2024届广东省广州市真光中学高三3月份模拟考试物理试题含解析

2024届广东省广州市真光中学高三3月份模拟考试物理试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效． 5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。

据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。

可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。

若质量分别为m 1和m 2的A 、B 两天体构成双星，如图所示。

某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（ ）
A ．A 、
B 做圆周运动的半径之比为m 2：m 1 B ．A 、B 做圆周运动所需向心力大小之比为1：1
C ．A 、B 做圆周运动的转速之比为1：1
D ．A 、B 做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1
2、如图所示，A B 、两金属板平行放置，在0t 时刻将电子从A 板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）。

分别在A B 、两板间加上下列哪一种电压时，有可能使电子到不了B 板（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
3、国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。

1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图所示，其轨道近地点高度约为440km ，远地点高度约为2060km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km 的地球同步轨道上。

设东方红一号在近地点的加速度为a 1，线速度为v 1，环绕周期为T 1，东方红二号的加速度为a 2，线速度为v 2，环绕周期为T 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，自转线速度为v 3，自转周期为T 3，则a 1、a 2、a 3，v 1、v 2、v 3，T 1、T 2、T 3的大小关系为（ ）
A ．T 1>T 2=T 3
B ．a 1>a 2>a 3
C ．a 3>a 1>a 2
D ．v 1>v 3>v 2
4、反质子的质量与质子相同，电荷与质子相反。

一个反质子从静止经电压U 1加速后，从O 点沿角平分线进入有匀强磁场（图中未画岀）的正三角形OAC 区域，之后恰好从A 点射岀。

已知反质子质量为m ，电量为q ，正三角形OAC 的边长为L ，不计反质子重力，整个装置处于真空中。

则（ ）
A ．匀强磁场磁感应强度大小为
1
1q
L mU ，方向垂直纸面向外
B ．保持电压U 1不变，增大磁感应强度，反质子可能垂直OA 射出
C ．保持匀强磁场不变，电压变为114U ，反质子从OA 中点射岀
D ．保持匀强磁场不变，电压变为114U ，反质子在磁场中运动时间减为原来的1
2
5、 “S 路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。

如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时
A ．两名学员具有相同的线速度
B ．汽车受到的摩擦力与速度方向相反
C ．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大
D ．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力
6、2019年10月30日在新疆喀什发生4级地震，震源深度为12 km 。

如果该地震中的简谐横波在地壳中匀速传播的速度大小为4 km/s ，已知波沿x 轴正方向传播，某时刻刚好传到x=120 m 处，如图所示，则下列说法错误的是（ ）
A．从波传到x=120 m处开始计时，经过t=0.06 s位于x=360 m的质点加速度最小
B．从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3 s时间
C．波动图像上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大
D．此刻波动图像上除M点外与M点位移大小相同的质点有7个
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（）
A．状态b、c的内能相等
B．状态a的内能比状态b、c的内能大
C．在a到b的过程中气体对外界做功
D．在a到b的过程中气体向外界放热
E.在b到c的过程中气体一直向外界放热
8、智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。

某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。

闭合开关，下列说法正确的是
A．仅光照变强，小灯泡变亮
B．仅光照变弱，小灯泡变亮
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮
D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
9、如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB间距离为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被固定，MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN棒的电阻均忽
略不计。

初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN 棒具有水平向左的初速度v 0，经过一段时间，MN 棒第一次运动至最右端，在这一过程中AB 间电阻R 上产生的焦耳热为Q ，则（ ）
A ．初始时刻棒受到安培力大小为220
2B L v R
B ．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于
23
Q
C ．当棒再次回到初始位置时，AB 间电阻R 的功率小于
222
08()3Q B L v m R
-
D ．当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为
2
0122
mv Q - 10、电阻R 接在20V 的恒压电源上时，消耗的电功率为P ；若将R 接在如图所示理想变压器的副线圈电路中时，R 消耗的电功率为
4
P。

已知电路中电阻R 0的阻值是R 的4倍，a 、b 两端接在402sin100u t π=（V ）的交流电源上，此变压器（ ）
A ．副线圈输出电压的频率为100Hz
B ．副线圈输出电压的有效值为10V
C ．原、副线圈的匝数之比为2︰1
D ．原、副线圈的电流之比为1︰4
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。

