2022广东省高三上学期8月开学摸底联考物理试题含答案

2022届高三开学摸底联考  广东卷

物理试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

考试时间为75分钟，满分100分

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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，放置在水平地面上的足球甲与竖直墙壁接触，第一次用水平力F推足球甲，甲球静止时，与竖直墙接触部分产生一定形变，第二次让足球甲挨着足球乙，用水平力F推足球乙，甲球静止时，与竖直墙壁接触部分产生一定形变，所有摩擦均可忽略不计，下列说法正确的是

A.第一次墙给甲的作用力小于F

B.第二次乙给甲的作用力小于F

C第一次与第二次甲球产生的形变相同

D.第一次甲的形变是第二次甲形变的两倍

2.太阳每秒释放的能量是92千万亿吨TNT当量，折合能量约。如果该能量为核反应产生的，已知光在真空中速度，则每秒钟太阳的质量亏损约为

A.   B.   C.   D.

3. 2022年北京冬奥会高山滑雪项目是从高山上向山下以滑雪板、滑雪鞋、固定器和滑雪杖为主要用具的竞技运动。如图为某次训练中，运动员（可视为质点）从水平平台上以20m/s的速度冲向夹角为的倾斜雪道面，落点仍在该斜面上，忽略空气阻力，重力加速度取，则运动员距雪道面的最远距离约为

A.5.1m    B.10.2m    C.14.1m    D.21.1m

4.如图所示，摩天轮在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动。某时刻游客a恰好在轨迹最高点A，此时游客b所在位置B高于摩天轮转轴，两游客相对轿厢静止且质量相等，则下列说法正确的是

A.轿厢给游客b的作用力与游客b的重力的合力方向竖直向下

B.轿厢给游客a的作用力大于轿厢给游客b的作用力

C.游客b从B位置运动到A位置过程中，轿厢对游客做正功

D.游客b从B位置运动到A位置过程中，游客的机械能守恒

5.动车组列车由若干节带动力的车厢（动车）和不带动力的车厢（拖车）组成。某列车共12节车厢，其中第1、5、9节车厢带动力，其他车厢不带动力。设车厢质量均相等，行驶时列车所受阻力与车厢质量成正比。在行驶时，动车组中第1节车厢和第5节车厢启动，提供的牵引力均为F时，列车匀速行驶，若突然使两节动车的牵引力加倍（第9节始终不提供动力），则第6节车厢与第7节车厢之间的作用力为

A.2F    B.2.4F    C.2.5F    D.3F

6.如图为模拟市区用户供电的示意图。U0是电网电压，可视为不变。R1为电网至变压器的电缆电阻，R2是变压器至用户间电缆电阻，R是用电器的等效电阻。变压器为理想变压器。当用户端的用电器增加时，则下列说法正确的是

A. R1电功率减小       B. R2电功率减小

C.电压表示数不变       D.电流表示数增大

7.如图，在等边三角形abc的a点和b点分别放置垂直于三角形平面的无限长直导线，两导线通电电流相等，a点的导线电流向里，b点的导线电流向外。已知两通电导线在c点形成的磁感应强度大小为B。已知无限长直导线在某点形成的磁感应强度可表示为，其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到导线距离，则o点的磁感应强度为

A.大小为2B，方向垂直ab向下    B.大小为2B，方向垂直ab向上

C.大小为4B，方向垂直ab向上    D.大小为4B，方向垂直ab向下

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.甲，乙两车在一条平直公路.上同向行驶，t=0时两车相遇。此后，甲车刹车过程做匀减速运动，乙车做匀速运动，它们的位置x随时间t的变化关系如图所示。已知t=2s后甲图像的切线斜率为零。下列说法正确的是

A.乙车速度为4m/s

B.甲车在t=0时刻的速度为10m/s

C.甲车刹车过程的加速度为4m/s2

D.0~2.5s内，乙车位移为12.5m

9.如图所示，匀强电场平行于半径为R的圆周平面，O为圆心，ab与cd是两条相互垂直的直径。把电子从a移到b，电子的电势能减少；把质子从d移到c，质子的电势能增加Ep，已知电子电荷量为e，下列说法正确的是

A.电场强度方向由c指向a

B.电子沿bc方向运动，电势能先增加后减小

C.电场强度的大小

D.电场强度的大小

10.如图所示，ab为有界磁场的边界，ab上的O点为粒子源，粒子以速率v0均匀对称地射入磁场，粒子速度方向分布在与ab夹角为至之间所有方向。已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，粒子电荷量为，质量为m。下列说法正确的是

