2022届广东省佛山市五校联盟高三（下）模拟测试物理试题

2022届广东省佛山市五校联盟高三（下）模拟测试

物理试题

第I卷（选择题）

1．为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出可见光a，处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是（　　）

A．a光照射逸出功为2.14eV的金属时，光电子的最大初动能为0.41eV

B．a光的波长比b光的波长长

C．辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大

D．一个处于能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光

2．“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，如图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是（　　）

A．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

B．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动

C．火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作用力

D．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空

3．避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施。在雷雨天气，带负电的云层运动到高楼上空时，避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷，由于导体尖端容易聚集电荷，所以楼顶带上的电荷会很少，从而保护建筑。如图所示为广州塔“接闪”的画面，放大图为塔尖端附近电场线分布特点（方向未画出），下列说法正确的是（　　）

A．放电前塔尖端带负电

B．放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动

C．向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小

D．向塔尖端运动的电荷电势能减小

4．我国ETC电子不停车收费系统已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。下列图像中，可以描述汽车利用该系统通过收费站的是（　　）

A． B．

C． D．

5．2021年12月9日，“天宫课堂”进行了太空授课，其中王亚平所做的浮力消失实验引人注目：在空间站（距地面约400km）中，王亚平将一个乒乓球置于水杯中，乒乓球并没有浮在水面上，而是能停留在水中的任意位置，下列说法中正确的是（　　）

A．空间站的运行周期大于同步卫星的运行周期

B．空间站在轨运行的加速度小于地球表面的重力加速度

C．乒乓球所受的合力为零

D．乒乓球所受的重力为零

6．如图甲所示，100匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表。已知每匝线圈的电阻均为R，若在线圈位置加入垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电阻R的功率相等。下列说法正确的是（　　）

A．时刻两电流表示数均达最大

B．时刻两电流表示数均为0

C．原、副线圈匝数比

D．对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大

7．如图所示，宽为d的混合粒子束由速率为3v、4v、5v的三种带正电的离子组成。所有离子的电荷量均为q，质量均为m，当三种速率的离子水平向右进入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。在入口处，紧靠粒子束的下边缘，竖直放置一个长度为2d的薄吞噬板。忽略离子间相互作用，若使这些离子都能打到吞噬板上，则磁感应强度大小的取值范围是（　　）

A． B．

C． D．

8．雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所示，图中a、b为后轮轮胎边缘上的最高点与最低点，c为飞轮边缘上的一点，则下列说法正确的是（　　）

A．a点的运动周期大于c点的运动周期

B．泥巴从a点运动到b点的过程中重力的功率先增后减小

C．后轮边缘a、b两点的线速度相同

D．泥巴在图中的b点比在a点更容易被甩下来

9．如图所示，支架固定在水平地面上，竖直杆上穿过一个小球，横杆上固定一个定滑轮，跨过定滑轮的细绳一端系在小球上，另一端系在小水桶上，系统处于平衡状态，小水桶底部密闭不严，里面的水慢慢渗漏下来。不计摩擦力，小球可看做质点。在水桶缓慢渗漏过程中，下面说法正确的是（　　）

A．竖直杆对小球的弹力越来越小 B．竖直杆对小球的弹力先增大后减小

C．绳子与竖直杆的夹角越来越小 D．绳子与竖直杆的夹角越来越大

10．将质量为 m 的物体A 以速率 v0水平抛出，经过时间 t 后，物 体下落了一段距离，速率仍为v0，方向却与初速度相反，如图所 示．在这一运动过程中，下列说法中正确的是(     )

A．风对物体做功为零

B．风对物体做负功

C．物体机械能减少

D．风对物体的冲量大小大于 2mv0

第II卷（非选择题）

11．（1）图甲所示装置是高中物理实验中的常用装置（天平、刻度尺未画出），下列仅使用图甲所示装置能完成的实验有______；

A．研究匀变速直线运动                                               B．探究功与速度变化的关系

C．探究加速度与力、质量的关系                                 D．验证机械能守恒定律

（2）用该装置做探究小车速度随时间变化的规律实验：

（ⅰ）在此实验中______（填“需要”或“不需要”）平衡木板对小车的摩擦力；

（ⅱ）第一次实验时小车上放置一重物，钩码的质量为10g，第二次实验时从小车上取下该重物，保持钩码的质量不变，根据两次实验获得的数据得到的图像如图乙所示，图线______（填“①”或“②”）是第二次实验获得的。图丙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz，则小车在D点的速度大小为______m/s（结果保留2位有效数字）。

12．某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：

（1）将器材如图（a）连接：

（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的______端（填“a”或“b”）；

（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数I，得到多组数据；

（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为，当接入电路的电阻丝对应的圆心角为时，电阻丝接入电路的电阻______（用题中字母表示），根据图（b），该电池电动势和内阻可表示为______，______（用、、k、d、表示）

（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图______（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；

