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广东省2023-2024学年高三上学期11月统一调研考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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．核电池是利用同位素自然衰变产生的热量，通过温差热电效应将核能转化为电能的装置，其基本结构如图所示。某款核电池是利用锶90（半衰期约为28年）的衰变来工作的，其中锶90的衰变方程为：，下列说法正确的是（ ）
A．锶90发生的是衰变
B．经过56年，核电池的质量约减小
C．锶90衰变产生的射线X是一种电磁波
D．射线X本质是高速电子流
2．吸盘式挂钩具有结构简单、使用方便、不需要进行钻孔等特点，广泛应用于家庭、办公室等场所。如图所示，通过按压吸盘表面，吸盘与墙壁之间的空气被排出，形成真空或负压，从而在吸盘与墙壁之间形成一种吸附力，将吸盘紧密吸附在竖直墙壁上。关于吸盘式挂钩的受力，下列说法正确的是（ ）
A．吸盘式挂钩受到的吸附力是按照力的性质命名的
B．吸盘式挂钩受到的吸附力是由于墙壁发生弹性形变产生的
C．重物的重力越大，吸盘式挂钩受到的摩擦力就越大
D．重物的重力越大，吸盘式挂钩受到的吸附力就越大
3．大自然中，雨滴大约在距离地面左右的高空形成并开始下落，当下落速度足够大时，空气阻力的影响不可忽略，假设空气阻力大小与速度的平方成正比，则雨滴下落过程中，速度v或加速度a随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．太赫兹技术是实现6G通信的关键基础技术，它是利用电磁波谱中频率介于毫米波和红外线之间的太赫兹波段进行工作的，具有高频、高速、低功率和高效率等优点，目前我国在太赫兹通信领域的相关技术处于世界领先地位。关于太赫兹通信，下列说法正确的是（ ）
A．太赫兹波在真空中的传播速度小于真空中的光速
B．太赫兹波的波长小于红外线的波长
C．太赫兹波比可见光更容易发生衍射现象
D．太赫兹波是一种纵波
5．某款亮度可调的节能灯，其内部结构原理如图所示，通过滑动变压器副线圈的滑片P可以控制灯泡亮暗，变压器原线圈输入电压为，下列说法正确的是（ ）
A．变压器副线圈输出电压的频率为100Hz
B．电键S断开时，变压器副线圈两端电压为零
C．闭合电键S，滑片P向上滑动时，灯泡变暗
D．闭合电键S，滑片P向上滑动时，副线圈输出电压变大
6．中国是目前世界上高速铁路运行里程最长的国家，如图已知“复兴号”高铁长度为400m，车厢高4m，正常行驶速度360km/h，假设地面附近地磁场的水平分量约为，将列车视为一整块导体，只考虑地磁场的水平分量，则“复兴号”列车在自西向东正常行驶的过程中（ ）
A．车厢顶部电势高于车厢底部，电势差大小约为
B．车厢顶部电势低于车厢底部，电势差大小约为
C．车头电势高于车尾，电势差大小约为
D．车头电势低于车尾，电势差大小约为
7．天文研究发现，木星是太阳系中最大的行星，其质量是太阳系中其他行星质量总和的倍，其直径约为地球直径的10倍，质量约为地球质量的300倍，公转的轨道半径约为5个天文单位（地球与太阳的距离为1个天文单位），若木星和地球公转的轨道均视为圆轨道，下列说法错误的是（ ）
A．木星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的3倍
B．木星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的倍
C．木星的密度约为地球密度的
D．木星公转的周期约为年
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．通过在半导体材料中进行不同的掺杂，可以形成P型半导体和N型半导体，将两种半导体组合在一起即形成下图所示的PN结，这是半导体元器件中的基本构造。由于电子的扩散作用，N型区中的电子会进入P型区内，从而使N型区一侧带正电，P型区一侧带负电，稳定后两块半导体之间产生内建电场，形成所谓耗尽层（图中阴影部分）。关于耗尽层，下列说法正确的是（ ）
A．耗尽层中，N型区电势高于P型区
B．耗尽层中，N型区电势低于P型区
C．电子由N型区进入P型区，电势能增大
D．电子由N型区进入P型区，电势能减小
9．如图所示为一小球受到外力作用在竖直平面内运动时，其一段轨迹的频闪照片，已知背景小方格的边长为一个单位长度，相邻两点间的时间间隔相等，点b为轨迹的最低点，点d为轨迹的最高点，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．小球在b点的速度为零
B．小球在ab段运动时，外力的功率为正
C．小球在bc段运动时，小球机械能增加
D．小球在cd段运动时，小球的机械能可能减小
10．如图甲，碰碰车是深受青少年儿童喜欢的娱乐设施，某次娱乐场景如图乙所示：总质量为的碰碰车乙静止在地面上，总质量为的碰碰车甲由距离乙处，以一定初速度自由滑行（关闭动力）2s后，以的速度与乙发生正碰，碰后甲、乙分别继续滑行和后停止运动，碰后两车速度方向均与方向相同。已知甲、乙与地面间的动摩擦因数相同，两车始终在一条直线上运动，碰撞时间极短，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．两车碰撞过程中，动量守恒，机械能守恒
