2025屆廣東省建文教育集團(tuán)兩學(xué)部高三上學(xué)期第一次模擬考試（一模）物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1廣東省建文教育集團(tuán)兩學(xué)部1月第一次模擬注意事項(xiàng):1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，本試卷和答題卡一并交回。一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.孔明燈又叫天燈，相傳是由三國(guó)時(shí)的諸葛孔明（即諸葛亮）發(fā)明的，如圖所示，當(dāng)年，諸葛孔明被司馬懿圍困于平陽(yáng)，無(wú)法派兵出城求救，孔明算準(zhǔn)風(fēng)向，制成會(huì)飄浮的紙燈籠，系上求救的訊息，其后果然脫險(xiǎn)，于是后世就稱這種燈籠為孔明燈。現(xiàn)有一質(zhì)量為的孔明燈升空后向著東北偏上方向勻速上升，則此時(shí)孔明燈所受空氣的作用力大小和方向是（）A.0 B.，東北偏上方向C.，豎直向上 D.，東北偏上方向【答案】C【解析】由題意，根據(jù)平衡條件可知此時(shí)孔明燈所受空氣的作用力與其重力大小相等，方向相反，即大小為，方向豎直向上。故選C2.已知土星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為30年（地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為1年），由此可以判定土星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的線速度大小之比是A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得r=則由v＝得；故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選A．3.如圖所示，長(zhǎng)為的光滑水平面左端為豎直墻壁，右端與半徑為的光滑圓弧軌道相切于點(diǎn)。一質(zhì)量為的小球從圓弧軌道上離水平面高為h（）的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，則小球第一次運(yùn)動(dòng)到墻壁點(diǎn)所需的時(shí)間為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】從，根據(jù)動(dòng)能定理解得到的時(shí)間，可知小球在光滑圓弧上的運(yùn)動(dòng)為單擺運(yùn)動(dòng)，單擺的周期為到的時(shí)間為四分之一周期所以小球的運(yùn)動(dòng)周期為故選A。4.一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，下列描述其位移x或速度v隨時(shí)間t變化的圖像中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】AB．物體做直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系，AB選項(xiàng)中一個(gè)時(shí)間對(duì)應(yīng)2個(gè)以上的位移，故不可能，故AB錯(cuò)誤；CD．同理D選項(xiàng)中一個(gè)時(shí)間對(duì)應(yīng)2個(gè)速度，只有C選項(xiàng)速度與時(shí)間是成函數(shù)關(guān)系，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.一理想變壓器與定值電阻R1和電阻箱R2組成如圖所示電路，其中R1=40Ω，a、b間接輸出電壓有效值恒定的交變電源。當(dāng)電阻箱阻值為10Ω時(shí)，電阻箱消耗的電功率最大。則該理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為（）A.2 B.3 C.4 D.6【答案】A【解析】設(shè)電源輸出電壓為U0，則原線圈兩端的電壓變壓器原、副線圈兩端的電壓之比變壓器原、副線圈電流之比結(jié)合上述有電阻箱R2消耗的電功率根據(jù)數(shù)學(xué)二次函數(shù)的規(guī)律可知當(dāng)電流為此時(shí)P達(dá)到最大值，由于此時(shí)可以解得則有又由于，解得故選A。6.如圖所示，a、b、c為三根與紙面垂直的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，其截面位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，bc連線沿水平方向，導(dǎo)線中通有恒定電流，且，電流方向如圖中所示。O點(diǎn)為三角形的中心（O點(diǎn)到三個(gè)頂點(diǎn)的距離相等），其中通電導(dǎo)線c在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0，已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍空間某點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=，其中I為通中導(dǎo)線的中流強(qiáng)度，r為該點(diǎn)到通中導(dǎo)線的垂直距離，k為常數(shù)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B0B.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為5B0C.質(zhì)子垂直紙面向里通過(guò)O點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力的方向由O點(diǎn)指向cD.