广东省广州市铁一中学2023-2024学年高三下学期开学考物理试卷

这是一份广东省广州市铁一中学2023-2024学年高三下学期开学考物理试卷，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
命题学校：广州市铁一中学命题人：任诗雨审题人：潘万洋
本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。
1．原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（ ）
A．频率相同的光子能量不一定相同
B．原子跃迁发射的光子频率一定不连续
C．原子跃迁只产生单一频率的光子
D．激光照射金属板不可能发生光电效应
2．2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示，嫦娥五号取土后，在P处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，以便返回地球。下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均超重
B．嫦娥五号在轨道Ⅰ的P处的速率大于在轨道Ⅱ的P处的速率
C．嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时加速度大小相等
D．嫦娥五号在轨道Ⅰ的机械能大于在轨道Ⅱ的机械能
3．如图所示，在某静电除尘器产生的电场中，带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用，分别从p点沿虚线pm、pn运动，被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是（ ）
A．p点的电势高于n点的电势
B．微粒在p点的电势能小于在m点的电势能
C．微粒从p到n的动能变化量等于从p到m的动能变化量
D．微粒从p到n的电势能变化量大于从p到m的电势能变化量
4．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有（ ）
A．弹性绳原长为15m
B．当运动员下降10m时，处于失重状态
C．当运动员下降15m时，其弹性势能最大
D．当运动员下降20m时，其加速度向下
5．如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力下列说法正确的是（ ）
A．头部对足球的平均作用力为足球重力的10倍
B．足球离开头部的瞬间动量大小为1.6kg·m/s
C．足球与头部作用过程中动量变化量大小为0kg·m/s
D．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N·s
6．如图所示，排球比赛中运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（ ）
A．排球两次飞行过程中时间相同
B．排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等
C．排球离开M点的速率比经过Q点的速率小
D．排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大
7．科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.25m2，共50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1：100。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花
B．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花
C．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花
D．线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花
二、多项选择题：本大题 3 小题，每题至少有两个正确选项， 每小题 6 分， 共 18 分。
8．某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是（ ）
A．该水面波的频率为6Hz
B．该水面波的波长为3m
C．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
9．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（ ）
A．a点与b点的磁感应强度不相同B．a点与c点的磁感应强度不相同
C．a点与d点的磁感应强度不相同D．两根导线相互吸引
10．如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒、垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知棒离开磁场区域前棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流随时间t的变化图像可能正确的有（ ）
A．B．C．D．
三、实验题：本大题共2小题，每空2分，共16分。
11．为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题：
（1）小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量△Ep= ，动能的增加量△Ek= 。（均用题中所给字母表示）
（2）观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因： 。
12．某学校实验小组设计了如图甲所示的电路图，可以同时测量电压表V的内阻和电流表G的内阻。可供选用的仪器有：

A．内阻约的待测电压表V，量程0~3V
B．内阻约500Ω的待测电流表G，量程0~
C．定值电阻
E．电阻箱
F．滑动变阻器（0~）
G．滑动变阻器（0~50Ω）
H．电源电动势，内阻忽略不计
I．开关、导线若干
（1）为了方便调节，滑动变阻器应选 （选填“”或“”）。
（2）实验中电阻箱的示数如图乙所示，则 Ω。
（3）闭合前，将滑动变阻器的滑片P调到 （选填“a”或“b”）处。
（4）将单刀双掷开关拨到1，调节滑动变阻器使得V和G有明显的读数，分别为、；再将单刀双掷开关拨到2，调节滑动变阻器，使得V和G有明显的读数，分别为、，则电流表G的内阻 ，电压表V的内阻 。（均选用、、、、R和表示）
四、计算题：本大题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分。
13．如图是由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好。该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，汽缸内的气体可视为理想气体，压强为，封闭气体和活塞柱长度均为。活塞柱横截面积为；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为时，弹簧的压缩量为。大气压强恒为，环境温度不变。求
（1）气缸内气体吸热还是放热？
（2）安装到汽车上后，气缸内气体的压强；
（3）该装置中弹簧的劲度系数。
14．如图，单人双桨赛艇比赛中，运动员用双桨同步划水使赛艇沿直线运动。运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段，假设划水和空中运桨用时均为，赛艇（含运动员、双桨）质量为，受到的阻力恒定，划水时双桨产生动力大小为赛艇所受阻力的2倍，某时刻双桨刚入水时赛艇的速度大小为，运动员紧接着完成1次动作，此过程赛艇前进，求：
（1）划水和空中运桨两阶段赛艇的加速度大小之比；
（2）赛艇的最大速度大小和此过程中阻力对赛艇做的功。
15．如图，在竖直平面的矩形区域abcd内有竖直向上的匀强电场。一带电小球从竖直边ab上的p点以某一速度射入该区域，小球沿pc做匀速直线运动。若在该区域内再加入垂直纸面向里的匀强磁场，完全相同的带电小球仍以相同的速度从p点射入该区域，则小球最终从cd边的某点k（图中未标出）垂直cd离开该区域。已知：小球质量为m，带电量为q，ad长为L，ap长为，pb长为，磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，小球在磁场中的运动时间小于。求：
（1）匀强电场的场强；
（2）带电小球的入射速度大小；
（3）带电小球从k离开时电势能的改变量。
参考答案：
1．B
【解析】A．根据可知，频率相同的光子能量相同，故A错误；
B．原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。电子轨道是量子化，能量是量子化的，故而频率是不连续的。这也就成功解释了氢原子光谱不连续的特点——频率不连续特点，故B正确；
C．原子在不同的轨道之间跃迁产生不同频率的光子，故C错误；
D．根据
可知，激光光子的能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】A．嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均处于失重状态，故A错误；
BD．嫦娥五号在轨道Ⅰ上经过P点时经加速后进入轨道Ⅱ运行，故嫦娥五号在轨道Ⅰ上P处的速率小于在轨道Ⅱ运行至P处时速率；加速后势能不变，动能增大，则机械能增大，故BD错误；
C．根据得
可知嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至P处时加速度大小相等，故D正确。
故选C。
3．C
【解析】A．沿着电场线，电势逐渐降低，则有，故A错误；
B．负电荷从p到m运动电场力做正功，电势能减小，有，故B错误；
C．两微粒均只受电场力而做正功，由动能定理有
因初末电势差相同，电量q相等，则电场力做正功相等，电势能能减小相等，两微粒的动能变化量相等，故D错误， C正确；
故选C。
4．B
【解析】A．时速度最大，此时加速度为零，合外力为零，弹力不为零，弹力等于重力，弹性绳处于伸长状态，故A错误；
B．当运动员下降10m时，速度向下并且逐渐增大，处于失重状态，故B正确；
C．当运动员下降15m时，速度不为零，运动员继续向下运动，弹性绳继续伸长，弹性势能继续增大，故C错误；
D．当运动员下降20m时，运动员向下减速运动，其加速度方向竖直向上，故D错误。
故选B。
5．B
【解析】足球自由落体80cm时的速度为v1，时间为t1，有
，
反弹后做竖直上抛运动，而上升的最大高度也为80cm，根据运动的对称性可知上抛的初速度，上升的时间；
AC．对足球与人接触的过程，，取向上为正，由动量定理有
解得
，
即头部对足球的平均作用力为36N，而足球的重力为4N，则头部对足球的平均作用力是重力的9倍，此过程的动量变化量大小为，故AC错误；
B．足球刚离开头部时的动量为
故B正确；
D．足球运动的全过程，所受重力的冲量为
故D错误；
故选B。
6．D
【解析】A．排球从M点水平抛出的做平抛运动，运动时间为
故从P点抛出的小球做斜抛的时间为从M点抛出的小球的运动时间的2倍，故A错误；
B．设排球的抛体高度为h，第一次从M到P，重力做正功为

