广东省百校联考2023-2024学年高三下学期2月月考物理试题（含答案）

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高三物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟．
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
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．
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容．
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，只有一项是符合题要求的．
1．如图甲所示的离子式火灾自动报警器因稳定性好、安全性高的特点而被广泛应用，其内部装有一个放射源和两个电极，如图乙所示，放射源衰变释放的射线使两个电极间的空气电离而导电，当火灾发生时，由于空气中烟雾的阻挡，导致工作电路的电流减小，当通过检流器的电流小于某值时，检流器便控制外电路的蜂鸣器报警并洒水灭火，下列说法正确的是（ ）
A．温度不影响放射源的半衰期
B．放射源释放的α射线贯穿本领最强
C．放射源释放的β射线不能使空气电离
D．放射源释放的γ射线经过极板时会发生偏转
2．“神舟十七号”载人飞船于北京时间2023年10月26日11时14分成功发射，航天员将进行一系列空间科学研究．神舟飞船与空间站对接后，组合体在距地表高度约为400km的倾斜轨道上做匀速圆周运动，周期约为90min，下列说法正确的是（ ）
A．组合体的线速度略大于7.9km/s
B．组合体的加速度比地球同步卫星的加速度小
C．航天员在空间站内处于完全失重状态
D．空间站内的航天员每天经过赤道正上方30次
3．如图所示，激光笔发出的一束单色光由空气斜射到水面上的O点时，同时发生折射和反射，若仅减小入射角，则折射光线与反射光线的夹角将（ ）
A．减小水 B．增大 C．不变 D．无法确定
4．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m，可视为质点的小球，将小球托起至O点，弹簧恰好处于原长，松手后小球在竖直方向做简谐运动，小球最远能到达B点，A点为OB的中点，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球在O点时的机械能最小
B．小球经过A点时的加速度大小为g
C．小球在B点时受到的弹力大小为2mg
D．O、B两点间的距离为
5．游乐场中的“旋转飞椅”用钢绳悬挂在水平转盘边缘的同一圆周上，转盘绕穿过其中心的竖直轴转动．甲、乙两人同时乘坐“旋转飞椅”时可简化为如图所示的模型，甲对应的钢绳长度大于乙对应的钢绳长度，当转动稳定后，甲、乙对应的钢绳与竖直方向的夹角分别为、钢绳的质量不计，忽略空气阻力，则转动稳定时（ ）
A．甲、乙两人所处的高度可能相同
B．甲、乙两人到转轴的距离可能相等
C．与可能相等
D．甲、乙两人做圆周运动时所需的向心力大小可能相等甲
6．如图甲所示，“回回炮”是一种大型抛石机．将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重
物．发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出．现将其简化为图乙所示的模型，将一质量，可视为质点的石块装在长的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面的夹角为30°，松开后长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上，测得石块落地点与O点的水平距离为30m，以地面为零势能面，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．石块被水平抛出时的重力势能为5000J
B．石块被水平抛出时的动能为6000J
C．石块被水平抛出时的机械能为15000J
D．石块着地时重力的功率为
7．如图所示，质量为1kg的薄木板静置在足够大的水平地面上，一质量为2kg、可视为质点的物块以6m/s的速度从左端滑上木板，恰好能到达木板的右端．已知物块与木板间的动摩擦因数为0.4，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．木板的长度为2m
B．木板能沿地面运动的最大距离为3m
C．滑动摩擦力对物块的冲量大小为
D．静摩擦力对物块的冲量大小为
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，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．中国古代屋脊两头，有一仰起的龙头，龙口吐出伸向天空且曲折的金属“舌头”，“舌根”连接一根直通地下的细铁丝，起到避雷的作用．当一团雷云位于房屋正上方时，屋顶的避雷针顶端聚集大量电子，图中虚线为等势面，下列说法正确的是（ ）
A．雷云带正电
B．避雷针的电势比雷云的电势高
C．电子的运动方向始终与图中等势面垂直
