2023届吉林省长春市高三下学期质量监测理综能力测试物理试题（四）（含解析）

2023届吉林省长春市高三下学期质量监测理综能力测试物理试题（四）

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

一、单选题

1．“夸父一号”卫星全称先进天基太阳天文台（ASO-S），是我国首颗综合性太阳探测专用卫星。已知“夸父一号”绕地球做匀速圆周运动，运行在距离地面高度约为的太阳同步晨昏轨道上，如图所示。与地球同步卫星相比，“夸父一号”（　　）

A．周期小 B．线速度小 C．加速度小 D．万有引力小

2．某地震局记录了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在时刻的波形如图中实线所示，时刻第一次出现图中虚线所示的波形。下列说法正确的是（　　）

A．该地震波的周期为0.5s

B．该地震波的波速为4km/s

C．时刻，处质点的振动方向沿y轴正方向

D．内处的质点沿x轴正方向前进2km的距离

3．用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹。在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹间距变大的是（　　）

A．换成红色滤光片

B．换成缝宽更大的单缝

C．换成双缝间距更大的双缝

D．换成更短的遮光筒

4．如图，斜面AB与水平面平滑连接，曲面ADC与水平面相切于C点，曲面上D点的切线与AB平行，物体与各接触面间动摩擦因数相同．物体从A点由静止沿斜面AB下滑，最终停在水平面上的P点，若从同一点A由静止沿曲面ADC下滑，下列说法正确的是（    ）

A．物体滑至D点时受到的支持力与沿AB下滑过程中受到的支持力相等

B．物体沿曲面ADC下滑，最终将停在P点左侧

C．物体沿曲面ADC下滑的过程中，重力的功率一直都在增大

D．物体沿曲面ADC下滑到B点时的动能等于沿斜面AB下滑到B点时的动能

5．如图，a、b两端接电压稳定的正弦交变电源，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，且，定值电阻的阻值，电流表、电压表均为理想交流电表，其示数分别用和表示。当向下调节滑动变阻器的滑片P时，电流表、电压表的示数变化量的绝对值分别用和表示。则以下说法正确的是（　　）

A．

B．

C．变压器的输出功率一定减小

D．变压器的输出功率可能先增大后减小

二、多选题

6．如图所示，密封的矿泉水瓶中，一开口向下的小瓶置于其中，小瓶内封闭一段空气。缓慢挤压矿泉水瓶，小瓶下沉，假设在下沉过程中矿泉水瓶内水面上方气体和小瓶内气体的温度均保持不变，则在此过程中（　　）

A．小瓶内气体对外界做正功

B．小瓶内气体向外界放出热量

C．矿泉水瓶内水面上方气体压强变大

D．矿泉水瓶内水面上方气体内能减少

7．如图，在三维坐标系中，平面在水平面内，轴正方向竖直向上，空间有水平方向的匀强电场，电场方向与轴正方向夹角，电场强度大小。时，从坐标原点以初速度竖直向上抛出一带正电小球，已知小球质量，带电量，重力加速度。下列说法正确的是（    ）

A．时，小球的动能最小

B．时，小球的动能最小

C．运动过程中小球的机械能一直在增大

D．时，小球的位置坐标为（6m，8m，10m）

8．如图，两块竖直放置的互相平行的带电金属板间距为，两板间电势差为，两板间存在垂直纸面向里的匀强磁场．一束质量为，电量为的电子，通过左侧带负电极板上方的小孔，水平进入电场中，若忽略电子进入时的初速度，不计电子的重力及电子间的相互影响，则关于电子的运动，下列说法正确的是（    ）

A．电子在板间做匀变速曲线运动

B．电子在板间做变加速曲线运动

C．若使电子束不碰到右侧带正电的极板，磁场的磁感应强度至少为

D．若使电子束不碰到右侧带正电的极板，磁场的磁感应强度至少为

三、实验题

9．某同学用平板和制作了一个直角架．该同学想通过该装置，利用压力传感器和量角器来验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：

（1）平板置于水平面上，压力传感器固定在平板上，将木块置于压力传感器正上方，木块紧靠平板，如图甲所示，记录此时传感器的示数，此时平板对木块的弹力为________；

（2）以直角架连接边为转轴，抬高平板的另一端，使平板绕转轴逆时针旋转，平板转过的角度为时，记录传感器的示数，如图乙所示；

（3）在误差允许的范围内，比较和的大小，若与的关系为________，即可初步验证平行四边形定则；

（4）重复步骤（2），多次调整平板转动的角度，比较和的大小，多次验证；

（5）在步骤（2）中，若不考虑平板与木块间的摩擦，通过平行四边形定则可以推出平板对木块的弹力________（填“一直变大”或“先变大后变小”）．

10．某同学想测量一种金属丝的电阻率．

（1）首先他测量出金属丝的直径为，则他可能使用了下列哪个仪器测量________．

（2）接着该同学使用多用电表粗测金属丝的阻值，当把红黑表笔接在金属丝两端时欧姆表指针如图甲所示，出现上述情况可能的原因是欧姆挡倍率选________了．（填“大”或“小”）

