吉林省桦甸市第四中学2023届高三4月考物理试题理试题

这是一份吉林省桦甸市第四中学2023届高三4月考物理试题理试题，共17页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。

吉林省桦甸市第四中学2023届高三4月考物理试题理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是(　　)

A．过程ab中气体一定吸热
B．过程bc中气体既不吸热也不放热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大
2、对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．若体积不变、温度升高，则每个气体分子热运动的速率都增大
B．若体积减小、温度不变，则器壁单位面积受气体分子的碰撞力不变
C．若体积不变、温度降低，则气体分子密集程度不变，压强可能不变
D．若体积减小、温度不变，则气体分子密集程度增大，压强一定增大
3、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（ ）
A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/s
B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小
C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍
D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度
4、小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰撞前的。以刚开始下落时为计时起点，小球的v－t图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A．图像中选取竖直向下为正方向
B．每个阶段的图线并不相互平行
C．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半
D．每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半
5、在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时，则在C和D端输出的电信号分别为

A．1和0 B．0和1 C．1和l D．0和0
6、物体做竖直上抛运动：v表示物体的瞬时速度，a表示物体的加速度，t表示物体运动的时间，h代表其离抛出点的高度，Ek代表动能，Ep代表势能，以抛出点为零势能面．下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是（　　）
A． B．
C． 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、如图所示，在x轴的负方向，存在磁感应强度为B1，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在x轴的正方向，存在磁感应强度为B２，方向也垂直于纸面向里的匀强磁场，且B1∶B2＝3∶2。在原点O处同时发射两个质量分别为ma和mb的带电粒子，粒子a以速率va沿x轴正方向运动，粒子b以速率vb沿x轴负方向运动，已知粒子a带正电，粒子b带负电，电荷量相等，且两粒子的速率满足mava＝mbvb。若在此后的运动中，当粒子a第4次经过y轴(出发时经过y轴不算在内)时，恰与粒子b相遇。粒子重力不计。下列说法正确的是（ ）

A．粒子a、b在磁场B1中的偏转半径之比为3∶2
B．两粒子在y正半轴相遇
C．粒子a、b相遇时的速度方向相同
D．粒子a、b的质量之比为1∶5
8、如图所示，a、b、c为三颗绕地球做圆周运动的人造卫星，轨迹如图。这三颗卫星的质量相同，下列说法正确的是（　　）

A．三颗卫星做圆周运动的圆心相同
B．三颗卫星受到地球的万有引力相同
C．a、b两颗卫星做圆周运动的角速度大小相等
D．a、c两颗卫星做圆周运动的周期相等
9、如图甲所示，质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长、间距为d的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值R的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装置位于磁感应强度为B的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力F的作用下向右运动(导体棒始终与导轨垂直)，水平外力随着金属棒位移变化的规律如图乙所示，当金属棒向右运动位移x时金属棒恰好匀速运动。则下列说法正确的是（ ）

A．导体棒ab匀速运动的速度为
B．从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上通过的电量为
C．从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻R上产生的焦耳热
D．从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功
10、如图甲所示，水平地面上有足够长平板车M，车上放一物块m，开始时M、m均静止。t=0时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v-t图像如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，取g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．0-6s内，m的加速度一直保持不变
B．m相对M滑动的时间为3s
C．0-6s内，m相对M滑动的位移的大小为4m
D．0-6s内，m、M相对地面的位移大小之比为3：4
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）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。

该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。
（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________。
（2）已测得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1％。由此推算出f为_________Hz。
12．（12分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（从第一滴落在地面上开始计时，20s时地面上正好共有51个小水滴）

(1)由图（b）可知，小车在桌面上是_____（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
(2)该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为__________m/s，加速度大小为__________m/s2.（结果均保留一位有效数字）
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）一竖直放置、内壁光滑且导热良好的圆柱形气缸内封闭有可视为理想气体的O2，被活塞分隔成A、B两部分，气缸的横截面积为S，达到平衡时，两部分气体的体积相等，如图（a）所示，此时A部分气体的压强为p0；将气缸缓慢顺时针旋转，当转过90°使气缸水平再次达到平衡时，A、B两部分气体的体积之比为1∶2，如图（b）所示。 已知外界温度不变，重力加速度大小为g，求：
(1)活塞的质量m；
(2)继续顺时针转动气缸，当气缸从水平再转过角度θ时，如图（c）所示，A、B两部分气体的体积之比为1∶3，则sinθ的值是多少?

