2023-2024学年广东省广州市高三上学期模拟试题（二）物理（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省广州市高三上学期模拟试题（二）物理（含解析），共16页。

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、如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B．水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒
C．火箭获得的最大速度为
D．火箭上升的最大高度为
2、2018年11月6日，中国空间站“天和号”以1：1实物形式(工艺验证舱)亮相珠海航展，它将作为未来“天宫号”空间站的核心舱．计划于2022年左右建成的空间站在高度为400~450km(约为地球同步卫星高度的九分之一)的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A．空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度
B．空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的3倍
C．空间站运行的周期大于地球的自转周期
D．空间站运行的角速度大于地球自转的角速度
3、如图所示，小球B静止在光滑水平台右端，小球A以一定的初速度v0与小球B发生弹性正撞，碰撞后两小球由台阶水平抛出，B球第一次落在了水平地面上的P点，A球第一次落到地面上弹起来后第二次也落到了P点。若两球与地面碰撞时没有能量损失，碰撞前后速度方向满足光的反射定律，则A、B两球的质量之比m1：m2为（ ）
A．2∶1B．3∶1C．3∶2D．5∶3
4、如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则（ ）
A．电子在磁场中做类平抛运动
B．电子在磁场中运动的时间t=
C．洛伦兹力对电子做的功为Bevh
D．电子在N处的速度大小也是v
5、质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角．槽放在光滑的水平桌面上，通过细线和滑轮与重物C相连，细线始终处于水平状态．通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与绳质量都不计，要使小球不从槽中滚出 ，则重物C的最大质量为（ ）
A．
B．2m
C．
D．
6、如图所示，斜面固定在水平面上，斜面上一个物块在沿斜面向下拉力F1作用下匀速下滑，某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则之后较短的一段时间内物块的运动状态是（ ）
A．仍匀速下滑B．匀加速下滑
C．匀减速下滑D．不确定，这与接触面摩擦系数的大小有关
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、如图，在一个光滑水平面上以速度v运动的小球，到达A处时遇到一个足够长的陡坡AB，已知AB与竖直线之间的夹角为α，重力加速度取g。则小球（ ）
A．离开A到落到斜坡前的加速度为g
B．经时间t=落到斜面上
C．落在斜坡上的位置距A的距离为
D．落到斜坡上时的速度大小为
8、有一个原副线圈匝数比为10：1的理想变压器，如图所示，原线圈所接交流电源的电压瞬时值表达式为u=300sin50πt（V）副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为均标有“20V.10W”的灯泡，当S闭合时，两灯恰好正常发光。则（ ）
A．电阻R=10ΩB．流过R的交流电的周期为0.02s
C．断开S后，原线圈的输入功率减小D．断开S后，灯L1仍能正常发光
9、、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示 、周围的a与r2 的反比关系，它们左端点横坐标相同，则
A．的平均密度比 的大
B．的第一宇宙速度比 的小
C．的向心加速度比 的大
D．的公转周期比 的大
10、一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是
A．质点Q的振动图像与图(b)相同
B．在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
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）小鹏用智能手机来研究物体做圆周运动时向心加速度和角速度、半径的关系。如图甲，圆形水平桌面可通过电机带动绕其圆心O转动，转速可通过调速器调节，手机到圆心的距离也可以调节。小鹏先将手机固定在桌面某一位置M处，通电后，手机随桌面转动，通过手机里的软件可以测出加速度和角速度，调节桌面的转速，可以记录不同时刻的加速度和角速度的值，并能生成如图乙所示的图象。
(1)由图乙可知，时，桌面的运动状态是______________（填字母编号）；
A．静止 B．匀速圆周运动 C．速度增大的圆周运动 D．速度减小的圆周运动
(2)仅由图乙可以得到的结论是：____________；
(3)若要研究加速度与半径的关系，应该保持_________不变，改变______，通过软件记录加速度的大小，此外，还需要的测量仪器是：__________________。
12．（12分）如图所示是“验证动量守恒定律”实验中获得的频闪照片，已知A、B两滑块的质量分是在碰撞，，拍摄共进行了四次。第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞墙之后。B滑块原来处于静止状态，并且A、B滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据频闪照片（闪光时间间隔为0.5s）回答问题。