（6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。

13．如图甲所示为某探究小组设计的玩具小车电磁驱动系统的示意图，ABCD是固定在小车下方的单面矩形金属线框，其阻值为r、长度为d、宽度为L，用两条不计电阻的导线与智能输出系统（可输出大小和方向变化的电流）组成回路。如图乙所示，小车沿水平直轨道运动，轨道上依次间隔分布着方向垂直纸面向里的磁场，其磁感应强度大小为B、宽度为L、长度及磁场间的距离均为d。小车与附件整体质量为m、运动过程中受到的摩擦阻力大小恒为f。

（1）若让小车以恒定加速度a运动，求智能输出系统输出的电流大小I；

（2）若智能输出系统提供的功率为P，求小车的最大运行速度大小；

（3）若小车速度达到时，智能输出系统立即切换电路后停止工作，此时相当于E、F直接用电阻不计的导线连接，经时间t后小车的速度减为0，求t时间内通过ABCD金属框的电量q。

14．如图，质量为m1（未知）的物块甲静止在光滑凹型水平平台上的A点。质量m2=2kg的物块乙以初速度v0=6m/s向右运动，与物块甲发生弹性碰撞。碰后物块乙离开平台后，沿着C点的切线方向进入半径R=2m的圆弧轨道（直径BD竖直，B点为平台上的某点），CO与水平方向的夹角为37°；物块甲滑上质量M=3kg，长度L=0.4m，与平台等高的长木板，木板与平台相碰后瞬间静止。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5，其余摩擦不计，两物块均可视为质点，木板右端与P侧的距离为s，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）物块乙运动到D点时对轨道的压力；

（2）物块甲的质量m1和碰撞后的速度v1；

（3）物块甲滑上平台P时的动能Ek与s的关系。

15．如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为1000 cm3，上方汽缸的长度为40 cm，横截面积为50 cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变化，环境温度保持不变，汽缸内薄活塞、连杆及手柄的质量忽略不计，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2。

①若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸皮吸底部时，求皮吸中气体的压强；

②若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止，求此时小明作用力的大小。

16．夏天，自行车内胎充气过足，放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，设暴晒过程中内胎容积几乎不变，则在爆裂前车胎内气体升温的过程中，车胎内气体分子的平均动能_________（选填“增大”“减少”或“不变”）。在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体内能______（选填“增大”“减少”或“不变”）.

参考答案：

1．A

【解析】

【详解】

B．a光的光子能量

b光的光子能量

根据

可知

B错误；

A．a光照射逸出功的金属时，由于

能发生光电效应，光电子的最大初动能

A正确；

C．辐射出b光时，电子做圆周运动的半径减小，动能增加，电场力做正功，电势能减小，C错误；

D．一个处于能级的氢原子自发跃迁时，释放出不同频率光的种类最多的情况为

即最多能释放3种频率的光，D错误。

故选A。

2．C

【解析】

【详解】

A．火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，A错误；

B．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，因为惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动，B错误；

C．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力与反作用的关系，大小相等，C正确；

D．火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力，燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，不是外界空气的作用力，D错误。

故选C。

3．D

【解析】

【详解】

A．云层带负电，根据静电感应规律可知放电前塔尖端带正电，故A错误；

B．塔尖带正电，云层带负电，所以放电时空气中的负电荷将向塔尖端运动，正电荷向云层运动，故B错误；

C．根据电场线的疏密可知，塔尖的电场强度较大，所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大，故C错误；

D．负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动，电场力做正功，电势能减小，故D正确。

故选D。

4．C

【解析】

【详解】

汽车经过收费站时，先减速然后后加速，由题意可知不停车经过收费站，可知最小速度不为零：在图像中图像的斜率为先减小，后增大，但不能为零，在图像中速度应为先减小后增大，最小速度不为零，故C正确，ABD错误。

故选C。

5．B

【解析】

【详解】

A．根据

可得

由题意可知，空间站的轨道半径比同步卫星的半径小，则空间站的运行周期小于同步卫星的运行周期，故A错误；

B．根据

得

空间站在轨运行的加速度小于地球表面的重力加速度，故B正确；

CD．乒乓球在水中处于失重状态，此时万有引力提供向心力，故CD错误。

故选B。

6．C

【解析】

【详解】

AB．电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，AB错误；

C．根据题意得

解得

C正确；

D．当磁感应强度最大时，感应电流等于零，线圈受到的安培力等于零，D错误。

故选C。

7．C

【解析】

【详解】

由分析可知，粒子束上边缘进入速率为离子到达吞噬板上边缘时，半径最小，磁感应强度最大，根据

由几何关系得

可得

粒子束下边缘进入速率为离子到达吞噬板下边缘时，半径最大，磁感应强度最小，此时

得

所以，磁感应强度的取值范围为

故C正确，ABD错误。

故选C。

8．BD

【解析】

【详解】

A．根据共轴转动规律可知a点的运动周期等于c点的运动周期，故A错误；

B．泥巴从a点运动到b点的过程中，速度大小不变，方向与重力方向的夹角先从90°减小到0，再从0增大到90°，根据可知泥巴从a点运动到b点的过程中重力的功率先增后减小，故B正确；

