2023届陕西省安康高三下学期4月质量监测理综物理试题（含解析）

2023届陕西省安康高三下学期4月质量监测理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．跳伞运动深受年轻人的喜爱。在水平风向的环境中，一位极限运动员从飞机上由静止跳下后，下列说法中正确的是（    ）

A．风力越大，运动员下落时间越长 B．运动员下落时间与风力无关

C．风力越大，运动员落地时的竖直速度越大 D．运动员落地速度与风力无关

2．宇航员登上某半径为R的球形未知天体，在该天体表面将一质量为m的小球以初速度竖直上抛，上升的最大高度为h，万有引力常量为G。则（    ）

A．该星球表面重力加速度为

B．该星球质量为

C．该星球的近地面环绕卫星运行周期为

D．小球到达最大高度所需时间

3．如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则（    ）

A．导体棒向左运动

B．开关闭合瞬间导体棒的加速度为

C．开关闭合瞬间导体棒所受安培力为

D．开关闭合瞬间导体棒所受安培力为

4．光电鼠标是一种常见的计算机输入设备，其原理利用了光电效应。在鼠标表面安装一个光电传感器，当光电传感器接收到光线，就会产生电信号，从而控制计算机的操作。关于光电效应，下列说法正确的是（    ）

A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

B．入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大

C．对于给定的金属，入射光的频率越大，逸出功越大

D．同一光电管，入射光的波长越长，对应的遏止电压越小

5．某玩具降落伞的伞面和小玩偶之间用长为的细绳相连，若将其以的初速度竖直上抛，上升过程中各部分所受阻力均可忽略．升至最高点时伞面立即打开，由于空气阻力的作用，伞面下降过程中加速度大小变为原来的一半，玩偶所受阻力仍不计，若伞面和玩偶都可看成质点，g取．则：（    ）

①若第一套玩具升至最高点时立即抛出第二套相同的玩具，且能在第一套玩具的细绳伸直瞬间与第一套玩偶相遇，则第二套玩具抛出的初速度为多大；

②若第一套玩具抛出后立即每隔以同样大小的初速度抛出一套相同的玩具，则至第一套细绳伸直之前（不包括伸直瞬间）有几套玩具能与第一套玩偶相遇；

A．①；②2套 B．①；②2套

C．①；②3套 D．①；②3套

二、多选题

6．如图所示的实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．带电粒子在运动中只受电场力作用，某同学根据此图结合物理规律作出如下判断，其中正确的是（    ）

A．不可判断带电粒子所带电荷的符号

B．可判断带电粒子在a、b两点的受力方向

C．a点的动能小于b点动能

D．无法判断带电粒子在a、b两，点的电势能何处大

7．如图，理想发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中．理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，副线圈接有滑动变阻器来模拟用电器的增加或减少．当发电机线圈以角速度匀速转动时，不计线圈和连接导线电阻，下列说法正确的是（    ）

A．发电机产生的交流电压的有效值为

B．滑动变阻器两端电压为

C．当滑动变阻器阻值R时，电流表示数为

D．当副线圈用电器减少时，发电机发电的功率减小

8．如图所示为一种质谱仪的简化结构，粒子源释放出初速度可忽略不计的带电粒子P1和P2，粒子经加速电压为的直线加速器加速后由通道入口的中心缝垂直于边界进入磁场区。该通道的上下表面是内半径为R、外半径为的半圆环。该通道置于竖直向上的匀强磁场B中，正对着通道出口处放置一块照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。已知带电粒子P1的电荷量为q，质量为m，粒子P2的电荷量为，质量为，粒子P1恰好能击中照相底片的正中间位置，下列说法正确的是（    ）

A．照相底片上P1和P2所击中位置间的距离为

B．照相底片上P1和P2所击中位置间的距离为

C．若加速电压在到之间波动，则粒子P1和P2在底片上刚好没有重叠区域

D．若加速电压在到之间波动，则粒子P1和P2在底片上刚好没有重叠区域

三、实验题

9．已知弹簧的弹性势能表达式为（k为劲度系数，x为弹簧的形变量）．某次物理课堂上老师设计如下的实验步骤进行验证：

①将一弹簧竖直固定在水平地面上，并在其左边竖直固定一刻度尺，刻度尺的零刻度线在上方，从刻度尺上读出弹簧顶端刻度；

②将一质量为m的小球轻轻放在弹簧上，稳定后，读出弹簧顶端刻度x1；

③将该小球从刻度x2处由静止释放，，读出小球下落过程中最低点的刻度．

（1）由①②步确定弹簧的劲度系数为______________．（取重力加速度为g）

（2）若公式______________成立，则成立．

（3）本实验中，可能造成实验误差的因素有：（写出一条即可）________________

10．某遥控玩具汽车的电池组电动势约为，内阻约为，该同学为了精确测量玩具汽车的电池组的电动势和内阻，设计了以下实验电路。

现有以下器材可供选择：

A．电压表量程，内阻几千欧            

B．电压表量程，内阻几千欧

C．电流表量程，内阻为     

D．电流表量程，内阻为

E．滑动变阻器，额定电流        

F．滑动变阻器，额定电流

（1）电压表应选__________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（填仪器前的字母序号）

