广东省大湾区2023届高三下学期4月联合模拟考试（二模）物理试卷（含答案）

广东省大湾区2023届高三下学期4月联合模拟考试（二模）物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形图如图所示，质点b的起振时刻比质点a延迟了0.6s，a、b平衡位置间的距离为3m，则下列说法正确的是(   )

A.波长为3m B.周期为1.2s

C.波速为5m/s D.简谐横波沿x轴负方向传播

2、2020年7月，火星探测任务“天问一号”探测器在文昌航天发射场升空。已知地球质量约为火星质量的9倍，地球半径约为火星半径的2倍，下列说法正确的是(   )

A.探测器的发射速度应大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度

B.地球的第一宇宙速度大于火星的第一宇宙速度

C.探测器以相同的轨道半径绕地球运行的速率小于绕火星运行时的速率

D.同一个单摆在地球表面上振动的周期大于在火星表面上振动的周期

3、某小组用a、b两种单色光照射同一光电管探究光电效应，得到光电流l与光电管所加电压U的关系如图所示，下列说法正确的是(   )

A.b光照射时逸出的光电子最大初动能大

B.增强a光的强度，遏止电压也增大

C.a光的频率大于b光的频率

D.a光的波长小于b光的波长

4、如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿SO方向射向一上、下表面平行的玻璃砖，下表面观察到两束出射光线A、B，光路图如图所示，下列说法正确的是(   )

A.玻璃对B光的折射率大于对A光的折射率

B.B光在玻璃中的传播速度小于A光在玻璃中的传播速度

C.A光、B光互相平行

D.增大入射角θ，A光和B光在下表面可能发生全反射

5、如图甲所示为丽江古城古老的住宅楼和万古楼，万古楼的“飞檐”屋顶是中国传统建筑的重要表现之一。现把住宅楼和万古楼的屋顶分别看成平直轨道ABC及弯曲轨道ADC，如图乙所示。一颗松果（可看成质点）从A点由静止开始分别沿两轨道滑下到C点，不计阻力，下列速率v-时间t图像可能正确的是(   )

A. B. C. D.

6、如图所示，电量为+Q的点电荷固定在N点，内壁光滑的绝缘细管竖直固定，N、B两点连线水平。电量为+q的小球从A点由静止释放，已知，则关于+Q的电场和小球下落到B点的过程，下列说法正确的是(   )

A.A点的场强大于B点的场强

B.A点的电势高于B点的电势

C.小球在B点的加速度小于重力加速度

D.小球的机械能一直在减小

7、如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在内驱动线圈的电流随时间t的变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是(   )

A.驱动线圈内部的磁场水平向左

B.发射线圈内部的感应磁场水平向左

C.时发射线圈所受的安培力最大

D.时发射线圈中的感应电流最大

二、多选题

8、下图是一款小型电钻及其简化电路图，它由变压器及电机两部分构成，变压器为理想变压器，电机的内阻为1Ω，额定电压为l1V，额定电流为2.0A。当变压器输入电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是(   )

A.变压器的原、副线圈匝数之比是20:1

B.变压器原线圈电流的最大值为0.1A

C.变压器的输入功率为4W

D.电机的效率约为82%

9、如图所示为高空滑索运动，游客利用轻绳通过轻质滑环悬吊沿倾斜滑索下滑。假设某段下滑过程中游客、滑环和轻绳为整体匀速下滑，速度为v，整体重力为G，不计空气阻力，在这段下滑过程中下列说法正确的是(   )

A.整体的机械能守恒

B.轻绳保持竖直

C.整体重力势能的减少量等于系统摩擦产生的热量

D.重力的功率为

10、耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为30°（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是(   )

A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为

C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为

三、实验题

11、某同学利用如图甲所示的实验装置测量物块与长木板间的动摩擦因数μ。长木板固定在水平桌面上，左端安装遮光片的物块通过细绳跨过定滑轮与重物连接，光电门固定在靠近定滑轮处，物块（含遮光片）的质量为M，重物的质量为m。静止释放物块，记录物块刚释放时与光电门的距离s及遮光片通过光电门的遮光时间t，改变物块的释放位置，重复多次实验。

（1）下列操作对实验是必要的是_____。

A.调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行

B.用天平测出物块（含遮光片）和重物的质量

C.为减小实验误差，物块刚释放时与光电门的距离s尽可能近一点

（2）利用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图乙所示，应利用游标卡尺_____部分进行测量（选填图乙中字母代号），读数为_____mm；

（3）根据多组s、t数据在坐标系中作出图像如图丙所示，图像的斜率为k，设重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数_____（用题中物理量字母符号表示）。

12、探究小组用图甲所示的电路测量干电池组的电动势E和内阻r，同时利用磁敏电阻测量某磁场的磁感应强度B。如图乙为磁敏电阻在室温下的特性曲线，其中表示有磁场时磁敏电阻的阻值，表示无磁场时磁敏电阻的阻值。