(1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在__________cm刻度处；
(2)A滑块碰撞后的速度__________，B滑块碰撞后的速度_____，A滑块碰撞前的速度__________。
(3)根据频闪照片分析得出碰撞前两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是___；碰撞后两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是____。本实验中得出的结论是______。
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，光滑水平地面上方ABCD区域存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场，电场强度E=1×106N/C，方向竖直向上，AD距离为1m，CD高度为1m，一厚度不计的绝缘长木板其右端距B点1m，木板质量M=1kg，在木板右端放有一带电量q=+ 1×10-6C的小铁块（可视为质点），其质量m=0.1kg，小铁块与木板间动摩擦因数μ=0.4，现对长木板施加一水平向右的恒力F1=11.4N，作用1s后撤去恒力，g取10m/s1．
(1)求前1s小铁块的加速度大小am，长木板加速度大小aM；
(1)要使小铁块最终回到长木板上且不与长木板发生碰撞，求磁感强度B的最小值；
(3)在t=1s时再给长木板施加一个水平向左的力F1，满足（1）条件下，要使小铁块回到长木板时恰能相对长木板静止，求木板的最小长度（计算过程π取3.14）．
14．（16分）如图所示，是重力为的匀质细直杆，其中端通过光滑铰链固定于竖直墙壁上，端受一与细直杆夹角恒为的拉力作用，使杆子由水平位置缓慢沿逆时针方向转到竖直位置。求：
(1)当杆与墙壁的夹角为时，杆、端受到的作用力的大小；
(2)当杆与墙壁的夹角为时，杆、端分别受到的作用力的大小。
15．（12分）如图所示，一长为的水平传送带，以的速率逆时针转动。把一质量为的物块A以速度大小推上传送带的右端，同时把另一质量为的物块B以速度大小推上传送带的左端。已知两个物块相撞后以相同的速度在传送带上运动，两个物块与传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度，物块可视为质点且碰撞时间极短。求：
(1)经多长时间两个物块相撞；
(2)相撞后两个物块再经多长时间相对传送带静止；
(3)物块B与传送带因摩擦产生的热量。
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．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A错误；
B．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B错误；
C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有
解得
C错误；
D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有
解得
D正确。
故选D。
2、D
【解析】
根据来判断空间站运动的速度、加速度、角速度以及周期的大小
【详解】
ACD、根据 可知半径越大，周期越大，而加速度、线速度、角速度都在减小，故AC错；D对；
B、题目中给的是高度约为地球同步卫星高度的九分之一，那半径就不是九分之一的关系，所以空间站运行的速度不等于地球同步卫星运行速度的3倍，故B错；
故选D
【点睛】
本题比较简单，但如果不仔细读题的话就会做错B选项，所以在做题过程中仔细审题是非常关键的．
3、B
【解析】
由题意知两球水平抛出至第一次落到地面时，球运动的距离是球的3倍，故它们平抛的初速度
两球发生弹性碰撞，故
解得

解得
故选B。
4、D
【解析】
电子垂直射入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力将做匀速圆周运动，运动时间为：，故AB错误；由洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，电子在洛伦兹力方向没有位移，所以洛伦兹力对电子不做功，故C错误；电子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变也是v，故D正确．所以D正确，ABC错误．
5、D
【解析】
小球恰好能滚出圆弧槽时，圆弧槽对小球的支持力的作用点在A点，小球受到重力和A点的支持力，合力为，对小球运用牛顿第二定律可得 ，解得小球的加速度，对整体分析可得：，联立解得，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
6、C
【解析】
设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，以物体为研究对象进行受力分析如图所示：
沿斜面方向根据共点力的平衡条件可得：
F1+mgsinθ=μmgcsθ
所以μtanθ；当物块上再施加一个竖直向下的恒力F2，则有：
F2sinθμF2csθ
所以某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力F2后，物块将匀减速下滑，故ABD错误、C正确。
故选C。
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、ABC
【解析】
A．小球离开A后做平抛运动，只受重力，加速度为g，即离开A到落到斜坡前的加速度为g，故A正确；
B．落在斜面上时位移方向与竖直方向的夹角为α，则有
