.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则
9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直，管道横截面半径为a，长度为。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧运动垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出.已知单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
B.粒子的质量为
C.管道内的等效电流为
D.粒子束对管道的平均作用力大小为
10．如图所示，酒泉某校篮球比赛中，甲队员将球传给队友，出手时篮球离地高度为，速度大小为，乙队员原地竖直起跳拦截，起跳后手离地面的高度为，篮球越过乙队员时的速度沿水平方向，且恰好未被拦截，后队友在离地高度为处接球成功.已知篮球的质量为，重力加速度g取，以地面为零势能面，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.篮球越过乙队员时的速度大小为
B.甲队员传球时，篮球与乙队员的水平距离为
C.队友接球前瞬间，篮球的机械能为
D.若仅增大出手时篮球与水平方向的角度，篮球经过乙队员处的高度可能低于
三、实验题
11．如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。
(1)用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度_____mm。
(2)实验主要步骤如下：
①测量小车、力传感器及遮光条的总质量为M，测量两光电门间的距离为L。
②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录力传感器的示数为F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间分别为、及遮光条从A到B的时间为t。
(3)实验过程中_____(填“需要”或“不需要”)满足M远大于m。
(4)利用该装置验证动量定理的表达式为_____。(用字母表示)
12．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎.某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势和内阻，利用实验室现有器材进行了如下实验。
(1)实验室只有一个量程为、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为的电压表，需_____(填“串联”或“并联”)一个阻值为_____的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。
(2)该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表(电压表的表盘没有改变，示数记为U)连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻。根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势_____V、内阻_____Ω。
(3)由实验可知，电池电动势的测量值_____(填“大于”“等于”或“小于”)真实值；内阻的测量值_____(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
四、计算题
13．暴雨季节，路面水井盖因排气孔堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患.如图所示，质量为的某井盖的排气孔被堵塞且井盖与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为时，井内密封空气的压强恰好等于大气压强，水面与井盖之间的距离为。将密封空气视为理想气体，温度始终不变，重力加速度g取。求：
(1)井盖刚要被顶起时，密封空气的压强；
(2)若水位以的速度迅速上涨，则经多长时间井盖刚要被顶起。
14．如图所示，在的区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，在的区域内有沿y轴负方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为的带电粒子从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度开始运动。当带电粒子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当带电粒子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点；当带电粒子第三次穿越x轴时，恰好到达D点。C、D两点均未在图中标出.已知A、C两点到坐标原点的距离分别为L和，不计带电粒子的重力，求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)带电粒子从A运动到D的时间。
15．如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定在地面上，一劲度系数为k的轻弹簧套在杆上，下端与地面连接，上端连接带孔的质量为m的球A并处于静止状态，质量为的球B套在杆上，在球A上方某一高度处由静止释放，两球碰撞后粘在一起，当A、B一起上升到最高点时，A、B的加速度大小为，已知弹簧的弹性势能表达式为(x为弹簧的形变量)，弹簧的形变总在弹性限度内，A、B球均可视为质点，重力加速度为g。求：
(1)球B开始释放的位置到球A的高度；
