2023届广东省华附、省实、深中、广雅四校高三下学期第一次大联考物理试题
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注意事项
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4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、利用图像来描述物理过程,探寻物理规律是常用的方法,图是描述某个物理过程的图像,对该物理过程分析正确的是( )
A.若该图像为质点运动的速度时间图像,则前2秒内质点的平均速率等于0
B.若该图像为质点运动的位移随时间变化的图像,则质点运动过程速度一定改变了方向
C.若该图像为一条电场线上各点的电势随坐标变化的图像,则可能是点电荷所形成电场中的一条电场线
D.若该图像为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图像,磁场垂直于线圈平面,则该闭合线圈内一定产生恒定的电动势
2、一架飞机在高空中由西向东沿水平方向做匀加速直线运动,飞机每隔相同时间自由释放一个物体,共连续释放了6个物体(不计空气阻力)。下图是从地面某时刻观察到的6个空投物体的图像,其中正确的是
A. B.
C. D.
3、如图所示,是一测定风力仪器的结构图,悬挂在O点的轻质细金属丝的下端固定一个质量为m的金属球P,在竖直平面内的刻度盘可以读出金属球P自由摆动时摆线的摆角。图示风向水平向左,金属球P静止时金属丝与竖直方向的夹角为,此时风力F的大小是( )
A.
B.
C.
D.
4、如图所示,某同学练习定点投篮,其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上,篮球的轨迹分别如图中曲线1、2所示。若两次抛出篮球的速度v1和v 2的水平分量分别为v1x和v 2x,竖直分量分别为v1y和v 2y,不计空气阻力,下列关系正确的是( )
A.v1x
5、下列说法中错误的是( )
A.若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
B.卢瑟福通过粒子散射实验,提出原子的核式结构模型
C.原子核发生一次β衰变,该原子核外就一定失去一个电子
D.质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3,质子和中子结合成一个粒子,释放的能量是
6、以下仪器能测量基本物理量的是( )
A.弹簧测力计 B.电磁打点计时器
C.电压表 D.量筒
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、下列提法正确的是( )
A.用一个三棱镜演示光的偏折现象,紫光的偏折角比红光的偏折角小
B.以相同入射角斜射到同一平行玻璃砖后,红光侧移比紫光的侧移小
C.通过同一单缝衍射装置演示单缝衍射,红光比紫光效果好
D.用同装置进行双缝干涉实验,紫光的相邻条纹间距比红光的大
E.以相同入射角从水中斜射向空气,红光能发生全反射,紫光也一定能发生全反射
8、如图所示,质量为M的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA段光滑,AB段粗糙且长为l,左端O处固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F.质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板停止运动,小滑块恰未掉落.则( )
A.细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为
B.细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为
C.弹簧恢复原长时滑块的动能为
D.滑块与木板AB间的动摩擦因数为
9、下列说法中正确的是
A.分子间作用力为零时,分子间的势能一定是零
B.布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的,固定小颗粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,布朗运动就越显著
C.在墙壁与外界无热传递的封闭房间里,夏天为了降低温度,同时打开电冰箱和电风扇,两电器工作较长时间后,房子内的气温将会增加
D.一定质量的理想气体经历等温压缩过程时,气体压强增大,从分子动理论观点来分析,这是因为单位时间内,器壁单位面积上分子碰撞的次数增多
E.在轮胎爆裂这一短暂过程中,气体膨胀,温度下降
10、如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(轴)上必定有两个场强最强的点、,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是( )
A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则轴上场强最大的点仍然在、两位置
B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上,则轴上场强最大的点仍然在、两位置
