2023届广东省华南师大附中高三年级摸底考试物理试题

这是一份2023届广东省华南师大附中高三年级摸底考试物理试题，共17页。
2023届广东省华南师大附中高三年级摸底考试物理试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．

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、两根相互平行的水平放置长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1>I2；有一电流元IL与两导线均平行，且处于两导线的对称面上，导线某一横截面所在平面如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．电流元所处位置的磁场方向一定竖直向下
B．电流元所处位置的磁场方向一定水平向右
C．要使电流元平衡，可在电流元正上方某位置加一同向通电导线
D．如果电流元在所处位置受的安培力为F，则两导线在该处的磁感应强度大小为B=
2、2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。若质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如图所示。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（　　）

A．A、B做圆周运动的半径之比为m2：m1
B．A、B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1
C．A、B做圆周运动的转速之比为1：1
D．A、B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1
3、如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的4倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（　　）

A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
4、电阻为R的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。下列判断正确的是（　　）

A．时刻线框平面与中性面平行
B．穿过线框的磁通量最大为
C．线框转动一周做的功为
D．从到的过程中，线框的平均感应电动势为
5、1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下列给出的与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电
B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
C．图丙中，若电子电荷量用表示，已知，由图像可求得普朗克常量的表达式为
D．图丁中，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知，该金属的逸出功为或
6、如图所示，质量为的小球用两根细线连接，细线的另一端连接在车厢顶，细线的另一端连接于侧壁，细线与竖直方向的夹角为保持水平，重力加速度大小为，车向左做加速运动，当段细线拉力为段细线拉力的两倍时，车的加速度大小为（）（　　）

A． B． C． D．
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、下列说法正确的是
A．做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期
B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射
C．波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同
D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播
E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
8、荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划. 登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为，则下列说法正确的是（ ）

A．飞船在轨道上运动时，运行的周期
B．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C．飞船在点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在点朝速度方向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
9、如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动，小球运动的v－t图像如图乙所示，其中OA段为直线段，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是（　　）

A．小球在时刻所受弹簧的弹力等于 mg
B．小球在时刻的加速度大于
C．小球从时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点
D．小球从时刻到时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
10、一列简谐横波在介质中沿x轴传播，在时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点。此时质点P正在向动能减小的方向运动，质点Q横坐标为5cm。时，质点Q第一次回到平衡位置，时，质点P第一次回到平衡位置。下列说法正确的是（　　）

A．波沿x轴负方向传播 B．时，质点P向y轴负方向运动
C．波长为12cm D．时，质点P位于波峰
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）某同学采用惠斯通电桥电路测量一未知电阻Rx的阻值。电路中两个定值电阻R1=1000Ω、R2=2000Ω，R3为电阻箱（阻值范围0~999.9Ω），G为灵敏电流计。
(1)具体操作步骤如下∶
①请依据原理图连接实物图_________；
②闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8Ω时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥达到平衡；
③求得电阻Rx=____Ω。
(2)该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，已知器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是_______。

12．（12分）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻：

①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻Rv=10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R1（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）
R2（阻值范围0-1000Ω，额定电流1A）
定值电阻：R3=0.5Ω
该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________；
②该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A；
③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______（填写器材的符号）；
④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=_______Ω （结果保留两位有效数字）。
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）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产生的静电场外，变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。电子质量为，电荷量为。请分析以下问题。
(1)如图1所示，在金属丝和金属板之间加以电压，金属丝和金属板之间会产生静电场，金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时的速度，求电子穿出金属板时的速度大小v；
(2)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图2所示。上图为侧视图，为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。
a.如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为，方向沿轨迹切线方向。求初速为的电子经时间获得的动能及此时电子所在位置的磁感应强度大小；
b.在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子的感生电场是否可以引入电势概念。

14．（16分）小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24 m．一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：

(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；
(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.
15．（12分）如图，在x0y平面坐标系的第Ⅰ象限内有沿x轴负方向的匀强电场，它的场强大小为 E=4×105V/m，第Ⅱ象限有垂直平面向里的匀强磁场—个带正电粒子以速度大小v0=2×107m/s 从上A点沿y轴正方向射人电场，并从C点进入磁场.已知A点坐标为（0.2m，0），该粒子的比荷=2.5×109C/kg，不计粒子的重力.

