2022-2023学年江西省赣州市南康中学九校高三上学期12月质量检测卷物理试题（解析版）

2022-2023学年江西省赣州市九校高三上学期12月质量检测卷

物理

考生注意：

1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签宇笔将密封线内项目填写清楚。

3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4. 本试卷主要命题范围：必修1，必修2，选修3-5动量，选修3-1，选修3-2。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项正确，第7~10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.

1. 许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（    ）

A. 开普勒测出引力常数

B. 奥斯特发现电磁感应现象

C. 安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式

D. 库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律

2. 如图所示，固定直杆下端有一光滑的定滑轮，绕过定滑轮的细线两端分别连接着质量相等的小球A、B，给小球A施加一个恒定拉力，使连接小球A的细线与竖直方向成一定的角度，此时A、B两球均处于静止状态，则作用在小球A上的拉力可能是（    ）

A. 水平向右的 B.  C. 与细线垂直的 D.

3. 一个面积为的矩形金属框abcd，从如图所示的位置开始（金属框平面与磁感线平行），在匀强磁场中以ab为轴匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为1T，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（    ）

A.  B.  C.  D.

4. 如图所示，正方形区域匀强磁场的方向垂直纸面向外，一带电微粒从磁场边界A点垂直于磁场方向射入，沿曲线APB运动从B点射出磁场，通过PB段用时为t，若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终也射出磁场.微粒重力不计，则新微粒从形成到射出磁场的（    ）

A. 轨迹为PC，运动时间小于t B. 轨迹为PB，运动时间大于t

C. 轨迹为PD，运动时间等于t D. 轨迹为PD，运动时间大于t

5. 某同学用一个理想调压器和理想变压器组成如图所示电路给定值电阻R供电，和间连线电阻不计，已知，电流表为理想电表，调压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器原、副线圈的匝数分别为、，在a、b间输入电压为的正弦交流电，则电流表的示数为（    ）

A. 0.6A B. 0.8A C. 1.0A D. 1.2A

6. 如图甲所示，光滑水平面上固定一通电长直导线MN，通电矩形线框abcd锁定在水平面上（电流方向未画出），ab边长为2L，bc边长为L，ad边与MN平行，且ad到MN的距离也为L；若将线框如图乙所示锁定，这时ab边与MN平行，ab到MN距离仍为L，已知直线电流I产生磁场的磁感应强度大小，k为常量，r为距导线的距离，直导线和线框中电流恒定.则解除线框锁定的一瞬间，甲、乙图中两个线框的加速度大小之比为（    ）

A.  B.  C.  D.

7. 正三角形硬质金属框abc用细线悬挂在空间，处于静止状态，空间存在方向垂直于金属框平面且随时间变化的有界匀强磁场，磁场边界MN与金属框ac边平行，如图甲所示，以垂直金属框平面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ）

A. 时间内和时间内金属框中的感应电流方向相反

B. 时间内，金属框中的感应电流方向始终为

C. 时间内，金属框中感应电流的方向和大小始终不变

D. 时间内，细线拉力一直在增大

8. 空间存在竖直方向的匀强电场，一个带电量为q、质量为m的带正电的小球以大小为、与水平方向成角斜向上的初速度抛出，结果小球恰好能做匀速直线运动，如图所示，重力加速度为g，则（    ）

A. 匀强电场的电场强度大小为

B. 若抛出初速度方向不变，大小为，小球将做曲线运动

C. 某时刻，迅速改变电场方向，小球仍做直线运动，电场转过的角度为

D. 某时刻，迅速改变电场方向，小球仍做直线运动，小球做的可能是匀减速直线运动，也可能是匀加速直线运动

9. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动.在电刷和圆环的A点间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态.已知重力加速度为g，金属棒接入电路的电阻为R，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（    ）

A. 金属棒产生的电动势为 B. 电阻R两端的电压为

C. 电容器所带的电荷量为 D. 微粒的电荷量与质量之比为

10. 宇航员在空气稀薄的某星球上用一根不可伸长轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接质量为200g的小钢球，如图甲所示.多次拉起小钢球使绳伸直至不同位置并由静止释放，每次释放后小球均在竖直平面内摆动，拉力传感器分别记录下每次释放小钢球后，小钢球在竖直平面内摆动过程中绳子拉力的最大值和最小值.作出图像，如图乙所示，根据图像判断下列说法正确的是（    ）

A. 增大小球质量，图像斜率会变大

B. 随着释放高度增加，与的差值变大

C. 该星球表面的重力加速度为

D. 若该星球半径是地球半径的一半，则其第一宇宙速度约为4km/s

二、实验题：全科免费下载公众号《高中僧课堂》本题共2小题，共15分.

