2022~2023学年广东省揭阳市普通高中高三（上）教学质量测试物理试卷（含解析）

2022~2023学年广东省揭阳市普通高中高三（上）教学质量测试物理试卷
1. 如图所示，一长为L的细线，一端固定在绝缘天花板上，另一端连接了电荷量大小为Q的金属小球A，另一带正电、带电量也为Q的金属小球B固定在绝缘天花板上。静止时，细线与水平面夹角为，小球A、B间的连线与水平方向的夹角也为已知静电力常量为。下列关于小球A的说法正确的是( )
A. 小球A带正电，重力大小为 B. 小球A带负电，重力大小为
C. 小球A带正电，重力大小为 D. 小球A带负电，重力大小为
2. 如图，直线a和曲线b分别是在平行的平直公路上行驶的汽车a和b的速度-时间图线，在时刻两车刚好在同一位置并排行驶，时刻曲线b的切线与直线a平行，下列说法正确的是( )
A. 在时刻，两车刚好也是处于同一位置并排行驶
B. 在时刻，b车位于a车的前方
C. 到这段时间内，a车的平均速度等于b车的平均速度
D. 到这段时间内，b车的加速度先增大后减小
3. 北京冬奥会上，国家速滑馆“冰丝带”一共产生了14枚金牌。如图为我国运动员在“冰丝带”水平冰面上的某次训练照片，根据该照片，我们可推知( )
A. 地面对运动员竖直向上的支持力大于运动员的重力
B. 地面对运动员的作用力与重力大小相等
C. 若运动员正做匀速圆周运动，则他所受合外力保持不变
D. 转弯时，速度越大，冰刀与冰面所成的锐角越小
4. 平行金属板A、分别带等量异种电荷，A板带正电，B板带负电，a、两个带正电的粒子，以相同的速率先后垂直于电场线从同一点Q进入两金属板间的匀强电场中，并分别打在B板上的 、两点，如图所示。若不计重力，则( )
A. a粒子带的电荷量一定大于b粒子带的电荷量
B. a粒子的质量一定小于b粒子的质量
C. a粒子带的电荷量与质量之比一定大于b粒子带的电荷量与质量之比
D. a粒子带的电荷量与质量之比一定小于b粒子带的电荷量与质量之比
5. 一只红嘴蓝鹊站在斜水管上保持不动时，下列说法正确的是( )
A. 它对水管的作用力和水管对它的弹力是一对平衡力
B. 它对水管的作用力垂直于水管向下
C. 当它把水管抓得更紧时，水管对它的摩擦力将增大
D. 它受到弹力是因为它使水管产生弹性形变
6. 高速列车在高速行驶时，受到的阻力f与速度v的关系为f=kv2k为常量。若某高铁以的速度匀速行驶时机车的输出功率为P，则该高铁以的速度匀速行驶时机车的输出功率为( )
A. 8P B. 4P C. 2P D. P
7. 2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”正式交付海军，“山东舰”发动机最大输出功率为P，最大航行速度为vm，其航行时所受的阻力随速度增大而增大，某次直线航行过程中，下列说法中正确的是( )
A. 若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机提供的牵引力大小恒定
B. 若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达vm，则有
C. 若“山东舰”以vm匀速航行时，所受的阻力为
D. 若“山东舰”以匀速航行时，发动机输出功率为
8. 图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“.”表示人的重心。图乙是根据力传感器采集到的数据画出的力-时间图象。两图中各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。根据图象可知( )
A. d点位置对应人处于超重状态 B. c点位置对应人处于失重状态
C. b点位置对应人处于下蹲过程的最低点 D. b点位置对应人处于失重状态
9. 假设火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动时，绕行周期为T，已知火星半径为R，引力常量为G，由此可以估算( )
A. 火星质量 B. 探测器质量 C. 火星第一宇宙速度 D. 火星平均密度
10. 蹦床是很多人喜欢的一项游戏活动。如图所示，游戏者借助弹性网面的弹力上下弹跳，既锻炼身体，又收获快乐。忽略空气阻力，游戏者从最低点到刚离开网面的过程中( )
A. 所受弹力的冲量小于动量的变化量
B. 所受弹力的冲量大于所受重力的冲量
C. 网面弹性势能的减小量大于动能的增加量
D. 网面弹性势能的减小量小于重力势能的增加量
11. 某实验小组欲将电流表G1的量程由3mA改装量程为的伏特表。实验器材如下：
A.待测电流表G1内阻约为；
B.标准电流表G2满偏电流为；
C.滑动变阻器R最大阻值为；
D.电阻箱阻值范围为：
E.电池组、导线、开关。
实验小组根据图甲所示的电路测电流表G1的内阻，请完成以下实验内容：
①将滑动变阻器R调至最大，闭合S1；
②调节滑动变阻器R，使电流表G1满偏；
③再闭合S2，保持滑动变阻器R不变，调节电阻箱，电流表G1指针的位置恰好指在中央刻度，此时电阻箱的示数如图乙所示。由此可知电流表G1内阻的测量值为_________，与真实值相比__________选填“偏大”、“相等”或“偏小”。
为了更加准确地测量电流表G1的内阻，实验小组利用题中给出的实验器材重新设计实验，请完成以下实验内容：
①完善图丙的电路图_________；
②实验小组根据图丙设计的电路图进行实验，采集到电流表G1、G2的示数分别为、，电阻箱的读数为，则电流表G1内阻为_________；
③实验小组将电流表G1改装成量程为的伏特表，要__________选填“串联”或“并联”一个阻值Rx=_________的电阻结果保留一位小数。
