2023届广东省高州市高三上学期第一次模拟考试物理试题含解析

高州市2023届高三第一次模拟考试

物  理

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图为中国运动员在冬奥会短道速滑比赛中的精彩瞬间。若他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，在一段时间内滑过一小角度，则他在这个过程中（　　）

A. 所受的合外力为零 B. 所受的合外力不为零，做匀变速运动

C. 合外力做功为零，合力的冲量也为零 D. 合外力做功为零，合力的冲量不为零

【答案】D

【解析】

【详解】AB．运动员沿圆弧弯道匀速率滑行，可看作匀速圆周运动，所受合外力提供向心力，方向始终指向圆心，合外力不为零，也不是恒力，故AB错误；

CD．合外力与速度的方向始终保持垂直，合外力做功为零，但冲量是力与时间的乘积，合力的冲量不为零，故C错误，D正确。

故选D。

2. 理论研究表明，任一星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系为，已知某星球的半径为地球半径的一半，其表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度的，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度约为（　　）

A. 2.8km/s B. 3.95km/s C. 5.59km/s D. 15.8km/s

【答案】A

【解析】

【详解】设地球的半径为R，表面重力加速度为g，由

得

某星球的第一宇宙速度

第二宇宙速度

故选A。

3. 如图所示，一根长为L的直杆一端抵在墙角，一端倚靠在物块的光滑竖直侧壁上，物块向左以速度大小v运动时，直杆绕O点做圆周运动且始终与物块间有弹力。当直杆与水平方向的夹角为时，则（　　）

A. A点速度大小也为v B. A点速度大小与有关

C. A点速度方向与无关 D. A点速度方向与OA成角

【答案】B

【解析】

【详解】直杆与箱子接触点的实际运动即合运动vA，方向垂直于杆指向左下方，该速度沿水平方向上的速度分量等于v，即

则

故选B。

4. 一个小球在离地一定高度处向右水平抛出，不计空气阻力，抛出的初速度越大，则小球（　　）

A. 落地时的速度越小 B. 从抛出到落地过程中，速度的变化量越大

C. 落地时重力的瞬时功率不变 D. 从抛出到落地过程中，动能的变化量变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由动能定理可知

解得

则抛出的初速度越大，落地时的动能就越大，故A错误；

B．从抛出到落地过程中，水平方向做匀速直线运动，速度不变，竖直方向做自由落体运动，则速度的变化量为

故从抛出到落地过程中，速度的变化量恒定，故B错误；

C．落地时的重力的瞬时功率为

解得

故落地时的重力的瞬时功率不变，故C正确；

D．动能变化量为

故从抛出到落地过程中，动能的变化量不变，故D错误。

故选C。

5. 如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知（　　）

A. 小球正在上升 B. 小球正在下降

C. 小球处于失重状态 D. 小球处于超重状态

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】球做竖直上抛运动时，到达最高点返回时运动具有对称性，从该点上升的时间和返回的时间相同，在该点速度大小相等，因此无法判断球是上升还是下降，球运动过程中只受重力作用，因此其加速度竖直向下，大小为g，处于失重状态。
故选C。

6. 质量为m=0.5kg的物块在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用，从静止开始做匀加速直线运动，计时开始的图像如甲所示，图像如图乙所示，据图像的特点与信息分析，下列说法正确的是（　　）

A. 图乙的斜率是图甲的斜率的2倍 B. 水平拉力F为5N

C. 前2m的中点时刻的速度为 D. 前2s中点位置的速度为

【答案】C

【解析】

【详解】A．由初速度为0的匀加速直线运动规律可得

则有

可得甲图的斜率为

由

可知乙图的斜率为

则

故A错误；

B．由乙图可得

解得

由牛顿第二定律可得

F=ma=2.5N

故B错误；

C．当x=2m，由

解得

前2m的中点时刻速度即2m内的平均速度为

故C正确；

D．当t=2s，由v=at可得v=10m/s，前2s中点位置的速度为

故D错误。

故选C。

7. 如图所示，正方体放在水平地面上，空间有磁感应强度为、方向与水平面成45°角斜向上的匀强磁场。一根通电长直导线穿过正方体前后面的中心，电流的方向垂直于纸面向里。a，b，c，d分别是正方体所在边的中点。在这四点中（　　）

A. c，d两点的磁感应强度大小相等 B. a，b两点的磁感应强度大小相等

C. b点磁感应强度的值最大 D. c点磁感应强度的值最小

【答案】D

【解析】

【详解】a，b，c，d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加，如图所示

由图可知，a点磁感应强度大小为

Ba=B0+B

b点和d点磁感应强度大小为

c点的磁感应强度大小为

Bc=B0-B

故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示，质量分别为2m和m的P、Q按如图的方式用轻弹簧和轻绳连接，当系统静止时轻绳的拉力大小为mg，轻弹簧的压缩量为x，重力加速度用g表示。则下列说法正确的是（　　）