(1)求C点的坐标；
(2)求粒子刚进入磁场时的速度；
(3)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的大小.



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】
AB．根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，又由于，可得电流元所处位置的磁场方向斜向右下，故A、B错误；
C．根据同向电流互相吸引，可判断要使电流元平衡，可在电流元右上方某位置加一同向通电导线，故C错误；
D．电流元在该处与磁场方向垂直，而受到的力为，所以根据磁感应强度的定义可知两导线在该处的磁感应强度大小为

故D正确；
故选D。
2、D
【解析】
AB．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力

可知两天体的向心力大小相等，半径之比为

AB正确；
C．根据角速度与转速的关系

可知两天体转速相同，C正确；
D．由

得

D错误。
本题选不正确的，故选D。
3、C
【解析】
AB．由于电流表A的每个最小格表示0.02A，当将接线柱 1、2 接入电路时，电流表A与电阻R1并联，当电流表中通过0.02A的电流时，根据欧姆定律可知，流过R1的电路为0.04A，故干路电流为0.06A，即此时每一小格表示 0.06 A，故AB均错误；
CD．将接线柱 1、3 接入电路时，电流表与电阻R1并联后再与电阻R2串联，当电流表中通过0.02A的电流时，R1中的电流仍是0.04A，故干路电流就是0.06A，所以通过接线柱1的电流值就是0.06A，所以它表示每一小格表示 0.06 A，选项C正确，D错误。
故选C。
4、B
【解析】
A．由图可知时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，A错误；
B．当感应电动势等于零时，穿过线框回路的磁通量最大，且由得

B正确；
C．线圈转一周所做的功为转动一周的发热量

C错误；
D．从到时刻的平均感应电动势为

D错误。
故选B。
5、D
【解析】
A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器也带正电，选项A错误；
B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，但是遏止电压和光的强度无关，选项B错误；
C．根据，则由图像可得

解得

选项C错误；
D．图丁中，根据，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知，该金属的逸出功为或，选项D正确。
故选D。
6、D
【解析】
设段细线的拉力为，则


求得，选项D正确，ABC错误。
故选D。

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、ADE
【解析】
A．做简谐振动的物体，两相邻的位移和速度始终完全相同的两状态间的时间间隔为一个周期，故A正确；
B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射，故B错误；
C．波的周期与波源的振动周期相同，波速是波在介质中的传播速度，在均匀介质中波速是不变的，而波源的振动速度是波源做简谐运动的速度，是时刻变化的，故C错误；
D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播，电磁波是横波，故D正确；
E．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故E正确。
故选ADE。
8、ACD
【解析】
A、根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期，故选项A正确；
BC、飞船在点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则飞船在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故选项B错误，C正确；
D、根据以及，解得，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度，故选项D正确。
9、BC
【解析】
A．小球在时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，则有
弹
故A错误；
B．在乙图中，关于点对称的点可知此时弹簧的弹力为，由对称性得由对称轴到对称点的弹簧的弹力再变化，故到达点时弹簧的弹力大于，所以弹力大于，根据牛顿第二定律可知
弹
解得

故B正确；
C．整个过程中，弹簧和小球组成的系统，机械能守恒，故从点释放，小球能到达原来的释放点，故C正确；
D．小球从时刻到时刻的过程中，系统机械能守恒，则有重力势能的减小量与动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，所以重力势能的减小量小于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。
故选BC。
10、BC
【解析】
A．当时，质点P正在向动能减小的方向运动，即P点向y轴正方向运动，根据上下坡法，机械波向x轴正方向传播，A错误；
B．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，当经过，质点P由y轴上方位置第一次回到平衡位置，应该向y轴负方向运动，B正确；
C．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，由于时质点P第一次回到平衡位置，设波速为v，在时间内，波传播的距离为