12. 为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系：，某同学设计了如图所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤：
①测出挡光片与转轴的距离为L；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r；
③使凹槽AB绕转轴匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间。
小钢球转动的角速度________用L、d、表示；
若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出__________，若该物理量用字母x表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为_________________________用L、d、、F、r、表示。
13. 如图所示，质量的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离，这段滑板与木块可视为质点之间的动摩擦因数，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。木块A以速度v0由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动。已知木块A的质量，g取2，求：
弹簧被压缩到最短时木块A的速度；
木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能。
14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在y轴上P点有一粒子源，沿纸面向磁场发射速率不同的粒子，均沿与y轴负方向夹角的方向，已知粒子质量均为m，电荷量，OP间距离为不计粒子间相互作用及粒子重力。
若某粒子垂直x轴飞出磁场，求该粒子在磁场中的运动时间；
若某粒子不能进入x轴上方，求该粒子速度大小满足的条件。
15. 如图所示，在足够长的光滑水平台面AB右侧一定距离处固定一半径为的光滑圆弧轨道CD，C点与圆心O点的连线与竖直方向OD的夹角，该圆弧轨道在D点通过光滑小圆弧与一足够长的粗糙斜面DE相接，该斜面的倾角可在范围内调节调好后保持不变。A、B、C、D、E均在同一竖直平面内。质量为的物块N静止在水平台面上，其左侧有质量为的物块M。让物块M以速度的速度向右运动，与物块N发生弹性碰撞，物块N与物块M分离后离开水平台面，并恰好从C点无碰撞的进入圆弧轨道，然后滑上斜面DE，物块N与斜面DE之间的动摩擦因数，，，，。物块M、N均可视为质点，求：
碰撞后物块N、M的速度各是多大；
物块N到达D点时对轨道的压力多大；
若物块N第一次经过C点后，在C点安装一弹性挡板，挡板平面与该点圆弧轨道的切线垂直，物块N与挡板碰撞前后速度大小不变。求取不同值时，物块N在运动的全过程中因摩擦而产生的热量Q与的关系式。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】小球A带负电，根据平衡知识可知
故选B。
2.【答案】B
【解析】A.图线与时间轴围成的面积代表位移，在到这段时间内，两车位移不相等，故在时刻，两车不是处于同一位置，故A错误；
B.因在时刻两车刚好在同一位置，而到这段时间内，a车的速度大于b车的速度，即a车追b车，则b车位于a车的前方，故B正确；
C.图线与时间轴围成的面积代表位移，在到这段时间内，a车的位移大于b车的位移，由平均速度公式可知，a车的平均速度大于b车的平均速度，故C错误；
D.图线的斜率代表加速度，在到这段时间内，b图像斜率一直增大，则b车的加速度一直增大，故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】A.运动员在竖直方向上处于平衡状态，则地面对运动员竖直向上的支持力等于运动员的重力，A错误；
B.运动员做曲线运动时，地面对运动员有竖直方向的支持力及水平方向的力，它们的合力大于重力，B错误；
C.做匀速圆周运动，合外力等于向心力，大小不变，但方向一直变化，C错误；
D.地面对运动员作用力与水平方向夹角为，即
可知，速度越大，冰刀与冰面所成的锐角越小，D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】设粒子的速度为v，电量为q，质量为m，加速为a，运动的时间为t，则加速度
时间
粒子垂直电场线射入电场后，粒子的偏移量
从公式中可以知道，水平位移x较大的粒子的比荷 一定小。
故选C。
5.【答案】D
【解析】A.由于水管倾斜，则红嘴蓝鹊对水管的作用力应是压力和摩擦力，它对水管的作用力与水管对它的弹力不在一条直线上，A错误；
B.对红嘴蓝鹊受力分析可知，它受到竖直向下的重力以及水管对它的作用力，这两个力大小相等、方向相反，则它对水管的作用力应竖直向下，B错误；
C.红嘴蓝鹊与水管没有发生相对运动，则它受到的摩擦力为静摩擦力，则当它把水管抓得更紧时，水管对它的摩擦力不变，C错误；
D.它受到弹力是因为它使水管发生弹性形变，D正确。
故选D。
6.【答案】A
【解析】当高速列车匀速行驶时，牵引力F与阻力f大小相等，由题意可知当列车以v1行驶时机车的输出功率为
所以当高铁以v2行驶时机车的输出功率为
故选A。
7.【答案】C