14．（16分）小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24 m．一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：

(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；
(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.
15．（12分）一轻弹簧左侧固定在水平台面上的A点，自然状态右端位于O点。用质量为4m的物块将弹簧压缩到B点（不拴接），释放后，物块恰好运动到O点。现换质量为m的同种材质物块重复上述过程，物块离开弹簧后将与平台边缘C处静止的质量为km的小球正碰，碰后小球做平抛运动经过t=0.4s击中平台右侧倾角为θ=45°的固定斜面，且小球从C到斜面平抛的位移最短。已知物块与水平台面间的动摩擦因数μ=0.64，LBO=2Loc=0.5m，不计空气阻力，滑块和小球都视为质点，g取10m/s2。求：
(1)物块m与小球碰前瞬间速度的大小；
(2)k的取值范围。




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、A
【解析】
A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；
B、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故B错误；
C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W>0，气体温度降低，内能减少，△U<0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误；
D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D错误；
故选A．
【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．
2、D
【解析】
A．温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是气体中每个分子的速率都增大，也有个别速度减小的，故A错误；
BD．对于一定质量的理想气体，体积减小，分子密集程度增大。理想气体质量一定时，满足，若体积减小、温度不变，则压强增大，故器壁单位面积受气体分子的碰撞力会增大，故B错误，D正确；
C．同理可分析，体积不变、温度降低，气体的压强会变小，故C错误；
故选D。
3、D
【解析】
A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；
B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，有

可得

因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；
D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由

得第一宇宙速度公式

可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A．由于小球从某一高度处自由下落，根据速度时间图线知选取竖直向上为正方向，故A错误；
B．不计空气阻力，下落过程和上升过程中只受重力，根据牛顿第二定律可得下落过程和上升过程中的加速度为重力加速度，速度时间图线的斜率表示加速度，所以每个阶段的图线相互平行，故B错误；
C．与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落过程，根据动能定理可得

与地面相碰后上升过程中，根据动能定理可得

根据题意有

解得

故C错误；
D．根据运动学公式可得与地面相碰后上升的时间

与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的

解得

故D正确；
故选D。
5、C
【解析】
B端输入电信号“0”时，经过非门输出端D为“1”，AD为与门输入端，输入分别为“1”、“1”，经过与门输出端C为“1”。故C正确，ABD错误。
6、C
【解析】
竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，物体运动过程中机械能守恒．根据运动学公式列出v与t的关系式，根据机械能守恒定律得出物体的动能与高度的关系式．再选择图象．
【详解】
AB．物体做竖直上抛运动，只有重力，加速度等于g，保持不变，所以a﹣t图象是平行于时间轴的直线，取竖直向上为正方向，则竖直上抛运动可看成一种匀减速直线运动，速度与时间的关系为
v=v0﹣gt
v﹣t图象是一条向下倾斜的直线，AB不符合题意；
C．以抛出点为零势能面，则物体的重力势能为
Ep=mgh
则Ep﹣h图象是过原点的直线，C符合题意；
D．根据机械能守恒定律得：
mgh+Ek=mv02
得
Ek=mv02﹣mgh
可见Ek与h是线性关系，h增大，Ek减小，Ek﹣h图象是向下倾斜的直线．D不符合题意。
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、BCD
【解析】
本题涉及到两个粒子分别在两个不同磁场中做匀速圆周运动问题，相遇问题既考虑到位移问题，又考虑到时间等时，比较复杂，所以要从简单情况出发，由题意a粒子逆时针旋转，b粒子顺时针旋转，由于两粒子的动量（m2va=m1vb）和电量相同，则半径之比就是磁感应强度的反比，所以在B1磁场中的半径小，则两粒子在两磁场旋转两个半周时，a粒子相对坐标原点上移，b粒子相对坐标原点下移，若b粒子在最初不相遇，则以后就不能相遇了。所以只考虑b粒子旋转半周就与a粒子相遇的情况。
【详解】
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式知道：，所以选项A错误。由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r＝知道，a粒子从O点出发沿x轴正方向射出向上逆时针转半周在y轴上上移2ra2，穿过y轴后逆时针向下转半周后下移2ra1，由于B2＜B1，则第二次经过y轴时在从标原点的上方（2ra2-2ra1）处，同理第四次经过y轴时在坐标原点上方2（2ra2-2ra1）处，所以由题意知选项B正确。从最短时间的情况进行考虑，显然是b粒子向上转半周后相遇的，a粒子第四次经过y轴时是向右方向，而b粒子转半周也是向右的方向，所以两者方向相同，所以选项C正确。根据周期公式及题意，当两粒子在y轴上相遇时，时间上有：Tb1＝Ta1+Ta2  即：，结合B1：B2=3：2，得到：，所以选项D正确。故选BCD。
【点睛】
本题的难点在于两个粒子在不同的两个磁场中以不同的速度做半径和周期不同匀速圆周运动，又涉及到相遇问题，需要考虑多种因素。关键的一点是a粒子在两个磁场旋转一次后通过y轴时位置上移，而b粒子恰恰相反，所以是b粒子经过半周后与a粒子相遇的，有此结论可以判断选项的正误。
8、AC
【解析】
A．三颗卫星做圆周运动的圆心都是地心，是相同的，A正确；
B．三颗卫星的质量相同，但轨道半径不同，所受到地球的万有引力不相同，B错误；
C．根据万有引力充当向心力，得
，
解得：
，
a、b两颗卫星的轨道半径相等，所以做圆周运动的角速度大小相等，C正确；
D．根据：
，
可得
，
a、c两颗卫星轨道半径不同，所以做圆周运动的周期不相等，D错误。
故选AC。
9、AD
【解析】
A．金属棒在外力F的作用下从开始运动到恰好匀速运动，在位移为x时做匀速直线运动，根据平衡条件有