電子垂直紙面向里通過(guò)O點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力的方向垂直O(jiān)c連線向下【答案】A【解析】AB．根據(jù)右手螺旋定則，通電導(dǎo)線在點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行于指向左方，通電導(dǎo)線在點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行于指向右下方，通電導(dǎo)線在點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)平行于指向左下方；根據(jù)公式可得根據(jù)平行四邊形定則，則點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)的方向平行于指向左下方，大小為，故A正確，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則，質(zhì)子垂直紙面向里通過(guò)點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力的方向垂直連線由點(diǎn)指向，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則，電子垂直紙面向里通過(guò)點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力的方向垂直連線由點(diǎn)指向，故D錯(cuò)誤；故選A。7.如圖所示，物塊P與Q間的滑動(dòng)摩擦力為5N，Q與地面間的滑動(dòng)摩擦力為10N，R為定滑輪，其質(zhì)量及摩擦均可忽略不計(jì)，現(xiàn)用一水平拉力F作用于P上并使P、Q發(fā)生運(yùn)動(dòng)，則F至少為（）A.5N B.10N C.15N D.20N【答案】D【解析】設(shè)即將要使P、Q發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑輪上繩子的拉力為T，P受到向左的拉力T，向左的摩擦力5N，向右的拉力F，Q受到向左的拉力T，上表面向右的摩擦力5N，下表面向右的摩擦力10N，根據(jù)平衡條件得T+5N=F，T=5N+10N=15N解得F=20N即至少20N，故D正確；ABC錯(cuò)誤。故選D。二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示勻強(qiáng)電場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)，在點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷。、、、、、為以為球心的球面上的點(diǎn)，平面與電場(chǎng)方向平行，平面與電場(chǎng)方向垂直，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.點(diǎn)的電勢(shì)等于點(diǎn)的電勢(shì)C.點(diǎn)電荷在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不一定做功D.將點(diǎn)電荷在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)，從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)電勢(shì)能的變化量一定最大【答案】CD【解析】A．點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向上，在點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向下，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，根據(jù)平行四邊形定則可知，b點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度斜向右上方，d點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度斜向右下方，兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，電場(chǎng)強(qiáng)度不同，故A錯(cuò)誤；B．將一個(gè)正試探電荷由點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)，點(diǎn)電荷電場(chǎng)力不做功，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做正功，故合電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電勢(shì)降低，兩點(diǎn)電勢(shì)不相等，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)點(diǎn)電荷沿著球面從移動(dòng)到時(shí)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力不做功，點(diǎn)電荷電場(chǎng)力也不做功，故合電場(chǎng)力不做功；當(dāng)電荷??沿著球面從移動(dòng)到?時(shí)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做功，點(diǎn)電荷電場(chǎng)力不做功，故合電場(chǎng)力做功，因此在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不一定做功，故C正確；D．將點(diǎn)電荷在球面上任意兩點(diǎn)之間移動(dòng)，點(diǎn)電荷電場(chǎng)力不做功，從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做功最大，因此電勢(shì)能的變化量最大，故D正確。