广东省广州市铁一名校2023-2024学年高三（下）开学考物理试卷

试卷更新日期：2024-04-03 类型：开学考试

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一、单选题：本大题共7小题，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

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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

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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 $p m$ 、 $p n$ 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

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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 $15 m$ B、当运动员下降 $10 m$ 时，处于失重状态 C、当运动员下降 $15 m$ 时，其弹性势能最大 D、当运动员下降 $20 m$ 时，其加速度向下

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5. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落 $80 c m$ ，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为 $80 c m$ 。已知足球与头部的作用时间为 $0.1 s$ ，足球的质量为 $0.4 k g$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，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 $1.6 k g \cdot m / s$ C、足球与头部作用过程中动量变化量大小为 $0 k g \cdot m / s$ 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 $3.2 N \cdot s$

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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

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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、线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花 B、线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花 C、电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花 D、电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花

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二、多选题：本大题共3小题，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

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9. 如图所示，矩形 $a b c d$ 的边长 $b c$ 是 $a b$ 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 $a d$ 、 $b c$ 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

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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 $a$ 、 $b$ 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 $2 v_{0}$ 和 $v_{0}$ 同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知 $a$ 棒离开磁场区域前 $b$ 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 $i$ 随时间 $t$ 的变化图像可能正确的有（）

A、 B、 C、 D、

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三、实验题：本大题共2小题，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，其中 $F_{m}$ 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 $△ E_{p} =$ ，动能的增加量 $△ E_{k} =$ 。 $($ 均用题中所给字母表示 $)$

(2)、观察图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：。

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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 $3 k Ω$ 的待测电压表 $V$ ，量程 $0 \sim 3 V$
B.内阻约 $500 Ω$ 的待测电流表 $G$ ，量程 $0 \sim 3 m A$
C.定值电阻 $R = 3 k Ω$
E.电阻箱 $R_{0}$
F.滑动变阻器 $R_{1} (0 \sim 3 k Ω)$
G.滑动变阻器 $R_{2} (0 \sim 50 Ω)$
H.电源电动势 $E = 6 V$ ，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“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ” $)$ 。

(2)、实验中电阻箱的示数如图乙所示，则 $R_{0} =$ $Ω$ 。

(3)、闭合 $S_{1}$ 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 $U_{1}$ 、 $I_{1}$ ；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 $U_{2}$ 、 $I_{2}$ ，则电流表 $G$ 的内阻 $r_{g} =$ ，电压表 $V$ 的内阻 $r_{V} =$ 。 $($ 均选用 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 、 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 、 $R$ 和 $R_{0}$ 表示 $)$

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四、计算题：本大题共3小题，共38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 $1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，封闭气体和活塞柱长度均为 $0.20 m$ 。活塞柱横截面积为 $1.0 \times 1 0^{- 2} m^{2}$ ；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为 $3.0 \times 1 0^{3} N$ 时，弹簧的压缩量为 $0.10 m$ 。大气压强恒为 $1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，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。

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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 $0.8 s$ ，赛艇 $($ 含运动员、双桨 $)$ 质量为 $70 k g$ ，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 $4 m / s$ ，运动员紧接着完成 $1$ 次动作，此过程赛艇前进 $8 m$ ，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。

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15. 如图，在竖直平面的矩形区域 $a b c d$ 内有竖直向上的匀强电场。一带电小球从竖直边 $a b$ 上的 $p$ 点以某一速度射入该区域，小球沿 $p c$ 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 $c d$ 边的某点 $k ($ 图中未标出 $)$ 垂直 $c d$ 离开该区域。已知：小球质量为 $m$ ，带电量为 $q$ ， $a d$ 长为 $L$ ， $a p$ 长为 $\frac{3}{14} L$ ， $p b$ 长为 $\frac{4}{3} L$ ，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 $\frac{3 π m}{2 q B}$ 。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。

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