11.（6分）某兴趣小组，想要利用手机的连拍功能探究小车在斜面上的运动规律，设计了如下实验：取一个长木板，用木块将其一端垫起一定高度，将一个刻度尺固定在长木板侧面，使其刻度面与木板平行；一位同学将小车从斜面顶端由静止释放，另一位同学利用手机的连拍功能对运动过程进行连续拍照.

已知该手机每1s连续拍摄10张照片，该小组同学从第一张开始每隔两张取出一张照片，把它们标记为A、B、C、D，得到如图所示的几张图片，请根据图片回答下列问题：

（1）从A到D的过程中，小车的平均速度是______m/s.（结果保留2位有效数字）

（2）小车沿斜面做匀变速直线运动，小车经过B图位置时的瞬时速度是______m/s，小车的加速度______.（结果保留2位有效数字）

12.（9分）要测定金属丝的电阻率，某实验小组设计了如图甲所示电路，电源为两节干电池（电动势为3V，内阻未知）；电流表的量程为0~0.6A，内阻为；是阻值为定值电阻，待测金属丝粗细均匀.

（1）实验前，先用螺旋测微器测出金属丝的直径d，示数如图乙所示，则______mm；定值电阻的作用是____________.

（2）调节接线夹夹在金属丝上的位置，测出金属丝接入电路中的长度L.闭合开关，读出电流表的读数I，多次调节接线夹夹在金属丝上的位置，测得多组金属丝接入电路的长度L，及对应的电流表读数I，作出图像如图丙所示，由此测得金属丝的电阻率______（保留3位有效数字），由图像还可以测得电源（电池组）的内阻______.（保留2位有效数字）

三、计算题：本题共4小题，共45分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

13.（9分）如图所示，半径的一段光滑圆弧轨道AB，其圆心为O，OB竖直，OA与OB夹角，现将质量为的小球从P点水平抛出，球刚好无碰撞地从A点进入圆弧轨道，P点与圆心O等高，空气阻力不计，重力加速度g取，，，求：

（1）小球平抛的初速度大小；

（2）小球运动到B点时对圆弧轨道压力大小.

14.（11分）如图所示，长为2m、倾斜放置的传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带与水平面间的夹角为，将一个质量为0.5kg的物块轻放在传送带的底端，同时给物块施加一个竖直向下的恒力F，结果物块经1.2s运动到传送带的顶端，物块与传送带间的动摩擦因数为，不计物块的大小，重力加速度g取，求：

（1）恒力F的大小；

（2）物块从传送带底端运动到顶端过程中，电动机多消耗的电能.

15.（12分）如图甲所示，长方形金属线框abcd处于有界匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，磁场方向与线框平面垂直，ab边与磁场右边界重合，ab边长为0.5m，bc边长为1m，电阻为，现用力将线框水平向右拉出磁场，ab边始终与磁场右边界平行，线框中产生的感应电流随线框运动的距离关系如图乙所示，求将线框拉出磁场的过程中：

（1）通过线框截面的电量；

（2）线框的后一半出磁场所用的时间；

（3）线框克服安培力做的功.

16.（13分）如图，在x轴上方有方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在x轴下方有方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.一个质量为m，电荷量为q的粒子从y轴上点沿x轴正方向射出，在电场和磁场中运动一圈后恰好又回到P点并做循环运动，且粒子经过x轴时速度方向与x轴正方向的夹角为，不计粒子的重力.求：

（1）粒子第一次经过x轴的位置坐标；

（2）磁场的磁感应强度大小；

（3）粒子从P点射出到第二次回到P点的时间.

答案

1. D  卡文迪什测出引力常数，A错误；法拉第发现电磁感应现象，B错误；磁场对运动电荷的作用力公式并不是安培提出的，C错误；库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，D正确.

2. B  由于细线的拉力等于小球A的重力，因此作用在小球上的拉力方向一定在绳的拉力和小球重力夹角的角平分线上，因此拉力可能为，B项正确.

3. A  图示位置金属框处于与中性面垂直的平面，竖直长边垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大为，根据正弦式交变电流的表达式可知感应电动势随时间的变化关系为，故选A.

4. B  带电微粒在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为，它与静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒的过程动量守恒，质量变大速度变小，带电量不变，可见轨道半径不变，轨迹应该为PB，因为速度变小，所以运动时间要大于t，故B正确.

5. B  根据题意，根据变压比：，，又，解得，则电流表的示数为，B项正确.

6. A  设MN和线框的电流分别为I和，则对甲图，，对乙图，，解得，A项正确.

7. CD  时间内磁场方向垂直金属框平面向里，磁通量减小，时间内磁场方向垂直金属框平面向外，磁通量增大，根据楞次定律可知，时间内感应电流产生的磁场方向始终垂直金属框平面向里，金属框中的感应电流方向始终为，A、B项错误；法拉第电磁感应定律，时间内，n、、S都不变，所以金属框中感应电流的方向和大小始终不变，C项正确；时间内，金属框所受安培力的方向竖直向上，大小变小，细线拉力变大，在时间内，金属框受的安培力方向竖直向下，大小变大，细线拉力变大，可见T一直变大，D项正确.