（1）为了使测量误差尽量小，下列说法中正确的是________； A ．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．为了使单摆的周期大一些，应使摆线相距平衡位置有较大的角度
（2）该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。

某次测量的示数如图乙所示，读出小球直径为d=______cm；（3）该同学用米尺测出悬线的长度为L，让小球在竖直平面内摆动。

当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数为1、2、3……。

当数到40时，停止计时，测得时间为t。

改变悬线长度，多次测量，利用计算机作出了t2–L图线如图丙所示。

根据图丙可以得出当地的重力加速度g＝__________ m/s2。

（取π2＝9.86，结果保留3位有效数字）
12．（12分）某同学利用如图所示的装置来测量动摩擦因数，同时验证碰撞中的动量守恒。

竖直平面内的一斜面下端与水平面之间由光滑小圆弧相连，斜面与水平面材料相同。

第一次，将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，测出斜面长度为l，斜面顶端与水平地面的距离为h，小滑块在水平桌面上滑行的距离为X1（甲图）；第二次将左侧贴有双面胶的小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测出整体沿桌面滑动的距离X2（图乙）。

已知滑块A和B的材料相同，测出滑块A、B的质量分别为m1、m2，重力加速度为g。

(1)通过第一次试验，可得动摩擦因数为μ=___________；（用字母l、h、x1表示）
(2)通过这两次试验，只要验证_________，则验证了A和B碰撞过程中动量守恒。

（用字母m1、m2、x1、x2表示）
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。

用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至B处。

（取g=10m/s2）
（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）该外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。

14．（16分）间距为的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示,倾角为θ的导轨处于大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3的“联动双杆”（由两根长为的金属杆，和，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成），在“联动双杆”右侧存在大小为，方向垂直导轨平
面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度大于L，质量为，长为的金属杆，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），杆与“联动双杆”发生碰撞后杆和合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间Ⅱ并从中滑出，运动过程中，杆、和与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。

已知杆、和电阻均为。

不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。

求：
（1）杆在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小；
（2）联动三杆进入磁场区间II前的速度大小；
（3）联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热
15．（12分）如图所示，两根足够长的平行竖直导轨，间距为L，上端接有两个电阻和一个耐压值足够大的电容器，R1∶R2 2∶3，电容器的电容为C且开始不带电。

质量为m、电阻不计的导体棒ab 垂直跨在导轨上，S 为单刀双掷开关。

整个空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

现将开关S 接1，ab 以初速度v0 竖直向上运动，当ab向上运动h 时到达最大高度，此时迅速将开关S接2，导体棒开始向下运动，整个过程中导体棒与导轨接触良好，空气阻力不计，重力加速度大小为g。

试问：
(1) 此过程中电阻R1产生的焦耳热；
(2) ab 回到出发点的速度大小；
(3)当ab以速度v0向上运动时开始计时，t1时刻ab到达最大高度h 处，t2时刻回到出发点，请大致画出ab从开始运动到回到出发点的v-t 图像（取竖直向下方向为正方向）。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D 【解析】
AB ．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力
22
1211222
m m G
m r m r L
ωω== 可知两天体的向心力大小相等，半径之比为
12
21
r m r m = AB 正确；
C ．根据角速度与转速的关系
2n ωπ=
可知两天体转速相同，C 正确； D ．由
12
11222m m G
m a m a L
== 得
12
21
a m a m = D 错误。

本题选不正确的，故选D 。

2、B 【解析】
加A 图电压，电子从A 板开始向B 板做匀加速直线运动；加B 图电压，电子开始向B 板做匀加速运动，再做加速度大小相同的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，由电压变化的对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了B 板；加C 图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，电子一直向
B 板运动，即电子一定能到达B 板；加D 图电压，电子的运动与
C 图情形相同，只是加速度是变化的，所以电子也一
直向B 板运动，即电子一定能到达B 板，综上所述可知选项B 正确。

