2023-2024学年第二学期东莞外国语学校三模物理试题
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。
1．2022年9月国家原子能机构展示了近年来核技术在我国国民经济领域的重大应用成果。其中医用同位素镥177的自主可控及批量生产入选。该成果破解了多年来我国对其大量依赖进口的局面。镥177的半衰期约为6.7天，衰变时会辐射γ射线。其衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应产生的新核比的比结合能小
B．衰变时放出的X粒子的电离本领比γ射线弱
C．衰变时放出的X粒子来自于镥177内中子向质子的转化
D．100克含有镥177的药物经过13．4天后，将有25克的镥177发生衰变
2．2023年2月26日，中国载人航天工程三十年成就展在中国国家博物馆举行，展示了中国载人航天发展历程和建设成就。如图所示是某次同步卫星从轨道1变轨到轨道3，点火变速在轨道P、Q两点，P为轨道1和轨道2的切点，Q为轨道2和轨道3的切点。轨道1和轨道3为圆轨道，轨道2为椭圆轨道。设轨道1、轨道2和轨道3上卫星运行周期分别为、和。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道3上的动能最大
B．卫星在轨道3上Q点的加速度大于轨道2上P点的加速度
C．卫星在轨道2上由P点到Q点的过程中，由于离地高度越来越大，所以机械能逐渐增大
D．卫星运行周期关系满足
3．某品牌电动汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t 时刻突发故障使汽车的功率减小一半，司机保持该功率继续行驶，到时刻汽车又开始做匀速直线运动（设汽车所受阻力不变），则在时间内（ ）
A．汽车的加速度逐渐增大 B．汽车的加速度逐渐减小
C．汽车的速度先减小后增大 D．汽车的速度先增大后减小
4．图甲是一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．在t=0.25s时，质点P的位置坐标为
C．从t=0.1s到t=0.25s的过程中，质点Q的位移大小为30cm
D．从t=0时刻开始计时，质点P在时（n=0、1、2…）到达波峰
5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，电源的输出电压，定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则（ ）
A．电流表示数为
B．电压表示数为10V
C．滑片P由b向a缓慢滑动，消耗的功率减小
D．滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
6．如图所示，长方形ABCD所在平面有匀强电场，E、F分别为AB边、CD边中点，已知AB边长为8cm、BC边长为4cm。将电子从C点移动到D点，电场力做功为20eV；将电子从E点移动到F点，电场力做功为-10eV，不计所有粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．长方形ABCD的四个顶点中，D点的电势最高
B．匀强电场的电场强度大小为
C．沿AC连线方向，电势降低最快
D．从D点沿DC方向发射动能为4eV的电子，在以后的运动过程中该电子最小动能为2eV
7．如图甲所示，物体a、b间拴接一个压缩后被锁定的轻质弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中a物体最初与左侧的固定挡板相接触，b物体质量为4kg。现解除对弹簧的锁定，在a物体离开挡板后的某时刻开始，b物体的图象如图乙所示，则可知（ ）
A．a物体的质量为1kg
B．a物体的最大速度为2m/s
C．在a物体离开挡板后，弹簧的最大弹性势能为6J
D．在a物体离开挡板后，物体a、b组成的系统动量和机械能都守恒
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．如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为1，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．光在透明介质中发生全反射的临界角为30°
B．该透明介质的折射率为
C．光在透明介质中的传播速度为
D．光从射入AB面开始到射到E点的时间为
