2023届山西省范亭中学高三4月（二诊）调研测试卷（康德版）物理试题

2023届山西省范亭中学高三4月（二诊）调研测试卷（康德版）物理试题

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

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、如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管的一端，且与螺线管垂直。用磁传感器测量ab上各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小，在计算机屏幕上显示的图像大致是 （    ）

A． B．

C． D．

2、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为

A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg

3、如图所示为某质点运动的速度一时间图像（若将段图线以连线为轴翻转，图线形状与段相对于虚线对称），则关于段和图线描述的运动，下列说法正确的是（　　）

A．两段的运动时间相同 B．两段的平均速度相同

C．两段的速度变化量相同 D．两段的平均加速度相同

4、如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态．则下列判断中正确的是 (　 　)

A．球B对墙的压力增大    B．球B对柱状物体A的压力增大

C．地面对柱状物体A的支持力不变    D．地面对柱状物体A的摩擦力不变

5、如图所示，一个质量为m的铁球处于静止状态，铁球与斜面的接触点为A,推力F的作用线通过球心O，假设斜面、墙壁均光滑，若让水平推力缓慢增大，在此过程中，下列说法正确的是()

A．力F与墙面对铁球的弹力之差变大

B．铁球对斜面的压力缓慢增大

C．铁球所受的合力缓慢增大

D．斜面对铁球的支持力大小等于

6、2019年10月1日，在国庆70周年盛大阅兵式上，大国重器东风-17高超音速战略导弹震撼曝光！有限的资料显示，东风17高超音速导弹最大速度在6~25马赫之间，射程约为2000公里左右，其战斗部为十分前沿的带翼面承波体结构，通过弹体助推至大气层边缘，并以"打水漂"一样的方式进行滑跃飞行，突防能力极强。值得一提的是，这种"助推—滑翔"弹道由我国著名科学家钱学森在上个世纪末40年代首次推出，因此该弹道亦称"钱学森弹道"。已知东风-17质量为m，在一次试射机动变轨过程中，东风-17正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为12马赫（1马赫就是一倍音速，设为v），突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下37°角飞行，速度大小为15马赫。此次机动变轨过程中（　　）

A．合力对东风-17做功为81mv2

B．合力对东风-17做功为4.5mv2

C．合力对东风-17的冲量大小为9mv，方向竖直向下

D．合力对东风-17的冲量大小为3mv，方向向东偏下37°

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，虚线边界ab上方有无限大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一矩形金属线框底边与磁场边界平行，从距离磁场边界高度为h处由静止释放，则下列说法正确的是

A．线框穿出磁场的过程中，线框中会产生顺时针方向的感应电流

B．线框穿出磁场的过程中，线框受到的安培力一定一直减小

C．线框穿出磁场的过程中，线框的速度可能先增大后减小

D．线框穿出磁场的过程中，线框的速度可能先增大后不变

8、光滑平行导轨ab、cd水平放置，两导轨间距为L，两导轨分别与电容为C的电容器的两极板相连，两导轨的右端连接光滑绝缘的圆弧轨道bf、ce圆弧轨道的半径为R，水平导轨与圆弧轨道分别相切于b、c两点。把一质量为m，长度为L的金属杆置于bc位置，如图所示。闭合电键S，金属杆恰能滑到ef。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁场分布如图所示，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，下列各种说法中正确的是（  ）

A．金属杆刚滑上圆弧轨道时，对轨道的压力为3mg

B．从左向右看，电容器的左极板带负电，右极板带正电

C．电容器两极板间的电势差减小了

D．若磁场方向改为水平向右，则闭合电键S后，金属杆仍能上升R的高度

9、下列说法正确的是（　　）

A．在完全失重的情况下，气体对器壁的压强为零

B．某些小昆虫在水面上行走自如，是因为“液体的表面张力”，该力是分子力的宏观表现

C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度

D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大

E.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行

10、质量均为的相同物块P、Q静止于同一水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5。现分別给两物块施加等大的作用力F，方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）

A．若，则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小

B．若，则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等

C．若，则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小

D．若，则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大相等

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）图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置，轨道由斜槽和水平槽组成，A、B两小球大小相同，质量mA=20.0g、mB=10.0g。实验步骤如下：

a.固定轨道，使水平槽末端的切线水平，将记录纸铺在水平地面上，并记下水平槽末端重垂线所指的位置O；

b.让A球从斜槽C处由静止释放，落到记录纸上留下痕迹，重复操作多次；

c.把B球放在水平槽末端，A球仍从C处静止释放后与B球正碰，A、B分别落到记录纸上，留下各自的痕迹，重复操作多次；

d.确定三个落点各自的平均位置P、M、N，用刻度尺测出它们到O点的距离分别为xOP、xOM、xON；

（1）确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小_______（填“系统”或“偶然”）误差；

（2）如图乙，xOM、xOP读数分别为10.20cm、30.65cm，xON读数为________cm；

（3）数据处理时，小球离开水平槽末端的速度大小可用水平射程x表示，由小球质量及(2)中数据可算出碰前系统总的mx值是________kg∙m（保留3位有效数字），把该值与系统碰撞后的值进行比较，就可验证动量是否守恒。

