2023届广东省高三下学期3月高考预测（2）物理试卷（含解析）

2023届广东省高三下学期高考预测（2）物理试卷
一、单项选择题：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、如图所示，两个轻环P和Q套在位于竖直面你的一固定“∧”形光滑框架上，框架两边与竖直方向的夹角均为30°，两段伸长可忽略的细绳，一端分别系在P、Q环上，另一端与绳套系在一起，结点为O。现在绳套上挂一小物块，平衡时细绳OP所受拉力大小为F，拉直时两段细绳长度相等，不计细绳与绳套的重力。小物块的重力大小为（　　）
A.2F B.F C. D.
2、地球和火星围绕太阳的公转均可以看做匀速圆周运动，地球的轨道半径为，周期为，运行速度为，角速度为，加速度为，火星的轨道半径为，周期为，运行速度为，角速度为，加速度为。则下列关系正确的有（　　）
A. B.
C. D.
3、2022年北京冬奥会在北京和张家口举行，北京成为历史上第一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。图示为某滑雪运动员训练的场景，运动员以速度沿倾角，高的斜面甲飞出，并能无碰撞地落在倾角的斜面乙上，顺利完成飞越。将运动员视为质点，忽略空气阻力，已知重力加速度取（，）。以下说法正确的是（　　）
A.运动员落至斜面乙时的速率为16m/s
B.斜面乙的高度为8.2m
C.运动员在空中飞行时离地面的最大高度为20m
D.两斜面间的水平距离约为11.1m
4、如图所示，一个匝数为N、半径为r的半圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为n，的左侧有垂直于纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈电阻为，电流表和连接导线的电阻不计，则下列说法中正确的是（ ）
A.通过电阻R的电流为正弦交变电流
B.线圈从图示时刻开始转过90°的过程中通过电阻的电荷量
C.图示时刻通过电阻R的电流最大
D.电阻R的功率为
5、光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设所有氢原子处于n＝3的能级），氢原子吸收光子后，最多能发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6、ν7、ν8、ν9、ν10、的十种光谱线，且ν1＜ν2＜ν3＜ν4＜ν5＜ν6＜ν7＜ν8＜ν9＜ν10，已知朗克常量为h，则E的数值可能等于（　　）
A.h（ν1+ν2） B.h（ν4—ν1） C.h（ν10－ν7） D.hν10
6、某电视综艺节目中有一个“橄榄球空中击剑”游戏，宝剑从空中B点自由下落，同时橄榄球从A点以速度沿方向抛出，恰好在空中C点击中剑尖，不计空气阻力。关于橄榄球，下列说法正确的是（　　）
A.在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度
B.若以大于的速度沿原方向抛出，一定能在C点上方击中剑尖
C.若以小于的速度沿原方向抛出，一定能在C点下方击中剑尖
D.无论以多大速度沿原方向抛出，都能击中剑
二、多项选择题：本大共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。
7、如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（　　）
A.沿路径a运动 B.沿路径b运动
C.沿路径c运动 D.沿路径d运动
8、如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点是运动的最低点，则以下说法中正确的选项应是（　　）
A.液滴带正电
B.液滴在C点时速度最大
C.液滴之后会经C点返回A点
D.B点和A点一定等高
9、A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度，处于静止状态，两斜面的倾角分别为和（＞），若不计摩擦，剪断细绳后，说法正确的是（以地面为参考面）（　　）
A.两物体着地时的速度相同
B.两物体着地时的动能相同
C.两物体着地时的机械能一定不同
D.两物体着地时所受重力的功率一定相同
10、为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨。装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成直海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，正、负电极与直流电源相连后在海水中形成电流。关于该电磁推进器的说法正确的是（ ）
A.图示中推进器受到的磁场力方向垂直纸面向里
B.潜艇要想加速，可以通过增大电源电压的方式实现
C.由于使用超导线圈，所以海水中不会产生焦耳热
D.同等情况下此推进装置在纯净的淡水湖中推进效果比在海水中好