（3）被测电阻的阻值大约为，该同学改用伏安法测定金属丝的电阻，除被测金属丝外，还有如下实验器材：

A．直流电源（输出电压为）

B．电流表（量程，内阻约）

C．电压表（量程，内阻约）

D．滑动变阻器（最大阻值）

E．开关、导线等

请根据所提供的器材，要求实验操作方便且节能，在答题卡指定位置完成图乙实物图中剩余部分的连线________．

（4）在本实验中，以下操作错误的是________．

A．用刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中

B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值

C．实验中应控制通电电流不太大，通电时间不太长

四、解答题

11．一轻质细线吊着一边长为的单匝正方形线圈，总电阻为，在边的上下两侧对称分布有宽度的正方形磁场区域，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图乙所示．线圈始终保持静止，求：

（1）线圈中产生的感应电动势的大小和感应电流的方向；

（2）时，边受到的安培力大小及方向。

12．如图为密立根油滴实验的原理图，用喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，其中为水平正对放置的平行金属板，两金属板间加电压，板间距为，经观察发现一带电油滴在两金属板之间保持静止．若突然撤去两金属板间的电压，且两极板所带电量立即消失，油滴经过一小段时间达到最大速率后再匀速下降时间到达板，该油滴从静止出发点到板的位移为．油滴在运动过程中质量和电荷量均保持不变，若该油滴的质量按正比于最大速率的二分之三次方近似处理，比例系数为；其受到空气阻力的大小与速率成正比，比例系数为．重力加速度为，不计油滴间的作用力．求：

（1）油滴运动过程中的最大速率；

（2）油滴所带电荷量．

（3）油滴从静止到刚到达最大速率过程中重力势能的变化量。

13．如图所示，滑板B静止在光滑水平面上，其右端与固定台阶相距x，与滑块A（可视为质点）相连的轻绳一端固定在O点，A静止时紧靠在B的左端斜上方。一子弹以水平向右速度v0击中A后留在A中（此过程时间极短），击中后轻绳恰好被拉断，轻绳断开后A立即滑上B的上表面。已知子弹的质量为m=0.02kg，水平速度v0=100m/s，A的质量mA=0.48kg，绳子长度L=0.2m，B的质量mB=1.5kg， A、B之间动摩擦因数为μ=0.6，B足够长，A不会从B表面滑出；B与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力。重力加速度为g=10m/s2。求：

(1)轻绳能承受的最大拉力的大小；

(2)若A与B恰好共速时B与台阶碰撞，则滑板B右端与固定台阶相距x为多少；

(3)若x取第(2)中的值，则子弹的速度为多少时，B与台阶仅相碰两次。

参考答案：

1．A

【详解】A．根据

可得

与地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，则周期小，A正确；

B．根据

可得

地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，则线速度大，B错误；

C．根据

可得

地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，则加速度大，C错误；

D．根据地球同步卫星相比，“夸父一号”的轨道半径小，但二者的质量未知，无法比较二者所受万有引力的大小，D错误。

故选A。

2．B

【详解】AB．一列沿x轴正方向传播的地震横波，在时刻的波形如图中实线所示，时刻第一次出现图中虚线所示的波形，则该地震波的波速为

该地震波的周期为

故A错误，B正确；

C．根据波形平移法可知，时刻，处质点的振动方向沿y轴负方向，故C错误；

D．质点只是在平衡位置上下振动，不会随波向前移动，故D错误；

故选B。

3．A

【详解】ACD．根据双缝干涉条纹间

将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，干涉条纹间距变宽；换一个两缝间距较大的双缝片，干涉条纹间距变窄；换成更短的遮光筒，减小了双缝到屏的距离L，干涉条纹间距变窄，A正确，CD错误；

B．换一个缝宽较大的单缝片，干涉条纹间距不变，B错误。

故选A。

4．B

【详解】A．在D点根据牛顿第二定律得

所以

物体滑至D点时受到的支持力大于沿AB下滑过程中受到的支持力，A错误；

C．重力的功率为

物体沿曲面ADC下滑的过程中，vy先增大后减小，所以重力的功率先增大后减小，C错误；

BD．物体沿着曲面运动时的压力大，摩擦力大，克服摩擦力的功多，所以物体沿曲面ADC下滑到B点时的动能小于沿斜面AB下滑到B点时的动能，物体沿曲面ADC下滑，最终将停在P点左侧，B正确，D错误。

故选D。

5．D

【详解】AB．令通过原线圈的电流为，根据电流匝数关系有

令a、b两端电源的有效值为，根据电压与匝数的关系有

则有

则有

AB错误；

CD．将变压器与负载等效为一个电阻，则等效电阻的阻值为

将电阻与a、b两端电源等效为一个新的电源，为等效电源的内阻，则变压器的输出功率为该等效电源的输出功率，则有

该函数的图像如图所示

由于

，，

可知当滑片位于最上端时，等效电阻可能大于、等于或小于，当滑片向下移动时，可知，等效电阻增大，根据上述图像可知输出功率可能先增大后减小，也可能一直减小，C错误，D正确。