根据闭合电路欧姆定律有

根据法拉第电磁感应定律有

联立解得，故A正确；
B．此过程中金属棒R上通过的电量

根据闭合电路欧姆定律有

根据法拉第电磁感应定律有

联立解得
又

解得，故B错误；
CD．对金属棒，根据动能定理可得

由乙图可知，外力做功为

联立解得
而回路中产生的总热量

根据回路中的热量关系有

所以电阻R上产生的焦耳热

故C错误，D正确。
故选AD。
10、BD
【解析】
AB．物块相对于平板车滑动时的加速度

若其加速度一直不变，速度时间图像如图所示

有图像可以算出t=3s时，速度相等，为6m/s。由于平板车减速阶段的加速度大小为

故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。物块相对平板车滑动的时间为3s。故A错误，B正确；
C．有图像可知，0-6s内，物块相对平板车滑动的位移的大小

故C错误；
D．0-6s内，有图像可知，物块相对地面的位移大小

平板车相对地面的位移大小

二者之比为3：4，故D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、 40
【解析】
(1)[1][2] 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：


由速度公式
vC=vB+aT
可得：
a=
(2)[3] 由牛顿第二定律可得：
mg-0.01mg=ma
所以
a=0.99g
结合(1)解出的加速度表达式，代入数据可得
f=40HZ
12、从右向左 0.3 0.1
【解析】
(1)[1]．由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动。
(2)[2]．已知滴水计时器每20s内共滴下51个小水滴，那么各点时间间隔为

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有

[3]．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度，得

那么加速度的大小为 0.1m/s2。

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)
【解析】
（1）气体做等温变化，在（a）状态，对活塞受力分析可得

所以

又因为二者体积相同

在（b）状态，此时A处体积为

B处体积为

对A部分气体，由玻意耳定律得

同理，对B部分气体，由玻意耳定律得

联立解得
（2）由题意知
，
对A部分气体，有

对B部分气体，有

解得。
活塞处于静止状态，有

解得。
14、（1）2.4m/s（2）48N（3）64J；26.88J
【解析】
(1)由牛顿第二定律：

进入磁场时的速度：

(2)感应电动势：

感应电流：

安培力：

代入得：

(3)健身者做功：

由牛顿定律：

CD棒在磁场区做匀速运动
在磁场中运动时间：

焦耳热：

15、（1）；（2）1≤k≤3
【解析】
(1)用质量为4m的物块将弹簧压缩到B点（不拴接），释放后，物块恰好运动到O点，由能量守恒，弹簧的弹性势能

质量为m的同种材质物块重复上述过程，由能量守恒

解得物块m与小球碰前瞬间速度的大小

(2) C到斜面平抛且位移最小，则位移的偏向角为45°，由平抛



解得

若二者发生弹性碰撞，则


得
k1=3
若二者发生完全非弹性碰撞，则

得
k2=1
k的可能值为
1≤k≤3