2023届广东省实验中学高三下学期考前热身训练二（四模）物理试题（含解析）

2023届广东省实验中学高三下学期考前热身训练二（四模）物理试题

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

一、单选题

1．如图为老师课堂演示的光电效应实验装置，关于该实验相关表述正确的是（　　）

A．光电效应现象最早由爱因斯坦发现，随后提出光子说解释其规律

B．如果用紫外光照射锌板能发生光电效应，使用可见光也一定能发生光电效应

C．若锌板和验电器原本均不带电，则发生光电效应时验电器带正电

D．对于同一种金属，出射光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

2．神舟十五号载人飞船入轨后，于2022年11月30日5时42分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（　　）

A．天和舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力

B．组合体绕地球做圆周运动的速度比地球同步卫星的大

C．组合体绕地球做圆周运动的速度略大于第一宇宙速度

D．宇航员在空间站中利用单摆周期公式可以完成空间站所在位置处重力加速度的测量

3．火热的6月即将到来，高三的同学们也进入高考最后的冲刺，教室里的空调为同学们提供了舒爽的环境，空调的工作原理如图所示，以下表述高温物体正确的是（　　）

A．空调的工作原理对应的是热力学第一定律的开尔文表述制冷机

B．空调的工作原理反映了热传导的方向性

C．此原理图中的

D．此原理图说明热量不能从低温物体传到高温物体

4．投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也．宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也．”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是（，，，）（　　）

A．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，甲所投箭的初速度比乙的大

B．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，乙所投的箭在空中运动时间比甲的长

C．若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大

D．若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲所射箭落入壶口时速度比乙小

5．足球比赛开始前，裁判将一质量为的足球静置于球员入场通道口的桌面支架上，如图（侧视图）所示。该支架由三个相同立柱组成，三个立柱成正三角形固定在水平桌面上，每个立柱和足球的接触点与足球球心的连线与竖直方向的夹角均为。不计足球与立柱间的摩擦，重力加速度为，则（　　）

A．单个立柱对足球的作用力竖直向上

B．单个立柱对足球的作用力大小为

C．只增大夹角，三个立柱对足球的合力变大

D．只增大夹角，单个立柱对足球的作用力变大

6．某兴趣小组模拟避雷针周围电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间的电势差相等。A、B、C、D、E为空间电场中的五个点，其中C、D两点位置关于避雷针对称，一电子（量为m）从A点静止释放，仅在电场力作用下运动到C点时速度为v，下列说法正确的是（　　）

A．A点的电势小于D点的电势

B．若电子能运动到B点，则到B点时的速度为

C．电场中C、D两点的电场强度相同

D．若电子从A点运动到E点，其电势能增大

7．如图甲，辘轱是古代民间提水设施，由辘轱头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=2kg的水，辘轱绕绳轮轴半径为r=0.1m，水斗的质量为0.5kg，井足够深且并绳的质量忽略不计，t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，g取10m/s2，则（　　）

A．水斗速度随时间变化规律为（所涉及物理量均用国际单位制）

B．井绳拉力大小恒定，其值为25N

C．0~10s内水斗上升的高度为4m

D．0~10s内并绳拉力所做的功为255J

8．图甲为一交流发电机的示意图，磁极中间区域磁场近似为匀强磁场，磁感应强度为B。匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴做角速度为的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　）

A．时刻穿过线圈的磁通量最大

B．电流表的示数为

C．图乙中的时刻线圈所处位置可能对应甲图中所示位置

D．从0到这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为0

二、多选题

9．如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　）

A．0时刻弹簧弹力大小为

B．弹簧劲度系数为

C．时间段，回复力冲量为0

D．时间段，小球动能与重力势能之和减小

10．如图所示，直线POQ的上方有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，两带电粒子P、Q先后射入磁场，P的速度与磁场边界的夹角为30°，Q的速度与磁场边界的夹角为60°。已知两粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间相同，且均从O点射出磁场，PO=2OQ，则（　　）

A．P和Q均带正电 B．P和Q的比荷之比为1∶2

C．P和Q的速度大小之比为：1 D．P和Q在磁场中运动的半径之比为2∶1

三、实验题

11．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a-t图像如图乙所示。由图像知，在误差允许的范围内，木块在1.20s～1.90s内可认为做___________运动（选填“匀速直线”“匀加速直线”或“匀减速直线“）；数出0.3s～2.1s内图像与坐标轴围成的区域约有48格，则可求得木块与缓冲器碰撞前瞬间的速度大小约为___________m/s。（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，利用以上实验的现有仪器，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μ=___________（用所测物理量的字母表示）。

12．取下无人机的一块电池，并拆下“热得快”中的一段粗细均匀的电热丝，小李和同学们想测量电热丝的电阻率：

（1）图（a）中，E是无人机的电池，MN是他们从“热得快”中拆下的一段粗细均匀的电热丝，选择适当的电表量程后，他们发现大范围移动滑片P，电压表的示数变化却不明显。为解决这一问题，他们在讨论后将的定值电阻接入电路中，那么，选择图（b）中的电路___________（选填“甲”“乙”或“丙”）可解决这一问题。