B．甲、乙两车质量之比为
C．两车碰撞后，乙车获得的速度为
D．两车与地面间的动摩擦因数为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（7分）某同学测量玻璃的折射率。实验过程如下：
（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。
（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的P点水平入射，到达bc面上的Q点后折射出玻璃砖，用大头针在白纸上标记P点、Q点和激光笔出光孔S的位置；
②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，做ab界面的法线PM和光线PQ的反向延长线PN，过法线上的M点分别做PS和PN的垂线，垂足分别为点A和点B，如图甲所示；
③用刻度尺测量MA和MB的长度和，MA的长度读数如图乙所示，________cm，测得为。
（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖的折射率表达式为________，由测得的数据可得折射率n为________（结果保留3位有效数字）。
（4）为了减小实验的相对误差，下列说法正确的是________。
A．选取点M尽量靠近入射点P
B．选取点M尽量远离入射点P
C．选取ab界面的入射角尽量大些
D．选取ab界面的入射角尽量小些
12．（10分）某兴趣小组设计了测量铅笔芯电阻率的实验，所用器材有：电源（电动势恒定，内阻可忽略），电阻箱（最大阻值），电阻（阻值为），电阻（阻值为），毫安表（量程30mA，内阻不计），待测2B铅笔芯，开关S，导线若干。请完成下列实验操作和计算：
（1）电路连接
①取一段圆柱形状的待测2B铅笔芯，用螺旋测微器测量铅笔芯的直径，刻度尺测得笔芯的长度，并进行记录；
②根据图甲实验原理图，连接实物，在闭合电键S前，电阻箱应调节阻值为________（选填“最大值”、“零”或“任意值”）。
（2）笔芯电阻率的测量
①闭合开关S，调节电阻箱的阻值为，此时毫安表的示数如图乙所示，则为________mA，计算得笔芯中的电流为________mA；
②调节电阻箱的阻值为，此时毫安表的示数为；
③断开开关。
（3）根据上述测量，计算得到待测笔芯的电阻值为________，进而得到铝箔的电阻率为________（计算结果保留2位有效数字）。
（4）若考虑电源内阻的影响，笔芯电阻率的测量值将________准确值。
A．大于 B．小于 C．等于 D．不确定
13．（9分）逆向斯特林循环，是回热式制冷机中的理想工作循环，其图像如下图所示。在该循环中，理想气体先后经历两个等容变化和两个等温变化过程，实现与外界的热交换，从而达到制冷效果。若理想气体先从压强为、体积为、温度为的状态A等温膨胀到体积为的状态B，然后由状态B等容变化到压强为的状态C，再由状态C等温压缩到体积为的状态D，最后由状态D等容变化到初始状态A。求：
（1）状态B时的压强；
（2）状态D时的温度和压强。
14．（13分）某商家为了促销推出图甲所示的弹珠抽奖游戏，图乙为游戏的模型示意图，平面游戏面板与水平面成角固定放置，面板右侧的直管道与半径为的细圆管轨道平滑连接，两者固定在面板上。圆管轨道的圆心为O，顶端水平。顾客游戏时，用外力压缩面板底部连接的小弹簧将弹簧顶端的小弹珠（可视为质点）弹出，若弹珠直接打中面板底部的中奖区域，则获得相应奖励，若弹珠打中侧面挡板，则抽奖无效。已知弹珠质量，直管道长度，中奖区域AB长度，其等分为如图所示的五个中奖区域，不计所有摩擦和阻力，弹簧的长度忽略不计，重力加速度g取，求：
（1）弹珠从圆管轨道顶端以的速度飞出时，弹珠对轨道的压力以及此时顾客的中奖情况；
（2）顾客获得一等奖时，弹簧初始弹性势能的取值范围。
15．（15分）质谱仪被广泛应用于同位素的研究，如图为某款质谱仪的原理结构图。初速度可以忽略的带电粒子由粒子源S飘出，经过MN间电压为U的加速电场加速后，沿轴线飞入右侧圆形匀强磁场区域（为磁场区域的圆心），经磁场偏转后粒子打在磁场下方的平板记录仪AC上。已知磁场区域半径为R，磁感应强度大小为B（方向与纸面垂直），记录仪AC长度为，与磁场区域的下边界相切于其中点D。整个装置处于真空中，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用，求：
（1）打在记录板上点D的粒子的比荷；
（2）氕核恰好打在记录板上D点时，氚核打在记录板上的位置；
（3）若匀强磁场区域磁感应强度大小的波动范围为，为使氕核与氚核在记录板上的位置分开，满足的条件。
广东省2023-2024学年高三上学期11月统一调研考试
物理参考答案
1．【答案】D
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒知，X的质量数为0，电荷数为，则Sr发生的是衰变，A项错误；