实验步骤如下：

（1）开关闭合，断开，改变电阻箱R的值，记录理想电压表的示数U，得到若干组U、R的数据。

已知定值电阻，根据实验数据绘出如图丙所示图线，由图线得电池组的电动势____V，内阻_______Ω。（结果均保留2位有效数字）

（2）断开，闭合，此时电压表的示数为2.00V。

由图丙可知____Ω，若，由图乙可知待测磁场的磁感应强度________T。

四、计算题

13、导热容器内用轻薄活塞封闭一定质量理想气体，关闭阀门并松开钉梢，将容器沉入湖底时活塞到水面的距离为，气体的体积为，压强为，温度为。用钉梢将活塞锁定后，如图所示。将容器缓慢提出水面，当气体的温度与环境温度相同时其压强变为。已知水面上温度为，水的密度为，大气压强为，取。不计活塞与容器的摩擦力，求：

（1）压强和温度分别为多大；

（2）在水面上，保持容器内气体温度与环境温度相同，打开阀门，最多有多少体积（压强为，温度为T状态下）的气体放出?

14、小华受《三国演义》的启发，设计了一个“借箭”游戏模型。如图所示，城堡上装有一根足够长的光滑细杆，杆上套一个质量为的金属环，金属环用轻绳悬挂着一个质量为的木块，静止在城墙上方。若士兵以一定角度射出质量为的箭，箭刚好水平射中木块并留在木块中（箭与木块的作用时间很短），之后带动金属环运动。已知箭的射出点到木块的水平距离为、竖直高度为，取，箭、木块、金属环均可视为质点，忽略空气阻力，求：

（1）箭射中木块并留在木块中瞬间整体的速度多大；

（2）若箭和木块整体上升的最大高度小于绳长，则其第一次回到最低点时速度多大？

15、如图甲是一种利用磁场约束离子运动的装置原理图，内、外半径分别为R和3R的圆筒共轴放置，轴线OO'水平，在轴线正下方是一对平行金属板，上板正中间的小孔a与外筒正中间的小孔b在通过轴线的同一竖直线上，a、b间距离为d。两筒之间分布着以轴为圆心的同心磁场，各处磁感应强度大小近似相等，磁感应强度为B，从右往左看截面如图乙所示。在平行板下板中央的一个质量为m、电量为e的氢离子（）从静止加速经小孔a从小孔b进入磁场，在磁场中的轨迹恰好与内筒下边缘相切；一段时间后调节板间电压为原来的2倍，并让一个氘核（）在下极板同一位置从静止加速也进入磁场。已知离子与筒壁正碰后均原速反弹且碰撞时间极短，离子与筒壁接触其电荷量不变，筒壁光滑，忽略离子间的相互作用和它们在平行板间加速的时间。

（1）求加速氢离子时平行板间的电压U多大；

（2）分析氘核是否与内筒壁碰撞，如果与内筒壁碰撞，求它与内筒壁第一次碰撞的点P（未在图中画出）与小孔b的水平距离s的大小；

（3）若氢离子第一次与筒左侧壁垂直碰撞后沿直线返回，运动到P点时与氘核相遇，筒长，求氢、氘核释放的时间间隔。

参考答案

1、答案：C

解析：A.a、b平衡位置间的距离为3m，可得波长为4m，A错误；

BD.质点b的起振时刻比质点a延迟了0.6s，则简谐横波沿x轴正负方向传播，又

周期为

BD错误；

C.波速为

C正确。

故选C。

2、答案：B

解析：A.探测器脱离地球引力，所以发射速度大于第二宇宙速度，故A错误；

B.由

可得

则有

故B正确：

C.由

可得

地球质量大于火星质量，所以探测器以相同的轨道半径绕地球运行的速率大于绕火星运行时的速率，故C错误；

D．由

可得

同一个单摆在地球表面上振动的周期小于在火星表面上振动的周期，故D错误。

故选B。

3、答案：A

解析：A.根据

b光照遏止电压较大，则b光照射时逸出的光电子最大初动能大，A正确；

B.根据

光强与遏止电压无关，B错误；

C.由B可知，a光的频率小于b光的频率，C错误；

D．由

可知，a光的波长大于b光的波长，D错误。

故选A。

4、答案：C

解析：A.入射角相同，A光在介质中的折射角比较小，由

可知玻璃对B光的折射率小于对A光的折射率，故A错误；

B.根据

可知B光在玻璃中的传播速度大于A光在玻璃中的传播速度，故B错误；

C.玻璃砖上下表面平行，根据内错角相同可知，玻璃砖中的光线与玻璃砖上下表面的夹角相同，根据折射定律可知，下表面的出射光线与上表面的入射光线相同，所以A光、B光互相平行，故C正确；

