广东省中山市华侨中学2022-2023学年高三上学期（港澳班）第三次模拟考物理试题（解析版）

这是一份广东省中山市华侨中学2022-2023学年高三上学期（港澳班）第三次模拟考物理试题（解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每题4分，共52分）
1. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点。是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图象，则（ ）
A. 时，质点的速度方向向上
B. 该波沿轴负方向传播，传播速度为
C. 再经过，质点沿波的传播方向移动
D. ，质点的加速度沿轴的正方向
【答案】D
【解析】
【详解】A．从乙图可以看出，时，质点Q的速度方向向下，故A错误；
B． t=0.10s时刻Q沿y轴负方向运动，所以甲图中的波形向左传播，波速为
故B错误；
C．质点在平衡位置往复运动，不随波移动，故C错误；
D．在时刻质点P沿y轴正向振动，在时，即经过0.15s= 质点P在x轴下方，则此时质点的加速度沿轴的正方向，选项D正确。
故选D。
2. 如图所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为，形成的机械波的波速都是10m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m。则（ ）
A. 波的波长为2mB. 波的周期为10s
C. P点是振动加强点D. P点是振动减弱点
【答案】C
【解析】
【详解】B．由简谐运动表达式可知波源振动的角频率为，根据
解得波的周期
T=0.1s
B错误；
A．根据波速与周期的关系有
解得波的波长
A错误；
CD．由于介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，则有
即P点与A、B两波源间的距离差为一个波长，由于A、B是振动情况完全相同的两个波源，可知P点是振动加强点，C正确，D错误。
故选C。
3. 甲、乙两车同时同地出发，在同一平直公路上行驶。其中甲车做匀速直线运动，乙车由静止开始做匀加速直线运动，两车运动的位移随时间变化关系如图。则乙车追上甲车前两车间的最大距离是（ ）
A. B. C. D. 以上都不对
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，由图可知，甲做匀速直线运动的速度为
当，甲乙的位移相等，把图像转换成图像，如图所示
当甲乙速度相等时，两车间的距离最大，由图像中，面积表位移可知，图中阴影部分的面积即为最大距离，最大距离为
故选B。
4. 如图所示，一木块受到一水平力F作用静止于斜面上，且力F的方向与斜面平行。如果将力F撤掉，下列对木块的描述正确的是（ ）
A. 木块将沿斜面下滑B. 木块受到的摩擦力变大
C. 木块立即获得加速度D. 木块所受的摩擦力方向改变
【答案】D
【解析】
【详解】设木块的重力为G，将木块所受的重力沿垂直于斜面方向和沿斜面向下方向分解，沿斜面向下的分力大小为Gsinθ，在斜面平面内受力如图甲所示
力F未被撤掉时，由图根据平衡条件得，静摩擦力大小
力F被撤掉时，重力分力
所以木块仍保持静止，受力如图乙所示
根据平衡条件得
Ff2=Gsinθ
所以木块受到的摩擦力变小，方向变为沿斜面向上，ABC错误，D正确。
故选D。
5. 某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆水平时距水平地面高为，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，自动识别区到的距离为，汽车匀速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为，闸杆转动的角速度为。若汽车可看成高的长方体，闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距离为，要使汽车顺利通过闸杆（车头到达闸杆处视为通过闸杆），则汽车匀速行驶的最大允许速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为，由几何知识可得
解得
则直杆的转动时间为
则汽车的行驶时间为
则汽车匀速行驶的最大允许速度为
故选B。
6. 带式传送机是在一定的线路上连续输送物料的搬运机械，又称连续输送机。如图所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带上，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的痕迹。下列说法正确的是（ ）
A. 黑色的痕迹将出现在木炭包的左侧
B. 传送带速度一定时，木炭包与传送带间动摩擦因数越大，痕迹的长度越长
C. 木炭包与传动带间动摩擦因数一定时，传送带运动速度越大，痕迹的长度越大
D. 黑色痕迹越长系统产生的热量越多
【答案】C
【解析】
【详解】A．在木炭与传送带速度达到相等之前，二者保持相对滑动，传送带的位移大于木炭的位移，木炭相对于传送带向左运动，所以黑色的痕迹出现在木炭的右端，故A错误；
BC．设传送带的速度为v，木炭和传送带间的动摩擦因数为μ，痕迹的长度为