D．避雷针顶端不断向空气释放电子中和雷云
9．实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，发电机的正方形线圈ABCD绕轴以转速n匀速转动．已知线圈的边长为L，匝数为N，总电阻为r，外接小灯泡的电阻为R，其余电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．回路中感应电动势的峰值为
B．小灯泡两端的电压为
C．通过小灯泡的电流为
D．小灯泡的功率为
10．芯片制作工艺是人类科技的结晶，而制造芯片的光刻机，是通过许多国家的顶级公司通力合作制造的精密的大型设备．如图所示，芯片制作工艺中有一种粒子分析器，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，加速电场的电压为U，静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．氕、氘、氚核以不同的速度进入加速电场，能沿静电分析器中心线运动的粒子会从小孔P进入磁分析器，最终打到胶片Q上．已知氕、氘，氚核所带的电荷量均为e，质量分别为m、2m，3m，不计粒子间的相互作用及粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A．能进入磁分析器的粒子的初动能相等
B．氕，氘核打到胶片Q上的间距为
C．氘，氚核打到胶片Q上的间距为
D．氕，氚核打到胶片Q上的间距为
三、非选择题：共54分．
11．（7分）如图甲所示，某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连．
（1）用小木块把木板垫高后，在不挂砝码盘的情况下，轻推一下小车，直到打点计时器打出一系列间距均匀的点．
（2）在平衡摩擦力后，保持小车的质量不变的情况下，改变砝码盘中砝码的质量m，重复实验多次，通过纸带得到多组对应的加速度a，根据实验数据描点作出了如图乙所示的图像，图线不过坐标原点的原因可能是______，图线末端发生弯曲的原因是______．
A．砝码的质量过大
B．平衡摩擦力不足
C．实验中忽略了砝码盘的质量
（3）将木板调节至水平，并将图中小车换成质量为M的滑块，重复上述过程，描点发现滑块的加速度较小时图线为直线，如图丙所示，进而得到滑块与木板间的动摩擦因数，滑块与木板间的动摩擦因数的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
12．（9分）某实验小组用电压表（量程为3V、内阻约为3kΩ），电流表（量程为50mA，内阻约为2Ω），定值电阻，滑动变阻器R、两节干电池（电动势均为1.5V，内阻均不到1Ω）、开关及导线等器材测量电阻的阻值（约为150Ω）．
（1）A，B两位同学采用伏安法进行测量：
A同学用如图甲所示的内接法测量，得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，根据每组数据计算出对应的电阻，再求出电阻的平均值作为待测电阻的测量值；
B同学用如图乙所示的外接法测量，根据测得的数据，作出U－I图线，然后算出图线的斜率k，将k作为待测电阻的测量值．
关于A，B两同学测得的结果，______（填“A”或“B”）同学的测量结果更精确，测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
（2）C同学设计了如图丙所示的电路进行实验，操作步骤如下：
① 正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
② 闭合、，调节滑动变阻器R的滑片，使电流表满偏；
③ 保持滑动变阻器R的滑片不动，断开，此时电流表的示数为40mA；
待测电阻______Ω（保留三位有效数字）．
13．（10分）某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度，活塞与容器顶部的距离，在活塞下方处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置．已知大气压强恒为，取重力加速度大小，求：
（1）封闭气体开始的压强p；
（2）触发报警装置的热力学温度T．
14．（12分）如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域上下边界水平，高度，磁感应强度大小．把边长、质量的匀质刚性金属框abcd从距磁场上边界高处由静止释放，金属框运动过程中始终在竖直平面内（无旋转）并恰好匀速磁场区域，不计空气阻力，取重力加速度大小，求：
（1）金属框的电阻R；
（2）金属框通过磁场的过程中产生的热量Q．
15．（16分）如图所示，质量为m的小球A与质量为7m的小球B通过长为L的轻质柔软细绳连接，现用手提着小球A，使小球B距地面的高度也为L，松手后两球由静止开始自由下落，小球B与地面碰后速度大小不变、方向相反，两小球的碰撞为弹性正碰，细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，碰撞时间均极短，重力加速度大小为g．求：
（1）从松手到两小球第一次碰撞的时间t；
