2022-2023学年广东省东莞市第一中学高三上学期期末物理试题含解析

  东莞市第一中学2023届高三阶段性考试（五）物理试题

一、单项选择题（本题共7小题，每小题5分，共35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. 解决物理疑问的过程，往往伴随新理论的建立，在物理学史中，下列现象与物理新理论的建立不存在必然联系的是（　　）

A. 光电效应现象与光子说

B. 行星绕太阳运动与万有引力

C. 粒子散射现象与原子的核式结构

D. 电流的磁效应现象与楞次定律

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．爱因斯坦提出了光子说解释了光电效应现象，A不符合题意；

B．行星绕太阳运动是由万有引力提供向心力的，两者之间有联系，B不符合题意；

C．卢瑟福根据粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，C不符合题意；

D．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系；俄国物理学家海因里希·楞次在概括了大量实验事实的基础上，总结出一条判断感应电流方向的规律，称为楞次定律，两者没有必然联系，D符合题意。

故选D。

2. 如图所示，甲图是副线圈接有灯泡和理想交流电表的理想变压器，乙图是输出端电压的图像，已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电流表的示数为，则（    ）

A. 电压表的示数为

B. 电压表的示数为

C. 变压器原线圈电流的最大值为

D. 灯泡实际消耗的功率为

【答案】C

【解析】

【详解】B．由乙图得理想变压器输出电压的最大值

则理想变压器输出电压的有效值

电压表示数为有效值，电压表V2的示数为20V，B错误；

A．原副线圈两端电压之比

解得

电压表V1的示数为200V，A错误；

C．电流表测副线圈电流有效值，所以

原副线圈电流之比

解得

所以

C正确；

D．灯泡实际消耗功率

D错误。

【点睛】交流电表示数显示的是交流电的有效值，计算电功率使用的是交流电的有效值。

3. 如图所示是汽车45°极限爬坡时的照片，汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，斜坡的倾角逐渐增大至45°。下列关于汽车这一爬坡过程的说法中正确的是（　　）

A. 坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越大

B. 汽车受到沿坡面向上、大小不断增大的静摩擦力作用

C. 汽车受到沿坡面向下、大小不断减小的滑动摩擦力作用

D. 若汽车能顺利爬坡。则斜坡对轮胎的摩擦力大于车胎对斜坡的摩擦力

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．汽车缓慢逐步沿斜坡攀爬，其处于平衡状态，由平衡条件可得

汽车对坡面的压力为

则坡的倾角越大，汽车对坡面的压力也越小，所以A错误；

BC．汽车受到的摩擦力为静摩擦力，方向沿坡面向上，静摩擦力大小为

则坡的倾角越大，汽车受到坡面的摩擦力越大，所以B正确；C错误；

D．汽车能顺利爬坡。则斜坡对轮胎的摩擦力等于车胎对斜坡的摩擦力，因为这两个力为相互作用力，所以D错误；

故选B。

4. 某飞机海上救援的情景如图所示，飞机以4m/s的速度水平向右做匀速直线运动，同时以3m/s的速度匀速收拢绳索将待救人员接到飞机里，绳索始终竖直。该过程中（　　）

A. 待救人员相对地面做匀速直线运动

B. 待救人员相对地面做曲线运动

C. 绳索拉力大于待救人员受到的重力

D. 待救人员的实际运动速度大小为7m/s

【答案】A

【解析】

【详解】AB．待救人员在水平方向和竖直方向上均做匀速直线运动，合运动也为匀速直线运动，故A正确，B错误；

C．绳索的拉力与待救人员受到的重力大小相等、方向相反，选项C错误；

D．待救人员的实际运动速度大小，选项D错误。

故选A。

5. 有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用

B. 图乙中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态

C. 图丙中若摆球高相同，则两锥摆的角速度就相同

D. 图丁中同一小球在光滑圆锥筒内的不同位置做水平匀速圆周运动时角速度相同

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．图甲中火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力时，火车将离心，故火车轮缘对外轨有挤压，也即外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误；

B．图乙中汽车通过拱桥的最高点时向心加速度方向竖直向下，故火车处于失重状态，故B错误；

C．图丙中，根据牛顿第二定律有

由几何关系，可得

联立方程，可得

则若摆球高相同，两锥摆的角速度就相同，故C正确；

D．图丁中，重力和支持力的合力提供向心力，因此有

可得

即两个物体的向心加速度相同，r不同角速度不同，故D错误。

故选C。

6. 如图，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；D1、D2是两个二极管，当电流从“＋”流向“-”时能通过，反之不通过；R0是保护电阻，则（　　）