故選CD。9.質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，所受合外力大小隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，則有關(guān)該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法中正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)在0－2s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)在0－2s內(nèi)速度不變C.質(zhì)點(diǎn)在2－4s內(nèi)加速度越來(lái)越小D.質(zhì)點(diǎn)在2－4s內(nèi)速度越來(lái)越大【答案】ACD【解析】A．由圖象知，前2s內(nèi)物體所受合力大小不變，故加速度恒定，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．因?yàn)樵??2s內(nèi)物體合外力不變，故物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)在2?4s內(nèi)合外力越來(lái)越小，根據(jù)牛頓第二定律知加速度越來(lái)越小，故C正確；D．物體在2?4s內(nèi)加速度越來(lái)越小，但加速度沒(méi)有改變方向，故物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選ACD。10.如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的固定圓錐筒，其軸線垂直于水平面，一質(zhì)量為m的小球A緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，筒口半徑和筒高分別為R和H，小球A所在的高度為筒高的一半，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球A受到重力、支持力和向心力三個(gè)力的作用B.小球A所受合力的方向水平C.小球A受到合力大小為D.小球A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為【答案】BC【解析】小球受到重力、垂直筒壁斜向上的支持力，合力提供小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，方向指向勻速運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心．示意圖為：設(shè)筒壁與水平面的夾角為，則合外力即向心力解得：，故BC正確；三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。11.某物理興趣小組要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了如下器材：電流表（量程0~0.6A），電壓表（量程0~3V），滑動(dòng)變阻器，開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）為了減小誤差，他們應(yīng)選擇如圖_________（選填“甲”或“乙”）所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（2）按所選電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到多組電流表的示數(shù)I和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，連線后得到一條傾斜直線，如圖丙所示，由圖像得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=_________V，內(nèi)阻r=_________Ω。（結(jié)果均保留2位小數(shù)）【答案】（1）甲（2）1.480.80【解析】【小問(wèn)1詳析】電流表內(nèi)阻未知，若選擇甲中的實(shí)驗(yàn)電路，則電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值都會(huì)偏小，但誤差很小，若選擇乙中的實(shí)驗(yàn)電路，則電動(dòng)勢(shì)測(cè)量準(zhǔn)確，但內(nèi)阻測(cè)量誤差很大，所以為了減小誤差，他們應(yīng)選擇如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。【小問(wèn)2詳析】[1][2]由圖丙可知12.圖甲是某同學(xué)“測(cè)量瞬時(shí)速度”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，他將光電門固定在水平氣墊導(dǎo)軌上的B點(diǎn)、滑塊上固定一遮光條，吊盤(pán)（含金屬片）通過(guò)細(xì)線與滑塊相連，實(shí)驗(yàn)中每次滑塊都從導(dǎo)軌上的同一位置A由靜止釋放。（1）本實(shí)驗(yàn)利用光電門測(cè)滑塊的速度，所應(yīng)用的物理方法是______A等效替代法 B.理想實(shí)驗(yàn)法 C.極限思維法（2）若測(cè)得遮光條的寬度為d，遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間為，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度______（用上述物理量的符號(hào)表示）。