【解析】解：匀加速启动，由牛顿第二定律可得：，因阻力f随速度增加而增大，a保持不变，则牵引力逐渐增大，故A错误；
B.航空母舰若以恒定功率启动，则根据动能定理有：，故B错误；
C.以vm匀速航行时，此时，则所受的阻力为，故C正确；
D.以匀速航行时，牵引力F'等于阻力f'，但是不等于f，则根据PF可知输出功率不等于，故D错误。
故选：C。
航空母舰匀加速启动由牛顿第二定律得到表达式，阻力f随速度增加而增大，a保持不变，则牵引力逐渐增大；航空母舰若以恒定功率启动，根据动能定理列式分析。当航空母舰匀速运动的时候牵引力F等于阻力。
本题主要考查了机车的启动问题，抓住在额定功率下和恒定加速度的启动，明确当牵引力等于阻力时，速度达到最大。
8.【答案】AD
【解析】由图乙可知，人的重力为500N，d、c点位置人所受支持力大于重力，人的加速度向上，处于超重状态，A正确，B错误；
点位置人所受支持力小于重力，人的加速度向下，处于失重状态，且加速下蹲，还没有到达最低点，C错误，D正确。
故选AD。
9.【答案】ACD
【解析】A.由万有引力提供向心力，有G R，解得火星的质量M，故A正确；
B.只能求出中心天体的质量，不能求出探测器的质量，故B错误；
C.由万有引力提供向心力，贴着火星表面运行的速度即火星的第一宇宙速度，有G
解得v ，故C正确；
D.火星的平均密度为 ，故D正确。
故选ACD。
10.【答案】BC
【解析】游戏者在最低点速度为0，刚离开网面时具有初速度，此过程根据动量定理有
所以，选项A错误，B正确；
根据能量守恒可知网面弹性势能的减小量等于游戏者动能的增加量和重力势能的增加量，故网面弹性势能的减小量大于动能的增加量，大于重力势能的增加量，选项C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】 偏小 ， ，串联 ，
【解析】③本实验是利用半偏法测电流表内阻，滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关时认为电路总电流不变，流过电流表的电流为原来的一半，则流过电阻箱的电流等于流过电流表的电流，由并联电路特点可知，电流表内阻为电阻箱阻值，则电流表内阻为；而实际上，闭合开关时，电路总电阻减小，电路总电流变大，流过电阻箱的电流大于流过电流表的电流，根据并联电路的规律可知，电流表内阻大于电阻箱阻值，因此电流表内阻测量值偏小。
①并联电路两端电压相等，可以让电流表与电阻箱并联，然后与电流表串联，实验电路图如图所示；
②实验小组根据图丙设计的电路图进行实验，采集到电流表、的示数分别为、，电阻箱的读数为，根据串并联电路规律可知
解得电流表内阻：
③电流表改装成量程为的伏特表，要串联分压电阻，阻值
12.【答案】；
小刚球的质量；
【解析】解：挡光片的线速度，小刚球和挡光片同轴，则小钢球转动的角速度；
根据牛顿第二定律，要求出加速度还需要测量小刚球的质量；
根据，即，又，则，即。
13.【答案】弹簧被压缩到最短时，木块A与滑板B具有相同的速度，设为v，从木块A开始沿滑板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒：
mv0v
解得 v0
代入数据得木块A的速度v；
木块A压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大．
由能量关系，最大弹性势能Epv02v2
代入数据得Ep。

【解析】木块A与滑板B速度相等时弹簧被压缩到最短，A、B组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出弹簧被压缩到最短时木块A的速度。
弹簧压缩量最大时弹簧弹性势能最大，此时A、B速度相等，应用能量守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能。
本题考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚物体运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律与能量守恒定律即可解题。
14.【答案】带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图所示
由几何关系知粒子轨迹对应的圆心角为
由，得
则粒子在磁场中的运动时间；
若带电粒子不从x轴射出，临界轨迹如图所示
由几何关系得，又
解得
即。

【解析】画出粒子运动轨迹，根据几何关系可得粒子轨迹对应的圆心角，根据周期公式求解该粒子在磁场中的运动时间；
若带电粒子不从x轴射出，粒子速度最大时恰好与x轴相切，根据几何关系求解半径，根据洛伦兹力提供向心力求解最大速度。
对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间。
15.【答案】物块M与N发生弹性碰撞有
解得
碰撞后M的速度是，物块N的速度。
物块N到达C点时速度为
物块N从C到达D点时有
物块N到达D点时有
解得 ，
由牛顿第三定律有
斜面倾角较小时物块N停在斜面上，有
解得
有
解得
则有
斜面倾角较大时物块N不能停在斜面上，最后将停在D点，则有

【解析】对M和N滑块碰撞前后动量守恒和能量守恒联立计算碰撞后物块N、M的速度；
对N由动能定理计算在D点的速度和支持力，根据牛顿第三定律求得物块N到达D点时对轨道的压力；
先求出物块恰好只运动一次即在最高点停下时角，然后再进行讨论。
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