A. 闭合S之后，B灯慢慢变亮

B. 闭合S之后，A灯亮且亮度不变

C. 断开S瞬时，A灯闪一下再慢慢熄灭

D. 断开S瞬时，B灯闪一下再慢慢熄灭

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．闭合S瞬间，A灯二极管正向导通A灯亮，B灯二极管正向不能导通，因此不亮，之后线圈自感阻碍逐渐减小，电流从自感线圈流过的电流逐渐增大，A灯又熄灭，故AB错误；

CD．断开S瞬间，线圈L产生与原电流方向相同的自感电流，可通过D2，故B灯闪一下再慢慢熄灭，而不能通过D1，故A灯不亮，故C错误，D正确。

故选D。

7. 2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面15km高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面100m处悬停，再缓慢降落到月面。已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km，由上述条件不能估算出（　　）

A. 月球质量 B. 月球表面的重力加速度

C. 探测器在15km高处绕月运动的周期 D. 探测器悬停时发动机产生的推力

【答案】D

【解析】

【详解】AB.第一宇宙速度

已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km，所以可以求出月球质量M和月球表面的重力加速度g，故AB错误；

C.根据万有引力提供环绕天体的向心力得

，

解得，所以可以求出探测器在15km高处绕月运动的周期T，故C错误；

D.探测器悬停时发动机产生的推力大小等于探测器的重力，由于不知道探测器的质量，所以无法求出探测器悬停时发动机产生的推力，故D正确。

故选D。

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，一质量为m的篮球，可视为质点。从离地面高为H处水平抛出，第一次落地后反弹高度为。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　）

A. 篮球在运动过程中机械能守恒

B. 篮球第一次着地的竖直分速度为

C. 篮球第二次反弹的最高点一定是

D. 篮球反弹第一次的最高点的重力势能比抛出点减少了

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．篮球与地面撞击机械能损失，机械能不守恒，故A错误；

B．篮球第一次着地的竖直分速度为

解得

故B正确；

CD．篮球第一次与地面碰撞的损失的能量为

即篮球反弹第一次的最高点的重力势能比抛出点减少了；第二次与地面碰撞损失的能量不一定等于，所以第二次反弹的最高点不一定是，故C错误，D正确。

故选BD。

9. 如图所示，有一竖直向上的圆柱形匀强磁场区域，有两个比荷相等的带电粒子k1、k2分别从P点沿着半径垂直磁场射入，其中粒子k1偏转90°右边从A点射出，粒子k2偏转60°左边从B点射出。不计粒子重力，下列判断正确的是（　　）

A. 粒子k1带正电，粒子k2带负电

B. 粒子k1带负电，粒子k2带正电

C. 带电粒子k1、k2的速度v1：v2=：1

D. 带电粒子k1、k2在磁场中运动的时间t1：t2  = 3：2

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】AB．根据左手定则可知k1受向右的洛伦兹力，故k1带正电，k2受向左的洛伦兹力，故k2带负电，B错误，A正确；

C．根据

可得

k1、k2的比荷相等，则有

由几何关系可知

则有

C错误；

D．由

可知两粒子在磁场中运动的周期相同，运动的时间分别为

则

D正确。

故选AD

10. 如图（a），光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t=0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图像分别如图（b）中曲线所示。则由图线可知（　　）

A. 两带电小球的电性一定相同

B. 甲的动能一直增大，乙的动能一直减小

C. 甲乙达到共速时，乙的位移大于4倍甲的位移

D. 甲、乙速度相等时两球间的电势能最大

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图（b）可看出，甲从静止开始与乙同向运动，根据力与运动的关系说明甲受到了乙的排斥力作用，故两带电小球的电性一定相同，故A正确；

B．由图（b）可看出，甲的速度一直增大，故甲的动能一直增大；乙的速度先沿着原来方向减小，后方向增大，故动能先减小后增大，故B错误；

C．图（b）中图像与时间轴围成的面积表示位移，设甲乙共速时对应时刻为，乙的位移

甲的位移

所以

故C正确；

D．从开始运动到甲乙共速时，由图像的面积关系可知，两带电小球之间距离逐渐减小，电场力对系统做负功，系统的电势能增大。甲乙共速之后，两带电小球之间距离逐渐增大，电场力对系统做正功，系统的电势能减小。所以两带电小球速度相等时两球间的电势能最大，故D正确。