C.如图(2),若在平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点。直径与(1)图两点电荷距离相等,则轴上场强最大的点仍然在、两位置
D.如图(3),若在平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点,直径与(1)图两点电荷距离相等,则轴上场强最大的点仍然在、两位置
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)用电流表和电压表测定2节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)实验电路应该选择下图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)现有电压表()、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表()
B.电流表()
C.滑动变阻器()
D.滑动变阻器()
实验中电流表应选用___________;滑动变阻器应选用____________。(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,请在坐标系上标出6组数据的对应点,画出图线____________________________________。
序号
1
2
3
4
5
6
电压
2.80
2.50
2.20
1.90
1.60
1.30
电流
0.12
0.32
0.50
0.68
0.88
1.06
(4)根据(3)中所画图线可得出电池组的电动势___________,内电阻_______。
12.(12分)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,有尽可能高的测量精度。
(1)电流表应选用______,电压表应选用_______。
(2)完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。_____
(3)在实验中,有的同学连成下图所示的电路,其中a,b,c,…,k 是表示接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在图中表格相应的位置中。
接线错误
引起的后果
改正的方法
____________________
____________________
____________________
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,质量为的带有圆弧的滑块A静止放在光滑的水平面上,圆弧半径R=1.8m,圆弧的末端点切线水平,圆弧部分光滑,水平部分粗糙,A的左侧紧靠固定挡板,距离A的右侧S处是与A等高的平台,平台上宽度为L=0.5m的M、N之间存在一个特殊区域,B进入M、N之间就会受到一个大小为F=mg恒定向右的作用力。平台MN两点间粗糙,其余部分光滑,M、N的右侧是一个弹性卡口,现有一个质量为m的小滑块B从A的顶端由静止释放,当B通过M、N区域后碰撞弹性卡口的速度v不小于5m/s时可通过弹性卡口,速度小于5m/s时原速反弹,设m=1kg,g=10m/s2,求:
(1)滑块B刚下滑到圆弧底端时对圆弧底端的压力多大?
(2)若A、B间的动摩擦因数μ1=0.5,保证A与平台相碰前A、B能够共速,则S应满足什么条件?
(3)在满足(2)问的条件下,若A与B共速时,B刚好滑到A的右端,A与平台相碰后B滑上平台,设B与MN之间的动摩擦因数0<μ<1,试讨论因μ的取值不同,B在MN间通过的路程。
14.(16分)如图所示,质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=2.0m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v不超过多少?
(3)物块仍以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,要使物块从小车右端滑出,则物块刚滑上小车左端时需加一个至少多大的水平恒力F?
15.(12分)处于真空中的圆柱形玻璃的横截面如图所示,AB为水平直径,玻璃砖的半径为R,O为圆心,P为圆柱形玻璃砖上的一点,与水平直径AB相距,单色光平行于水平直径AB射向该玻璃砖。已知沿直径AB射入的单色光透过玻璃的时间为t,光在真空中的传播速度为c,不考虑二次反射,求:
(1)该圆柱形玻璃砖的折射率n;
(2)从P点水平射入的单色光透过玻璃砖的时间。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4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、D
【解析】
A.若该图像为质点运动的速度时间图像,则前2秒内质点的位移等于零,质点的平均速度等于0,但是平均速率不为零,选项A错误;
B.若该图像为质点运动的位移随时间变化的图像,斜率对应速度的大小和方向,则方向恒定,选项B错误;
C.若该图像为一条电场线上各点的电势随坐标变化的图像,这个图像说明只能是匀强电场,不能和点电荷的电场对应,所以C错误;
D.若该图像为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图像,则磁感应强度的变化率恒定,则该闭合线圈内一定产生恒定的电动势,选项D正确;