12．（12分）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中砝码改变小车和砝码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量m，用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。

(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

(2)用此装置探究加速度与力的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）满足Mm。

(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持m不变，且已平衡摩擦力，当小车和砝码的总质量较小时，可能不满足Mm的情况，此时加速度a与的关系图像正确的是___________。

A．        B．     C．     D．

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）2019年5月12日，在世界接力赛女子4X200米比赛中，中国队夺得亚军。如图所示，OB为接力赛跑道，AB为长L=20m的接力区，两名运动员的交接棒动作没有在20m的接力区内完成定为犯规。假设训练中甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持11m/s的速度跑完全程，乙运动员从起跑后到接棒前的运动是匀加速运动，加速度大小为2.5m/s2，乙运动员在接力区前端听到口令时起跑，在甲、乙两运动员相遇时完成交接棒

(1)第一次训练，甲运动员以v=11m/s的速度跑到接力区前端A处左侧s0=17m的位置向乙运动员发出起跑口令，求甲、乙两运动员交接棒处离接力区前端A处的距离

(2)第二次调练，甲运动员在接力区前端A处左测25m的位置以v=11m/s的速度跑向接力区，乙运动员恰好在速度达到与甲运动员相同时被甲运动员追上，则甲运动员在接力区前端A处多远时对乙运动员发出起跑口令以及棒经过接力区的时间，并判断这次训练是否犯规

14．（16分）如图所示，粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管中有A、B两段水银柱，A段水银柱上方和下方分别有气柱工、Ⅱ，两气柱的长L1=L3=4cm，水银柱A的长度为L2=4cm，水银柱B在左侧管中长度L4=2cm，大气压强为p0=76cmHg，环境温度为T=300K。现在左侧管中缓慢倒入水银，使B水银柱在左侧管中水银液面下降2cm。求：

（i ）A水银柱上表面与右管中B水银柱上表面高度差；

（ii）若不在左管中倒入水银，而是在左侧管口缓慢推入一个活塞，使B段水银在左管中水银面也下降2cm，则活塞需推人管中多长距离？

15．（12分）如图所示，倾角、长的斜面，其底端与一个光滑的圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道底端切线水平，一质量的物块（可视为质点）从斜面最高点由静止开始沿斜面下滑，经过斜面底端后恰好能到达圆弧轨道最高点，又从圆弧轨道滑回，能上升到斜面上的点，再由点从斜面下滑沿圆弧轨道上升，再滑回，这样往复运动，物块最后停在点。已知物块与斜面间的动摩擦因数，，，，物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处无机械能损失

(1)物块经多长时间第一次到达点；

(2)求物块第一次经过圆弧轨道的最低点时对圆弧轨道的压力；

(3)求物块在斜面上滑行的总路程。

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、C

【解析】
通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，如图所示：那么各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小从a向b先增大，后减小到零，再反向增大，最后减小，故C正确。

故选C。

2、B

【解析】
设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．

3、A

【解析】
A．根据几何关系可知，两段在时间轴上投影的长度相同，因此两段的运动时间相同，故A正确；

B．由图像下方面积可知，两段位移不等，因此平均速度不同，故B错误；

C．两段的速度变化量大小相等，方向相反，故C错误；

D．由可知，两段的平均加速度大小相等，方向相反，故D错误。

故选A。

4、C

【解析】对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：

A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向右平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A对B球的弹力及墙壁对球的弹力均减小，根据牛顿第三定律可知，球B对墙的压力减小，球B对柱状物体A的压力减小，故AB错误；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故D错误；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故C正确。所以C正确，ABD错误。

5、D

【解析】
对小球受力分析，受推力F、重力G、墙壁的支持力N、斜面的支持力N′，如图：

根据共点力平衡条件，有：

x方向：

F-N′sinθ-N=0

竖直方向：

N′cosθ=mg

解得：

；
N=F-mgtanθ；

A.故当F增加时，墙壁对铁球的作用力不断变大，为N=F-mgtanθ；可知F与墙面对铁球的弹力之差不变，故A错误；

BD.当F增加时，斜面的支持力为，保持不变，故球对斜面的压力也保持不变，故D正确，B错误；

C.铁球始终处于平衡状态，合外力始终等于0；故C错误；

6、C

【解析】
AB．根据动能定理得

故AB错误。
CD．根据动量定理得

方向竖直向下，故C正确，D错误。
故选C。

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、AD

【解析】
A．线框穿出磁场的过程中，线框内磁通量减小，由楞次定律可知，线框中会产生顺时针方向的感应电流，故A正确；

B．线框穿出磁场的过程中，线框所受安培力若大于重力，则线框做减速运动，受到的安培力减小，线框所受安培力若小于重力，则线框做减加速运动，受到的安培力增大，故B错误；