故选ACD

三、实验与探究题（本题共2小题，共17分）

11. 做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案：

乙图的实验操作步骤如下

（1）___________（填“挂上”或“不挂上”）托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

（2）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；

（3）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。

①实验获得如图所示的纸带，计数点A、B、C、D、E间均有四个点未画出，则小车下滑的加速度大小为___________m/s2（保留两位有效数字）；

②需要满足条件的方案是___________（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图像时，把作为F值的是___________（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。

【答案】    ① 挂上    ②. 0.75    ③. 甲    ④. 甲和乙

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]乙图的实验平衡摩擦力时，需要挂上托盘与砝码，由牛顿第二定律有

取下托盘和砝码，由牛顿第二定律有

联立解得

所以乙图的实验平衡摩擦力时，需要挂上托盘与砝码。

(3)①[2]利用逐差法计算加速度为

②[3]由上面计算可知乙图的实验的合外力就是mg，不需要满足条件的条件。需要满足条件的方案是甲。

[4]当需要满足条件的条件时，甲方案的合外力也是作为F值的，所以在作图像时，把作为F值的是甲和乙。

12. 利用如图所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。

(1)现有电压表（0~3V）、开关和导线若干，以及下列器材：

A.电流表（0~0.6A）      B.电流表（0~3A）

C.滑动变阻器（0~20Ω）  D.滑动变阻器（0~100Ω）

实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（选填相应器材前的字母）

(2)在图乙中用笔画线代替导线，按图甲将电路连线补充完整___________。

(3)实验中，某同学记录的6组数据如下表所示，请在图丙中画出U-I图线___________。

(4)根据图丙，可得出干电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω。

【答案】    ①. A    ②. C    ③.     ④.     ⑤. 1.45（1.43~1.47）    ⑥. 0.83 （0.80~0.86）

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1][2]测量一节干电池的电动势，实验中电流表应选用量程为0.6A的A即可；滑动变阻器应选用阻值较小的C即可。

(2)[3]电路连线如图；

(3)[4]画出U-I图线如图；

(4)[5][6]根据图丙，可得出干电池的电动势

E=1.45V

内电阻

四、计算题：（本题2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13. 如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，起重机通过一轻质钢丝绳吊起质量为kg的物体，绳的拉力不能超过N，起重机的功率不能超过W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m。已知此物体在被吊高接近90 m时，已经开始以最大速度匀速上升。已知重力加速度g为10 m/s2，求

（1）描述重物上升的运动过程；

（2）匀加速上升高度；

（3）物体上升全程所用的时间。

【答案】（1）见解析；（2）10 m；（3）7.75 s

【解析】

【详解】（1）将物体吊高分为两个过程处理：第一过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体以最大加速度匀加速上升，第一个过程结束时，起重机刚达到最大功率。第二个过程是起重机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开始匀速上升。

（2）在匀加速运动过程中加速度为

解得a=5 m/s2

末速度vt=10m/s

上升高度为

解得

（3）在匀加速上升的时间

t1=s=2 s

功率恒定的过程中，最后匀速运动的速率为

令匀速阶段和变加速阶段的总时间为t2，则

解得

全程时间

14. 如图所示，间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻，阻值为R，两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置导轨上，两导体棒电阻均为R，棒与导轨动摩擦因数均为µ，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B．现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动，当棒ab匀速运动时，棒cd恰要开始滑动，（重力加速度为g）求：

（1）棒ab匀速运动的速度大小

（2）若棒ab从开始运动到匀速的过程中流过的电荷量为q，这一过程经历的时间是多少？

【答案】（1）v= （2）

【解析】

【详解】（1）设棒ab速度为v，则棒ab中的感应电流  

棒cd中的感应电流为  

cd受安培力  

当棒cd恰要滑动时，F1=µmg，即=µmg

得

（2）设棒ab受恒定外力为F，匀速运动时棒ab中的电流为I，棒ab所受安培力F2=BIL

对棒cd: F1==µmg

棒ab: F=F2+µmg=2F1+µmg

得  

对棒ab从开始运动到匀速过程，设运动时间为t；

由动量定理：

而

故  

解得