所以
由此可知，μ越大，L越小，与木炭的质量无关，传送带速度v越大，L越大，故B错误、C正确；
D．系统产生的热量
系统产生的热量与木炭包的质量和传送带的速度有关，D错误。
故选C
7. 甲、乙两铁球质量分别是、，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是、。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是（ ）
A. 、B. 、
C. 、D. 、
【答案】B
【解析】
【详解】以甲初速度方向为正方向，碰撞前总动量为
碰撞前的总动能为
A．如果、，可得碰撞后总动量为
碰撞后的总动能为
可知碰撞后的总动能大于碰撞前的总动能，这是不可能的，故A错误；
B．如果、，可得碰撞后总动量为
碰撞后的总动能为
可知碰撞后的总动能小于碰撞前的总动能，碰撞过程满足动量守恒，这是可能的，故B正确；
C．如果、，可得碰撞后总动量为
碰撞后的总动能为
可知碰撞后的总动能小于碰撞前的总动能，但碰撞过程不满足动量守恒，这是不可能的，故C错误；
D．如果、，可得碰撞后总动量为
碰撞后的总动能为
可知碰撞后的总动能大于碰撞前的总动能，这是不可能的，且碰后甲的速度依然大于乙的速度，不满足速度合理性，故D错误。
故选B。
8. 北京时间2021年2月4日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星六号发射升空，卫星进入预定轨道，通信技术试验卫星主要用于卫星通信、广播电视、数据传输等业务，并开展相关技术试验验证。如图所示，是在地球大气层外圆形轨道上运行的四颗人造卫星，其中的轨道相交于，在同一个圆轨道上，轨道在同一平面上，某时刻四颗卫星的位置及运行方向如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 受地球引力大小相等B. 加速不可追上前方卫星
C. 两卫星的线速度相同D. 可能在轨道相交点相撞
【答案】B
【解析】
详解】A．根据，a、c运动半径相同，质量未知，无法判断引力大小，A错误；
B．d加速做离心运动，会上到高轨道，无法追上前方卫星b，B正确；
C．b、d两卫星的线速度方向不同，C错误；
D．a、c运动半径相同，周期也相同，由图中初始位置可知，a、c不可能在P点相撞，故D错误。
故选B。
9. 一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，则力F做功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由动能定理得
得
故选B。
10. 如图所示，某次训练时将乒乓球发球机置于地面上方某一合适位置，正对竖直墙面水平发射乒乓球。现有两个质量相同的乒乓球a和b以不同速度水平射出，碰到墙面时下落的高度之比为，不计阻力，则乒乓球a和b（ ）
A. 碰墙前运动时间之比为
B. 重力对两乒乓球的冲量大小之比为
C. 重力对两乒乓球的平均功率之比为
D. 初速度之比为
【答案】B
【解析】
详解】A．乒乓球做平抛运动，根据
碰到墙面时下落的高度之比为，则乒乓球碰墙前运动时间之比为，故A错误；
B．根据冲量的定义I＝Ft可得重力对两乒乓球的冲量大小之比为，故B正确；
C．根据重力做功
可知重力对两乒乓球做功之比为，重力的平均功率
故重力对两乒乓球的平均功率之比为，故C错误；
D．根据水平方向
可得，两乒乓球做平抛运动的初速度之比为，故D错误。
故选B。
11. 如图所示，平行板电容器经开关S与电源连接，C点所在位置的空间坐标不变且始终处于由带电平板所激发的匀强电场中，B板接地，闭合开关，将A板上移一小段距离，以下说法正确的是（ ）
A. 极板间电压增大B. 极板间电场强度不变
C. 极板所带电荷量增大D. C点电势降低
【答案】D
【解析】
【详解】A．开关S闭合，板间电势差不变，故A错误；
B．将A板上移一小段距离，d变大，则由
可知，极板间电场强度变小，故B错误；
C．根据
可知距离增大，电容器的电容减小。而两极板间的电势差不变，由
可知极板所带电荷量减小，故C错误；
D．由于两极板间的场强减小，故C相对于B板的电势差减小，而B板电势不变，所以C点电势降低，故D正确。
故选D。
12. 两个完全相同的正四棱锥叠放在一起，构成如图所示的形状，其中a点固定点电荷，c点固定点电荷，O点为两棱锥公共正方形底面的中心，且，规定无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A. b点的电势比e点的电势高
B. b、d两点的电场强度不同
C. 负电荷沿棱由移动的过程中，电场力一直做正功
D. 若将由a点放到e点，则O点的电势不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．等量异种电荷的电场线和等势线分别是关于连线和中垂线对称的，由等量异种电荷的电场特点，结合题图可知，两点在等量异种电荷的中垂面上，因此两点的电势相等，选项A错误；
B．由于b、d两点到O点的距离相等，由对称性可知，b、d两点的电场强度大小相等，方向相同，选项B错误；
C．由于为连线的中垂面，则该面上所有点的电势相同，因此负电荷沿棱由移动的过程中，在同一个等势面内运动，电场力一直不做功，选项C错误；