解得
故B正确；
C．落在斜坡上时的水平位移
则落在斜坡上的位置距A的距离
故C正确；
D．落到斜坡上时竖直方向速度
则落到斜坡上时的速度大小
故D错误。
故选ABC。
8、AC
【解析】
A．原线圈所接交流电压的有效值U1=V=300V，根据变压比可知，副线圈两端电压
U2==30V
灯泡正常发光，则电阻R两端电压为10V，流过的电流I2=A=1A，根据欧姆定律可知
R==10Ω
故A正确。
B．输入电压的角速度ω=50πrad/s，则周期T==0.04s，则流过R的交流电的周期为0.04s，故B错误。
C．断开S后，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，电流减小，故输出功率减小，则输入功率减小，故C正确。
D．断开S后，灯泡L1两端电压增大，不能正常发光，故D错误。
故选AC。
9、AC
【解析】
由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知的质量比的大，即的平均密度比的大，所以选项A正确； 由图可知，表面的重力加速比的大，由可知，的第一宇宙速度比的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，的向心加速度比的大，所以选项C正确；根据可知，的公转周期比的小，所以选项D错误；
考点：天体与万有引力定律
10、CD
【解析】
A.简谐机械波沿x轴正方向传播，在时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图(b)不是质点Q的振动图象，故A错误；
B.在t=0时刻，质点P位于波谷，速度为零，质点Q位于平衡位置，则质点P的速率比质点Q的小，故B错误；
C.在t=0时刻，质点P的位移比质点Q的大，由公式，则质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；
D.在时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示，故D正确。
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、B 半径一定，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大 转速（或角速度） 手机到圆心的距离（或半径） 刻度尺
【解析】
(1)[1]由图乙可知，时，加速度大小不变，角速度大小也不变，所以此时桌面在做匀速圆周运动，所以B正确，ACD错误。
故选B。
(2)[2]由图乙可以看出，加速度和角速度的变化曲线大致一样，所以可以得到的结论是：半径一定时，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大。
(3)[3][4]物体做圆周运动的加速度为
若要研究加速度与半径的关系，应该保持转速（或角速度）不变，改变手机到圆心的距离（或半径）；
[5]所以还需要的测量仪器是刻度尺。
12、30 0.4m/s 0.6m/s 0.8m/s 1.2 1.2 两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒
【解析】
(1)[1]由碰撞前A、B位置可知碰撞发生在30cm处；
(2)[2][3][4]碰后A的位置在40cm，60cm，80cm处，则
碰后B的位置在45cm，75cm，105cm处，则
由碰撞前A、B位置可知碰撞发生在30cm处，碰后B从30m处运动到45cm处，经过时间
碰前A从10cm处运动到30cm处用时
则碰前
(3)[5]碰撞前两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和
[6]碰撞后两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和
[7]本实验中得出的结论是两滑块组成的系统在相互作用过程中动量守恒
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）4m/s1；6m/s1；（1） ；（3）6.915m
【解析】
（1）当F作用在长木板上时，对小铁块由牛顿第二定律：，
解得：
对长木板：
代入数据解得：
（1）由于，此后小铁块进入复合场做匀速圆周运动（如图所示），
当，铁块必定会与木板碰撞，当时有可能不会相撞，但B不是最小值，因此要使得小铁块与长木板不发生碰撞，其圆周运动半径r=1m，此时对应的磁场强度最小
根据：
速度关系为：
联立解得：
（3）长木板运动1s末位移为：
速度关系为：
小铁块运动1s末位移：
撤去F后长木板减速运动，小铁块离开长木板后先在磁场中做匀速圆周运动，出场后竖直上抛，设小铁块离开长木板的总时间
小铁块在磁场中运动的总时间：
小铁块出场后上抛与下降的总时间：
所以：
若小铁块回到木板时不发生滑动，则木板速度与小铁块相同，此过程木板匀速运动位移为：
此时小铁块从C点滑上长木板，距木板右端
代入数据得木板的最小长度：
14、 (1)， ；(2)，
【解析】
(1)当杆与墙壁的夹角为，对杆的受力分析如图所示：
据平衡条件可得
(2)当杆与墙壁的夹角为时，对杆的受力分析如图所示：
由三力组成的矢量三角形与相似，有
设杆子长为，由几何关系知
解得
15、 (1)1s(2)(3)
【解析】
(1)由题意知物块A随传送带一起做匀速直线运动，设物块B做加速度大小为的匀减速直线运动，则由牛顿第二定律有
设经时间两个物块相撞，则有
解得
或者（舍去）
(2)规定向右为正方向，两个物块相撞后瞬间的速度为，则有
以两个物块为系统，经时间两个物块相对传送带静止，由动量定理得
解得
(3)设物块B在与物块A相撞之前与传送带因摩擦产生的热量为，由能量守恒定律有
设碰撞之后物块B与传送带因摩擦产生的热量为，由能量守恒定律有
物块B与传送带因摩擦产生的热量
解得