广东省粤港澳大湾区2022届高三物理下学期4月联合模拟考试试题

广东省粤港澳大湾区2022届高三物理下学期4月联合模拟考试试题

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．

1．2021年12月30日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核反应实验装置（EAST）实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，领先全世界．“人造太阳”的核反应方程是，关于该反应方程，下列说法正确的是（    ）

A．属于聚变反应     B．属于裂变反应     C．X是     D．X是

2．北京时间2021年8月1日，东京奥运会男子100米半决赛中，苏炳添（Su）和罗尼贝克（Baker）都跑出了9秒83的好成绩，打破了亚洲纪录．两人比赛中的分段用时统计如下表．

由以上信息判断：下列哪一个图最能反映两位运动员比赛过程的速度-时间关系？（    ）

A．   B．   C．   D．

3．如图所示，M、N为速度选择器的上、下两个带电极板，两极板间有匀强电场和匀强磁场．匀强电场的场强大小为E、方向由M板指向N板，匀强磁场的方向垂直纸面向里．速度选择器左右两侧各有一个小孔P、Q，连线与两极板平行．某种带电微粒以速度v从P孔沿连线射入速度选择器，从Q孔射出．不计微粒重力，下列判断正确的是（    ）

A．带电微粒一定带正电

B．匀强磁场的磁感应强度大小为

C．若将该种带电微粒以速率v从Q孔沿连线射入，不能从P孔射出

D．若将该带电微粒以的速度从P孔沿连线射入后将做类平抛运动

4．科学家在研究地球-月球组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返的时间为t．若已知光速c、万有引力常量G，月球绕地球旋转可看成周期为T的匀速圆周运动（地球到月球的距离远大于地球和月球的半径），则由以上物理量可以求出（    ）

A．月球的质量                 B．月球受地球的引力

C．地球同步卫星的轨道半径     D．地球到月球的距离

5．如图所示，两足够大的平行金属板A和B之间用绝缘细线悬挂一空心金属小球，金属板A、B分别与高压静电电源的正、负极相连，两板间的静电场可视为匀强电场．开启电源后，轻拨悬挂球的细线，使球与A金属板接触后由静止释放，球沿着图中虚线向B板运动，与B板相碰后再沿着虚线返回．图中M、N为球运动轨迹上的两个位置，下列判断正确的是（    ）

A．小球从A板弹开后，球靠近B板侧带负电

B．小球从N向M运动过程中，电场力做负功

C．小球从M向N运动过程中，电场力做正功

D．无论向哪边运动，小球在M点的电势能一定大于在N点的电势能

6．如图甲所示，线圈固定在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，如线圈中的感应电流如图乙所示，则磁场的变化情况可能是下列选项中的哪一个（    ）

A．     B．     C．     D．

7．如图所示，某同学站在篮球场地面上以一定的初速度向篮板的黑框投球．假设球飞到最高点时恰好水平击中黑框中心，球击中篮板前后瞬间速度大小不变、方向反向．测得球离手时位置与篮板水平距离，离地面的高度，篮板黑框中心离地高度为，篮球质量为，重力加速度g取，空气阻力忽略不计．下列说法正确的是（    ）

A．球从抛出到击中篮板的过程所用的时间为

B．球击中篮板前瞬间的速度大小为

C．球对篮板的冲量大小为

D．球从抛出到击中篮板的过程机械能增加

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，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．如图所示为一种海上导航浮标的简化原理图．固定的内圆筒上绕有线圈．某段时间内，海浪驱动固定在外浮筒的磁体相对于线圈运动产生正弦式交变电流，频率为，电压最大值为．理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10，原线圈接内圆筒线圈的输出端，副线圈接指示灯．下列说法正确的是（    ）

A．通过指示灯电流的频率为

B．指示灯两端电压的有效值约为

C．指示灯消耗的电功率等于变压器的输入功率

D．变压器的输入电压与绕在内圆筒上线圈的匝数无关

9．如图所示是洛伦兹力演示仪的结构简图．励磁线圈中的电流产生垂直纸面向外的匀强磁场，电子枪发射的电子，其出射速度与磁场方向垂直，调节电子枪上的加速电压可以控制电子的速度大小．下列说法正确的是（    ）