CD．线框穿出磁场的过程中，线框所受安培力若小于重力，则线框做加速运动，速度增大，产生的感应电流增大，所受安培力增大，当安培力增大到等于重力时，做匀速运动，不会出现速度先增大后减小的情况，故C错误D正确。

故选：AD。

8、AC

【解析】
A．金属杆由bc滑到ef过程，由机械能守恒有

mv2=mgR

金属杆刚滑上圆弧轨道时，由牛顿第二定律有

FN－mg=m

两式联立解得

FN=3mg

所以金属杆对轨道的压力为3mg，故A正确

B．闭合电键后金属杆获得向右的速度，说明其所受的安培力向右，由左手定则知电流方向由b到c，所以从左向右看，电容器左端为正极板，右端为负极板，故B错误；

C．金属杆受安培力作用，由牛顿第二定律有

由运动学公式有v=t，流过金属杆的电荷量Δq=t，电容器两极板间电势差的减小量ΔU=，联立解得

ΔU=

故C正确；

D．若磁场方向改为水平向右，金属杆所受安培力为竖直向上，由于还受到重力作用，金属杆所获得的速度将小于v，所以上升的高度将小于R，故D错误。

故选AC。

9、BCE

【解析】
A．根据气体压强的微观意义，气体压强和分子数密度、分子平均动能有关，与重力无关，在完全失重的情况下，气体对器壁的压强不为零，故A错误。
B．液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，某些小昆虫在水面上行走自如，是因为“液体的表面张力”，该力是分子力的宏观表现，故B正确。
C．相对湿度：在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距；水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人们感觉干爽，故C正确。
D．物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关，是一个微观的物理量，与宏观的物理量物体运动的速度无关，故D错误。
E．自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确。
故选BCE。

10、BD

【解析】
施加作用力后，、在水平方向上分力相等，由于P与地面间的最大静摩擦力小于Q与地面间的最大静摩擦力，所以，若P静止，Q一定静止。P静止时满足关系式

解得

因和均小于，故当和时，P、Q均静止，P、Q受到的摩擦力均为静摩擦力，且大小都等于，BD正确。

故选BD。

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、偶然    40.80（40.78～40.2）    6.13×10-3   

【解析】
（1）[1]确定P、M、N三点时，可用圆规画一个尽可能小的圆，把所有有效落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，这样做可以减小偶然误差；

（2）[2]由图可知，xON读数为40.80cm；

（3）[3]碰前系统总的mx值是

0.02kg×0.3065m=6.13×10-3kg∙m

12、需要    不需要    D   

【解析】
(1)[1]．在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；
(2)[2]．用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M≫m，因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；
(3)[3]．用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持m不变，当小车和砝码的总质量较小时，但仍不满足M≫m的情况时，虽然控制F不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此a与的图象斜率减小，故ABC错误，D正确。

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）5m（2）见解析

【解析】
(1)第一次训练，设乙运动员加速到交接棒时运动时间为t，则在甲运动员追击乙运动员的过程中，有

代人数据得

乙运动员加速的时间

故舍去

交接棒处离接力区前端A处的距离为

5m

(2)第二次训练，乙运动员恰好与甲运动员共速时

乙运动员加速的时间

设甲运动员在距离接力区前端A处为s时对乙运动员发出起跑口令，则在甲运动员追击乙运动员的过程中，有

代人数据得

s=24.2m

棒经过接力区的时间为

乙运动员恰好达到与甲运动员相同速度时的位移

已经出了接力区接棒，两名运动员的交接棒动作没有在20m的接力区内完成，所以第二次训练犯规.

14、（i）3.8cm；（ii）2.4cm。

【解析】
（i）根据力的平衡可知，右管中水银柱的长L=L2+L4=6cm

当B水银柱在左管中水银液面下降2cm，则右管中水银柱长变为8cm

根据力的平衡可知，左侧管中需加入的水银柱长h=8cm-L2=4cm

对气柱Ⅱ研究，开始时压强p1=76cmHg+4cmHg=80cmHg

加水银后，气体的压强p2=76cmHg+8cmHg=84cmHg

设加水银后气体Ⅱ的长为，气体发生等温变化，则有

解得

这时，A水银柱上表面与右管中B水银柱上表面高度差

（ii）若不在左管中倒入水银，而是在左侧管口缓慢推入一个活塞，使B段水银在左管中水银面也下降2cm，此时气柱Ⅰ中气体的压强为p3=p2-4cmHg=80cmHg

设此时气柱Ⅰ的长度为，气体发生等温变化，则有

求得

则活塞在管中移动的距离

15、 (1)3s；(2)30N，方向竖直向下；(3)13.5m

【解析】
(1)物块沿斜面下滑时，有

解得

从点运动到点，物块做匀加速运动，有

解得

(2)因为物块恰好到达点，所以到达点的速度为0，设物块到达点的速度为，则有

解得

由牛顿第三定律可得，物块对圆弧轨道的压力

方向竖直向下。

(3)从开始释放至最终停在处，设物块在斜面上滑行的总路程为，则有

解得