故选D。
2、A
【解析】
因为物体做平抛运动,而飞机做匀加速直线运动,所以做平抛运动的不同物体的初速度越来越大,在竖直方向上做自由落体运动,所以相等时间间隔内的位移越来越大。
A.该图与结论相符,选项A正确;
B.该图与结论不相符,选项B错误;
C.该图与结论不相符,选项C错误;
D.该图与结论不相符,选项D错误;
故选A。
3、C
【解析】
如图受力分析:
则风力
故选C。
4、A
【解析】
将篮球的运动反向处理,即为平抛运动,由图可知,第二次运动过程中的高度较小,所以运动时间较短,水平射程相等,但第二次用的时间较短,故第二次水平分速度较大,即
在竖直方向上做自由落体运动,由公式可知,第二次运动过程中的高度较小,所以第二次竖直分速度较小,即
故选A。
5、C
【解析】
A.根据玻尔理论可知,氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量,结合光电效应发生的条件可知,若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应,故A正确;
B.卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析,提出了原子核式结构理论,故B正确;
C.衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子,电子释放出来,不是来自核外电子,故C错误;
D.质子、中子、子的质量分别是、、,质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为
根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是,故D正确;
本题选择错误的,故选C。
6、B
【解析】
A.弹簧测力计测量的是力,不是基本物理量,故A错误;
B.电磁打点计时器测量的是时间,是基本物理量,故B正确;
C.电压表测量的是电压,不是基本物理量,故C错误;
D.量筒测量的是体积,不是基本物理量,故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、BCE
【解析】
A.因为紫光的折射率大于红光的折射率,所以通过三棱镜后紫光的偏折角大,故A错误;
B.以相同入射角斜射到同一平行玻璃砖,因为紫光的折射率大,则紫光偏折更厉害,如图:
则紫光的侧移大,故B正确;
C.发生明显衍射现象的条件是入射光的波长比小孔大或相差不多,红光的波长大于紫光的,所以用同一装置做单缝衍射实验时,红光效果要好些,故C正确;
D.根据
因为紫光的波长短,则紫光的干涉条纹间距小,红光的干涉条纹间距较宽,故D错误;
E.相同入射角从水中斜射向空气,因紫光的折射率大于红光,所以紫光的临界角小于红光,红光能发生全反射,紫光也一定能发生全反射,故E正确。
故选BCE。
8、ABD
【解析】
A.细绳被拉断瞬间,对木板分析,由于OA段光滑,没有摩擦力,在水平方向上只受到弹簧给的弹力,细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F,根据牛顿第二定律有:
解得,A正确;
B.滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,到弹簧压缩量最大时速度为0,由系统的机械能守恒得:细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为,B正确;
C.弹簧恢复原长时木板获得的动能,所以滑块的动能小于,C错误;
D.由于细绳被拉断瞬间,木板速度为零,小滑块速度为零,所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能,即,小滑块恰未掉落时滑到木板的右端,且速度与木板相同,设为,取向左为正方向,由动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得,D正确。
故选ABD。
9、CDE
【解析】
A.设分子平衡距离为,分子距离为r,当,分子力表现为引力,分子距离越大,分子势能越大;当,分子力表现为斥力,分子距离越小,分子势能越大;故当,分子力为0,分子势能最小;由于分子势能是相对的,其值与零势能点的选择有关,所以分子距离为平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,故A错误;
B.布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的,固定小颗粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,不平衡性越不明显,布朗运动就越不显著,故B错误;
C.夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇,二电器工作较长时间后,为要消耗电能,故,与外界无热交换,故,根据热力学第一定律公式:
房内气体内能增加,故房间内部的气温将升高,故C正确;
D.由玻意耳定律可知气体的体积减小,分子数密度增加,故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多,故D正确;