三、非选择题：共54分。第11-14题为必考题，考生都必须作答。第15-16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共42分
11、利用右图所示装置验证机械能守恒定律。一条轻绳跨过定滑轮，轻绳两端各系一个小球A和B，mA=2mB=2m。操作如下：
i.B球静止于地面，用手托住A球，当轻绳刚好被拉直时，测得A球离地面的高度h1；
ⅱ释放A球，A球落地后就立即停止运动，测出B球所能达到的离地面最大高度h2（已知B球能到达的最高点始终在定滑轮之下）。
不计空气阻力与轻绳的质量，重力加速度为g，回答下列问题：
（1）根据前面实验所得物理量，可以求得在A球刚落地时B球的速度大小vB=______；
（2）若在A球落地前A、B球组成的系统机械能守恒，应有h2=______h1；
（3）实际上有绳与滑轮摩擦的影响，A、B球组成的系统机械能会有损失，（2）中的结果并不成立。在A球落地前A、B球组成的系统损失机械能△E=_______。
12、在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一阻值约为3Ω的金属丝的电阻。
(1)该同学先用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d=___________mm。
(2)除电源（两节干电池电动势共3.0V，内阻不计）、电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0～3.0A，内阻约0.02Ω）
C．定值电阻（3Ω，额定电流1.0A）
D．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）
E．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
该同学设计了如图乙所示的电路，为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（选填实验器材前对应的字母）
(3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，测得多组数据，并标在坐标纸上，如图丙所示。请描绘该金属丝的U-I图线________，由此得出该金属丝电阻R=___________Ω。（结果保留两位有效数字）
(4)该同学操作过程中在保证电流表安全的情况下，发现电压表读数的最大值仅为量程的一半左右。为了增大电压表读数的最大值，请你利用(2)问中所给的器材对图乙所示的电路进行改进，在下面的方框内补全改进后的电路图。（________）
13、弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。某种弹跳杆的结构如图甲所示，一根弹簧套在T型跳杆上，弹簧的下端固定在跳杆的底部，上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为5m的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上，当他和跳杆处于竖直静止状态时，弹簧的压缩量为x0。从此刻起小孩做了一系列预备动作，使弹簧达到最大压缩量5x0，如图乙（a）所示；此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段，小孩先保持稳定姿态竖直上升，在弹簧恢复原长时，小孩抓住跳杆，使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度，如图乙（b）所示；紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度，如图乙（c）所示；然后自由下落。跳杆下端触地（不反弹）的同时小孩采取动作，使弹簧最大压缩量再次达到5x0；此后又保持稳定姿态竖直上升，……，重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内（弹簧弹性势能满足），k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）。已知跳杆的质量为m，重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。
(1)求弹跳杆中弹簧的劲度系数k和压缩量为5x0时小孩加速度大小？
(2)求在图乙所示的过程中，小孩在上升阶段的最大速率？
(3)求在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度？
14、如图所示，水平粗糙的长直轨道上P点左侧存在电场强度为E的匀强电场，材料相同的两个小滑块M、N静止在轨道上，其中N不带电静止于P点，质量为、带电荷量为＋q的滑块M位于P点左侧与P相距处。现由静止释放滑块M，一段时间后滑块M运动到P点，在P点与滑块N发生弹性碰撞，碰撞后滑块M以碰撞前速度大小的二分之一反向弹回，同时滑块M所带的电荷量消失，又经过同样长一段时间后其速度减为0，此刻立即使其重新带上＋Q的电荷量，滑块M再次开始运动，并恰好能与N再次发生碰撞。求：