（2）他们用改进后的电路进行了实验，同时记录电压表的示数U、电流表的示数I及对应的PN的长度x，部分实验数据如下：

（3）根据表格中的实验数据，在图（c）中补全数据点绘出MN的图像_____。

（4）已知MN横截面积为，可求得MN材料的电阻率___________（结果保留1位有效数字）。

（5）测量MN的电阻率时，电流表内阻对电阻率的测量___________（选填“有“或“没有”）影响。

（6）根据表格中的实验数据，是否可以求出无人机电池的电动势和内阻？若“可以求”请简述数据处理方法（不需要计算具体结果），若“不能求”请简述理由_____。

四、解答题

13．如图所示为一半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，一束光线以i=45°的入射角从圆心O处沿平行横截面方向射入玻璃砖，并从A点射出，折射光线OA相对入射光线偏折r=15°。求：

（1）该玻璃砖的折射率n；

（2）沿纸面向左平移入射光线，当光线平移到B点时，发现出射光线与入射光线平行，面出此时的光路图，并求出OB距离L为多大？

14．我国新一代航母阻栏系统的基本原理如图所示，飞机（已经关闭动力系统）着舰瞬间，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒ab，飞机与金属棒瞬间相对静止，共同速度为；金属棒、导轨和定值电阻R形成一闭合回路，在磁场中共同减速滑行至停下。已知阻拦索的质量和形变不计，飞机质量，金属棒ab质量、接入电路的电阻，定值电阻，导轨电阻不计，导轨间，匀强磁场磁感应强度B=5T，除安培力外飞机与金属棒克服其它阻力做的功为J。求：

（1）飞机着舰瞬间金属棒ab中感应电流I的大小和方向；

（2）金属棒ab中产生的焦耳热Q。

15．在航空托运中，时有损坏行李的事情发生，小华同学设计了如下图所示的缓冲转运装置，卸货时飞机不动，缓冲装置A紧靠飞机，转运车B靠紧A。包裹C沿缓冲装置A的光滑曲面由静止滑下，经粗糙的水平部分，滑上转运车B并最终停在转运车B上被运走，B的右端有一固定挡板。已知C与A、B水平面间的动摩擦因数均为，缓冲装置A与水平地面间的动摩擦因数为，转运车B与地面间的摩擦可忽略。A、B的质量均为，A、B水平部分的长度均为。包裹C可视为质点且无其它包裹影响，重力加速度。C与B的右挡板发生碰撞时间极短，碰撞时间和损失的机械能都可忽略。

（1）要求包裹C在缓冲装置A上运动时A不动，则包裹C的质量m最大不超过多少；

（2）若某包裹的质量为，从处静止滑下，求包裹在距转运车右端多远的位置停下来；

（3）若包裹的质量还是，为使该包裹能滑上转运车B上，则该包裹释放时h的范围。（结果保留两位有效数字）

参考答案：

1．C

【详解】A．光电效应现象最早由赫兹发现，A错误；

B．如果用紫外光照射锌板能发生光电效应，可知紫外光的频率大于锌板的极限频率，又因为可见光的频率小于紫外光的频率，所以可见光的频率与锌板的极限频率大小未知，故使用可见光照射时不一定能发生光电效应，B错误；

C．若锌板和验电器原本均不带电，则发生光电效应时光电子从锌板逸出，验电器带正电，C正确；

D．根据光电效应方程

可知出射光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，但是不成正比关系，D错误。

故选C。

2．B

【详解】A．天和舱中的宇航员处于失重状态，仍然受地球的引力，A错误；

B．根据万有引力提供向心力

解得

依题意，组合体周期约90分钟，远小于同步卫星的周期，所以组合体绕地球做圆周运动的轨道半径比地球同步卫星的小，所以组合体绕地球做圆周运动的速度比地球同步卫星的大，B正确；

C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以组合体绕地球做圆周运动的速度略小于第一宇宙速度，C错误；

D．宇航员在空间站中处于完全失重状态，无法利用单摆周期公式可以完成空间站所在位置处重力加速度的测量，D错误。

故选B。

3．B

【详解】A．空调的工作原理对应的是热力学第二定律的开尔文表述制冷机，A错误；

B．空调的工作原理反映了热传导的方向性，热量不能自发的从低温物体传导给高温物体，但在其他能力干预下，可以从低温物体传导给高温物体，B正确；

C．此原理图中的

C错误；

D．此原理图说明在外界干预下，热量能从低温物体传到高温物体，D错误。

故选B。

4．D

【详解】根据题意，设位移与水平方向的夹角为，速度与水平方向的夹角为，由平抛运动规律有

AB．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，则有

由可得

可知，甲所投的箭在空中运动时间长，由

可知，甲所投箭的初速度较小，故AB错误；

CD．若箭在竖直方向下落的高度相等，则箭在空中运动时间相等，且有

则甲所投箭的初速度较小，由可知，甲、乙所射箭落入壶口时竖直速度相等，则由

可得，甲所射箭落入壶口时速度比乙小，故C错误，D正确。

故选D。

5．D

【详解】A．单个立柱对足球的弹力方向沿立柱和足球的接触点与球心的连线并指向球心，选项A错误；

B．由受力分析知

可得单个立柱对足球的作用力大小

选项B错误；

C．足球静止，三个立柱对足球的合力始终等于足球的重力，选项C错误；

D．根据可知增大夹角，力变大，选项D正确。

故选D。

6．A

【详解】A．电子从A点静止释放，仅在电场力作用下运动到C点时速度增加，电势能减小，电势升高，可知C点电势高于A点，又因为D、C电势相等，可知D点电势高于A点，A正确；

