2023届广东省广州市天河区高三上学期一模物理试题（解析版）

2023届天河区普通高中毕业班综合测试（一）

物理

本试卷共6页，16小题，满分100分。考试用时75分钟。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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。

1．2021年7月28日，在东京奥运会男子双人跳板决赛中，中国选手谢思埸、王宗源获得冠军。如图1所示是他们踏板起跳的精彩瞬间，从离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重心的v-t图像如图2所示，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A．运动员在入水前做的是自由落体运动

B．运动员在t=2s时已浮出水面

C．运动员在水中的加速度逐渐增大

D．运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为m

2．如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为，则该力在水平方向的分力大小为（　　）

A． B． C．F D．

3．据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟．若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是

A．月球表面的重力加速度 B．月球对卫星的吸引力

C．卫星绕月球运行的速度 D．卫星绕月运行的加速度

4．滑板运动是年轻人喜爱的一种新兴极限运动，如图，某同学腾空向右飞越障碍物，若不计空气阻力，并将该同学及滑板看着是质点，则该同学及板在空中运动的过程中（　　）

A．做匀变速运动

B．先超重后失重

C．在最高点时速度为零

D．在向上和向下运动通过空中同一高度时速度相同

5．人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（　　）

A．A点电势低于B点电势 B．钠离子的电势能减小

C．钠离子的加速度变大 D．若膜电位不变，当越大时，钠离子进入细胞内的速度越大

6．一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（     ）

A．该简谐横波沿x轴负方向传播 B．此时K质点沿y轴正方向运动

C．此时K质点的速度比L质点的小 D．此时K质点的加速度比L质点的小

7．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（　　）

A．玻璃砖的折射率为1.5

B．之间的距离为

C．光在玻璃砖内的传播速度为

D．光从玻璃到空气的临界角为30°

8．如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（　　）

A．在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向

B．环中最大的感应电流大小为

C．环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化

D．t时间内通过金属环横截面的电荷量为

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。

9．两个核反应方程：①②其中x1、x2各表示某种粒子，下列说法正确的是（　　）

A．①是核聚变反应 B．②是核裂变反应

C．x1是 D．x2是

10．我国风洞技术世界领先。如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（　　）

A．物块的动能先增大后减小

B．物块加速度一直减小到零

C．弹簧弹性势能一直增大

D．物块和弹簧组成的系统机械能先增大后减小

11．据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推进器用以空间站的轨道维持。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为处处相等；垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e，质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。则以下说法正确的是（　　）

A．电场方向垂直环平面向外 B．电子运动周期为

C．垂直环平面的磁感强度大小为 D．电场强度大小为

三、非选择题：共50分。

12．如图甲所示，可用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：

（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带测量当地的重力加速度．实验中得到一条较理想的纸带（如图乙），纸带上记录的点为打点计时器（频率）打的点．根据数据求出重力加速度______（保留3位有效数字）。

（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是_______（填入所选物理量前的字母）。

A．小球的质量m       B．轻杆的长度L       C．小球的直径d       D．轻杆与竖直方向的夹角

（3）写出加速度与（1）、（2）中被测物理量之间的关系式_______（用被测物理量的字母表示）。

13．力敏电阻器是一种能将机械力转换为电信号的特殊元件，其电阻值可随外加压力大小而改变。某同学为研究一个力敏电阻器Rx（阻值变化范围为几欧姆到几十欧姆）的特性。设计了如图a所示的电路，所用电源的电动势为3V，内阻忽略不计，电阻箱（0~99.9Ω）。除图a中的器材外，还有如下器材可供选择：

电流表A1（量程为0~0.6A，内阻r1=1.5Ω）；电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为2Ω）

（1）图a中P处选用电表______，Q处选用电表______；（均填选用电表的符号）

（2）闭合开关S，多次改变对力敏电阻的压力F，记录两电表读数，得到Rx不同的值，描绘出图线如图b所示，由图线可得与的函数关系式______；

（3）该同学用力敏电阻和所提供的器材，把电流表A1改成一个压力表（即在电流表A1表盘的对应刻度位置处标上压力大小），请在图c虚线框内画出设计电路图______；

（4）若将电流表A1表盘的0.15A刻度处标为压力表的0刻度，则电阻箱接入电路的阻值应调为______Ω；保持不变，则压力表能测量压力的最大值是______N。

14．负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低于外界大气压，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车负压舱没有启动时，设舱内的大气压强为p0、温度为T0、体积为V0，启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为。