D.因为光线从光疏介质空气射入光密介质玻璃砖，并且上下表面平行，所以无论如何增大入射角θ，都不会发生全反射，故D错误。

故选C。

5、答案：C

解析：松果沿平直轨道ABC做匀加速直线运动，沿弯曲轨道ADC运动过程中，加速度逐渐减小，且先大于匀加速运动加速度，后小于匀加速运动加速度。图像斜率等于加速度，可知C选项正确。故选C。

6、答案：D

解析：A.根据点电荷场强公式，离点电荷越近，场强越大，则A点场强小于B点场强，故A错误；

B.根据沿电场方向电势降低，在+Q的电场中，离+Q越近，电势越高，则A点的电势低于B点的电势，故B错误；

C.小球在B点时，库仑力和管的弹力刚好都处于水平方向，则小球受到的合力等于重力，根据牛顿第二定律，小球的加速度等于重力加速度，故C错误；

D.小球从A点静止释放到B点过程，库仑力对小球一直做负功，根据功能关系，小球的机械能一直在减小，故D正确。

故选：D。

7、答案：B

解析：A.根据安培定则，驱动线圈内的磁场方向水平向右，A错误；

B.由图乙可知，通过发生线圈的磁通量增大，根据楞次定律，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，B正确；

CD.时驱动线圈的电流变化最快，则此时通过发射线圈的磁通量变化最快，产生的感应电流最大，但此时磁场最弱，安培力不是最大值；同理，时发射线圈中的感应电流最小，CD错误。

故选B。

8、答案：AD

解析：A.变压器的原副线圈匝数之比是

选项A正确；

B.原线圈的电流为

变压器原线圈电流的最大值

选项B错误；

C.原、副线圈功率相等为

选项C错误；

D.电机的效率为

选项D正确。

故选 AD。

9、答案：BC

解析：A.下滑过程中游客、滑环和轻绳为整体匀速下滑，整体的重力势能减少、动能不变，所以机械能减少，机械能不守恒，故A错误；

B.以游客为研究对象，受到重力和轻绳的拉力，整体匀速下滑，受平衡力作用，则拉力和重力平衡，则轻绳始终保持竖直，故B正确；

C.由功能关系可知，整体重力势能的减少量与系统摩擦产生的热量相等，故C正确；

D.重力的功率为重力乘以重力方向的速度，小于，故D错误。

故选BC。

10、答案：BC

解析：AB.两根耙索的合力大小为

A错误，B正确；

CD.由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为

C正确，D错误。

故选BC。

11、答案：（1）AB

（2）B；11.70

（3）

解析：（1）A.为了减小误差，绳子拉力应沿着水平方向，需要调节定滑轮的高度，使细绳与长木板平行，A正确；

B.本实验利用牛顿第二定律测动摩擦因数，需要用天平测出物块（含遮光片）和重物的质量，B正确；

C.为减小实验误差，物块刚释放时与光电门的距离s适当远一些，C错误。

故选AB。

（2）由图可知，应利用游标卡尺B部分进行测量，读数为

（3）滑块经过光电门的速度

根据运动学公式

联立可得

可知的斜率

可得

根据牛顿第二定律

解得

12、答案：（1）2.9（2.8～3.0均可）；2.3（2.2～2.4均可）

（2）10；0.6

解析：（1）由题图甲可得

整理可得

对比丙图可知

解得  

（2）电压表的示数为2.00V，由图丙可知，此时

则

由图乙可知磁场的磁感应强度

13、答案：（1）；

（2）

解析：（1）在湖底时容器内气体的压强为

解得：

容器缓慢提出水面时，气体作等容变化，由查理定律

，

解得：

（2）放出气体时气体作等温变化，设放出气体的体积为，由玻意耳定律

，解得：

14、答案：（1）5m/s

（2）1m/s

解析：（1）设箭射中木块前瞬间速度为，箭运动的逆过程为平抛运动

，

箭射中木块并留在木块中系统动量守恒

，联立得：

（2）当箭和木块再次摆回到最低点，系统动量守恒及机械能守恒

联立得；

15、答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）过筒中间轴线的竖直截面如图（a）所示，氢离子的轨迹刚好与内筒相切，故其半径为，由洛伦兹力提供向心力：

解得

由动能定理得

解得加速氢离子的电压为：

（2）设氘核在磁场中的半径为，速度为

由牛顿第二定律得：

由动能定理得：

解得：，因为，所以氘核会与内筒碰撞

通过作图可得氘核与轨迹碰撞点如图（b）中得P点所示

由，可知

由此可得P点与小孔沿轴方向的距离为：

（3）氢离子与筒的左壁垂直碰撞后原速反弹，做匀速直线运动，运动轨迹如图

氢离子在磁场中运动的周期为：

氘核在磁场中运动的周期为：

由上述分析可知相遇前氢原子在磁场中运动的时间为

核在磁场中运动的时间

，又

解得