3、B
A ．根据开普勒第三定律3
2a k T
=可知轨道半径越大的卫星，周期越大，由于东方红二号卫星的轨道半径比东方红一号
卫星的轨道半径大，所以东方红二号卫星的周期比东方红一号卫星的周期大；东方红二号卫星为同步卫星，与赤道上的物体具有相同的周期，即有
312T T T <=
故A 错误；
BC ．根据万有引力提供向心力，则有
2 GMm
ma r
= 解得
2
GM
a r =
轨道半径越大的卫星，加速度越小，所以东方红二号卫星的加速度比东方红一号卫星的加速度小；东方红二号卫星为
同步卫星，与赤道上的物体具有相同的周期，根据2
24a r T
π=可知东方红二号卫星的加速度比固定在地球赤道上的物
体随地球自转的加速度大，即有
123a a a >>
故B 正确，C 错误；
D ．根据万有引力提供向心力，则有
2
2GMm v m r r
= 解得
v =
轨道半径越大的卫星，线速度越小，所以东方红二号卫星的线速度比东方红一号卫星的线速度小；根据2r
v T
π=可知东方红二号卫星的线速度比固定在地球赤道上的物体随地球自转的线速度大，即有
123v v v >>
故D 错误； 故选B 。

4、C
A ．电场中加速过程中有
2112
qU mv =
在磁场中做匀速圆周运动过程有
2
v qvB m r
=
根据几何关系可知 r =L 可得
B =
再根据左手定则（注意反质子带负电）可判断磁场方向垂直纸面向外，A 错误； BCD ．根据上述公式推导
mv r qB =
= 电压变为11
4
U 时，轨道半径变为原来
1
2
，反质子将从OA 中点射出；只要反质子从OA 边上射出，根据对称性可知其速度方向都与OA 成30°角，转过的圆心角均为60°，所以不会垂直OA 射出，运动时间都为
112663m m t T qB qB
ππ==⋅=
C 正确，B
D 错误。

故选C 。

5、D 【解析】
A.两名学员的线速度大小和方向均不相同；
B.汽车所需向心力由摩擦力提供，不与速度方向相反；
C.学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小;
D.汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力. 故选D 。

6、B 【解析】
A．根据图像可知，波长为60m，波速为4km/s，所以可得周期为0.015s，0.06s的时间刚好是整数个周期，可知横波刚传到360m处，此处质点开始从平衡位置向-y方向运动，加速度最小，A正确，不符题意；
B．波在传播的时候，波源没有迁移，B错误，符合题意；
C．波的传播方向是向右，所以根据同侧法可知，波动图像上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大，C正确，不符题意；
D．过M点作水平线，然后作关于x轴的对称线，可知与波动图像有7个交点，所以此刻波动图像上除M点外与M 点位移大小相同的质点有7个，D正确，不符题意。

本题选错误的，故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、ABD
【解析】
A．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b、c的温度相同，故内能相等，故A正确；
B．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a的温度比状态b、c的温度高，故状态a的内能比状态b、c的内能大，故B正确；
C．在a到b的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；
D．a到b的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D正确；
E．状态b、c的内能相等，由b到c的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a到b的过程气体放热，故在c到a的过程中气体应吸热；故E错误．
8、AC
【解析】
A．仅光照变强，可知光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流增大，则流过灯泡的功率变大，灯泡变亮，A正确；
B．仅光照变弱，可知光敏电阻的阻值变大，则总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知总电流减小，则流过灯泡的功率变小，灯泡变暗，B错误；
C．仅将滑片向a端滑动，接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，干路电流增大，灯泡的功率变大，灯泡要变亮，C正确；
D．仅将滑片向b端滑动，接入电路的有效阻值变大，则总电阻变大大，干路电流减小，灯泡的功率变小，灯泡要变暗，D错误；
故选AC。

9、AC
【解析】
A ． 初始时刻棒产生的感应电动势为：E =BLv 0、感应电流为：
022
E BLv I R R ==
棒受到安培力大小为：
2202B L v F BIL R
== 故A 正确；
B ． MN 棒第一次运动至最右端的过程中AB 间电阻R 上产生的焦耳热Q ，回路中产生的总焦耳热为2Q 。

由于安培力始终对MN 做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于
12233
Q Q ⋅= 故B 错误；
C ． 设棒再次回到初始位置时速度为v 。

从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产生焦耳热大于： 24233
Q Q Q '=⋅= 根据能量守恒定律有：
2201122
mv mv Q '=+ 棒再次回到初始位置时，棒产生的感应电动势为：E ′=BLv ，AB 间电阻R 的功率为：
2
E P R
'= 联立解得：
222083Q B L v m P R
⎛⎫- ⎪⎝⎭< 故C 正确；
D ． 由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为
22001112224
mv Q mv Q ⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭
故D 错误。