A.粒子离开ab时，射出点距O点的最大距离

B.粒子在磁场中运动，距ab的最远距离

C.粒子在磁场中运动，时间最短的粒子用时

D.粒子在磁场中运动，时间最长的粒子用时

三、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共42分。

11.（7分）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，提供的交流电的输出电压为6V，交流电的频率可调节，分别为20Hz、30Hz和50Hz三个挡位。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列点迹，对纸带上的点进行测.量并分析，即可验证机械能守恒定律。已知实验中该同学的操作完全规范，但调节交流电频率的开关处数值模糊。

（1）图乙为该同学正确操作得到的一条纸带，A、B、C、D为纸带上连续打出的点迹，测量数据如图所示，已知当地重力加速度大小为9.80m/s2，则可判断所用交流电的频率为        （选填“20Hz”“30Hz”或“50Hz”）。在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为         m/s。（结果保留两位小数）

（2）如果测得B点速度为vB，C点速度为vC，B、C两点距离为h，为了验证B到C过程中机械能是否守恒，只需要验证                 成立。

12.（9分）物理兴趣小组研究某发光体的伏安特性，实验室可提供的器材：发光体（额定电压为5.0V，额定功率为0.45W），直流电源（6V）、滑动变阻器（最大阻值约为10Ω）、量程合适的电压表和电流表开关和导线若干。已知发光体两端电压超过0.5V即可发光，实物连接图如图甲所示。

（1）闭合开关前，应把滑动变阻器滑片移到            （填“a”或“b”）端。

（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发光体一直不发光，电流表示数很小且几乎无变化，电压表示数接近电源电动势，下列原因可能是          （填正确答案标号）。

A.电流表短路

B.发光体断路

C.滑动变阻器的滑片接触不良

（3）更换发光体后，小组同学正确完成了实验操作，将实验数据描点作图，得到I—U图像，如图乙所示。当发光体两端加5.0V电压时，发光体的电阻R=         Ω，发光体的电功率P=         W。（结果均保留两位有效数字）。

（4）若把该发光体接在电动势E=4.0V，内阻r=20.0Ω的太阳能电源上，该发光体的电功率约为         W。（结果保留两位有效数字）

13.（11分）如图所示，在无红绿灯的十字路口，甲，乙两车均以20m/s的速度分别沿相互垂直的车道匀速行驶。甲车一直保持匀速行驶，乙车驾驶员在两车车头均距离十字路口x=30m处采取措施。他可以采用两种操作：一种是以一定的加速度做匀减速运动，一种是以一定的加速度做匀加速运动。已知甲车长L1=10m，乙车长L2=5m，两车宽度均可忽略。乙车做匀变速运动的最大加速度为6m/s2，该路段车速不允许超过90km/h。试通过分析判断两种方式能否安全、合法通过；若能，请分别计算出乙车做匀减速、匀加速运动过程中的最小加速度。

14.（15分）如图甲所示，两条平行的光滑金属导轨PQ、MN所在平面与水平面的夹角为，两导轨间距为d。导轨上端P、M与电容器相连，电容器电容为C。导轨下端使用长度可忽略的绝缘光滑材料与水平长直导轨平滑连接，水平导轨平行且间距为d。整个导轨均处于匀强磁场中，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于导轨所在平面向上。质量为m的金属棒ab在导轨某处垂直于导轨由静止释放，质量为2m的金属棒cd静止在水平导轨上。已知金属棒cd的电阻为R，金属棒ab的电阻可忽略，金属棒cd、ab均与导轨接触良好，金属棒ab通过绝缘材料时无机械能损失，整个过程金属棒ab与cd不会相碰，金属棒cd运动的v—t图像如图乙所示，重力加速度取g。求：

（1）金属棒ab刚到达水平轨道时的速度v；

（2）金属棒ab刚到达水平轨道时的加速度a；

（3）电容器充电的最大电荷量q；

（4）金属棒ab释放位置距水平面的高度h。

（二）选考题：共12分，请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。

15.【选修3—3】（12分）

（1）（4分）已知湖水随着深度增加水温降低，当气泡自湖底上升过程中，若在水下气泡内空气的压强近似等于气泡表面外侧水的压强。气泡在到达湖面之前，         （填“气泡对外”或“外界对气泡”）做功；气泡内能          （填“增大”或“减小”）。