经过两个半衰期，锶90有衰变为其他物质，不是质量减小，B项错误；
射线X的本质为高速电子流，不是电磁波，C项错误，D项正确。
2．【答案】C
【解析】吸附力是按照力的作用效果命名的力，A项错误；
吸附力本质上是一种气体压强差造成的力，不是墙壁的弹力，B项错误；
根据力的平衡，重物的重力增大时，吸盘式挂钩受到的吸附力保持不变，静摩擦力变大，C项正确，D项错误。
3．【答案】D
【解析】设空气阻力大小为，根据牛顿第二定律有，雨滴做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，A、B、C项错误，D项正确。
4．【答案】C
【解析】太赫兹波属于电磁波，真空中的速度与光速相同，A项错误；
太赫兹波的频率小于红外线的频率，波长大于红外线的波长比可见光更容易发生衍射现象，B项错误，C项正确；电磁波是横波，D项错误。
5．【答案】D
【解析】变压器不改变交流电的频率，由，副线圈输出电压的频率为50Hz，A项错误；
电键S断开时，变压器副线圈两端电压不为零，B项错误；
根据，增大时，增大，灯泡会变亮，C项错误，D项正确。
6．【答案】A
【解析】地磁场方向由南向北，根据右手定则，车厢顶部电势高于车厢底部，根据，电势差大小约为，A项正确，B、C、D项错误。
7．【答案】B
【解析】根据，木星与地球质量之比为300，半径之比为10，则表面重力加速度之比为，A项正确；
根据，，则木星与地球第一宇宙速度之比为，B项错误；
根据，则木星与地球密度之比为，C项正确；
根据，，木星公转的周期约为年，D项正确。
8．【答案】AC
【解析】耗尽层中，N型区带正电，P型区带负电，产生N型区指向P型区的内建电场，故N型区电势高于P型区，A项正确，B项错误；电子由N型区进入P型区，电场力做负功，电势能增大，C项正确，D项错误。
9．【答案】CD
【解析】由图像知，小球在水平方向做匀速直线运动，b点速度不为零，A项错误；
小球在ab段运动时，外力方向竖直向上，小球的竖直速度向下，则外力的功率为负，B项错误；
小球在bc段运动时，外力方向竖直向上，做正功，则小球机械能增加，C项正确；
小球在cd段运动时，外力方向可能竖直向下，小球机械能可能减小，D项正确。
10．【答案】BC
【解析】甲做匀减速直线运动，根据逆向思维，解得，根据，得，D项错误；
设甲、乙碰后瞬间速度分别为、，则，，得，，C项正确；
对于碰撞过程，动量守恒，则，B项正确；
两车碰前动能为，碰后动能为，代入数据易得，，则碰撞为非弹性碰撞，A项错误。
11．【答案】（2）③（1分）（3）（2分）（2分）（4）BC（2分，选对一项得1分，有选错得0分）
【解析】（2）③由刻度尺的读数方法可得，，。
（3）折射率，，，则，代入数据解得。
（4）为了减小实验的相对误差，选取点M尽量远离入射点P，选取ab界面的入射角尽量大些，B、C项正确。
12．【答案】（1）②最大值（1分）（2）①（1分）（2分）（3）（2分）（2分）（4）A（2分）
【解析】（1）②在闭合电键S前，电阻箱调节阻值为最大值，起到保护电路的作用。
（2）①图乙电流表读数为，此时的阻值为，已知为，分流为，所以通过笔芯中的电流为。
（3）设电源电动势为E，据题意可得，，，解得。
因为，，则，代入数据求得电阻率。
（4）由等效思想可知，在考虑电源内阻的影响下，测量值大于准确值。
13．解：（1）由状态A到状态B，根据玻意耳定律
（2分）
解得（1分）
（2）由状态B到状态C，根据查理定律
（2分）
解得（1分）
由状态C到状态D，根据玻意耳定律
（2分）
解得（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
14．解：（1）在圆管轨道顶端对弹珠受力分析：
（1分）
解得（1分）
根据牛顿第三定律，弹珠对轨道的压力为，方向沿斜面向下（1分）
根据牛顿第二定律有，（1分）
根据运动的分解有，（1分）
联立解得，，（1分）
则小球落在三等奖区域，顾客获得三等奖（1分）
（2）根据能量守恒有
（2分）
对类平抛运动有
，（1分）
联立得（1分）
顾客获得一等奖时：或（1分）
解得或（1分）
（或）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
15．解：（1）根据几何关系，圆周运动的半径（1分）
根据动能定理（1分）
根据（1分）
联立解得（1分）
（2）入射时，设圆周运动的半径为
根据
联立解得（1分）
当入射磁场时，同理可得圆周运动的半径（1分）
由于，，解得（1分）
入射时，由几何关系知圆周运动的半径（1分）
则（1分）
入射时，由几何关系知圆心角（1分）
打在D点右侧距离D点处（1分）
（3）若在磁感应强度为与在磁感应强度为时打在记录板上同一位置，则两粒子的轨迹恰好不重合
此时，圆周运动半径相等，则（2分）
即
（1分）
满足的条件为或（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
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