2022-2023学年广东省广州市第一中学高三下学期开学测物理试题含解析

广州市第一中学2022-2023学年高三下学期开学测物理试题

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于（　　）

A. 45° B. 55° C. 60° D. 70°

【答案】B

【解析】

【详解】甲物体是拴牢在O点，且甲、乙两物体的质量相等，则甲、乙绳的拉力大小相等，O点处于平衡状态，则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上，如图所示

根据几何关系有

解得。

故选B。

2. 如图，装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车，当车速v满足3.6km/h≤v≤36km/h、且与前方行人之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与行人相撞。若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是4~6m/s2，则该系统设置的安全距离约为（　　）

A. 0.08m B. 1.25m C. 8.33 m D. 12.5m

【答案】D

【解析】

【详解】由题意知，车速3.6km/h≤v≤36km/h即，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为4~6m/s2，最后末速度减为0，由推导公式可得

故ABC错误，D正确。

故选D

3. 在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（　　）

A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍

【答案】A

【解析】

【详解】设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，小球水平抛出，均落在斜面上；根据平抛运动的推论可得tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等；故对甲有

对乙有

所以

故A正确，BCD错误。

故选A。

4. 若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则

， ，

知卫星该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期

5. 2020年7月26日，大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600海上首飞成功，为下一步飞机进行海上试飞科目训练及验证飞机相关性能奠定了基础。若飞机的质量为m，从时刻起，飞机在某段时间内由静止开始做加速直线运动，其加速度与时间的关系图像如图所示（图中、均为已知量），则在这段时间内，飞机所受合力的冲量大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】在时刻，飞机的速度大小

根据动量定理有

解得

所以C正确；ABD错误；

故选C。

6. 如图所示，塔吊用钢绳沿竖直方向将质量为的建材以加速度匀加速向上提起高，已知重力加速度为，则此过程中下列说法正确的是（　　）

A. 建材的动能增加了

B. 建材的重力势能减少了

C. 建材的机械能增加了

D. 建材所受的钢绳的拉力做的功

【答案】D

【解析】

【详解】A．建筑材料向上做匀加速直线运动，上升高度为h根据动能定理

故A错误；

B．重力做负功，所以重力势能增加，故B错误；

CD．受力分析知绳子拉力

机械能增加量等于绳子拉力做功

故C错误，D正确。

故选D。

7. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　）

A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动

B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动

C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动

D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

【答案】B

【解析】

【详解】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动。

故选B。

8. 如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则(　 　)

A. 微粒达到B点时动能为

B. 微粒的加速度大小等于gsin θ

C. 两极板的电势差

D. 微粒从A点到B点的过程电势能减少

【答案】C

【解析】

【详解】由题分析可知，微粒做匀减速直线运动，动能减小．故A错误；由题分析可知，tanθ=

得a=gtanθ，故B错误；

微粒沿水平方向做直线运动，则重力势能不变，动能减小，则电势能增加．由上可知微粒的电势能增加量△ɛ=ma，又△ɛ=qU，得到两极板的电势差U=．故C正确．微粒从A点到B点的过程电势能增加．故D错误．故选C.

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24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。

9. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，规定无穷远处电势为零。下列说法正确的有（　　）

A. q1和q2带有同种电荷

B. x1处的电场强度为零

C. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力减小

D. 负电荷从x1移到x2，电场力做正功

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．无穷远处电势为零，电势为正的地方，存在正电荷，电势为负的地方，存在负电荷，所以q1和q2带有异种电荷，选项A错误；

B．电场强度等于图中曲线斜率，x1处的斜率不为零，故电场强度不为零，选项B错误；

C．负电荷从x1移到x2，曲线斜率减小，即电场强度减小，所以受到的电场力减小，选项C正确；

D．负电荷从x1移到x2，电势增大，电势能减小，电场力做正功，选项D正确；

故选CD。

10. 一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，下列说法中正确的是

A. 此交流电的频率为10Hz

B. 此感应电动势的有效值为V

C. t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向垂直

D. 在线圈平面与磁场方向成30°时，感应电动势的大小为1V

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图像知周期T=0.2s，所以频率f=5Hz，A错误；

B．由图像可知，感应电动势的最大值为2V，有效值为

故B正确；

C．由图可知，t＝0.1s时，感应电动势为0，所以线圈平面与磁场方向垂直，故C正确；

D．在线圈平面与磁场方向成时，感应电动势的大小

故D错误。

故选BC。

11. 如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误．

12. 如图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是（ ）

A. 圆弧AB段内电流方向总是从A流向B

B. 转动的前半周内AB两端电压为

C. 转动的后半周内通过O点的电量为

D. 外力对线框做的功为

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．导体框转动的前半周内，切割磁感线，感应电动势为

电流方向从A流向，由题意知AB两端电压为

转动的后半周段切制磁感线，感应电动势为

电流方向从流向，故A、B错误；

C．转动的后半周穿过导线框的磁通量变化量为

电路总电阻为

则有转动的后半周内通过点的电量为

故C正确；

D．从图示位置匀速转动一周过程中，外力对线框做的功等于产生的电能，则

故D正确；

故选CD。

三、实验题：每空2分，共16分。

13. 某实验小组“探究小车加速度与所受合外力关系”的实验装置如图甲所示，长木板放置在水平桌面上，拉力传感器固定在小车上。他们多次改变钩码的个数，记录拉力传感器的读数F，并利用纸带数据求出加速度a。