（2）细绳绷直后小球A距地面的最大距离d．
高三物理参考答案
1．A【解析】本题考查原子物理，目的是考查学生的理解能力．放射性物质的半衰期与其温度无关，选项A正确；α射线电离能力最强、贯穿本领最弱，选项B错误；β射线也能使空气电离，选项C错误；γ射线为频率极高的电磁波，经过极板时不会发生偏转，选项D错误．
2．C【解析】本题考查万有引力与航天，目的是考查学生的理解能力．组合体的线速度略小于7.9km/s，选项A错误；组合体的加速度比地球同步卫星的加速度大，选项B错误；航天员在空间站内处于完全失重状态，选项C正确；组合体做匀速圆周运动的周期约为90min，航天员每天经过赤道正上方32次，选项D错误．
3，B【解析】本题考查光的折射、反射，目的是考查学生的理解能力．若入射角由θ减小了，则反射角也减小了，折射角也相应减小，折射光线与反射光线的夹角将增大，选项B正确．
4．C【解析】本题考查简谐运动，目的是考查学生的理解能力．小球在O点时弹簧处于原长，释放后小球在下落过程中，弹簧对小球做负功，小球的机械能减小，选项A错误；A点为小球的平衡位置，小球经过A点时的加速度大小为0，选项B错误；小球在O点时仅受重力作用，加速度大小为g，根据对称性可知，小球在B点时的加速度大小也为g，小球在B点时受到的弹力大小为2mg，选项C正确；小球在A点时有，选项D错误．
5．D【解析】本题考查圆周运动，目的是考查学生的推理论证能力．稳定时两人的角速度相同，设人沿绳方向到转轴的距离为L，有解得，所以甲、乙两人沿绳方向到转轴的距离在竖直方向上的分量相等，所以必然有大于，高度必然不同，甲到转轴的距离较大，选项A、B、C均错误；因两人的质量未知，选项D正确．
6．C【解析】本题考查机械能，目的是考查学生的推理论证能力．设石块做平抛运动的高度为h，则有，石块被水平抛出时的重力势能，，选项A错误；设石块被水平抛出时的初速度大小为，水平射程为s，在空中运动的时间为t，则有，，解得，石块被水平抛出时的动能，选项B错误；石块被水平抛出时的机械能，选项C正确；石块着地时的竖直分速度，石块着地时重力的功率，选项D错误．
7．D【解析】本题考查牛顿运动定律的综合应用，目的是考查学生的模型建构能力．分析可知，两者运动的v－t图像如图所示，木板的长度为3m，木板能沿地面运动的最大距离为2m，选项A、B均错误；两者之间的滑动摩擦力大小为8N，静摩擦力大小为4N，所以滑动摩擦力对物块的冲量大小为，静摩擦力对物块的冲量大小为，选项C错误、D正确．
8．AD【解析】本题考查尖端放电，目的是考查学生的理解能力．避雷针顶端聚集大量电子，是因为雷云带正电，选项A正确；避雷针的电势比雷云的电势低，选项B错误；电场线与等势面垂直，电子的运动轨迹不一定沿电场线，选项C错误；避雷针顶端聚集的大量电子会使附近的空气电离而导电，选项D正确．
9．CD【解析】本题考查交流电的产生，目的是考查学生的推理论证能力．回路中感应电动势的峰值为，选项A错误；小灯泡两端的电压为，选项B错误；通过小灯泡的电流为，选项C正确；小灯泡的功率为，选项D正确．
10．AD【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动，目的是考查学生的创新能力．氕核在静电分析器中沿中心线运动时有，显然能进入磁分析器的粒子的动能均为，选项A正确；氕核在磁场中运动的轨迹半径，氘核在磁场中运动的轨迹半径，氚核在磁场中运动的轨迹半径，氕、氚核打到胶片Q上的间距为选项B错误；氘、氚核打到胶片Q上的间距为，选项C错误；氕，氚核打到胶片Q上的间距为，选项D正确．
11．（2）B A
（3）小于
【解析】本题考查“探究加速度与力、质量的关系”实验，目的是考查学生的实验探究能力．（2）实验中平衡摩擦力不足会导致纵截距为负，砝码的质量过大会使得图线末端发生向下弯曲，a值趋近于重力加速度大小g．
（3）设砝码盘的质量为，则有，解得，所以填小于．
12．（1）A 大于
（2）153
【解析】本题考查“伏安法测电阻”实验，目的是考查学生的实验探究能力．
（1）为了尽可能减小实验误差，根据已知数据可知，内接法测量结果更精确，测量值为电阻与电流表的串联电阻，测量值大于真实值．
（2）电流表满偏时，电路中的总电阻为60Ω，断开时电路中的总电阻为75Ω，有，解得．
13．【解析】本题考查理想气体状态方程，目的是考查学生的推理论证能力．
（1）根据平衡条件有
解得．
（2）活塞下降至卡口位置前等压膨胀，当传感器受到的压力等于5N时，封闭气体的压强等于
有
解得
14．【解析】本题考查电磁感应，目的是考查学生的推理论证能力．
（1）设金属框进入磁场时的速度大小为v，回路中产生的电动势为E，有
解得．
（2）金属框通过磁场的过程中产生的热量等于克服安培力做的功，有
解得．（其他正确解法也给分）
15．【解析】本题考查动量守恒定律的应用，目的是考查学生的推理论证能力．
（1）以竖直向下为正方向，设小球B第一次落地前的速度为，此时小球A的速度为，
所用的时间为，小球B第一次反弹后的速度为，再经过时间两者相碰，有
解得．
（2）设两球第一次碰撞前的速度分别为、，碰撞后的速度分别为、，有
解得，
再经过细绳绷直，设细绳绷直前两球的速度分别为，绷直后两者的共同速度为v，有
解得．

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