9．如图所示，MN、PQ两条平行光滑固定金属导轨与水平面的夹角为，两导轨的间距为L，M和P之间接阻值为R的定值电阻。导轨所在的空间有两条宽度均为d的匀强磁场I和Ⅱ，磁场方向垂直于导轨平面向下，大小分别为、，磁场I的下边界与磁场Ⅱ的上边界间距为3d。现将一质量为m，阻值为R的导体棒从距磁场I上边界距离为d处由静止释放，导体棒恰好分别以速度、匀速穿过磁场I和Ⅱ。导体棒穿过磁场I和Ⅱ的过程中通过导体棒横截面的电荷量分别为、，定值电阻R上产生的热量分别为、。导轨电阻不计，重力加速度为g，在运动过程中导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，则（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，半径为R=0.4m的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心等高．一个质量为m=2kg的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿顺时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为．下列说法正确的有（ ）
A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大
B．小球在A、B两点时对圆环的压力差的大小为80N
C．小球运动到B点时的速度大小为4m/s
D．从A点运动到B点的过程中，小球的机械能先增大后减小，在D点小球的机械能最大
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）为了验证机械能守恒定律，小南设计了如图甲所示的实验装置。将细线一端固定于铁架台上O点，另一端连接一直径为d的小钢球，用刻度尺测得悬挂点O点到球心的距离为l，在O点正下方固定一光电门，将光电门高度调节到合适高度。实验时，将小钢球拉至O点等高位置，并使细线处于伸直状态，由静止释放小钢球，测得小钢球经过光电门的时间为。已知当地重力加速度为g。
（1）实验中，用螺旋测微计测量小钢球直径，测量结果如图乙所示，则小钢球的直径______。
（2）为验证机械能守恒，应满足的表达式为：__________（用题中所给的物理量表示）。
（3）若实验中测得动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因有：___________。
A．空气阻力的影响
B．小球经过光电门时，球心没有正对出光孔
C．悬挂点O到球心的距离l的测量值偏大
D．螺旋测微计使用前没有校零导致小钢球直径测量偏大
12．（10分）多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图。
（1）通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电源电动势（内阻不计），、、是定值电阻，居是欧姆调零电阻，A、B分别与两表笔相接。、、、都是定值电阻，表头G的满偏电流为20mA，内阻为，已知。关于此多用电表，下列说法正确的是__________；
A．图中B是黑表笔
B．当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1比接2时量程小
C．当S接触点3时，多用电表处于测电阻的挡位，电源的电动势越大，欧姆表的内电阻越大
D．当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接5比接4时量程大
（2）该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E=_______V（结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的__________（填“×1”“×10”或“×1k”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
（3）实验小组用多用电表电压挡测量电源的电动势和内阻。
器材有：待测电源（电动势约为8V），定值电阻，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图丁所示，正确操作后测得电阻箱接入电路的阻值R及其两端电压U，记录多组数据后，得到对应的图，如图丙所示，则电动势__________V，内阻__________Ω。（结果均保留三位有效数字）。
13．（10分）在五四青年节“放飞梦想”的庆典活动上，五颜六色的氦气球飞向广阔天空。用一个容积为50L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气前球内气体忽略不计），充气后每个气球体积为10L，球内气体压强为1.5×105Pa，设充气过程中罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同，求：
（1）用一个氦气罐充了20个气球后，罐内剩余气体的压强为多少；
（2）氦气球释放后飘向高空，当气球内外压强差达2.7×104Pa时发生爆裂，此时气球上升了3km。已知气球释放处大气温度为300K，大气压强为1.0×105Pa，高度每升高1km，大气温度下降6℃，大气压强减小1.1×104Pa，则氦气球爆裂时体积为多少。
14．（12分）如图所示，倾角的传送带始终以速度顺时针运动，其顶端平台上固定一个卷扬机。卷扬机的缆绳跨过光滑定滑轮与一小物块（m=2kg）相连，且缆绳与传送带平行。卷扬机未启动时，物块在传送带上保持静止，缆绳刚好伸直但无拉力。t=0时刻启动卷扬机，物块在缆绳牵引下沿传送带向上做匀加速运动。时，物块速度增加至，且卷扬机的输出功率达到最大值，此后卷扬机保持该最大输出功率不变，直到时物块运动至传送带顶端。缆绳质量忽略不计，重力加速度，，。求：回