(2)两球碰撞后，弹簧具有的最大弹性势能；
(3)若将球B换成球C，仍从原高度由静止释放，A、C发生弹性碰撞，且碰撞后立即取走球C，此后球A上升的最大高度与A、B一起上升的最大高度相同，球C的质量。
参考答案
1．答案：B
解析：根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为，即衰变方程中的X为，A错误、B正确；质量数越大，则结合能越大，即比的结合能大，C错误；半衰期由原子核本身决定，与温度等外部因素无关，D错误。
2．答案：A
解析：画出激光束射向圆弧面ABC时恰好发生全反射的光路图如图所示。则，由几何关系知，联立解得，故A正确，BCD错误。
3．答案：D
解析：设建筑物的固有频率为，根据题意有，地震波到达地面的频率与钢混结构建筑物的固有频率越接近，钢混结构建筑物所受影响越大，故地震波到达地面的频率最可能是，D正确。
4．答案：C
解析：甲、丙两轮边缘处的各点线速度相等，根据，可得甲、丙的角速度之比为，甲、乙同轴转动，故角速度相等，有，由，可知乙、丙的转速之比为，C正确。
5．答案：A
解析：对于在地球表面的物体，由万有引力等于重力，有，对卫星有，联立解得，A正确，BC错误；该卫星绕地球做圆周运动，故发射速度满足，D错误。
6．答案：D
解析：由电流有效值的定义可得，解得，D正确。
7．答案：B
解析：由题意可知，乒乓球与球拍碰撞后速度变大，而反弹后的高度与下落的高度相等，可知碰撞后乒乓球沿竖直方向的分速度大小为，设乒乓球的质量为m，乒乓球与球拍的碰撞时间为，取向上为正方向，在竖直方向上由动量定理有，解得，则，在水平方向上由动量定理有，解得，则乒乓球与球拍碰撞后的瞬时速度大小为，B正确。
8．答案：BD
解析：沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知，若，则M点到电荷Q的距离比N点的近，A错误；电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知，若，则M点到电荷Q的距离比N点的近，B正确；若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动，根据正点电荷产生的电场特点可知，C错误；若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有，D正确。
9．答案：AC
解析：带电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为，A正确；根据，可得粒子的质量，B错误；管道内的等效电流为，C正确；粒子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受到的安培力大小有，D错误。
10．答案：AD
解析：由题意可知，篮球从抛出到最高点，竖直方向的位移大小为，由，解得篮球竖直方向分速度，则篮球从抛出到最高点的时间为，篮球水平方向的分速度大小为，则甲队员传球时，球与乙队员的水平距离为，A正确、B错误；篮球运动过程中机械能守恒，则队友接球前瞬间，篮球的机械能恒为，C错误；若仅增大出手时篮球与水平方向的角度，则篮球在水平方向的分速度变小，运动到乙位置时的高度可能低于乙第一次拦截的高度，D正确。
11．答案：(1)0.60(3)不需要(4)
解析：(1)游标卡尺读数为
(3)实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要将重物的重力近似等于细线的拉力，故实验中不需要满足M远大于m
(4)小车通过光电门时的速度分别为和，以小车为研究对象，小车通过光电门过程中，合力的冲量为，小车通过光电门时动量的变化量为，则验证动量定理的表达式为
12．答案：(1)串联；15(2)360；9(3)小于；小于
解析：(1)因电压表的量程为，所以要想将电压表改装成量程为的电压表，需串联一个定值电阻，由串联关系可知，串联电阻为
(2)由闭合电路欧姆定律，可知，整理后可得，结合题图乙可得，，解得
(3)由于改装电压表的分流作用，因此闭合电路欧姆定律应为，故电池电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值小于真实值。
13．答案：(1)(2)
解析：(1)对井盖受力分析，有
解得
(2)密封空气发生等温变化，设水位上升x，有
解得
则井盖刚要被顶起时所用时间
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)带电粒子的运动轨迹如图所示，带电粒子在电场中做类平抛运动，设带电粒子从A运动到C的时间为
水平方向有，解得
竖直方向有，解得
由牛顿第二定律有
解得
(2)设带电粒子进入磁场时速度大小为v，与x轴正方向夹角为θ
则，解得
故带电粒子进入磁场时速度大小为
带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设半径为r
由几何关系有，解得
由洛伦兹力提供向心力有
解得
(3)由对称性可知，带电粒子在电场中运动的总时间为
带电粒子在磁场中运动的周期为
带电粒子在磁场中运动的时间
故带电粒子从A运动到D的时间为
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)开始时，球A受力平衡，可得弹簧的压缩量
当A、B一起上升到最高点时，设弹簧的伸长量为
根据牛顿第二定律有
解得
设开始时球的高度差为h，根据机械能守恒定律有
设碰撞后瞬间，的共同速度大小为v
根据动量守恒定律有
从碰后一瞬间到上升到最高点，根据能量守恒定律有
联立解得
(2)碰撞后，两球运动到最低点时弹簧的弹性势能最大，设两球向下运动的距离为
从碰撞后瞬间至两球到最低点，由机械能守恒定律有
解得
则弹簧具有的最大弹性势能为
(3)设球C的质量为M，根据动量守恒定律有
根据能量守恒有
联立解得
根据题意有
解得