C．a、b线速度大小相同，但方向不同，故C错误；

D．设泥巴与轮胎之间作用力大小为F，F与泥巴重力mg的合力提供向心力，在最高点a时，F与mg方向相同，F最小；在最低点b时，F与mg方向相反，F最大，所以泥巴在图中的b点比在a点更容易被甩下来，故D正确。

故选BD。

9．AC

【解析】

【分析】

【详解】

设细绳与竖直方向的夹角为θ，对A受力分析可知

在水桶缓慢渗漏过程中，则T减小，θ减小，FN减小。

故选AC。

10．BD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．物体被抛出后，重力对其做正功，但是其动能没有增加，说明风对物体做负功，A错误，B正确；

C．由于不知道风的方向，所以无法计算物体下落的高度，也就无法计算重力和风对物体所做的功，C错误；

D．重力的冲量竖直向下，大小为mgt，合力的冲量为2mv0，根据矢量的合成可知，风对物体的冲量大小大于2mv0，D正确。

故选BD。

11．     ABC     不需要     ①     1.9

【解析】

【详解】

（1）[1]图甲所示装置中小车在钩码牵引作用下可以做匀变速直线运动，通过打点计时器打出的纸带可以获取小车的速度和加速度信息，在进行了平衡摩擦力操作之后，通过使钩码质量远小于小车质量可以近似认为小车所受合外力等于钩码重力，进而可以通过测量钩码下降的高度来计算合外力做功，因此运用此装置可以进行研究匀变速直线运动、探究功与速度变化的关系和探究加速度与力、质量的关系的实验，但不能进行验证机械能守恒定律，原因是平衡摩擦力只是用重力的分力来抵消摩擦力的作用效果，小车本身仍受摩擦力作用，机械能不守恒。

故选ABC。

（2）（i）[2]用该装置做探究小车速度随时间变化的规律实验时，只需小车做匀变速直线运动即可，摩擦力对实验本身无影响，所以不需要平衡摩擦力；

（ii）[3]根据牛顿第二定律可推知，第一次实验小车的加速度小于第二次实验小车的加速度，再根据v-t图像的斜率表示加速度可推知图线①的加速度较大，是第二次实验获得的。

[4]由题图丙可知相邻两计数点间的时间间隔为

小车在D点的速度大小等于小车在C、E两点间的平均速度大小，即

12．     b                   

【解析】

【详解】

（2）[1]为了保护电路，开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的最大阻值处，即端；

（4）[2]电阻丝的阻值与长度成正比，根据数学关系可得

[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知

整理得

结合图象的斜率和截距满足

解得电源电动势和内阻为

（5）[5]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图

13．（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】

（1）若让小车以恒定加速度a运动，由牛顿第二定律得

     ①

解得

     ②

（2）当安培力与阻力等大反向时，小车运行速度最大，即

     ③

此时智能输出系统提供的功率为

     ④

联立③④解得

     ⑤

（3）智能系统切换电路后，小车在安培力与摩擦阻力的共同作用下减速为零，以向右为正方向，由动量定理可得

     ⑥

根据电流的定义式有

     ⑦

联立⑥⑦解得

     ⑧

14．（1）109N；（2），；（3）

【解析】

【详解】

（1）物块乙从B到C做平抛运动，由平抛规律得

得

从B运动到D，由动能定理得

在D点

由牛顿第三定律得

（2）对甲乙碰撞，由动量守恒得

由能量守恒得

得

其中

代入得

（3）甲物块与木板能达到共同速度，由动量守恒定律得

得

对物块甲

解得

对木板有

得

由于

所以甲物块有与木板达到共同速度的必要条件，若

说明甲物块能和木板达到共同速度，由能量守恒定律有

若

说明甲物块不能和木板达到共同速度，由能量守恒定律有

15．①3×105 Pa　②250 N

【解析】

【详解】

①以汽缸和皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为p0，

体积：

V1＝1000 cm3＋40×50 cm3＝3000 cm3

当活塞下压到汽缸底部时，设封闭气体的压强为p，体积为V2＝1000 cm3，

由玻意耳定律：p0V1＝p2V2

解得：

p2＝3p0＝3×105 Pa

②以皮吸内的气体为研究对象，开始时封闭气体的压强为p0，体积为V2＝1000 cm3，活塞缓慢向上提起20 cm高度保持静止时，设小明作用力的大小为F，封闭气体的压强为p3，体积为：

V3＝1000 cm3＋20×50 cm3＝2000 cm3

由玻意耳定律有：p0V2＝p3V3

又有：F＋p3S＝p0S

解得：

F＝250 N

16．     增大     减小

【解析】

【详解】

[1]在爆裂前车胎内气体升温的过程中，车胎内气体分子的平均动能增大。

[2]在车胎突然爆裂的瞬间，车胎内气体对外做功，而与外界无热交换，则此时气体的内能减少。