A．增大电子枪的加速电压，可以使电子运动径迹的半径变大

B．减小电子枪的加速电压，可以使电子做圆周运动的周期变大

C．增大励磁线圈中的电流，可以使电子运动径迹的半径减小

D．减少励磁线圈中的电流，可以使电子做圆周运动的周期增大

10．如图所示，质量为m的小环套在位于竖直面内的固定光滑圆弧上．轻质弹性细绳一端固定在圆弧最高点A，另一端系在小环上．弹性绳原长与圆弧半径R之比为，小环静止于B时，弹性绳的弹力大小为、方向与竖直方向成角．将小环移至圆弧最低点C后轻轻放手，小环静止在C点，此时圆弧对小环的作用力大小为．重力加速度为g，弹性绳的弹力符合胡克定律，且始终处于弹性限度范围内．下列说法正确的是（    ）

A．一定等于     B．可能大于C．D．

三、非选择题：共54分，第11～14题为必考题，考生都必须作答．第15～16题为选考题，考生根据要求作答．

（一）必考题：共42分．

11．（8分）某实验小组利用图甲所示电路探究金属丝电阻与长度的关系．粗细均匀的金属丝两端接线柱a、b分别与刻度尺的0刻度线和刻度线对齐．稳压电源输出电压恒为．

（1）从电路安全角度考虑，闭合开关S前，小金属夹P应该夹于________（选填“a端”、“b端”或“金属丝中点”）．

（2）将小金属夹分别夹于金属丝的C点和D点时，电流表（量程为）读数分别如图乙或图丙所示．C和D点分别与刻度尺的刻度线和刻度线对齐，则图乙是小金属夹夹在_____（选填“C”或“D”）时电流表的读数，读数为______．

（3）根据以上信息计算该金属丝单位长度的电阻为______（保留两位有效数字）．

12．（7分）某同学利用智能手机研究木块在水平木板上的运动，进而计算木块与木板间的动摩擦因数．实验装置如图甲所示，带滑轮的长木板水平放置，轻绳跨过固定在长木板末端的滑轮，一端连接重物，另一端连接木块，具有加速度测量功能的手机固定在木块上，调节滑轮的位置使轻绳与长木板平行，重物离地面足够远．

实验时，先用天平测出木块和手机的总质量M．按图甲安装好实验装置，先打开手机的“加速度传感器”小程序，再释放重物，轻绳带动木块运动，直至木块碰到缓冲器后结束测量（已知当地重力加速度g）．

（1）在智能手机上显示的加速度时间t图像如图乙所示．由图像知，在误差允许的范围内，木块在内可认为做__________运动（选填“匀速直线”“匀加速直线”或“匀减速直线”），根据图像可求得木块与缓冲器碰撞前瞬间的速度大小约为__________；（计算结果保留两位有效数字）

（2）根据手机记录的木块运动加速度a，要计算出木块与木板间的动摩擦因数，还需要测量的物理量是________________________________（填物理量及相应的符号），计算动摩擦因数的表达式为__________________（用所测物理量的字母表示）．

13．（10分）如图所示，“匚”形光滑金属框架水平固定放置，其中平行的两边、是两足够长的平行导轨，间距为d，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m的匀质金属杆放置在两平行导轨上，并始终保持与框架的边平行．右侧较远处有一小型电机Q，杆的正中央O点用足够长的不可伸缩的绝缘细线系住，细线另一端连接在电动机的转轴上．电动机工作时，通过水平细线拉动金属杆沿导轨向右运动．电动机输出功率恒定为P，金属杆从静止开始经过t时间速度增大到v．金属杆的电阻为R，其余电阻均不计．求：

（1）金属杆中感应电流的方向；

（2）速度为v时金属杆的加速度大小；

（3）该过程中金属杆产生的焦耳热．

14．（17分）图甲冰壶比赛的场地示意图如图乙所示．某次比赛，蓝队冰壶Q停在距离圆垒圆心O左侧处，红队运动员手推冰壶P至投掷线处释放，此时，冰壶P的速度为，方向水平向右，队友可以通过毛刷擦拭冰壶P前方冰面减少动摩擦因数，P向前运动与冰壶Q相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间Q获得的速度是P碰前瞬间速度的，圆垒半径为，圆心O与投掷线的距离为．运动中，P、Q与O始终处于同一直线上．两冰壶材料规格均相同且可视为质点．毛刷擦拭冰面前后，冰壶与冰面间的动摩擦因数分别为和，重力加速度．

（1）冰壶P在碰撞前后瞬间的速度大小之比是多少？

（2）两冰壶均停止后，冰壶在圆垒内且到O点距离较小的一方获胜．红队运动员在P碰上Q前，用毛刷擦拭冰面的长度应满足什么条件才可赢得比赛？（P碰上Q后，假设运动员不再擦拭冰面）

