吉林省长春市东北师范大学附属中学2023-2024学年高三上学期第三次摸底考试物理试卷（解析版）

这是一份吉林省长春市东北师范大学附属中学2023-2024学年高三上学期第三次摸底考试物理试卷（解析版），共18页。
注意事项：
1．答题前，考生须将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡指定位置上，并粘贴条形码。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。
3．回答非选择题时，请使用0.5毫米黑色字迹签字笔将答案写在答题卡各题目的答题区域内，超出答题区域或在草稿纸、本试题卷上书写的答案无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄皱、弄破，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于以下教科书中的插图，下列说法不正确的是（ ）
A. 甲图，医务人员用该机器将血浆和红细胞从血液中分离出来是利用了离心分离技术
B. 乙图，汽车上坡时司机换高速档是为了获得更大的牵引力
C. 丙图，工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服，应用了静电屏蔽的原理
D. 丁图，磁电式电流表所依据物理原理之一就是通电线圈因受安培力而转动
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图，医务人员用该机器将血浆和红细胞从血液中分离出来是利用了离心分离技术，故A正确，不符合题意；
B．乙图，汽车上坡时，根据
可知，司机换低速档是为了获得更大的牵引力，故B错误，符合题意；更多课件教案等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 C．丙图，工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服，应用了静电屏蔽的原理，故C正确，不符合题意；
D．丁图，磁电式电流表所依据的物理原理之一就是通电线圈因受安培力而转动，故D正确，不符合题意。
故选B。
2. 如图所示，当条形磁铁N极移近螺线管时，关于螺线管中A点与B点电势关系，下列说法正确的是（ ）

A. A点电势低于B点电势B. A点电势等于B点电势
C. A点电势高于B点电势D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】当条形磁铁N极移近螺线管时原磁场方向水平向右，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向水平向左，根据楞次定律可知，线圈中的电流方向从A到B，线圈相当于电源，B为电源的正极，因此A点的电势低于B点的电势，故选A。
3. 现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图，图乙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪声声波，虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波，则下列说法正确的是（ ）

A. 降噪过程应用的是声波的衍射原理
B. 理想状态下，降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，波长相等
C. P点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为4A（A为降噪声波的振幅）
D. P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图可看出，理想状态下降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉现象，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A错误，B正确；
C．图乙所示，此时介质中的质点P处于平衡位置，但因为两列声波等大反向，所以合振幅为零，故质点P静止不动，速度为零，故C错误；
D．波传播时，质点不随波移动，只在平衡位置附近振动，则P点并不随波移动，故D错误。
故选B。
4. 人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如右图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ）
A. 钠离子的加速度变大
B. 钠离子的电势能增大
C. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大
D. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．因为膜内的电场可看作匀强电场，根据
钠离子的加速度不变，故A错误；
B．因为电场力对钠离子做正功，所以其电势能减少，故B错误；
CD．根据动能定理
可知钠离子进入细胞内的速度v与距离d大小无关，又因为膜电位U不变，则钠离子进入细胞内的速度大小不变，故C错误，D正确。
故选D。
5. 明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钧搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少。意思是：可以用脚踩弓弦两端，将秤钩钩住弓的中点往上拉，弦满之时，推移秤锤称平，就可知道弓力大小。如图所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为，秤钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为F，则下列说法正确的是（ ）
A. F一定，越小，弓力越大
B. 一定，弓力越大，F越小
C. 弓力一定，越大，F越大
D. 一定，F越大，弓力越大
【答案】D
【解析】
【详解】如图，对O点受力分析，受秤钩的拉力F，弦的拉力T
由
可得F一定，越小，弓力越小；一定，弓力越大，F越大；弓力一定，越大，F越小；一定，F越大，弓力越大故D正确，ABC错误。
故选D。
6. 来自太阳的高能带电粒子流被地磁场俘获，形成绚丽的极光美景。如图所示，是某高能粒子被地磁场俘获后的运动轨迹示意图，忽略引力和带电粒子间的相互作用，以下说法正确的是（ ）
A. 图中所示的带电粒子带正电
B. 图中所示的带电粒子做螺旋运动时，旋转半径一定越来越小
C. 洛伦兹力对带电粒子做负功，使其动能减小
D. 带电粒子在靠近地球北极过程中动能增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．地球的磁场由南向北，根据左手定则可知，粒子带负电，故A错误；