①若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高到T0时，求舱内气体压强是多少。

②若启动负压舱，舱内温度保持T0不变，达到要求的负压值，求需要抽出压强为p0状态下多少体积的气体。

15．某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练。某次训练中使用的红色冰壶A和蓝色冰壶B的质量均为20kg，初始时两冰壶之间的距离s=7.5m，运动员以v0=2m/s的初速度将红色冰壶A水平掷出后，与静止的蓝色冰壶B碰撞，碰后红色冰壶A的速度大小变为vA=0.2m/s，方向不变，碰撞时间极短。已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为μ=0.02，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）红色冰壶A从开始运动到停下所需的时间；

（2）两冰壶碰撞过程中损失的机械能。

16．如图所示，无限大的xOy平面内，在y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，在y轴右侧有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。y轴上S（，0）处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与+y方向夹角为30°~150°范围内发射粒子，粒子的质量为m、电荷量为＋q，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从O点进入电场。不计粒子重力及粒子间相互作用。

（1）求从S发出粒子的最小速度v；

（2）若最先从粒子源射出的粒子，经过一次电场偏转，恰好运动到S点。求电场强度的大小；

（3）若电场强度E为（2）中的4倍，最小速度的粒子从粒子源射出后第三次经过y轴的位置为P点，最先射出的粒子从粒子源射出后第三次经过y轴的位置为Q点，求PQ之间的距离。

1．D

【详解】

A．运动员离开跳板时有向上的初速度，在入水前做的不是自由落体运动，故A错误；

B．运动员在t=2s时速度减为零，此时人处于水下的最深处，没有浮出水面，故B错误；

C．运动员向下减速，图线的斜率逐渐减小，运动员在水中的加速度逐渐减小，故C错误；

D．在运动员向上运动，由

可知运动员双脚离开跳板后上升的高度为m，故D正确。

故选D。

2．D

【详解】

沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为

故选D。

3．B

【详解】

试题分析：绕月卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，有地球表面重力加速度公式联立①②可以求解出：即可以求出月球表面的重力加速度；由于卫星的质量未知，故月球对卫星的吸引力无法求出；由可以求出卫星绕月球运行的速度；由 可以求出卫星绕月运行的加速度；依此可推出ACD都可求出，即不可求出的是B答案 ，故选B．

考点：万有引力定律的应用

4．A

【详解】

A．该同学及板在空中运动的过程中仅受重力，加速度恒为重力加速度，故做匀变速运动，故A正确；

B．该同学及板在空中运动的过程中只受重力，加速度为重力加速度，方向向下，故一直处于失重状态（完全失重），故B错误；

C．该同学及板在空中做斜抛运动，在最高点竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故在最高点时速度不为零，故C错误；

D．由对称性可知，在向上和向下运动通过空中同一高度时竖直方向速度大小相等，方向相反，水平方向速度不变，则在向上和向下运动通过空中同一高度时速度大小相等，方向不同，所以速度不同，故D错误。

故选A。

5．B

【详解】

A．因为钠离子带正电，其仅在电场力作用下从图中的点运动到点，说明电场力的方向沿指向，电场线由指向，所以点电势高于点电势，故A错误；

B．因为电场力对钠离子做正功，所以其电势能减少，故B正确；

C．因为膜内的电场可看作匀强电场，根据

钠离子的加速度不变，故C错误；

D．根据动能定理

可知钠离子进入细胞内的速度与距离大小无关，又因为膜电位不变，则钠离子进入细胞内的速度大小不变，故D错误。

故选B。

6．D

【详解】

AB．由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；

C．由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；

D．由于质点在竖直方向做机械振动，根据

F = - ky

F = ma

结合波图像可看出

yL > yK

则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。

故选D。

7．C

【详解】

AB．作出两种情况下的光路图，如图所示

设，在A处发生全反射故有

由于出射光平行可知，在B处射出，故

由于

联立可得，，故AB错误；

C．由

可得，故C正确；

D．由于

所以临界角不为30°，故D错误。

故选C。

8．B

【详解】

A．根据题意，由右手定则可知，在金属环下落过程中，在俯视图中，环中感应电流沿顺时针方向，故A错误；

B．根据题意可知，当重力等于安培力时，环下落的速度最大，根据平衡条件有

当环速度最大时，感应电动势为

感应电流为

联立可得

故B正确；

C．当环从静止下落过程中，由于切割磁感线，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则除了重力外，还受安培力作用，由动量定理可知，动量变化等于合外力的冲量，故C错误；