8. AC  由得匀强电场的电场强度大小为，A项正确；若抛出初速度方向不变，大小为，小球仍做匀速直线运动，B项错误；某时刻，迅速改变电场方向，小球仍做直线运动，则电场力与重力的合力与小球速度在同一直线上，则电场转过的角度为，C项正确；小球做的是匀减速直线运动，D项错误.

9. CD  金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势，A错误；电路不闭合没有电流，电阻R两端的电压为零，B错误；电容器两极板间电压等于电源电动势E，电容器所带的电荷量，C正确；带电微粒在两极板间处于静止状态，则，即，D正确.

10. BD  设刚释放时绳与竖直方向的夹角为，此时绳上拉力最小为，球摆到最低点时绳上拉力最大，设绳长为L，球到最低点时速度为v，由机械能守恒有，据向心力公式有，联立解得，可见图像的斜率为定值－2与m无关，，由题意知，释放高度增加增大减小，则增大，A错误，B正确；由，对照图像可见，解得，约为地球表面的重力加速度一半，该星球第一宇宙速度，若该星球半径是地球半径的一半，则其第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度7.9km/s的一半，即约为4km/s，C错误，D正确.

11.（1）0.32（0.30~0.34均给分）  （2）0.28（0.26~0.30均给分）  0.27（0.25~0.29均给分）（每空2分）

解析：（1）已知该手机能够每1s连续拍摄10张照片，即两张照片的时间间隔为0.1s，该小组同学从第一张开始每隔两张取出一张照片，A、B，C、D四副图片中相邻的两幅图片时间间隔为，从A到D的过程中，小车的平均速度是.

（2）小车沿斜面做匀变速直线运动，小车经过B图位置时的瞬时速度是，同理可以求出小车经过C图位置时的瞬时速度是，小车的加速度.

12.（1）2.150（2分）  保护电路（2分）  （2）（均给分）（3分） 1.0（2分）

解析：（1）由螺旋测微器读数规则，可知电阻丝的直径为；定值电阻的作用是保护电路.

（2）金属丝电阻为，由欧姆定律可得，整理得，结合图像有，纵轴截距，，解得，.

13. 解：（1）小球平抛从P到A，在竖直方向有（2分）

解得（1分）

则（1分）

（2）小球从P到B机械能守恒，有（2分）

在B点轨道对球的支持力大小为F，据向心力公式有：（1分）

解得（1分）

据牛顿第三定律知，小球到B点时对圆弧轨道压力大小也是3.675N（1分）

14. 解：（1）物块从静止开始向上做匀加速运动，假设物块一直匀加速运动到传送带顶端，到顶端时的速度大小为

则

求得（1分）

由于假设不成立，因此物块向上先做加速运动后做匀速运动.

设加速运动的时间为，则（1分）

求得

加速的加速度（1分）

根据牛顿第二定律有（1分）

求得（1分）

（2）物块随传送带匀速运动的时间（1分）

加速运动的位移（1分）

加速运动过程中物块与传送带摩擦产生的热量（1分）

物块从传送带底部运动到顶端，物块增加的机械能（1分）

克服恒力F做的功为（1分）

根据功能关系可知，电动机额外消耗的电能（1分）

15. 解：（1）拉出过程中，回路中的平均电动势（1分）

平均电流（1分）

通过线框截面的电量（2分）

（2）由图乙可知，线框后一半出磁场过程，线框中电流恒定，则线框的速度恒定

设速度大小为v，则（1分）

（1分）

求得（1分）

则线框后一半出磁场所用时间（1分）

（3）由图乙可知，在0~0.5m过程中，电流与位移成正比，即安培力与位移成正比

在0.5~1m过程中，电流恒定，安培力恒定，则线框克服安培力做的功为

（2分）

解得（2分）

16. 解：（1）粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹关于y轴对称如图所示.设粒子在电场中加速度大小为a，初速度大小为，从P到A运动时间为，第一次经过x轴的位置A到原点O的距离为s.

则有（1分）

（1分）

粒子进入磁场时有（1分）

联立解得

故粒子第一次经过x轴的位置坐标为（1分）

（2）粒子在电场中运动时，有（1分）

设粒子进入磁场时速度的大小为v，则有

设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中运动的轨道半径为R，则有（1分）

由几何关系得（1分）

联立以上各式解得（1分）

（3）由（1）问可以解出（1分）

粒子在磁场中的运动周期为（1分）

粒子在磁场中的运动时间为（1分）

粒子从P点射出到第一次回到P点的全程运动周期为（1分）

故粒子从P点射出到第二次回到P点的时间为（1分）