（1）传送带表面与物块之间的动摩擦因数；
（2）在这2s内，卷扬机的平均输出功率；
（3）物块沿传送带上升的过程中，传送带对它做的功W。
15．（16分）如图，在平面直角坐标系内，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为（未知）；第二象限存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小；第四象限圆形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，圆形区域分别在P点、Q点与轴、y轴相切，其半径。一比荷、不计重力和空气阻力的带正电粒子，从第二象限的A点由静止释放，A点坐标为（，），该粒子从y轴上C（0，）点进入第一象限，恰从P点进入第四象限的匀强磁场，最终从圆形磁场的M点射出。求：
（1）粒子经过C点的速度大小；
（2）电场强度的大小及粒子经过P点的速度v；
（3）粒子在磁场中运动的时间t（结果可用表示）。
东莞外国语学校三模物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B B C D C BCD AB BC
1．【答案】C【详解】A．衰变时放出核能，故产生的新核比的比结合能大，选项A错误；
C．根据核反应中电荷数与质量数守恒判断，反应方程为即衰变方程中的X为电子，为β衰变，其中的β射线是由原子核中的中子转化成一个质子和一个电子产生的，选项C正确；
B．衰变时放射出的射线电离本领最弱，选项B错误，D．经过13.4天后，剩余25克的镥177，
2．【答案】D【详解】A．在圆轨道，，故卫星在轨道3上的动能最小，A错误；
B．由，轨道3上Q点的加速度小于轨道2上P点的加速度，B错误：
C．轨道2上从P到Q点只有万有引力做功，机械能不变，C错误；D．根据开普勒第三律，对轨道1有同理对2、3有 联立可得 D正确。
3．【答案】B【详解】当汽车匀速运动时P=Fv=fv，汽车功率突然减小一半，由于速度来不及变化，根据P=Fv知，此时牵引力减小为原来的一半，则F
B．根据乙图，波的周期为T=0.2s根据图甲，波向正方向传播，则t=0.1s时质点P向下振动，到t=0.25s，历时质点P回到t=0.1s时的初始位置，坐标为，B正确；
C．从t=0.1s到t=0.25s的过程中，历时，质点Q运动到波峰，其位移大小为10cm，C错误；
D．波速为根据图甲，t=0.1s时刻开始计时，质点P到达波峰的时刻（n=0、1、2…）D错误．
5．【答案】C【详解】AB，题图的电路图可以等效为
设原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，又因为理想变压器原副线圈的功率相等，有 整理有电源的电压输出为，因为电流表和电压表测量的为有效值，电源的有效值为30V，电流表的示数为原线圈两端电压的有效值为电压表测量的是副线圈两端的电压，即整理有故AB错误：C．当滑片P从b向a缓慢滑动过程中，阻值变大，根据电流规律可知，总电阻变大，结合之前的分析可知，流过电阻的电流减小，由变压器规律，流过副线圈的电流也成比例减小，电阻不变，电流减小，根据，所以功率减小，故C项正确；D．由之前的分析，可以将电阻与电源放在一起，等效成新电源，其副线圈输出功率变为新电源的输出功率，有电源的输出功率的规律可知，当等效电阻等于新电源的内阻20Ω时，即，其输出功率最大，所以在滑片从b向a缓慢滑的过程中，其副线圆的输出功率先增大，后减小，故D项错误。
6．【答案】D【诈解】AC．由于电子带负电。根据可知，将电子从C点移动到D点，电场力做功为20eV，则有．将电子从E点移动到F点，电场力做功为-10eV．则有．取F点电势为零，．由于F为CD边中点。则有可得，，则DE为等势面。根据等势面与电场线垂直，沿电场线方向电势逐渐降低，可知电场线沿AF方向，如下图所示，沿AF方向电势降低最快，A点的电势最高，故AC错误；
B．匀强电场大小为，故B错误；
D．从D点沿DC方向发射动能为4eV的电子。则该电子在电场中做类斜地运动，则当电子沿电场线方向上的分速度为零时，电子的动能最小，此时电子的速度为由于动能为则最小动能为，故D正确。 7．【答案】C【详解】略
8．【答案】BCD【详解】AB．画出光路图如图所示
在界面AC恰好发生全反射，由几何关系可知全反射临界角
则折射率A错误，B正确；C．又则光在透明介质中的传播速度为C正确；D．由几何关系可得
则光从射入AB面开始到射到E点的时间为
9．【答案】AB【详解】A．当导体棒在导轨上无磁场区域运动过程，根据牛顿第二定律
解得导体棒从静止运动到磁场I上边界过程，根据解得导体棒运动到磁场I上边界时的速度为同理导体棒从静止运动到磁场Ⅱ上边界过程根据解得解得，选项A正确；B．受到的安培力为
导体种通过两匀强磁场时做匀速直线运动有两式联立解得磁感应强度，则选项B正确；C．通过导体棒电荷量