（2）（8分）冬季室外零下23℃，医用50L大氧气瓶长期储存在室外，氧气瓶内气体压强为15个大气压。使用时把大氧气瓶移动到室内给体积为2L的小氧气瓶充内气体。装入前长期处于室内的小氧气瓶中氧气的压强为1.2个大气压，充气结束小氧气瓶氧气压强变为3个大气压，已知室内温度为27℃，氧气可视为理想气体。当大氧气瓶压强等于3个大气压时不能继续为小氧气瓶充气，求此次大氧气瓶能为多少个小氧气瓶充满气。

16.【选修3—4】（12分）

（1）（4分）如图为单摆做受迫振动时振幅与驱动力频率f的关系，重力加速度g为9.8m/s2，则该单摆的固有周期为         s，摆长为          m。（结果均保留两位有效数字）

（2）（8分）某汽车的大灯是由光源、凹面镜和半球形透镜等主要构件组成。光源置于凹面镜焦点上，光线经凹面镜反射后成为平行光线，平行光线垂直半球形透镜的ab面射入透镜。为了控制光线所照射的高度，使用挡光片遮挡射到轴线以下的光线。已知半球形透镜介质的折射率，车灯轴线距地面高度h=80cm，透镜半径R=2cm，不考虑多次反射，设车灯顶端为车头最前段。求灯光能照射到的位置距车头最近的距离s。

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物理参考答案及评分意见

1.C【解析】两种情况甲、乙两足球均处于平衡状态即给甲的作用力都等于F，AB错误；两种情况甲受力情况未变，C正确，D错误。

2.B【解析】根据爱因斯坦质能方程，，，B正确。

3.C【解析】把运动员在某时刻的速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向，垂直于斜面方向的分速度，同理将加速度也分解为沿斜面和垂直于斜面方向，其中垂直于斜面方向的加速度，当沿垂直斜面方向分速度为零时，运动员距离斜面最远，则有，C正确。

4.C【解析】游客b做匀速圆周运动，合力指向圆心，A错误；两游客速率相等。向心力大小相等，方向指向圆心，如图，游客b所在位置，游客a所在位置，根据余弦定理，时F最小，即轿厢给游客a的作用力小于轿厢给游客b的作用力，B错误；游客b从B至A，速率未变，重力势能增加，则机械能增加，轿厢对游客做正功，C正确，D错误。

5.A【解析】设动车组列车每节车厢的质量为m，每节车厢受到阻力为f，列车匀速行驶时，有2F=12f；当牵引力加倍时，对动车组列车整体分析，有；以第7至12节车厢为研究对象，则，解得，A正确。

6.D【解析】当用户端的用电器增加时，R减小，则副线圈中的电流增大，电流表示数增大，D正确；R2消耗的电功率增大，B错误；根据变压器线圈匝数与电流比关系知原线圈电流增大，则R1消耗的电功率增大，A错误；变压器原线圈电压减小同理根据变压比知副线圈电压减小，又R2分压增加，则电压表示数减小，C错误。

7.D【解析】如图所示，两通电导线分别在c点形成的磁感应强度大小相等，两磁场方向夹角为，由题知c点的磁感应强度大小为B，根据几何关系知每根导线在c点形成的磯感应强度大小也为B。已知ac=2ao，由可知每根导线在o点形成的磁感应强度大小为2B，方向均垂直于ab边向下，则o点的磁感应强度大小为4B，方向垂直ab向下，D正确。

8.AB【解析】图像的斜率表示速度，由图知乙车的速度为4m/s，A正确；甲车在0~2s内做匀变速运动的平均速度为5m/s，根据。知甲的初速度为10m/s，B正确；根据位移公式，其中，，解得，C错误；0~2.5s内乙车位移为10m，D错误。

9.AC【解析】根据题意，电子从a移到O，电场力做正功；质子从d移到O，电场力做负功，数值为，可知a与d为等势点，ac与ad垂直，则知电场强度方向由c指向a。Oa间电势差，沿电场线方向的距离，电场强度大小，AC正确。

10.BC【解析】如图，粒子在磁场中运动的轨迹半径，周期。粒子离开ab时，射出点距O点的最大距离为直径，即，A错误；粒子在磁场中运动时，距ab的最远距离，B正确；粒子在磁场中运动.时间最短的粒子用时为周期，C正确；最长时间为周期，D错误。