故选D。

6．BC

【详解】CD．根据题意可知，缓慢挤压矿泉水瓶，瓶内水面上方气体体积减小，水面上方气体温度保持不变，可知矿泉水瓶内水面上方气体压强变大，上方气体内能不变，故D错误，C正确。

AB．根据题意可知，小瓶内气体的温度保持不变，小瓶内气体内能不变，小瓶下沉过程中，小瓶内气体压强增大，由玻意耳定律可知，气体体积减小，则外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故A错误，B正确。

故选BC。

7．ACD

【详解】AB．小球所受合力与竖直方向夹角设为，则有

小球竖直向上抛出后，在竖直方向做竖直上抛运动，设经过时间t，小球速度方向与合力方向垂直，此时小球速度最小，在竖直方向有

沿电场方向有

，

则

解得

，

所以t=1.2s时，小球的动能最小，故A正确，B错误；

C．小球竖直向上抛出后，在电场方向做匀加速直线运动，电场力做正功，则机械能增加，故C正确；

D．内小球在x、y、z方向的位移分别为

则时，小球的位置坐标为（6m，8m，10m），故D正确。

故选ACD。

8．BC

【详解】AB．电子运动过程中受到两个力，一个是恒力电场力，一个是变力洛伦兹力，其中洛伦兹力的大小和方向都在变化，故电子在板间做变加速曲线运动，A错误，B正确；

CD．假设轨迹与极板的切点为P，则

由能量关系可知

取运动轨迹上某点，当垫子位于该点时，它所受的方向的力是

这个力提供了电子在方向上的加速度，则

以上关系在任意点都适用，故

即

把电子从O点到P点运动过程中所有小段求和，即

解得

故若使电子束不碰到右侧带正电的极板，磁场的磁感应强度至少为，C正确，D错误。

故选BC。

9．     0          一直变大

【详解】（1）[1]题图甲中平板B水平放置，平板A与木块C只接触不作用，所以平板A对木块C的弹力为0。

（3）[2]对木块C进行受力分析，可知平板A对木块C的弹力和平板B对木块C的弹力均与各自接触面垂直，由于木块C处于平衡状态，故这两个弹力的合力应该竖直向上，作出平行四边形如图1，根据几何关系可知合力为，所以在误差允许的范围内，若，即两个平板对木块C的弹力的合力与木块C受到的重力大小相等，方向相反，则可初步验证平行四边形定则。

（5）[3]平板B从题图甲所示位置缓慢旋转至题图乙所示位置的过程中，两板对木块C的弹力夹角不变，保持垂直，作出辅助圆，如图2，可知平板A对木块C的弹力一直变大。

10．     C     大            A

【详解】（1）[1]测量值是，读到mm的千分位，只有螺旋测微器读到mm的千分位，所以是螺旋测微器，故选C。

（2）[2]电阻挡测量时指针的偏转角度较大，说明电阻值较小，出现上述情况可能的原因是欧姆挡倍率选大了。

（3）[3]由于电压表内阻远大于待测电阻，电流表应采用外接法，由于滑动变阻器最大阻值大于待测电阻，且要求实验操作方便且节能，滑动变阻器可以采用限流接法，电路图如图所示

（4）[4] A．先将金属丝接入电路，然后用米尺测量接入电路中的金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，A错误；

B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，B正确；

C．因为温度对金属丝电阻有影响，实验中应控制通电电流不太大，通电时间不太长，C正确。

选操作错误的，故选A。

11．（1），感应电流方向沿QPNM；（2），方向为垂直PQ边向上

【详解】（1）由乙图知，线圈中磁感应强度变化率

线圈的有效面积

感应电动势

感应电流

方向沿QPNM。

（2）时，边受到的安培力

方向为垂直PQ边向上

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设油滴的质量为m，撤去电压后达到的最大速率为由题意有

由平衡条件得

联立解得

（2）未撤电压时油滴保持静止状态,有

联立解得

（3）设匀速过程中的位移为h，有

则重力势能的变化量

13．(1)45N；(2)0.25m；(3)150m/s＜v子≤300 m/s

【详解】(1)子弹击中A过程中动量守恒，可得

mv0=（m+mA）v共1

对子弹击中A后，由牛顿第二定律可得：

可得

T=45N

(2)子弹、A与B刚好共速时，由动量守恒可得

（m+mA）v共1 =（m+mA+mB）v共2

对B由动能定理可得

可得：

x=0.25m

(3)B碰撞前的速度vB，由动能定理可得

B与台阶碰撞后速度大小不变，故每次相碰台阶对B的冲量大小

I=2pB

对子弹、A和B组成的系统而言，系统总动量

p总=mv子=（m+mA）v共3

B与台阶每相碰一次，台阶对系统的改变为2pB ,当系统的总动量向左时，B不再与台阶相碰,故B与台阶相碰两次的条件是，发生一次碰撞

2pB＜mv子

发生两次碰撞

4pB≥mv子

解得

150m/s＜v子≤300 m/s