D．将从a点移动到e点，由几何关系可知O点位于连线的中垂线上，则O点的电势仍为零，因此O点的电势不变，选项D正确。
故选D。
13. 如图甲所示，水平轻质弹簧一端与物块A左侧相连，一起静止在光滑水平面上，物块B从左侧以大小为的初速度向弹簧和物块A运动。运动过程中两物块的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 物块A的质量大于物块B的质量
B. 时刻物块A的加速度大于物块B的加速度
C. 时刻弹簧的弹性势能最大
D. 若，两物体在时刻的总动能小于时刻的总动能
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，物块A、B及弹簧组成的系统所受合外力为零，由图乙可知，在时刻，物块A、B的速度相等为，设物块A的质量为，物块B的质量为，由动量守恒定律有
可得
故A错误；
B．根据题意可知，时刻弹簧对物块A、B的弹力大小相等，由A分析可知，物块A、B的质量相等，由牛顿第二定律可知，物块A的加速度大小等于物块B的加速度大小，故B错误；
C．由图乙可知，时刻前，物块B的速度大于物块A的速度，弹簧被压缩，弹性势能增大，时刻后，物块B的速度小于物块A的速度，物块A、B远离，弹簧的弹性势能减小，则时刻弹簧的弹性势能最大，故C正确；
D．根据题意，由图可知，图像中面积表示位移，由于，则从到物块A、B的相对位移小于从到，即在时弹簧的形变量小于在时，由于整个过程物块A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，则两物体在时刻的总动能大于时刻的总动能，故D错误、
故选C。
二、实验题（共21分）
14. 在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中：
（1）摆线质量和摆球质量分别为m线和m球，摆线长为l，摆球直径为d，则_______；
A．m线>>m球，l<>m球，l>>d
C．m线<>d
（2）小明在测量后作出的T2-l图线如图所示，则他测得的结果是g=__________m/s2。（保留2位小数）
（3）为了减小误差，应从最高点还是最低点开始计时，请简述理由_________。
【答案】 ①. D ②. 9.74 ③. 最低点，在最低点加速度最小，速度变化慢，更容易判断，所以测得的时间误差较小
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小实验册误差，该实验中要求摆线质量远小于摆球的质量，即m线<>d；故选D。
（2）[2]由于
可得
根据T2-l图线可知
解得
g=9.74m/s2
（3）[3]最低点，在最低点加速度最小，速度变化慢，更容易判断，所以测得的时间误差较小。
15. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则应选择_____
A. m1＞m2，r1＜r2 B. m1＞m2，r1＞r2 C. m1＞m2，r1=r2 D. m1＜m2，r1=r2
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是___________。（填选项的符号）
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置
E.测量两球平抛射程
（3）经测定入射小球的质量为m1，被碰的小球质量为m2，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后m 的动量分别为p1与，若碰撞结束时m2的动量为，碰撞前、后系统总动量的比值为___________（用m1、m2、x1、x2、x3表示）
（4）有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程的最大值为_______（用m1、m2、x2表示）
【答案】 ①. C ②. ADE ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]要使两球发生对心正碰，两球半径应相等，即r1、r2大小关系为
r1=r2
为防止入射球碰撞后反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：m1、m2大小关系为
m1＞m2
故选C。
（2）[2] 要验证动量守恒定律定律，即验证
m1v0=m1v1+m2v2
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
m1v0t=m1v1t+m2v2t
因此本实验需要测量的量有两小球的质量m1、m2和平抛射程OM、ON，显然要确定两小球的平均落点M和N的位置，则
m1OP=m1OM+m2ON
因此在该实验中，需要用天平测量两个小球的质量m1、m2，以及需要分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N并测量平抛射程OM，ON，而不需要测量小球m1开始释放高度h以及测量抛出点距地面的高度H，故选ADE。
（3）[3]碰撞前后总动量的比值
（4）[4]小球发生弹性碰撞时，被碰小球平抛射程最大，根据动量守恒
m1OP=m1OM+m2ON
根据能量守恒
m1OP2=m1OM2+m2ON2
联立可得