两磁场宽度相等，导体棒长度不变，两磁场的磁感应强度大小之比
则导体棒在穿过匀强磁场I和Ⅱ过程中通过导体棒横截面的电荷量，选项C错误；
D．导体棒的电阻与定值电阻阻值相等，根据串联电路特点可知，两者产生的热量相等，导体棒匀速通过匀强磁场I过程中，根据能量守恒定律有解得
导体棒匀速通过匀强磁场Ⅱ过程中，根据能量守恒定律有解得
则，且选项D错误。
10．【答案】BC【详解】由题可知，弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．
小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：，
解得小球运动到B点时的速度．故C正确．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg。由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg=80N，故B正确．
小球从A到D的过程中。根据功能原理可知。弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．
11．（6分）【答案】【答案】 ①. 11.700 ②. ③. BD
【解析】【详解】（1）[1]固定刻度读数为11.5mm，可动部分读数为
则小球的直径为
（2）[2]小球到最低点的速度为为验证机械能守恒，应满足的表达式为既
（3）[3] A．如果有空气阻力的影响，动能的增加量小于重力势能的减少量，故A错误；
B．由可知，如果测得动能的增加量大于重力势能的减少量，可能是球心没有正对出光孔，导致遮光时间变短，算得的速度偏大，故B正确；
C．如果悬挂点O到球心的距离l的测量值偏大，动能的增加量小于重力势能的减少量，故C错误；
D．螺旋测微计使用前没有校零，导致小钢球直径测量偏大，计算出的速度偏大，测得动能的增加量就大于重力势能的减少量，故D正确。
故选BD。
12．（10分）【答案】CD/DC 3.60 ×10 8.33 4.00（每空2分）
【详解】（1）[1]A．图中B接3接线柱时，由于B连接的是电源负极，根据电流从红表笔流入，从黑表笔流出，因此B为红表笔．故A错误：
B．当S接触点1或2时．且电路中没有电源，由于表头和电阻并联，故改装成了电流表，且接1时左边的电阻为分流电阻，即一个电阻为分流电阻：接2时两个电阻申联后为分流电阻，所以S接1时分流电图小，故接1时的量程更大，故B错误；
C．当S接点3时，电表内部有电源，故多用表为欧姆表，电源的电动势越大，流过表头电流相同的情况下，欧姆表的内电阻就越大，故C正确：
D．当开关S接4或5时．多用表为电压挡。但接4时分压电阻为一个电阻，即左边的电阻：接5时两个电阻串联后的总电阻为分压电阻，所以接5时分压电阻的阻值要大，故接5时量程更大，故D正确。故选CD；（2）略
[3]通过分析可知欧姆表中值电阻为150Ω，则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
（3）[4][5]根据丙图和闭合电路欧姆定体可知整理可得：
结合图像的核起和解率可知 解得E=8.33V，r=4.00Ω
13．【答案】（1）；（2）15L；【解析】（1）已知，，，，设充气后罐内剩余气体压强为，则（2分）
解得（1分）（2）升至3000m高空时，气球内气体温度T=300K-18K=282K（1分）
此处大气压强：（1分）气球胀裂时内外压强差（1分）可得球内气体压强（1分）对气球内气体研究，根据理想气体状态方程：（2分）解得气球爆裂时体积（1分）
14．【答案】（1）0.75：（2）37.5W；（3）40J
【解析】（1）卷扬机未启动时，物块静止在传送带上（1分）
解得（1分）
（2）启动卷扬机，物块先沿传送带向上匀加速运动，
根据牛顿第二定律有（1分） 由运动学公式（1分） 解得； 匀加速阶段的位移：（1分）
卷扬机给出功率保持不变，（1分）
2s内卷扬机的平均输出功率（1分） 代入解得P=37.5W（1分）
（3）物块与传送带共速后，卷扬机输出功率不变，则缆绳拉力不变，物块匀速上升，
物块与传送带间的摩擦力突变为沿斜向上的静摩擦力
（1分）
物块匀加速阶段所受滑动摩擦力做功（1分）
物块匀速阶段所受酶摩擦力做功（1分）
整个上升阶段传送带对物块所做的功（1分）
15． 【答案】（1）；（2）；；（3）
【详解】（1）粒子在第二象限做匀加速直线运动，则有 （1分）
由牛顿第二定律得
（1分）
联立解得粒子经过C点的速度大小（1分）
（2）在第一象限，粒子做类平抛运动，沿x轴正方向有（1分）
沿轴负方向有（1分）
由牛顿第二定律可得（1分）
粒子经过P点沿轴负方向的分速度大小为（1分）
因此，粒子经过P点的速度大小为（1分）
设速度方向与轴正向夹角为，则有（1分）
可得
（1分）
（3）粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得（2分）
解得（1分）
粒子在磁场中的轨迹如图所示
可知四边形为菱形，则粒子从M点射出磁场时速度沿轴负向；从P到M，圆心角为，粒子在磁场中的运动时间为（1分）
又（1分）
联立解得（1分）