B．粒子在运动过程中，南北两极的磁感应强度较强，由洛伦兹力提供向心力，得出的半径公式
可知，当磁感应强度增加时，半径减小，图中所示的带电粒子做螺旋运动时旋转半径一定越来越小，故B正确；
CD．洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，动能不变，故CD错误。
故选B
7. 如图甲所示，当滑动变阻器R的滑片P从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表示数小于0.2A时，电动机不发生转动，各电表均视为理想电表，电动机电阻不随温度变化而改变。下列说法正确的是（ ）
A. 电动机电阻为
B. 电源电动势为3.5V
C. 滑动变阻器R接入电路的最大阻值为
D. 电流表示数为0.3A时，电动机输出功率为0.54W
【答案】D
【解析】
【详解】A．已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，此时电压表V１的示数即电动机内阻两端的电压，根据欧姆定律可知，电动机的电阻
故A错误；
B．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电路中电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为
当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势
故B错误；
C．当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以
故C错误；
D．电流表示数为0.3A时，电动机输出功率为
故D正确。
故选D。
8. 如题图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。如题图乙为提水设施工作原理简化图，某次需从井中汲取m=2kg的水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.1m，水斗的质量为0.5kg，井足够深且井绳的质量忽略不计。t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动，其角速度随时间变化规律如题图丙所示，g取，则（ ）
A. 水斗速度随时间变化规律为v=0.4t
B. 井绳拉力瞬时功率随时间变化规律为P=10t
C. 0~10s内水斗上升的高度为4m
D. 0~10s内井绳拉力所做的功为520J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据图像可知，水斗速度
A正确；
B．井绳拉力瞬时功率为
又由于
根据上述有
则有
P=10.4t
B错误；
C．根据图像可知，0~10s内水斗上升的高度为
C错误；
D．根据上述
P=10.4t
0~10s内井绳拉力所做的功为
D正确。
故选AD。
9. 如图1所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）在长为l的绝缘轻绳牵引下绕其悬点O在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径AC竖直，直径BD水平。小球从A点开始电势能Ep与转过的角度θ的关系如图2所示，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 该匀强电场的场强方向沿BD方向
B. 该匀强电场的场强大小为
C. 轻绳在D、B两点拉力的差值为
D. 轻绳在D、B两点拉力的差值为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图像可知和时的电势能相同，故电势相等，连线为等势线，电场线与等势线垂直，由此可以判断电场强度的方向如下图所示，不沿BD方向，故A错误；
B．电荷在电场中运动过程中的最大电势差为
根据电场强度与电势差的关系可得
故B正确；
CD．小球的受力分析如下图所示
小球在B点，有
小球在D点，有
小球从B点到D点的过程中，根据动能定理可得
由以上三式可得
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图甲，劲度系数的轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端连接一个质量为M的木板。开始时弹簧处于原长，木板静止在光滑的水平桌面上、一质量的物块（可视为质点）从木板左端以初速度滑上木板，最终恰好停在木板的右端。图乙中A为物块的图线；B为木板的图线且为正弦图线。已知重力加速度，根据图中所给信息可得（ ）
A. 木板的长度为
B. 时，弹簧的弹性势能为
C. 时，木板受到物块的摩擦力与弹簧的弹力大小相等
D. 内“物块和木板”系统的摩擦生热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由于v-t图像与t轴围成的面积表示位移，通过图像可知，A一直向右运动，位移s=2m，B先向右后向左运动，总位移为0。因此，A运动的位移即为木板长度，即2m，A正确；
B．由于v-t图像的斜率表示加速度，可知A减速运动的加速度为1m/s2。而A在仅受摩擦力的作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律可知
由物块B的v-t图像可知，t=0.5s时，B的速度最大，此时由于切线斜率为0，故B物块的加速度为0。
对B进行受力分析可知，此时弹簧弹力与摩擦力二力平衡，且弹簧伸长量的大小应为B的位移x，则有：
解得
由正弦图线的对称性可知，t=1s时，B的速度为0，即位于简谐运动的振幅处，B向右的位移为2x。
对0~1s过程列能量守恒：
其中A在1s内的位移为
联立可得
B错误；
C．1s时，木板的v-t图切线斜率不为0，说明木板此时仍有加速度，故摩擦力与弹簧弹力并不相等，C错误；
D．两秒内“物块和木板”系统的摩擦生热
而由图像可知，全过程物块与木板的相对路程即等于物块的位移s，因此系统摩擦生热为2J，D正确。
故选AD。
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置；再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点。
（1）用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数________N。
（2）如图是某次实验中小李、小张、小王三位同学通过两块三角板推平行四边形的情况，其中正确的是________。
A．小李同学固定b三角板，移动a三角板