（二）选考题：共12分，请考生从2道题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分．

15．【选修3-3】（12分）

（1）（5分）工厂制作汽水时，会通过某种方法，让更多的二氧化碳溶于水形成碳酸．但碳酸不稳定，会分解出二氧化碳气体逸出水面．且温度越高，碳酸分解得越快．汽水密封出厂时不会罐满整个瓶子．为什么未开封的瓶装汽水在汽车运输时不能曝晒呢？主要原因是温度升高，碳酸分解会加快，导致瓶内汽水上方空间单位体积内二氧化碳分子数_________（选填“增加”、“减小”或“不变”），瓶内二氧化碳气体分子的平均动能__________，瓶内气体压强__________，（后两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）存在炸开的隐患．

（2）（7分）如图所示，左端开口的足够长的U形管，右端通过一段带阀门K的细导管与一足够高的导热气缸相连，气缸上方有一可自由上下移动的轻质活塞．气缸与U形管粗细相同．整个装置竖直放置，开启阀门K后，向U形管左端缓慢注入水银直至右管空气完全被排出时，停止水银注入并关闭阀门K．此时，U形管左右液面等高，气缸内封闭的理想气体柱长为、压强为．不计细导管体积，环境温度保持不变．缓慢向下推动气缸活塞直至缸内气体柱长度为时，固定活塞并开启阀门K，求稳定时U形管左右两水银液面的高度差．

16．【选修3-4】（12分）

（1）（5分）一列机械波沿x轴正方向传播，当波传到处的质点M开始计时，M的振动图像如题16（1）图所示，当时处的质点N第一次到达波峰．则这列波的周期为_______s，M点在_______s时第一次到达波峰，波速为_________；

（2）（7分）有一足够长的竖直墙壁，离墙距离为位置处水平固定有一块足够大的长方体玻璃砖，砖正中间有一个轴线沿竖直方向的圆柱体空腔，空腔底部中心O处有一可发出水平光束的光源，俯视图如题16（2）图所示．当光束垂直于墙壁发射时从玻璃砖外侧A点射出照射到墙上P点，当光束从方向转过发射时，从B点射出玻璃砖照射到墙上D点，测量可知，，已知．求玻璃砖的折射率．

物理参考答案

一、单选题：每题4分，满分28分

1．A2．C3．C4．D5．C6．B7．B

二、多选题：全部选对得6分/题，部分选对且无错选得3分/题，有错选和不选的得0分；共3小题，满分18分

8．BC9．ACD10．AC

三、非选择题

11．（1）a端  （2）C    （3）50

12．（1）匀加速直线    0.96（0.90-1.0均可给分）

（2）重物的质量m

13．解：（1）金属框中感应电流的方向为

（2）牵引力

感应电动势

感应电流

安培力

由牛顿第二定律有

解得

（3）由能量守恒可得

14．解：（1）假设冰壶的质量为m，冰壶P碰上Q前瞬间的速度为v，碰后瞬间P的速度为、Q的速度为．由题意有

P、Q碰撞过程，由动量守恒得

解得

两冰壶碰撞后瞬间，红队冰壶的速度与碰前瞬间速度之比是1∶4

（2）①若冰壶P最终停在O点左侧，红队获胜，则必须冰壶Q停在O点右侧，且冰壶P到O点的距离小于Q到O点的距离，即

把、代入解得

假设红队用毛刷擦拭冰面的长度为s，P从起滑到与Q发生碰撞前的过程，有

解得

②若冰壶P最终停在O点右侧，由于，则冰壶P离O点距离一定比Q离O点的距离近，只需保证P停在圆垒区域内即可，即

把代入解得

又因为冰壶P的初速度为，因此恒成立．即擦拭冰面的最大长度可以达到

综上分析，红队用毛刷擦拭冰面的长度只要大于即可赢得比赛．

15．（1）增加  增大  增大

（2）由题意知，注入水银使U型管两边液面相平时气缸内气体的压强等于大气压强，

即：

开启阀门K，气缸内的气体进入U形管，设稳定后U形管右管内的气体柱长为h，则此时两边水银面高度差为，设此时缸内气体的压强为、气缸底面积为S，

由等温下的气体实验定律有：

且有

联立以上各式可得

所以，稳定后U形管两边液面高度差为

16．（1）

（2）己知时光斑落在墙上D点，过B作法线交墙壁与C点，则有：

入射角为

折射角为r，有

折射率．