11.（1）50Hz（2分）  2.53（2分）（2）（其他形式正确也给分）（3分）

【解析】（1）把重物下落近似看成自由落体运动，则加速度与重力加速度接近，根据，解得，则交流电频率为50Hz；利用平均速度法得；

（2）根据机械能守恒定律，只需验证，不必测量质量，表达式可变换为。

12.（1）a（1分）（2）B（2分）（3）58（2分）0.43（2分）（4）0.17（0.15~0.18均给分）（2分）

【解析】（1）为保证仪器安全，闭合开关前需把滑动变阻器调到阻值最大处，即a端。

（2）电流表有示数，说明电流表并没有短路，A错误；滑动变阻器的滑片接触不好，总阻值直接接入电路，结合乙图，该种情况发光体可以发光，C错误；若发光体断路，电压表直接串联接入电路，电路中有电流，电压表示数接近电源电动势，B正确。

（3）根据图像，当发光体电压为5.0V时，电流为86.0mA，则电阻，功率。

（4）作出电源特征曲线，如图，电源特征曲线与发光体I—U图像交点的横、纵坐标之积即为电功率，可得电功率约为0.168W。

13.【解析】从30m处开始，甲车车头到达十字路口所用的时间（1分）

甲车车尾通过十字路口所用的时间（1分）

如果乙车做匀减速直线运动，两车恰好不相碰，则需甲车尾部到达十字路口时，乙车车头刚好到达十字路口，即乙车在2.0s中最大位移为30m（1分）

由位移公式（1分）

解得（1分）

由于，两车能安全通过（1分）

如果乙车做匀加速直线运动，则乙车需要在时间内，通过的最小位移为35m

由位移公式

解得（1分）

根据运动学公式，此时乙车的速度（1分）

已经超速，不能合法通过（1分）

即乙车做匀减速运动时，能以最小加速度5.0m/s2安全、合法通过十字路口；面匀加速运动时，不能合法通过十字路口。（1分）

14.【解析】（1）由绝缘材料连接倾斜导轨与水平导轨，金属棒ab到达水平轨道前，金属棒cd中无电流。当金属棒ab运动到水平导轨上时，产生感应电动势，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路产生感应电流，又ab与cd受到的安培力等大反向，最终两金属棒共速。根据系统动量守恒有（1分）

解得（1分）

（2）根据法拉第电磁感应定律得（1分）

根据闭合电路欧姆定律

又安培力（1分）

根据牛顿第二定律

联立以上各式解得（1分）

（3）金属棒ab进入水平轨道前瞬间速度最大，则回路电动势最大

则电容器最大电荷量（1分）

（4）设金属棒ab的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒ab的电流为i，

金属棒ab受到的安培力方向沿导轨向上，大小为（1分）

设在时间间隔内流经金属棒ab的电荷量为，则（1分）

为金属棒ab的速度变化量，是平行板电容器极板在时间间隔内增加的电荷量

根据电流定义有

加速度定义式

联立以上各式得安培力（1分）

对金属棒ab，根据牛顿第二定律有（1分）

解得，说明金属棒ab做匀加速运动（1分）

根据运动学公式，金属棒ab在倾斜导轨上运动的位移（1分）

解得（1分）

15.（1）气泡对外  增大（每空2分）

【解析】气泡在上升过程中，水压减小，气泡内部气体压强减小。体积膨胀对外做功，温度升高，内能增加。

（2）【解析】设大气压强为，大氧气瓶的体积为，室外温度为，则把大氧气瓶移到室内，压强变为3个大气压时体积为V1，室内温度为，根据理想气体状态方程有（2分）

解得

可释放氧气的体积（1分）

对小氧气瓶分析有（2分）

解得

充满还需要（1分）

能为n个小氧气瓶充气，（1分）

所以可以充满208个小氧气瓶。（1分）

16.（1）4.0   4.0（每空2分）

【解析】当驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大，由图可知，此单摆的固有频率，则周期T=4.0s；根据周期公式，解得。

（2）【解析】根据题意作出光路图，如图所示。

设光线在半球面发生全反射的临界角为C

则（1分）

得（1分）

当入射角为临界角时，折射角为，折射光线与竖直方向夹角也为C，则

（2分）

折射点在上投影距距离（2分）

根据几何关系解得（2分）