也可表示为

而

解得

C正确；

D．波峰与P点水平距离为

传播时间为，D错误。
故选BC。

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、 370.4 电阻箱的阻值调节范围小
【解析】
(1)①[1]根据原理图连接实物图为

③[2]当灵敏电流计读数为零时，根据电桥平衡可得

解得

(2)[3]灵敏电流计的示数不能为0，则有

可得

根据题意可知电阻箱的阻值的值必定小于的值，故可能的原因是电阻箱的阻值调节范围小。
12、量程与被测电流值相比较太大 0.603 R1 1.48 0.84（0.70-0.90之间都给分）
【解析】
①[1] 一节干电池的电动势约E=1．5V，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，它的阻值范围是0-10Ω，电路中最小电流约为

电流表A的量程是3A，被测电流值与电流表量程相比差距太大，因此不能用电流表A。
②[2] 改装后电流表量程：

③[3]根据以上分析可知，选用的滑动变阻器是R1。
④[4][5] 由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：
E=1．48V
图线的斜率大小k=r，由数学知识知：

则电源的内阻为：
r=k=0.84Ω

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) ；(2) a．，；b．不能
【解析】
(1)电子在电场中加速，由动能定理

解得

(2)a．电子受到一直沿切线方向的电场力而不断加速，由牛顿第二定律

由匀变速直线运动规律，经过时间t，获得速度

动能

联立以上各式，可得

电子受到一直指向圆心的洛伦兹力而不断改变速度的方向

洛伦兹力充当向心力

联立可得

b．假设电场恒定，电子顺时针转一周，电场力做负功，电势能减少；电子逆时针转一周，电场力做正功，电势能增加。可以看出，同样的起点和终点，电场力的做功不同，说明电场力做功不是与路径无关，进而同一点的电势能不是不变的。因此对加速电子的感生电场，是不能引入电势概念的。
14、（1）2.4m/s（2）48N（3）64J；26.88J
【解析】
(1)由牛顿第二定律：

进入磁场时的速度：

(2)感应电动势：

感应电流：

安培力：

代入得：

(3)健身者做功：

由牛顿定律：

CD棒在磁场区做匀速运动
在磁场中运动时间：

焦耳热：

15、（l）（0，0.4m）；（2），与y轴的夹角为；（3）．
【解析】
试题分析：（1）粒子在第一象限内做类平抛运动，即沿y轴正方向做匀速直线运动，沿x轴负方向做匀加速直线运动，由类平抛运动规律可以求出水平位移．（2）在第一问手基础上，求出类平抛运动的末速度即为进入磁场的初速度．（3）粒子进入第二象限后做匀速圆周运动，若要使粒子不进入第三象限，则当粒子的运动轨迹恰与x轴相切时，是粒子的最大的半径，对应最小的磁感应强度．
（l）粒子在第I象限内的运动类似平抛运动，轨迹如图

沿x轴负方向做匀加速运动，则有：，
沿y轴正方向做匀速运动，则有：
联立解得：y=0.4m
故粒子经过y轴时的坐标为（0，0.4m）
（2）设粒子进入磁场时的速度为v
则x轴方向的速度为，y轴方向的速度为
由，解得：
设速度v的方向与y轴的夹角为
则有：
解得：，即速度v的方向与y轴的夹角为
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，其最大半径为R的圆弧
在运动轨迹图中，由几何关系得：，
又
联立解得：磁感应强度最小值为
则第 II象限内的磁场磁感应强度
【点睛】本题是带电粒子在组合的匀强电场和匀强磁场中做类平抛运动和匀速圆周运动的综合题，需要考虑的是带电粒子在匀强磁场中运动的极端情况，要使粒子不进入第三象限，则带电粒子最大的运动半径恰恰与x轴相切，由几何关系求出最大半径，再由洛仑兹力提供向心力从而求出最小的磁感应强度．