故选：AC 。

10、BC
【解析】
A ．变压器不改变交变电流的频率，由题可知，交流电压的频率为
100π50Hz 2π2π
f ω
=== 故A 错误；
B ．由题意可得
22
21204U R R
=⨯ 解得
210V U =
故B 正确；
C ．电源的有效值为
U 设原、副线圈的匝数之比为n ，则原、副线圈的电流之比为
1n 则R 0两端电压为24U n ，根据原、副线圈电压比等匝数比即
22
440U n n U -=
解得
2n =
故C 正确；
D ．由原、副线圈中的电流之比等匝数反比可知，原、副线圈的电流之比为1：2，故D 错误。

故选BC 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、BC 0.810 9.80
【解析】
(1)[1]．A ．组装单摆须选用密度较大且直径较小的摆球，选项A 错误；
B ．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，选项B 正确；
C ．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，选项C 正确；
D ．单摆的摆角不得超过5°，否则单摆的运动就不是简谐运动，选项D 错误；
故选BC 。

(2)[2]．小球直径为d =0.8cm+0.05mm×2=0.810cm ；
(3)[3]．单摆的周期为
120402t
t T ==⨯
由
2T π
=可得 2
2
1600t L g π= 由图像可知
2216001610161010010
k g π-===⨯ 解得
g=9.80m/s 2
12
12(m m m =+
【解析】
(1)[1]．对小滑块下滑到停止过程，据动能定理得
1110m gh m g l mgx μμ--= 解得
μ(2)[2]．对小滑块A 滑到斜面最低点的速度为v 1，在水平桌面上时，据牛顿第二定律得
μm 1g =m 1a
解得
a=μg
据速度位移关系公式得 112v gx μ＝ 设A 与B 碰撞后速度为v 2，同理得
222v gx μ＝
根据A 、B 碰撞过程动量守恒得
m 1v 1=(m 1+m 2)v 2
联立解得
11122()m x m m x =+
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）0.5 （2）1233
t s = 【解析】(1) 物体做匀加速运动，则2012L at =
所以222202220/10/2
L a m s m s t ⨯=== 由牛顿第二定律得： F f ma -=又f mg μ=
解得： 0.5μ=
(2)有力作用时，加速度为a ，撤去力后2mg ma μ=则2a g μ=
22121122
at gt L μ+= 、1212at t t g μ== 联立解得： 1233t s =
14、 (1)
(2) 1.5m/s (3)0.25J
【解析】
沿着斜面正交分解，最大速度时重力分力与安培力平衡
(1)感应电动势
电流
安培力 匀速运动条件 代入数据解得：
（2）由定量守恒定律
解得： （3）进入B 2磁场区域，设速度变化大小为
,根据动量定理有
解得：
出B 2磁场后“联动三杆”的速度为
根据能量守恒求得：
综上所述本题答案是：(1)
(2) 1.5m/s (3)0.25J
【点睛】 本题比较复杂，根据动能定理求出ab 棒下落到轨道低端时的速度，再利用动量守恒求出碰后三者的速度，结合动量定理求出进出磁场的初末速度之间的关系，并利用能量守恒求出系统内增加的热量。

15、（1）2103152Q mv mgh ⎛⎫=
- ⎪⎝⎭；（2）222mgh v CB L m =+（3）见解析。

【解析】
（1）只有当开关S 接1时回路中才有焦耳热产生，在导体棒上升过程，设回路中产生的焦耳热为Q ，根据能量守恒有 2012
mv mgh =
又12:2:3R R =，因此电阻R 1产生的热量为
135Q Q = 2103152Q mv mgh ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
（2）当开关S 接2时，导体棒由静止开始下落，设导体棒下落的加速度为a ，由牛顿第二定律得
mg-ILB =0
又
Q C U CBL v I CBLa t t t
∆∆∆====∆∆∆ 联立得 22mg a CB L m =
+ 所以导体棒做初速度为0，加速度为a 的匀加速直线运动，设导体棒回到出发点的速度大小为v ，由22v ah = 得 222mgh v CB L m
=+ （3）当导体棒向上运动时，由于所受安培力向下且不断减小，所以导体棒做加速度逐渐减小的减速运动；当导体棒开始向下运动时做初速度为0的匀加速直线运动，由于所受安培力与重力反向，所以此过程加速度小于g.。