B．设相邻两等势面间的电势差为U，则从A到C有

从A到B

解得

B错误；

C．由对称性可知，C、D两点的电场强度大小相同，但是方向不同，C错误；

D．因E点电势高于A点，则若电子从A点运动到E点，其电势能减小，D错误。

故选A。

7．D

【详解】A．由丙图知

水斗速度随时间变化规律为

（所涉及物理量均用国际单位制）

A错误；

B．水斗匀加速上升时的加速度

根据牛顿第二定律

解得

井绳拉力大小

B错误；

C．0~10s内水斗上升的高度为

C错误；

D．0~10s内并绳拉力所做的功为

D正确。

故选D。

8．B

【详解】A．由图乙可知时刻感应电动势最大，此时线圈位于中性面的垂面位置，线圈的磁通量为0，故A错误；

B．感应电动势最大值为

感应电动势有效值为

电路中电流为

电流表的示数为，故B正确；

C．图乙中的时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为0，线圈处于中性面的垂直面，故不可能对应甲图中所示位置，故C错误；

D．0时刻电动势为0，线圈位于中性面位置，磁通量为

时刻磁通量为

从0到这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为

故D错误。

故选B。

9．ACD

【详解】B．小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有

可得劲度系数为

故B错误；

A．0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为

故A正确；

C．时间段，小球从从最高点振动到达最低点，回复力在前时间沿正方向，在后时间沿负方向，两段时间的回复力平均值大小相等，则由

可知回复力冲量为0，故C正确；

D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D正确。

故选ACD。

10．BC

【详解】A．由题意可知，均从O点射出磁场，根据左手定则可知，Q带正电，P带负电，A错误；

BCD．由几何关系可知，如图

可知

又因

则

故

由运动时间相同，则有

又

故有

可得

由公式

可得

又因

则

D错误，BC正确。

故选BC。

11．     匀加速直线     0.96     重物的质量    

【详解】（1）[1] ]由图乙可知，在误差允许的范围内，木块在1.20s～1.90s内加速度恒定不变，可以为做匀加速直线运动。

[2] a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，木块与缓冲器碰撞前瞬间的速度大小约为

（2）[3][4]根据牛顿第二定律，对重物

对手机和木块

联立解得

可知还需要测量的物理量是重物的质量。

12．     乙     见解析          没有     见解析

【详解】（1）[1]根据闭合电路欧姆定律有

即

可知电压表的示数变化不明显是由于电源的内阻较小引起的，所以需要将定值电阻接在干路上，将定值电阻与电源看成一个等效电阻，从而增大等效内阻的测量值，使电压表示数变化明显，故选图乙。

（3）[2]根据表格中的实验数据，在图（c）中补全数据点，作出图像如图所示

（4）[3]根据欧姆定律和电阻定律可得

可知图线的斜率为

解得MN材料的电阻率为

（5）[4]根据

可知为图像的纵截距，对图线的斜率无影响，故电流表内阻对电阻率的测量没有影响。

（6）[5]根据闭合电路欧姆定律

取表格其中两组数据，分别为、，，，代入方程可得

联立可得无人机电池的电动势和内阻分别为

13．（1）；（2）

【详解】（1）由光路图和折射定律可得

其中

，

联立解得该玻璃砖的折射率为

（2）沿纸面向左平移入射光线，当光线平移到B点时，当光线平移到B点时，发现出射光线与入射光线平行，设折射光线刚好从过O点的法线与圆弧交点C射出，如图所示

由图中几何关系可得

可得

由几何关系可知，出射光线与入射光线平行；所以OB距离为

14．（1），感应电流方向为由b到a；（2）

【详解】（1）飞机着舰瞬间金属棒的电动势

根据闭合电路欧姆定律，感应电流

解得

由右手定则可知，感应电流方向为由b到a。

（2）飞机至舰停下，由动能定理

解得

金属棒与电阻串联，根据焦耳定律可知

15．（1）60；（2）2.5m；（3）

【详解】（1）A恰好不运动需要满足

解得

故包裹C的质量最大不超过60；

（2）因C的质量，故装置A始终处于静止状态，由动能定理得

解得

C与B相互作用的全过程，两者组成的系统满足动量守恒，取向右为正方向，则

由能量守恒定律得

解得

又

得物体在车上的相对位移

所以距转运车右端2.5m。    

（3）装置A还始终处于静止状态，C滑到低端

由动能定理得

为C下滑的最小高度，得

则C滑上小车，C与小车弹性碰撞后返回至小车最左端时两者共速，为C不会从小车上掉下的最大高度：由C、车动量守恒

由能量守恒得

得

所以