（3）重復(fù)操作5次、得到數(shù)據(jù)如下表（表中數(shù)據(jù)單位為m/s）0.3400.3300.3180.3520.310求得滑塊的平均速度______m/s（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）C（2）（3）0.330【解析】【小問(wèn)1詳析】在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，采用的方法為極限思維法。故選C?！拘?wèn)2詳析】滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度【小問(wèn)3詳析】滑塊的平均速度為0.330m/s四、計(jì)算題：本大題共3小題，共38分。13.碰撞在宏觀、微觀世界中都是十分普遍的現(xiàn)象。在了解微觀粒子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的過(guò)程中，碰撞的研究起著重要的作用。（1）通常我們研究光滑水平面上兩個(gè)物體的碰撞，如圖1所示。請(qǐng)你進(jìn)行判定：若在粗糙斜面上，如圖2所示，兩個(gè)小球發(fā)生碰撞，碰撞的過(guò)程中A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒。（2）裂變反應(yīng)可以在人工控制下進(jìn)行，用慢化劑中的原子核跟中子發(fā)生碰撞，使中子的速率降下來(lái)，有利于中子被鈾核俘獲而發(fā)生裂變。如圖3所示，一個(gè)中子以速度v與慢化劑中靜止的原子核發(fā)生彈性正碰，中子的質(zhì)量為m，慢化劑中靜止的原子核的質(zhì)量為M，而且M>m。為把中子的速率更好地降下來(lái)，現(xiàn)在有原子核的質(zhì)量M大小各不相同的幾種材料可以作為慢化劑，通過(guò)計(jì)算碰撞后中子速度的大小，說(shuō)明慢化劑中的原子核M應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的。（3）康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，提出光子不僅具有能量，而且具有動(dòng)量，光子動(dòng)量。假設(shè)射線中的單個(gè)光子與靜止的無(wú)約束的自由電子發(fā)生彈性碰撞。碰撞后光子的方向與入射方向夾角為α，電子的速度方向與入射方向夾角為β，其簡(jiǎn)化原理圖如圖所示。光子和電子組成的系統(tǒng)碰撞前后動(dòng)量守恒，動(dòng)量守恒定律遵循矢量運(yùn)算的法則。已知入射光波長(zhǎng)λ，普朗克常量為h。求碰撞后光子的波長(zhǎng)。【答案】（1）動(dòng)量守恒；（2），質(zhì)量較小的；（3）【解析】（1）發(fā)生碰撞的A、B小球作用時(shí)間極短，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。（2）中子與原子核發(fā)生彈性正碰，根據(jù)動(dòng)量守恒與能量守恒可得解得碰撞后中子速度為由于碰撞后中子速度大小為可知慢化劑中的原子核M應(yīng)該選用質(zhì)量較小的。（3）設(shè)電子碰撞后的動(dòng)量為，光子與靜止的無(wú)約束的自由電子發(fā)生彈性碰撞，在水平方向上，動(dòng)量守恒有在豎直方向上，動(dòng)量守恒有碰撞后光子的波長(zhǎng)為14.如圖所示，一內(nèi)徑均勻的導(dǎo)熱U形管豎直放置，右側(cè)管口封閉，左側(cè)上端與大氣相通。一段水銀柱D和一個(gè)光滑輕質(zhì)活塞C將A、B兩部分空氣封在管內(nèi)。初始穩(wěn)定狀態(tài)下，A氣柱長(zhǎng)度為lA=9cm，B氣柱長(zhǎng)度為lB=6cm，兩管內(nèi)水銀面的高度差h=10cm。已知大氣壓強(qiáng)恒為P0=76cmHg，環(huán)境溫度恒為T0=297K。求：（1）求初始穩(wěn)定狀態(tài)下B氣體的壓強(qiáng)PB；（2）現(xiàn)僅對(duì)B氣體緩慢加熱，只使B氣體的溫度TB=627K，求此時(shí)左右管水銀柱液面高度差為多少；（3）為使左右兩管內(nèi)液面等高，現(xiàn)僅用外力使活塞緩慢上移，求兩液面等高時(shí)活塞移動(dòng)的距離x（左側(cè)管道足夠長(zhǎng)）?！敬鸢浮?1)66cmHg；(2)0；(3)15cm【解析】（1）由題意B部分氣體穩(wěn)定狀態(tài)下的壓強(qiáng)（2）B氣體的溫度TB=627K，設(shè)此時(shí)B管水銀柱下降，B部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)pB=66cmHg，體積VB=lBS，溫度T0=297K，末狀態(tài)壓強(qiáng)體積由理想氣體狀態(tài)方程解得此時(shí)左右管水銀柱液面高度差為0；（3）A部分氣體原來(lái)狀態(tài)壓強(qiáng)pA=76cmHg，體積為VA=lAS，末狀態(tài)壓強(qiáng)為體積B部分氣體原狀態(tài)壓強(qiáng)pB=66cmHg，體積為VB=lBS，末狀態(tài)壓強(qiáng)體積根據(jù)玻意耳定律有，解得所以活塞在管中移動(dòng)的距離為x，則15.如圖所示，一U型導(dǎo)體框置于足夠長(zhǎng)的絕緣斜面上，斜面的傾角，斜面虛線區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)區(qū)域長(zhǎng)。金屬棒CD置于U型導(dǎo)體框上，與導(dǎo)體框構(gòu)成矩形回路CDEF，EF間距離。將CD棒與U型導(dǎo)體框同時(shí)由靜止釋放，CD棒恰好勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)CD棒剛出磁場(chǎng)時(shí)仍未脫離U型導(dǎo)體框，此時(shí)U型導(dǎo)體框的EF邊恰好進(jìn)入磁場(chǎng)。已知CD棒、U型導(dǎo)體框的質(zhì)量均為，CD棒電阻