E.当车胎突然爆裂的瞬间,气体膨胀对外做功,这一短暂过程中气体与外界热量交换很少,根据热力学第一定律气体内能是减少,温度降低,故E正确。
10、ABC
【解析】
A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;
B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上,则轴上场强最大的点仍然在、两位置,选项B正确;
C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;
D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。
故选ABC。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、乙 B C 3.00(2.96-3.02) 1.60(1.58-1.62)
【解析】
(1)[1]干电池内阻较小,为减小实验误差,相对电源来说,电流表应采用外接法,应选择图乙所示电路图。
(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V,两节干电池电动势约为3V,电路最大电流为1A左右,电流A量程太小,电流表应选择B;为方便实验操作,应选阻值小的滑动变阻器,故滑动变阻器应选C;
(3)[4]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出电源的U-I图象如图所示:
(4)[5][6]由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值是3.0,则电源电动势E=3.00V,斜率表示电源内阻:
。
12、A1 V1 ce 不利于调节电压,调节不当,电源可能短路,损坏电源 撤消ce连线
【解析】
(1)[1]器材中的电源为3V,被测电阻约为10kΩ,故通过电阻的电流最大约为
I=3V/10kΩ=0.3mA=300μA
刚好不超A1的量程,而A2的量程是0.6A就太大了;
[2]电压表就选3V量程的V1,因为V2的量程也是太大了。
(2)[3]因为题中要求得到多组数据,所以用分压式较好,再说所给的变阻器的最大阻值是50Ω,它比被测电阻小多了,也不能用限流的方法连接,又因为需要尽可能高的测量精度,所以电阻测量需要用电压表外接法,因为被测电阻的电阻值较大,外接法的误差较小;又因为使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏,所以闭合开关前,应该使电压表的示数接近0,故电路的实物图如图所示;
(3)[4][5][6]接线错误的两个接线柱是ce,因为它接起来后,电压表与电源直接连接,变阻器的滑片如何滑动都不会影响电压表示数的变化了,当滑动滑片移动到最下端时,电源也可能短路,故是不可以的,应该将其去掉才行。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)30N;(2)S>0.8m;(3)见解析
【解析】
(1)设B滑到A的底端时速度为v0,根据机械能守恒定律得
小球在圆弧底端合力提供向心力有
联立各式并代入数据得v0=6m/s;FN=30N。根据牛顿第三定律可知滑块对圆弧底端的压力为30N。
(2)设AB获得共同速度为v1,以向右为正方向,由动量守恒定律得
代入数据解得:v1=4m/s;对A应用动能定理得
代入数据解得:S=0.8m,即保证A与平台相碰前A、B能够共速,S应满足S>0.8m。
(3)设B到达卡口的速度v2=5m/s,B将从平台右侧离开,此时B与M、N的动摩擦因数为μ1,由动能定理得
解得:μ1=0.1,即0<μ≤0.1,B从卡口右侧离开,通过的路程
S1=L=0.5m
如果B到达卡口的速度小于5m/s,B将被弹回,进入NM后做减速运动,到达M点速度恰好为零,设此时的动摩擦因数为μ2,则
解得μ2=0.8即0.1<μ≤0.8,B从M左侧离开,通过的路程
如果0.8<μ<1,B经与卡口碰撞、往返多次后最终静止在N点,通过的路程S3,由动能定理得
解得
S3=1.3μ(m)
14、(1);(2);(3)F>1.47N
【解析】
(1)设共速时速度为v1 ,对物块与小车,由动量守恒得
对小车,由动量定理得
解得:;
(2)物块不从小车右端滑出,则在末端共速,设共同速度为v2,对物块与小车组成的系统,由动量守恒得
再由能量守恒得:
解得:,即物块划上小车左端的速度不能超过;
(3)设恰好能使物块滑出小车的拉力为F,由题意,物块应在小车末端共速
对物块,由牛顿第二定律得:
对小车:由牛顿第二定律得:
由运动学,共速有:
由位移关系,得:
综上各式,解得:F=22/15≈1.47N 即当F>1.47N时物块可以滑出小车
15、(1);(2)。
【解析】
(1)沿AB入射的光将从B点射出,设光在玻璃内的速度为v,则:
v=
又:
2R=ct
联立可得:
n=
(2)过P做入射光的法线,过P做AB的垂线,垂足为C,如图:因,所以∠POC=30°
由几何关系可知该光的入射角为30°
由折射定律:n=可得:
由几何关系:
PD=2R•cosr
从P入射的光到达D所用的时间:
联立可得:
t′=
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