(1)该实验______（选填“需要”或“不需要”）满足钩码总质量远小于小车和传感器的总质量。

(2)如图乙所示为实验中得到的一条纸带，两计数点间还有四个点未画出，已知交流电频率为50Hz，可求出小车的加速度大小为_________m/s2（结果保留三位有效数字）。

(3)以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象如图丙所示，其中横轴截距为F0，求得图线的斜率为k，若传感器的质量为m0，则小车的质量为_________。

【答案】    ①. 不需要    ②. 2.01    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]不需要，因为拉力可以直接用拉力传感器读出来；

（2）[2]两相邻计数点间还有四个点未画出，说明相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，根据逐差法

可得加速度为

代入数据解得

（3）[3]设小车的质量为m，所受滑动摩擦力为f，以传感器和小车为研究对象，根据牛顿第二定律有

变形得

则图线的斜率为

解得小车的质量为

14. 两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。

实验步骤如下：

a．用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值；

b．调节电阻丝上导电夹的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度；闭合开关，记录电压表示数、电流表示数；

c．改变电阻丝上的导电夹的位置，重复步骤，记录多组、、的值。

（1）若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为________。

（2）若选用某组、值，用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比________。（选填“偏小”、“相等”或“偏大”）

（3）根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率________（用已知或测量出的物理量的符号表示）；电流表内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。

（4）用记录的数据绘制出图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻________。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. （均给分）    ②. 偏大    ③.     ④. 没有    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]根据图乙的螺旋测微器可知，其示数为

（2）[2]由图甲电路图可知，电压表测量的是和电流表的电压，电流表测量的是流过的电流，若用算出电阻丝连入电路的电阻，则计算值与真实值相比偏大。

（3）[3][4]根据电阻的决定式可知，电阻丝连入电路的电阻

设电流表内阻，根据欧姆定律可知

根据图丙图像可知

解得

电流表内阻对电阻率的测量没有影响。

（4）[5]根据闭合回路的欧姆定律可知

由图丁的图像可知，电源的内阻

四、计算题（共36分）

15. 如图所示，在y>0区域存在着垂直xOy平面向外的匀强磁场，在第四象限的空间中存在着平行于xOy平面沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m，带电量为q的带正电粒子从坐标原点以初速度v0射入磁场，方向与x轴负方向成60°角斜向上，然后经过M点进入电场，并从y轴负半轴的N点垂直y轴射出电场。已知M点坐标为（L，0），粒子所受的重力不计，求∶

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)匀强电场的电场强度E的大小。

【答案】（1）；（2）。

【解析】

【详解】（1）作出粒子的运动轨迹如图所示

设在磁场中运动半径为R，则几何关系可得

2Rsin60°=L

由洛伦兹力提供向心力，则有

联立解得

（2）粒子从M点到N点过程为匀变速曲线运动，逆推从N到M为类平抛运动

沿x轴方向有

沿y轴方向

由牛顿第二定律得

Eq=ma

解得

16. 如图所示，光滑绝缘水平面AB与竖直放置半径为R的光滑绝缘半圆弧BC在B点平滑连接，在水平面AB上方，存在电场强度的水平方向匀强电场。一可视为质点带电量为+q的小球从距B点4R的D点无初速释放，从C点飞出后落在水平面上的H点。小球质量为m，重力加速度为g。求：

（1）小球运动到B点的速度大小；

（2）小球运动到C点时，轨道对小球压力的大小；

（3）BH的长度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球从D点到B点的过程中，由动能定理

B点时的速度

（2）小球从B点运动到C点的过程中，由动能定理

C点时的速度

小球在C点，沿半径方向由牛顿第二定律

小球在C点受到轨道的压力为

（3）小球从C点飞出后，竖直方向做自由落体运动

水平方向做匀减速直线运动

由牛顿第二定律

得BH的长度

17. 两间距为L=1m的平行直导轨与水平面间的夹角为=37° ,导轨处在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中.金属棒P垂直地放在导轨上，且通过质量不计的绝缘细绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物（重物的质量m0未知），将重物由静止释放，经过一段时间，将另一根完全相同的金属棒Q垂直放在导轨上，重物立即向下做匀速直线运动，金属棒Q恰好处于静止状态.已知两金属棒的质量均为m=1kg、电阻均为R=1Ω，假设重物始终没有落在水平面上，且金属棒与导轨接触良好，一切摩擦均可忽略，重力加速度g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）金属棒Q放上后，金属棒户的速度v的大小；

（2）金属棒Q放上导轨之前，重物下降的加速度a的大小（结果保留两位有效数字）；

（3）若平行直导轨足够长，金属棒Q放上后，重物每下降h=1m时，Q棒产生的焦耳热.

【答案】（1）  （2）   （3）

【解析】

【详解】(1)金属棒Q恰好处于静止时

由电路分析可知 ,

代入数据得，

（2）P棒做匀速直线运动时，，

金属棒Q放上导轨之前，由牛顿第二定律可得

代入数据得，

（3）根据能量守恒可得，

由于两个金属棒电阻串联，均为R，可知

Q棒产生的焦耳热为