（2）为了精确测量该电池的电动势和内阻，该同学设计了如下两个电路图，

你认为应该选择___________（填“甲”、“乙”）电路图进行测量，系统误差会更小。

（3）下表为选择了恰当的电路图后所测量的电压和电流表的数值，根据所描绘的图线可知________，__________（结果均保留两位有效数字）

（4）关于本实验系统误差：________；__________（填>、<或=）

四、解答题

11．如图所示，固定于水平桌面上的足够长的平行导轨宽为，导轨的一端接有阻值为的电阻，磁感应强度的匀强磁场垂直于导轨平面向下。金属棒垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物A相连，金属棒的质量，电阻，它与导轨的动摩擦因数，重物A的质量。重物A由图示位置从静止释放，经过时间，金属棒达到匀速运动状态，重力加速度g取，求：

（1）金属棒匀速运动时的速度v；

（2）金属棒从静止到匀速的过程中通过电阻R的电荷量q；

（3）金属棒从静止到匀速的过程中电阻R上产生的焦耳热。

12．如图1所示，木板B静止在光滑水平地面上，距木板B右端x处固定一个物体A。现有物块C以的速度冲上木板。已知木板B的质量，物块C的质量，物块C从冲上木板到最终静止的图像如图2所示，物块C始终未从木板上掉下来，已知所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度g取。

（1）木板的长度至少是多少？

（2）物块A距木板B右端的最大距离？

（3）若，A距B板右端的距离，则木板B运动的总路程是多少？

五、填空题

13．一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序变化，图中段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一部分，从A到B过程中，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的个数___________（填“增大”或“减小”或“不变”）．从B到C过程中，气体分子的平均动能___________（填“增大”或“减小”或“不变”）．从A经过B、C、D又回到A的过程中，气体___________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）．

六、解答题

14．轻质弹簧的一端固定，另一端与质量为的绝热气缸的底部连接，气缸内用质量为的绝热活塞A封闭一定质量的理想气体，气缸底部有加热装置，可以对封闭气体加热。初始状态气缸内气体温度为，绝热活塞A距气缸底部距离为，活塞横截面积为，外界大气压强为。

（ⅰ）启动加热装置，使封闭气体温度上升至，求此过程中气体对外做的功；

（ⅱ）若不启动加热装置，且活塞A导热，只对活塞A施加竖直向上的推力，使活塞及气缸缓慢上升，直至弹簧长度刚好为原长。求末状态活塞A距气缸底部距离。

七、填空题

15．1834年，洛埃利用单面镜得到了光的干涉结果（称洛埃镜实验），光路原理如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照射到光屏上与通过M反射的光叠加产生干涉条纹，当入射光波长变长，干涉条纹间距_________（选填“变大”“变小”或“不变”）；如果光源S到平面镜的垂直距离与到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹间距离_________。

八、解答题

16．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时坐标为的Q质点刚好开始振动。在时刻，坐标为的P质点首次位于波峰位置。求：

（ⅰ）这列波的传播速度（保留两位有效数字）；

（ⅱ）时处质点的位移。

参考答案：

1．B

【详解】ABC．运动员同时参与了竖直和水平两个方向的分运动，两个分运动同时发生，相互独立，则水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动，即落地时间不变，根据得

落地时竖直速度也不变，为

AC错误，B正确；

D．水平风力越大，水平方向的加速度越大，对应落地时水平速度也大，则落地的合速度越大， D错误。

故选B。

2．A

【详解】A．根据

可知该未知天体表面的重力加速度大小

故A正确；

B．根据

可得星球质量为

故B错误；

C．近地环绕卫星万有引力提供向心力

解得星球的近地面环绕卫星运行周期为

故C错误；

D．由运动学公式可知，小球上升到最大高度所需时间

故D错误。

故选A。

3．C

【详解】A．开关闭合，由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指向为垂直磁感线向右下方，从而导致导体棒向右运动，故A错误；