A. 剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为

B. 剪断轻绳后，P向下运动2x加速度为零

C. 剪短轻绳后，P向下运动x时重力的功率最大

D. 撤走长木板的瞬间，Q的加速度大小为g

【答案】AC

【解析】

【详解】A．系统静止时，设轻绳的拉力为T，轻弹簧的弹力为F，由于物体P受平衡力作用，则

由

则

又

解得

剪断轻绳的瞬间，对物体P由牛顿第二定律得

解得

故A正确；

BC．物体P向下加速运动，当物体P合力为0时，有

解得

则P向下运动x时，加速度为0，速度最大，重力的功率最大，故B错误，C正确；

D．系统静止时物体Q受平衡力作用，由

撤走长木板的瞬间，对物体Q由牛顿第二定律得

解得

故D错误。

故选AC。

9. 如图所示，无限大平行金属板水平放置且接地，金属板上表面涂上绝缘层，一个带正电的点电荷P固定在金属板正上方，该电荷与金属板间形成的电场与等量异种点电荷连线的中垂线一侧的电场分布相同。将一个带正电的带电粒子Q从P与金属板垂直连线中点的a点沿直线移到板上b点，再沿直线移到板上c点，则此过程（　　）

A. 从a到c，Q的电势能一直减小 B. 从a到c，Q的电势能先减小后不变

C. 从a到c，Q受到的电场力先减小后不变 D. Q在a点受到的电场力大于P对Q的库仑力

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．由于静电感应，金属板为等势面，固定的点电荷P与板间的电场为等量异种点电荷电场的一半，因此从a到b的电场强度越来越小，电势越来越低，带正电的带电粒子在此过程中，受到的电场力越来越小，且电场力做正功，则电势能减小；从b到c的电场线变稀疏，则电场强度继续减小，但由于此过程在等势面上运动，则电势不变，因此电场力减小，但电势能不变，故AC错误，B正确；

D．Q在a点受到的电场力等于P对Q的库仑力与金属板感应电荷对其的库仑力之和，即Q在a点受到的电场力大于P对Q的库仑力，故D正确。

故选BD。

10. 如图所示，半球形容器ABC固定在水平面上，AC是水平直径，一个物块从A点正上方由静止释放刚好能从A点进入容器，第一次从P点由静止释放，P点离A点高度为h，结果物块从C点飞出上升的高度为，第二次由Q点由静止释放，Q点离A点高度为物块与容器内壁间的动摩擦因数恒定，B为容器内壁最低点，容器的半径为h，则下列判断正确的是（  ）

A. 第一次，物块由A点运动到C点过程克服摩擦做的功为

B. 第二次，物块运动到C点的速度刚好为零

C. 第一次，物块运动到B点的最大动能为

D. 第一次，物块从A点运动到B点克服摩擦力做的功大于从B点运动到C点克服摩擦力做的功

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据动能定理

解得克服摩擦力做功

故A正确；

B．第二次，由于物块运动到某一位置速度小于第一次物块在该位置的速度，因此正压力小于第一次的正压力，摩擦力小于第一次的摩擦力，因此从A到C克服摩擦力做功小于，根据动能定理可知，物块到达点的速度不为零，故B错误；

C．第一次，物块由A运动到B克服摩擦力做的功大于B到C摩擦力做的功，大于，因此到B点的最大动能小于

故C错误；

D．第一次，物块从A运动到C的过程中，从A运动到B过程中与从B运动到C过程中在等高位置，物块从A运动到B过程中的速度大，因此正压力大，摩擦力大，因此物块从A点运动到B点克服摩擦力做的功大于从B点运动到C点克服摩擦力做的功，故D正确。

故选AD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 一位学生设计了一个测定自由落体加速度的实验。如图所示，在一个敞口容器的底部插入一根细橡皮管，并装上一个夹子，在其下方地面上放一个金属盘子。调节夹子的松紧，以使第1个水滴落入盘中的瞬间，第2个水滴正好从管口落下。调节好后以某次水滴落入盘中瞬间开始计时，此后水滴落入盘中依次记数为1、2、3……，待计数到100时测得经过的时间为40s，再用米尺量出管口至盘子的高度为78.2cm。回答下列问题：

（1）相邻的两滴水从管口落下的时间间隔为T=______s。

（2）重力加速度为g=______（计算结果保留三位有效数字）。

（3）该同学测量重力加速度的测量结果比当地的重力加速度略小，原因可能是______（填标号）。

A．空气对水滴有阻力的作用    B．测得水滴下落的时间间隔偏小

【答案】    ①. 0.4    ②. 9.78    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]相邻的两滴水从管白落下的时间间隔为