（1）滑块N的质量；
（2）滑块M从开始运动到第一次速度减为0所用的时间；
（3）电荷量Q与q的比值。
（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题记分。
15、（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是________(填写选项前的字母)。
A.气体分子间的作用力增大
B.气体分子的平均速率增大
C.气体分子的平均动能减小
D.气体组成的系统的熵增加
（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中气泡__________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J。
16、一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3×103kg、体积V0=0.5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1=40m，筒内气体体积V1=1m3在拉力作用下浮筒缓慢上升。当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮。已知大气压强p0=1×105Pa，水的密度ρ=1×103kg/m3，重力加速度的大小g=10m/s2。不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略。求V2和h2。
答案
1、【正确答案】 B
【试题解析】 详解:
如图所示
对P、Q小环分析，小环受光滑杆的支持力和绳子的拉力，根据平衡条件，这两个力是一对平衡力，支持力是垂直于杆子向上的，故绳子的拉力也是垂直于杆子的，故两细绳之间的夹角为，由几何关系可知，两根绳子与竖直方向之间的夹角都是
所以绳子OQ的拉力也是F，两根绳子的长度相等，对结点O受力分析如图所示，根据平衡条件可知，由几何关系可知，三个力之间的夹角都是，所以
故B正确，ACD错误。
故选B。
2、【正确答案】 C
【试题解析】 详解:
C．根据
得
由
得
即
选项C正确；
A．又
故
故A错误；
B．根据
得
故
故B错误；
D．根据
得
故
故D错误。
故选C。
3、【正确答案】 A
【试题解析】 详解:
A．将速度沿水平和竖直方向分解，可得
运动员恰能无碰撞地落在斜面乙顶端，说明运动员此时的速度方向恰好沿着斜面乙向下，设为，将沿水平和竖直方向分解
解得
A正确；
B．设斜面乙的高度为，对运动员从斜面甲运动到斜面乙的过程分析，由动能定理得
解得
B错误；
C．当运动员竖直方向的速度减为零时，距离地面的最大高度
C错误；
D．设运动员在空中运动的时间为t，由竖直方向运动规律得
由水平方向运动规律得
D错误；
故选A。
4、【正确答案】 B
【试题解析】 详解:
A．由于线圈并不是始终在磁场中转动，所以产生的电流不可能是正弦交变电流，一定是有段时间有，有段时间没有，故A错误；
B．由
而由闭合电路欧姆定律有
由法拉第电磁感应定律有
解得
故B正确；
C．图示时刻穿过线圈的磁通量最大，但此时磁通量的变化率为零，所以此刻通过电阻的电流为零，故C错误；
D．由
由于有电流的半个周期内为正弦交变电流，所以有电流的半个周期内电动势的有效值
这段时间内电流的有效值
由能量守恒结合有效值定义有
解得
故D错误。
故选B。
5、【正确答案】 A
【试题解析】 详解:
氢原子吸收光子后，最多能发出10种不同频率的光子，可知氢原子跃迁到了n=5的能级，根据辐射出光子的频率关系，由n=3到n=5吸收光子的能量应该为
E=hν3= h（ν1+ν2）= h（ν6—ν4）=h（ν10－ν8）
故选A。
6、【正确答案】 B
【试题解析】 详解:
设B点高度为h，橄榄球水平位移为x，初始速度与水平方向的夹角为α，经过时间t恰好击中，则有
A．橄榄球在空中运动的加速度等于宝剑下落的加速度，均等于重力加速度，故A错误；
B．橄榄球若以大于v0的速度沿原方向抛出，则水平方向的速度增大，运动到相遇点的时间减小，剑下降的高度减小，一定能在C点上方击中剑尖，故B正确；
C．橄榄球若以小于v0的速度沿原方向抛出，则水平方向的速度减小，运动到相遇点的时间增大，剑下降的高度增大，可能剑尖落地后橄榄球才到C点所在的竖直线，所以橄榄球可能在C点下方击中剑尖，也可能击不中剑尖，故C错误；
D．若抛出的速度太小，可能橄榄球不会与剑尖相遇，故D错误。
故选B。
7、【正确答案】 D
【试题解析】 详解:
由安培定则知，电流I在导线下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，电子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向下，则电子的轨迹必定向下弯曲，由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，故ABC错误，D正确。
故选D。
8、【正确答案】 BD
【试题解析】 详解:
A．从图中可以看出，带电液滴由静止开始向下运动，说明重力和电场力的合力向下，洛伦兹力指向弧内，根据左手定则可知，液滴带负电，A错误；
B．从A到C的过程中，重力正功，而电场力做负功，洛伦兹力不做功，但合力仍做正功，导致动能仍增大，从C到B的过程中，重力做负功，电场力做正功，洛伦兹力不做功，但合力却做负功，导致动能减小，所以液滴在C点动能最大，B正确；
C．液滴到达B处后，向右重复类似于A→C→B的运动，不能再由B点返回A点，C错误；
D．液滴从A点到达B点，动能变化为零，则重力做功与电场力做功相等，而重力方向核和电场方向的位移始终相同，故B点和A点一定等高，D正确。
故选BD。
9、【正确答案】 CD
【试题解析】 详解:
A．两物体着地时的速度大小相等但是方向不同，所以A错误；
B．根据平衡条件有
由于＞，所以有 ，根据动能定理有
则两物体的质量不同，所以两物体着地时的动能一定不相同，则B错误；
C．剪断细绳后，只有重力做功，则两物体在运动过程中机械能守恒，由于初机械能就不相同，所以两物体着地时的机械能一定不同，则C正确；
D．物体着地时所受重力的功率为
联立解得
由于
所以有
则两物体着地时所受重力的功率一定相同，所以D正确；
故选CD。
10、【正确答案】 AB
【试题解析】 详解:
A．根据左手定则，图示中海水受到的磁场力方向垂直纸面向里，故A正确；
B．潜艇要想加速，海水对推进器的推力应该增大，海水受到的磁场力应该增大，根据
潜艇要想加速，可以通过增大电源电压的方式实现，故B正确；
C．海水本身有电阻，通过电流时，海水中还是会产生焦耳热，故C错误；
D．海水导电效果好于淡水，即同等情况下电流更大，磁场力更大，推进效果更好，故D错误。
故选AB。
11、【正确答案】
【试题解析】 详解:
（1）[1]A球落地后，B球继续上升过程有
解得
（2）[2]由机械能守恒可得
解得
则A球刚落地时B球的速度
则有
解得
（3）[3]A球落地前A、B球组成的系统损失机械能
12、【正确答案】 0.775 A D 2.8
【试题解析】 详解:
(1)[1]金属丝直径为
(2)[2]金属丝的最大电流约为
电流表应选择A；
[3]金属丝电阻约为5Ω，为了调解电路方便，滑动变阻器应选用D；
(3)[4]该金属丝的U-I图线如图所示
[5]根据图像，金属丝电阻为
(4)[6]将金属丝与定值电阻串联，电压表并联在金属丝和定值电阻的两端，改进后电路如下图所示
13、【正确答案】 (1)；4g；(2)；(3)
【试题解析】 详解:
(1)竖直静止时，对小孩受力分析有
5mg=kx0
解得弹簧的劲度系数
压缩量为5x0时对小孩受力分析，根据牛顿第二定律，有
5kx0-5mg=5ma
解得压缩量为5x0时小孩加速度
a=4g
(2)当小孩的合力为零时，速度最大，即小孩上升高度为4x0时速度最大，对系统运用能量守恒定律，有
解得小孩在上升阶段的最大速率
(3)设弹簧恢复原长时小孩速度为v1，对系统运用能量守恒定律，有
小孩抓住跳杆瞬间，小孩和跳杆动量守恒，有
5mv1=(5m+m）v2
之后小孩和跳杆一起在竖直上抛至最高点，由机械能守恒定律，有
解得弹跳杆下端离地的最大高度
答：(1)弹跳杆中弹簧的劲度系数k为，压缩量为5x0时小孩加速度大小为4g；(2)在图乙所示的过程中，小孩在上升阶段的最大速率为；(3)在图乙所示的过程中，弹跳杆下端离地的最大高度为。
14、【正确答案】 （1）；（2）；（3）
【试题解析】 详解:
（1）根据题意，设为小滑块M在碰撞前瞬间速度的大小，为其碰撞后瞬间速度的大小。设物块N的质量为，碰撞后瞬间N的速度大小为。由动量守恒定律和机械能守恒定律有：
解得
（2）滑块M第一次在电场中加速过程
返回过程中设位移大小为，则
由题意可得
联立解得
滑块M加速过程中满足
总时间
解得
（3）设物块N在水平轨道上能够滑行的距离为，由动能定理有：
M重新运动后到与N恰好相碰，对M由动能定理有：
解得
点睛:
[命题意图]守恒、机械能守恒、功能关系、电场力等综合知识。考查学生的理解能力和推理分析能力，考查学生应用数学知识解决物理问题的能力，突出对物理观念、科学思维的考查，突出对基础性、应用性、应用性的考查要求。
15、【正确答案】 D 吸收 0.6 0.2
【试题解析】 详解:
（1）[1]BC．气泡上升过程中温度保持不变，所以以分子的平均速率不变，平均动能也不变，故BC错误；
A．而压强减小体积增大，分子间的作用力不一定增大，故A错误；
D．根据熵增加原理可知气体组成的系统的熵增加，D正确；
故选D。
（2）[2][3][4]气泡上升过程中T不变，故ΔU＝0，由热力学第一定律得气体吸收热量为
Q＝W＝0.6 J
气泡到达湖面后温度上升
ΔU＝Q＋W＝0.3J－0.1J＝0.2J
16、【正确答案】 2.5m3；10m
【试题解析】 详解:
当F=0时，由平衡条件得
Mg=ρg(V0+V2)
代入数据得
V2=2.5m3
设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得
在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
联立解得
h2=10m