CD．当开关闭合后，安培力的方向与导轨成的夹角，如图

由闭合电路欧姆定律可得

则开关闭合瞬间导体棒所受安培力

故C正确，D错误；

B．导体棒所受合力

由牛顿第二定律，可知开关闭合瞬间导体棒的加速度

故B错误。

故选C。

4．D

【详解】A．当入射光的频率大于金属的极限频率时，该金属才能够产生光电效应，故A错误；

B．根据光电效应方程

可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关，故B错误；

C．对于给定的金属，其逸出功的大小为定值，与入射光的频率无关，故C错误；

D．根据光电效应方程可知，同一光电管，入射光的波长越长，频率越小，对应的遏止电压越小，D正确。

故选D。

5．D

【详解】①第一套玩具升至成商点的时间

上升高度

由题意得下落过程中玩偶加速度为g，伞面加速度为，

设再经过细绳伸直，由

解得

；

设第二套抛出的初速度为，由

得

②由第一问可得第一套玩具抛出后细绳伸直，由图像可得有3套玩具能与第一套玩偶相遇．

故选D。

6．AB

【详解】AB．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，选项AB正确；

CD．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，则从a到b电场力对粒子做负功，根据动能定理

粒子动能减小，根据能量守恒

粒子电势能增大，即a点动能大于b点动能，a点电势能小于b点电势能，故CD错误。

故选AB。

7．CD

【详解】A．交流电电动势的最大值表达式

有效值为

故A错误；

B．由

得滑动变阻器两端电压为

故B错误；

C．根据欧姆定律

解得当滑动变阻器阻值R时，电流表示数为

故C正确；

D．当副线圈用电器减少，电阻增大，副线圈电流减小，原线圈电流减小，发电电压有效值不变，根据，功率减小，故D正确。

故选CD。

8．BC

【详解】AB．设粒子P1和P2经过加速后获得的速度大小分别为，根据动能定理有

，

根据牛顿第二定律有

，

联立解得

，

则照相底片上P1和P2所击中位置间的距离

故B正确，A错误；

CD．在相同的电压下粒子P2的偏转半径大于粒子P1的偏转半径，若要P1和P2在底片上没有重叠区域，则只需P2粒子的最小偏转距离大于P1粒子的最大偏转距离即可，则对于P2粒子有

，

解得

对于P1粒子有

，

解得

没有重叠区域则

即

故C正确，D错误。

故选BC。

9．               空气阻力、读数、弹簧自重造成的实验误差等

【详解】（1）[1]根据胡克定律，则弹簧的劲度系数

（2）[2]本实验要验证机械能守恒，即验证物体下落过程中，重力势能减小量等于弹性势能增加量；物体自刻度x2处由静止释放，下落至最低点的刻度，在此过程中重力势能减少了；弹簧被压缩了，弹簧的弹性势能增加了，则若满足

则成立；

（3）[3]空气阻力、读数、弹簧自重造成的实验误差等

10．     A     D     E     甲               =     =

【详解】（1）[1][2][3]待测电源电动势约，内阻约为，则最大电流约，故电压表应选择A，电流表应选择D；因电池内阻约为，为了便于调节，因此滑动变阻器选择E。

（2）[4]电路图甲中电源电动势的测量是准确的，电流表内阻已知，因此能够精确测量电池的电动势和内阻，故选择甲电路图，且本实验没有系统误差。

（3）[5][6]由甲电路图可得

变形得

由图线与纵轴的交点可得电池的电动势为

由图线的斜率可得电池的内阻为

（4）[7][8]由于采用甲电路图，电流表内阻已知，不存在因电流表分压对实验结果造成系统误差，所以

，

11．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据受力平衡有，对重物

对金属棒

感应电动势

感应电流

联立解得金属棒匀速运动时的速度

（2）对金属棒，根据动量定理有

对重物，根据动量定理有

又因为

解得金属棒从静止到匀速的过程中通过电阻R的电荷量

（3）由

得

对重物及金属棒组成的系统，根据能量守恒定律有

由

，

联立解得金属棒从静止到匀速的过程中电阻R上产生的焦耳热

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由图2可知物块C的最终速度为0，则木板B的最终速度也为0，且其斜率等于物块的加速度，得

由能量守恒定律可得

解得

（2）由图像的斜率可得

由牛顿第二定律

，

解得

，

由B、C速度为0，可知B一定与A发生了碰撞，且碰撞次数越少，A距B板右端距离越大，因此A、B只碰撞1次，x最大，且B、A碰撞前B、C未共速；设B与A碰撞前B的速度为，C的速度为，根据碰后

则有

即

解得

则

即A距木块右端的最大距离为。

（3）若，，则

，

则B与A碰撞前B、C恰好共速，则

解得

共同速度为

碰后B的速度反向，设第2次共速时间，则

解得

第二次共速

所以

运动的位移

木板经过的总路程

13．     减小     不变     从外界吸热

【详解】[1] [2] [3]从A到B过程中，压强不变，体积增大，可知温度升高，分子运动剧烈，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的个数减小．从B到C过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变．从A经过B、C、D又回到A的过程中，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热．

14．（ⅰ）；（ⅱ）

【详解】（ⅰ）当温度为时，对活塞A，由受力平衡得

解得

加热过程中，气体压强不变，根据盖-吕萨克定律

解得

此过程中气体对外做的功

解得

（ⅱ）弹簧长度刚好为原长时，气缸受力平衡

解得

缓慢上推过程中，气体温度不变，根据玻意耳定律

解得末状态活塞A距气缸底部距离

15．     变大    

【详解】[1]根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式

当增大，条纹间距增大。

[2]

相邻两条亮纹间距离

。

16．（ⅰ）；（ⅱ）

【详解】（ⅰ）由图示波形图可知，这列波的波长为

波沿x轴正方向传播，根据波形平移法知时刻P点向上振动，首次到达波峰位置，由此可知

得

所以波速为

（ⅱ）波传播到的时间为

处质点的振动方程为

其中，则处质点的位移为