D．设t时间内通过金属环横截面的电荷量为，由题意可知，环下落速度为时的感应电流大小为

由于环中感应电流不断增大，则t时间内通过金属环横截面的电荷量

取向下为正方向，由动量定理有

又有

联立解得

故D错误。

故选B。

9．AD

【详解】

AC．核反应方程中，根据核反应的质量数与电荷数守恒可知

m1=2+3-4=1

q1=1+1-2=0

可知x1的电荷数为0，质量数为1，为，该反应为核聚变反应，故A正确，C错误；

BD．核反应方程中，根据核反应的质量数与电荷数守恒可知

m2=30-30=0

q2=15-14=1

知x2的电荷数为1，质量数为0，为，该反应不是核裂变反应，故B错误，D正确。

故选AD。

10．AC

【详解】

AB．物体接触弹簧至最高点的过程之中，满足

开始时，加速度沿斜面向上，当开始压缩弹簧时，弹簧弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，直至为0，在此阶段中，物体做加速度逐渐减小的加速运动。当加速度为零时，则满足

当再进一步压缩弹簧时，弹簧弹力进一步增大，加速度反向，并逐渐增大，在此阶段中，物体做加速度逐渐增大的减速运动，直至物体速度为零，并到达最高点。因此在整个过程中，物块的动能先增大后减小，加速度先减小，再反向增大，故A正确，B错误；

C．从物块接触弹簧至到达最高点的过程中，弹簧一直被不断压缩，因此弹簧的弹性势能在不断增大，故C正确；

D．由于物块和弹簧组成的系统一直受到沿斜面向上的风力作用，风力一直对整个系统做正功，故物块和弹簧组成的系统机械能不断增大，故D错误。

故选AC。

11．BCD

【详解】

A．根据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力方向垂直环平面向里，电场力需要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向外，由于电子带负电，故电场方向垂直环平面向里，A错误；

B．电子在圆环内沿顺时针方向做半径为、速率为的匀速圆周运动，则电子运动周期为

B正确；

C．电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，则有

解得

C正确；

D．电子在垂直环平面方向受力平衡，则有

解得

D正确；

故选BCD。

12．     9.75     D    

【详解】

（1）[1]由逐差法可得重力加速度为

（2）[2] 假设小球由于加速发生了偏转，轻杆与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得

解得

可知，为了在表盘上标上对应的加速度，还需要测量轻杆与竖直方向的夹角，故选D；

（3）[3]由（2）可知加速度与重力加速度和轻杆与竖直方向的夹角的关系式为

13．     A2     A1               0.5     7.5

【详解】

（1）[1][2] Q处选用电表A1，因为A1的内阻已知，可以把A1当成电压表使用，用来测量力敏电阻的电压；因为 Q处选用电表A1，所以P处选用电表A2；

（2）[3]根据图像得

根据图像得

解得

所以

（3）[4]设计电路如图所示

（4）[5]根据，当 时， ，根据闭合电路欧姆定律得

解得

[6]当电流表的示数等于0.6A时，表示压力表的压力最大。根据闭合电路欧姆定律得

解得

根据得

14．①；②

【详解】

①由于舱内气体与外界没有循环交换，负压舱内温度升高后压强为，由查理定律可得

解得

②启动负压舱，设舱内气体体积变为，压强为，由负压舱特点可得

由玻意耳定律可得

设抽出气体在压强状态下的体积为，由玻意耳定律可得

解得

15．（1）6s；（2）3.2J

【详解】

解：（1）红色冰壶A以v0=2m/s的初速度开始运动后，加速度大小由牛顿第二定律为

方向向左，冰壶A做减速运动，设在与B碰撞时速度为v1，则有

所用时间为

与冰壶B碰撞后，以速度大小变为vA=0.2m/s，方向不变，做减速运动直到停下，所用时间

红色冰壶A从开始运动到停下所需的时间为

t=t1+t2=5s+1s=6s

（2）两冰壶碰撞满足动量守恒，则有

mv1=mvA+m vB

解得

vB=v1−vA=1 m/s −0.2 m/s=0.8m/s

两冰壶碰撞中损失的机械能

16．（1）；（2）；（3）

【详解】

（1）由题意可知，为粒子运动轨迹的直径时，粒子速度最小，设该粒子在磁场中运动的半径为，则有

由洛伦兹力提供向心力，则有

解得

（2）最先射出的粒子，射出方向与方向夹角为，设该粒子在磁场中运动的半径为，速度为，由几何关系得

由洛伦兹力提供向心力，则有

粒子在电场中运动的加速度

沿方向有

粒子在方向做匀速运动，有

联立解得

（3）由（1）可知，速度最小的粒子的运动轨迹如图实线所示，

根据对称关系可知，该粒子第三次到达轴的坐标

已知

最先射出的粒子在电场中运动的加速度

沿方向有

解得

粒子在电场中方向运动距离为

最先射出的粒子运动轨迹如图中虚线所示，有几何关系可得该粒子第三次到达轴的点坐标

之间的距离