2024届广东省重点中学高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

2024届广东省重点中学高三下学期第五次调研考试物理试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、图为2020年深圳春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为FA、FB、FC。其中OB、OC两绳的夹角为，灯笼总质量为3m，重力加速度为g。下列表述正确的是（）A．FB一定小于mg B．FB与FC是一对平衡力C．FA与FC大小相等 D．FB与FC合力大小等于3mg2、一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）A．向心加速度大小之比为14 B．轨道半径之比为41C．周期之比为41 D．角速度大小之比为123、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV4、在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的1．1倍。假设将来地球的自转周期变小，但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为A．5小时 B．4小时 C．1小时 D．3小时5、下列说法正确的是（）A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．内能是物体中所有分子热运动动能的总和6、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A．ab杆所受拉力F的大小为 B．cd杆所受摩擦力为零C．回路中的电流强度为 D．μ与v1大小的关系为μ=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、如图所示，用小灯泡模仿光控电路，AY之间为斯密特触发器，RG为光敏电阻，R1为可变电阻；J为继电器的线圈，Ja为它的常开触点。下列说法正确的是()A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引Ja，路灯点亮B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调大些C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调小些D．二极管的作用是继电器释放Ja时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路8、如图所示，分别在M、N两点固定放置带电荷量分别为+Q和-q（Q>q）的点电荷，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。以下判断正确的是（）A．A点的电场强度小于B点的电场强度B．C点的电场强度方向跟D点的电场强度方向相同C．A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差D．试探电荷+q在A点的电势能大于在B点的电势能9、如图所示，一条形磁铁竖直放置，金属线圈从磁铁正上方某处下落，经条形磁铁A、B两端时速度分别为v1、v2，线圈中的电流分别为I1、I2，线圈在运动过程中保持水平，则()A．I1和I2的方向相同 B．I1和I2的方向相反C．I1∶I2＝v∶v D．I1∶I2＝v1∶v210、如图甲所示，、为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。线圈中通有如图乙所示的交变电流，则以下说法正确的是（）A．时刻，两线圈间作用力为零B．时刻，两线圈间吸力最大C．在到时间内，、两线圈相吸D．在到时间内，、两线圈相斥三、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）在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：A．电压表V1（0～5V）B．电压表V2（0～15V）C．电流表A1（0～50mA）D．电流表A2（0～500mA）E．滑动变阻器R1（0～60Ω）F．滑动变阻器R2（0～2kΩ）G．直流电源EH．开关S及导线若干I．小灯泡（U额=5V）某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端，移动过程中发现小灯未曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U﹣I关系图象如图甲所示：（1）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图____；（2）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表__（选填器材代号“A”或“B”），电流表__（选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器__（选填器材代号“E”或“F”）；（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为__V，内阻为__Ω；（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连，则每个小灯消耗的实际功率为__W。12．（12分）某同学利用如图所示的装置欲探究小车的加速度与合外力的关系．具体实验步骤如下：①按照如图所示安装好实验装置，并测出两光电门之间的距离L②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，并记录小车先后通过光电门甲和乙的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④的步骤（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为Δt1和Δt2，则小车加速度的表达式为a=_________（2）关于本实验的说法，正确的是________A．平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶B．平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量（3）若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数μ，某次实验中，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ，沙和沙桶的总质量m，以及小车的质量M．则可推算出动摩擦因数的表达式μ=__________（表达式中含有m、M、θ）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）如图甲是某型号无人机在水平地面沿直线加速滑行和离开地面以固定仰角沿直线匀速爬升的示意图，无人机在滑行和爬升两个过程中：所受推力大小均为其重力的倍，方向与速度方向相同；所受升力大小与其速率的比值均为k1，方向与速度方向垂直；所受空气阻力大小与其速率的比值均为k2，方向与速度方向相反。k1、k2未知；已知重力加速度为g，无人机质量为m，匀速爬升时的速率为v0，仰角为θ，且sinθ=，cosθ=。(1)求k1，k2的值。(2)若无人机受到地面的阻力等于压力的k3倍，无人机沿水平地面滑行时能做匀加速直线运动，求k3的值。(3)若无人机在水平地面由静止开始沿直线滑行，其加速度a与滑行距离s的关系如图乙所示，求s0~2s0过程与0~s0过程的时间之比。（无人机在s0~2s0这段滑行过程中的平均速度可用该过程始末速度的算术平均值替代）14．（16分）一固定的倾角为的斜面，斜面长9m，如图所示，斜面上一物体在大小为11N沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上加速运动，加速度大小为1m/s2；如果将沿斜面向上的拉力改为1N，物体加速向下运动，加速度大小仍为1m/s2，取重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，求：(1)物体质量m及物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)若将物体从斜面顶端由静止释放，物体运动到斜面底端的时间t。15．（12分）如图（a）所示，倾角θ=30°的光滑固定斜杆底端固定一电量为Q=2×10﹣4C的正点电荷，将一带正电小球（可视为点电荷）从斜杆的底端（但与Q未接触）静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图（b）所示，其中线1为重力势能随位移变化图象，线2为动能随位移变化图象．（g=10m/s2，静电力恒量K=9×109N•m2/C2）则（1）描述小球向上运动过程中的速度与加速度的变化情况；（2）求小球的质量m和电量q；（3）斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U；（4）在图（b）中画出小球的电势能ε随位移s变化的图线．（取杆上离底端3m处为电势零点）

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】

A．因OB=OC可知FB=FC，由平衡知识可知解得FB一定大于mg，选项A错误；B．FB与FC不共线，不是一对平衡力，选项B错误；C．因FA=3mg>FC，则选项C错误；D．由平衡知识可知，FB与FC合力大小等于3mg，选项D正确。故选D。2、B【解析】