即
三、解答题（共77分）
16. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时刻的波形，质点振动的周期T满足，求：
（1）波传播的速度大小与方向（计算结果保留一位小数）；
（2）时刻，平衡位置在处的质点的位移。
【答案】（1），沿x轴正方向传播；（2）
【解析】
【详解】（1）由题图可知波长，若波沿x轴正方向传播，则有
又
解得
则波的周期
波传播的速度大小
若波沿x轴负方向传播，则
又
n无解，因此波一定沿x轴正方向传播，速度大小为；
（2）处的质点在时刻，正沿y轴正方向运动，因此振动方程为
时，该质点的位移
17. 我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入。
（1）若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，月球绕地球运动的周期为，月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径。
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为的某处以速度水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为。已知月球半径为，引力常量为，试求出月球的质量。
【答案】（1） （2）
【解析】
【详解】(1)设地球质量为M，根据万有引力定律及向心力公式得：
万有引力等于重力：
联立解得：
(2)设月球表面处的重力加速度为，小球飞行时间为
根据题意得：
下落高度：
万有引力等于重力：
联立解得：
18. 分析清楚了物体的受力情况，就能判断物体的运动状态；确定了物体的运动状态，也能反过来推断物体的受力情况。因此从物体受力或物体运动状态人手分析和研究问题是我们解决物理问题的重要方法。请结合所学知识完成下列问题。
（1）如图1所示，固定在水平地面上的倾斜直杆顶端固定一小球。小球处于静止状态且所受重力为G。求直杆对小球的作用力大小与方向。
（2）如图2所示，将一个质量为m=4kg的铅球放在倾角为37°的光滑斜面上，并用竖直光滑挡板挡住，铅球和斜面均处于静止状态。（已知sin37°=06，s37°=0.8取）。请画出铅球受力示意图并求出挡板对铅球的弹力大小。
（3）北京冬奥会将于2022年2月4日开幕，冬奥会的承办有利于加快我国冰雪项目的发展与竞技成绩的提高，也促进了冰雪运动的普及与推广。如图3所示，一名滑雪爱好者，以的初速度沿滑雪场倾斜滑道匀加速下滑，滑道的倾角，若滑雪板与雪面间的动摩擦因数，不考虑空气阻力对滑雪者的影响。（sin37°=0.6，cs37°=0.8，取）。求滑雪者运动时加速度a的大小。
【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球处于静止状态，根据平衡条件
杆对小球的作用力大小，方向竖直向上
（2）受力分析如图
根据平衡条件
得
（3）由牛顿第二定律
得
19. 如图所示，光滑水平细杆MN、CD，MN、CD在同一竖直平面内．两杆间距离为h，N、C连线左侧存在有界的电场，电场强度为E．质量为m的带正电的小球P，穿在细杆上，从M端点由静止向N端点运动，在N、C连线中点固定一个带负电的小球，电荷量为Q．在匀强电场中做匀速圆周运动恰好回到C点，且小球P与细杆之间相互绝缘．
求：①带正电的小球P的电荷量q
②小球P在细杆MN上滑行的末速度v0；
③光滑水平细杆M、N两点之间的电势差；
【答案】①；②；③；
【解析】
【详解】①因带点小球做匀速圆周运动可得
②库仑力提供向心力
h=2r
③在细杆MN上的动能定理
考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动。
20. 如图所示，一质量为m1=0.2kg的“T”形杆P竖直放在地面上，有一质量为m2=0.3kg的金属圆环Q套在“T”形杆P的直杆上很难分离。某工程师设计了一个方法成功将金属环Q与“T”形杆P分开，该工程师在“T”形杆P与金属圆环Q间装上适量的火药，火药爆炸瞬间化学能中的部分能量转化为系统的机械能E，已知，金属圆环Q与“T”形杆P的直杆间滑动摩擦力大小恒为，不计空气阻力。重力加速度大小g取。
（1）求火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的速度大小；
（2）求点燃火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的加速度大小。
（3）若要求金属环Q与“T”形杆P分开，则直杆长度的最大值是多少？
【答案】（1），；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）设火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆环Q的速度大小分别为，，则
据动量守恒定律可得
联立解得
，
（2）P向上运动，摩擦力向下，据牛顿第二定律可得
Q向下运动，摩擦力向上，据牛顿第二定律可得
解得
，
（3）P减速至零的时间为
Q减速至零的时间为
可知P先减为零后反向加速，Q一直减速，当两者速度相等时分开，此时直杆的长度最大，以向下为正方向，可得
直杆长度的最大值为
联立解得