B．小张同学固定a三角板，移动b三角板
C．小王同学固定b三角板，移动a三角板
（3）下列关于实验的要求正确的是________。
A．拉细线方向应与木板平面平行B．两根细绳必须等长
C．弹簧秤的外壳不能与纸面接触D．两分力夹角不宜太小
【答案】 ①. 3.00 ②. B ③. AD##DA
【解析】
【详解】（1）[1]最小分度值为0.1N，由图可知，弹簧秤的示数为3.00N。
（2）[2]A．小李同学固定b三角板，移动a三角板，由图可知，在有效的移动范围内，并不能推出完整的平行四边形，故A错误；
B．小张同学固定a三角板，移动b三角板，由图可知，在有效的移动范围内，能推出完整的平行四边形，故B正确；
C．小王同学固定b三角板，移动a三角板，由图可知，两三角板没有贴紧，不可能推出平行四边形，故C错误。
故选B
（3）[3]A．拉细线方向应与木板平面平行，故A正确；
B．两根细绳不必等长，故B错误；
C．弹簧秤的外壳与纸面接触与否，对实验没有影响，故C错误；
D．两分力夹角不宜太小，适当的角度可以减小绘制平行四边形时产生的误差，故D正确。
故选AD。
12. 实验小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电压表的内阻和一个失去标签的电源的电动势。
（1）第一步，先用多用电表的直流电压档粗测电源的开路电压，测得电压值约为20V。再用“”的欧姆档测电压表的内阻，指针指示如图甲所示，则应选择开关旋至________档（选填×100、×10、×1），结果测得的电阻约为。
（2）第二步，如图乙所示，其中电流表量程为0~30mA，是阻值范围为的电阻箱，是阻值范围为的滑动变阻器。
①先测电压表内阻：将开关、闭合，调节、使电流表和电压表都有合适的示数。多次改变、的值，同时保持电流表示数不变，记录和对应的电压表指示的格数N。根据数据做出图像，该图像为一次函数，截距是b，斜率是k，那么电压表的内阻为________。
②再测电源电动势：断开闭合调节、使电流表有合适的读数，再保持________不变，多次改变同时记录电流表和的读数。根据数据做出图像，截距是，斜率是，那么电源的电动势为________。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据图甲可知，指针偏转角度过大，说明所选档位过高，测量误差将会过大，使用欧姆表测量电阻时应尽可能的使指针指在中值刻度附近，因此应选择低一档位重新进行测量，则应选择开关旋至×100档。
（2）[2]电压表指针指示的格数即为电压值，设电压表的内阻为，电流表的示数始终为，则根据实验原理可得
整理可得
根据题意，该函数所对应图像斜率为，截距为，则有
，
解得
[3][4]测电源电动势时，断开闭合调节、使电流表有合适的读数后，再保持滑动变阻器不变，多次改变同时记录电流表和的读数，最终根据数据做出图像，根据该实验电路图及闭合电路的欧姆定律，设电源的内阻为，则有
变式可得
由于该函数所对应图像的斜率为，则可知
从而解得
13. 一火箭架设于发射台上，其质量，向下喷出气体对地的速度为1000m/s。要使该火箭以的加速度上升，其每秒应喷出气体质量为多少。重力加速度，忽略该过程火箭总质量的变化。
【答案】60kg
【解析】
【详解】若要使火箭以的加速度上升，取火箭为研究对象，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
再取喷出的气体为研究对象，有
可得
要使火箭以的加速度上升，它至少每秒要喷出60kg的气体。
14. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿PO方向射入磁场，（PO与水平方向夹角为），恰好击中M点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）为保证电子击中目标靶MN，匀强电场场强的大小范围（匀强电场极板间距不变）。
【答案】（1）；（2）垂直纸面向里，；（3）
【解析】
【详解】（1）电子穿过匀强电场过程中，由动量定理得
解得
（2）由左手定则，可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里；电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力得
周期为
联立可得
设与竖直方向夹角为，则有
可得
由图中几何关系可知，电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则电子在磁场中运动时间为
（3）①当电子击中M点时，电子在磁场中的偏转半径为
设匀强磁场区域半径，由几何关系得
②当电子击中N点时，设与竖直方向夹角为，则有
可得
由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则偏转半径为
则有
粒子穿过匀强电场后的速度，由动能定理得
设极板间距离为，则有
联立解得
则匀强电场场强的范围为
15. “再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为m，该汽车设定为前阶段在速度大于时选择再生制动，后阶段速度小于等于时选择机械制动。当它以速度在平直路面上做匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即，后阶段阻力恒为车重的倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：
（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；
（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大；
（3）在一次性能检测中，检测机构让汽电混动汽车在平直的路面上匀速行驶（速度小于）一段距离后关闭发动机，测绘了汽车只开启“机械制动”和“机械制动”“再生制动”同时开启两种设定下汽车的动能与位移关系的图线①和②，如图密所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，求“机械制动”“再生制动”同时开启测试中汽车被回收的动能是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）J
【解析】
【详解】（1）设汽电混动汽车在刹车的过程中储存的电能为E，依题意
得
（2）设汽电混动汽车再生制动阶段运动的位移为，由动量定理得
又
即
所以在再生制动阶段有
解得
在机械制动阶段，汽电混动汽车做匀减速运动，由牛顿第二定律可得
又
解得
设匀减速运动的位移为，由运动学得
解得
所以汽电混动汽车从刹车到停止的位移为
（3）对于减速过程，因斜线率的绝对值表示阻力的大小，由图线①得
代入得
由图线②，设汽车的位移为，回收的动能为