AB.根据万有引力充当向心力==mr=ma，卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v=，其动能Ek=，由题知变轨后动能增大为原来的4倍，则变轨后轨道半径r2=r1，变轨前后卫星的轨道半径之比r1r2=41；向心加速度a=，变轨前后卫星的向心加速度之比a1a2=116，故A错误，B正确；C.卫星运动的周期，变轨前后卫星的周期之比==，故C错误；D.卫星运动的角速度，变轨前后卫星的角速度之比==，故D错误．3、D【解析】

这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em-En（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故AB错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV．故C错误，D正确．故选D．4、B【解析】

设地球的半径为R，则地球同步卫星的轨道半径为r=1.1R，已知地球的自转周期T=24h，地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小。由公式可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小。由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图。由几何关系可知地球同步卫星的轨道半径为r′=2R由开普勒第三定律得故B正确，ACD错误。故选B。5、B【解析】

A．布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是花粉颗粒的无规则的运动，布朗运动间接反映了液体分子是运动的，故选A错误；B．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈，选项B正确；C．因为温度越高，分子运动速度越大，故它的运动就越剧烈；物体从外界吸收热量，如果还要对外做功，则它的内能就不一定增加，选项C错误；D．内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，故选项D错误。故选B。6、D【解析】

A．导体ab切割磁感线时产生沿ab方向，产生感应电动势，导体cd向下匀速运动，未切割磁感线，不产生感应电动势，故整个电路的电动势为导体ab产生的，大小为：①感应电流为：②导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：③解得：④AC错误；B．导体棒cd匀速运动，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：⑤即导体棒cd摩擦力不为零，B错误；D．联立②⑤式解得，D正确。故选D。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、天色变暗时，光敏电阻较大，则RG两端的电势差较大，所以A端的电势较高，继电器工作吸引常开触点Ja，路灯点亮，故A正确；BC、当A端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则RG两端的电势差更大，A端的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压应降低，根据串联分压可知应把R1的阻值调大些，故B正确，C错误；D、天色变亮时，A端输入低电平，继电器不工作释放常开触点Ja，继电器的线圈会产生自感电电动势，二极管与继电器的线圈串联构成闭合电路，防止损坏集成电路，故D正确；故选BCD。8、CD【解析】

A．由于，A点处电场线比B点处电场线密，A点的电场强度大于B点的电场强度，A错误；B．电场线从Q出发到q终止，关于MN对称，C、D两点电场线疏密程度相同，但方向不同，B错误；C．由于C点电势等于D点电势，则A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差，C正确；D．A点的电势高于B点的电势，+q在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。故选CD。9、BD【解析】

AB．金属线圈经条形磁铁A、B两端时，磁通量先向上的增大后向上减小，依据楞次定律“增反减同”，导致感应电流产生的磁场方向先向下，后向上，根据右手螺旋定则可知，则I1和I2感应电流的方向先顺时针，后逆时针（从上向下），即它们的方向相反，故A错误，B正确；CD．依据法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，则有I=即I与v成正比，故C错误，D正确。故选BD。10、ACD【解析】

A．时刻，A线圈中电流变化率为零，B线圈中感应电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故A正确；B．时刻A线圈中电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故B错误；C．在到时间内，A线圈中电流在减小，B线圈中磁通量在减小，根据楞次定律，AB两线圈相吸，故C正确；D．在到时间内，A线圈中电流在增大，B线圈中磁通量在增大，根据楞次定律，AB两线圈排斥，故D正确。故选ACD。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、BDE8100.56【解析】

（1）从图甲可知，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始的，因此滑动变阻器采用的不是分压接法，而是限流接法；从图甲可知，小灯泡的电阻为10Ω～30Ω，阻值较小，因此电流表采用外接法，作出的实验电路图如图所示：（2）从图甲可知，记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V，因此电压表的量程需要选择15V，故电压表选B；通过小灯的电流I最大为：0.2A=200mA，故电流表的量程需要选择500mA，故电流表选D；电路采用滑动变阻器限流接法，为了便于实验操作，滑动变阻器应选小阻值的，故滑动变阻器选E；（3）从图甲可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，小灯两端电压U1最大为6V，通过小灯的电流I1最大为0.2A，则此时小灯电阻RL==30Ω由闭合电路欧姆定律有当滑动变阻器接入电阻为R2=60Ω时，小灯两端电压U2最小为1V，通过小灯的电流I2最小为0.1A，则此时小灯电阻RL==10Ω由闭合电路欧姆定律有解得电源电动势E=8V，内阻r=10Ω；（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连，根据闭合电路欧姆定律，有E=2U+Ir解得U=4﹣5I作出此时的U﹣I图象如图所示：图中交点I=0.18A，U=3.1V，即通过每个灯泡的电流为0.18A，每个灯泡的电压为3.1V，故每个小灯消耗的实际功率P=0.18A3.1V≈0.56W（由于交点读数存在误差，因此在0.55W～0.59W范围内均对）12、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小车经过光电门时的速度分别为：，，由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，平衡摩擦力时应使小车在悬挂沙桶的情况下匀速运动，所以不需要取下细绳和沙桶，故A错误，B正确；CD.因为本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，也不需要小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量，故C错误，D错误。故选：B；（3）对小车，由平衡条件得：Mgsinθ−mg=μMgcosθ，得动摩擦因数：；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)，；(2)；(3)【解析】

(1)无人机以速度v0匀速爬升阶段，受力平衡，沿速度方向有垂直速度方向有联立得(2)设无人机在地面滑行时速度为v，受到地面弹力为FN，受力