（2）[2]由自由落体运动的规律可得

则

（3）[3]重力加速度的测量结果比当地的重力加速度略小，原因是空气对水滴有阻力的作用，故选A。

12. 某同学想要描绘标有“2.5V，0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整，可供该同学选用的器材除了开关，导线外，还有：

电压表（量程0~3V，内阻等于）

电压表（量程0~15V，内阻等于）

电流表（量程0~200mA，内阻等于）

电流表（量程0~3A，内阻等于）

滑动变阻器（，额定电流2A）

滑动变阻器（，额定电流0.5A）

定值电阻（阻值等于）

定值电阻（阻值等于）

电源E（E=3V，内阻不计）

（1）该同学设计的电路图如图1所示，你认为滑动变阻器应选______，定值电阻应选______，电流表应选______，电压表应选______。（以上均填可供选用器材的标号）

（2）该同学描绘出的小灯泡的I－U特性曲线如图2所示，则可以看出小灯泡的阻值随着两端电压的增大而______，电压为U=2V时，小灯泡的电阻为______，功率为______W（计算结果均保留两位小数）。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④.     ⑤. 增大    ⑥. 7.1    ⑦. 0.56

【解析】

【详解】（1）[1][2][3][4]用电流表A1与R4并联可改装量程为

的电流表；待测小灯泡的阻值较小，故采用电流表外接法；为使曲线完整，滑动变阻器应采用分压接法，故选择总阻值小的R1；灯泡额定电压为2.5V，电压表选V1。

（2）[5][6][7]由图乙可以看出小灯泡的阴值随着两端电压的增大而增大，电压为U1=2V时，小灯泡的电流为I1=0.28A，则小灯泡的电阻为

功率为

13. 如图所示的电路，电源的电动势为E，内阻为r，阻值分别为4r、6r的电阻并联后再与阻值为1.6r的电阻串联，水平放置的电容器的两极板的间距为d，分别接在阻值1.6r两端，合上开关稳定后，电容器的带电量也为q。另一带电量也为q的小球从距上极板上方高为2d处自由释放，小球恰好能下落到下极板。（结果可用分式表示）

（1）求电容器的电容；

（2）判断小球带电性质；

（3）求小球的质量（重力加速度为g）。

【答案】（1）；（2）小球带正电；（3）

【解析】

【详解】（1）4r、6r的电阻并联后阻值为

根据闭合电路欧姆定律可得

由电容定义式可得

（2）小球下落过程，在电场中做减速运动，由于电容器下极板带正电，可得小球带正电荷。

（3）由动能定理可得

解得

14. 如图所示，一质量为0.8kg的物块A静止在光滑水平面上，质量为0.2kg的物块B以1m/s的速度向A运动，与A碰撞时无机械能损失。碰后A滑上粗糙斜面，然后滑下，再次运动到水平面上速度为0.2m/s，斜面倾角为（），与水平面光滑连接。

（1）通过计算说明A、B能否再次碰撞；

（2）求物块A与斜面间的动摩擦因数。

【答案】（1）见解析；（2）0.45

【解析】

【详解】（1）AB碰撞时动量守恒，机械能守恒，有

解得

碰后B以0.6m/s向左运动，速度大于A返回水平时速度0.2m/s，所以AB不能再次碰撞。

（2）设在斜面上滑行的长度为L，上滑过程，根据动能定理可得

下滑过程，根据动能定理可得

解得

15. 如图甲所示，空间存在方向竖直向上周期性变化的匀强电场，场强大小随时间变化如图乙所示，空间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化如图丙所示。一个质量为0.1kg、带电量为的带电小球，在空间P点在时刻在纸面内以水平向右大小为10m/s的速度抛出。小球在空中运动的时间大于2s，最终落地时速度垂直于地面。重力加速度为，小球可视为质点，求：

（1）时，小球的速度大小；

（2）内小球受到的合力大小；

（3）小球第一次速度水平向左时离P点的高度；

（4）P点离地面的高度至少为多少。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）小球在内只在重力作用下做平抛运动，设时，小球的速度为，小球在此时的竖直方向分速度为

因此

（2）在内，由于

则重力与电场力的合力为0，此时合力为

（3）小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，运动周期为

即在内，小球刚好在磁场中做完整的圆周运动，根据牛顿第二定律得

解得

小球在第1s内下落的高度为

小球开始做圆周运动时，速度与水平方向夹角为，当小球做圆周运动速度水平向左时，小球离P点的高度为

（4）小球第二次在磁场中运动且落地时速度垂直于地面，这时P点离地面的高度最小。在内，小球下落的高度为

设第3s末，小球的速度为，根据动能定理得

解得

设此时速度与竖直方向的夹角为，则

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律得

解得

根据几何关系可知P点离地面的最小高度为