第二次做斜上抛运动从P到Q到N点，重力做功为零，故B错误；
C．排球从M到P和从Q到N都是平抛运动，在M、Q点均只有水平方向的速度，高度h相同，由 知运动时间相同，第一次的水平距 大于第二次的水平距离 ，由 可推出离开M点的速度大于经过Q点的速度，故C错误；
D．将排球从P到Q的斜上抛运动由逆向思维法可看成从Q到P的平抛，则由M到P和Q到P的平抛运动比较，运动高度相同，则运动时间相同，竖直分速度 一样，但M到P的水平位移大，则水平速度 较大，由

可知从M到P的末速度大小大于从P到Q的初速度大小，故D正确。
故选D。
7．D
【解析】AB．电压表的示数为原线圈两端的电压有效值，刚点火时
5V和25V均小于，则不能达到点火电压，故AB错误；
CD．线圈在匀强磁场中转动产生交流电，设转速为n，则发电机的最大电动势为
发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值，，根据变压器两端的匝数比等于电压比，有
钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花，现令，联立各方程解得
，
故线圈转速等于4r/s时，副线圈的电压最大值超过了5000V，能产生电火花，故C错误，D正确。
故选D。
8．BD
【解析】A．由第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s，可得知振动的周期

频率为

故A错误；
B．该水面波的波长为

故B正确；
C．参与振动的质点只是在自己的平衡位置附近做往复运动，并不会“随波逐流”，但振动的能量和振动形式却会不断的向外传播。故C错误，D正确。
故选BD。
9．AC
【解析】ABC．通电直导线在周围形成的磁场，大小为，方向由安培定则可知垂直于点到导线垂直线段，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。a与b点的合磁感应强度方向不同；a与d点的合磁感应强度方向不同；故AC正确，B错误；
D．两平行的通电相反的直导线之间是互相排斥的，故D错误；
故选AC。
10．AC
【解析】AD．a棒以速度2v0先进入磁场切割磁感线产生的感应电流为
a棒受安培阻力做变加速直线运动，感应电流也随之减小，即图像的斜率逐渐变小；设当b棒刚进入磁场时a棒减速的速度为，此时的瞬时电流为
若，即
此时双棒双电源反接，电流为零，不受安培力，两棒均匀速运动离开，图像中无电流的图像，故A正确，D错误；
BC．若，即
此时双棒双电源的电动势不等要抵消一部分，因b棒的速度大，电流方向以b棒的流向，与原a棒的流向相反即为负，大小为
b棒通电受安培力要减速，a棒受安培力而加速，则电流逐渐减小，故B错误，C正确。
故选AC。
11． mgh 有空气阻力（做负功），机械能有损失
【解析】（1）小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量
△Ep= mgh
根据

动能的增加量

（2）观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，造成这一结果的主要原因是有空气阻力（做负功），机械能有损失。
12． 2500.0 a
【解析】（1）由于滑动变阻器采用了分压式接法，为了实验时调节方便，滑动变阻器的总阻值应当选择小一些的，则滑动变阻器选择最大阻值为的，即选择。
（2）根据题图乙所示可以知道该电阻箱可以精确到，则读数为
（3）为了确保电路的安全，闭合前，应将滑动变阻器的滑片调到最左端即处。
（4）将单刀双郑开关拨到1时，有
将单刀双郑开关拨到2时，有
解得
13．（1）放热（2）2.0×105Pa（3）2×104N/m
【解析】（1）气缸导热良好，气体温度不变，内能不变ΔU=0，气体体积减小，外界对气体做功(W>0），由热力学第一定律ΔU=W+Q，可知Q