重庆市第八中学2024-2025学年高三上学期第四次月考物理试卷（Word版附解析）

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2.每小题选出答案后，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，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 下表中记录了三种交通工具在某段时间中做直线运动的情况，根据表中数据可知（ ）
A. 飞机的加速度最大B. 火车的速度变化最快
C. 火车的加速度最大D. 自行车的加速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】由加速公式
可知飞机的加速度为零，火牛的加速度为
自行车的加速度为
交通工具
初速度/（m·s-1）
末速度/（m·s-1）
经过时间/s
自行车下坡
2
6
2
火车出站
0
20
100
飞机飞行
200
200
10
加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，故选D。
2. 如图所示，在某个点电荷形成的电场中有A、B两点，已知A点电场强度的大小为，方向垂直于AB连线，电势为，B点电场强度的大小为，方向与AB连线成θ角，电势为，则（ ）
A. 、B. 、
C. 、D. 、
【答案】B
【解析】
【详解】两条电场线延长线交于一点，即为点电荷Q的位置，如图所示
根据电场线方向可知场源电荷带负电，设A、B两点到Q的距离分别为rA和rB，由几何知识得到
根据点电荷场强公式，可得A、B两点的电场强度关系为
因为B点距离负点电荷Q远，所以
故选B。
3. 重庆某地区地磁场的磁感应强度的竖直分量By方向为竖直向下，大小随距离地面高度h的变化关系如图
所示，该地区一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上吊起过程中，线框中的感应电流方向（从上往下看）为（ ）
A. 顺时针方向B. 逆时针方向C. 先逆时针后顺时针D. 先顺时针后逆时针
【答案】A
【解析】
【详解】由题知，穿过线框的磁场向下，且减小，根据楞次定律判断得线框中感应电流的方向，从上向下看为顺时针。
故选A。
4. 如图所示，质量为、的两个小球A、B套在光滑圆环上，圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，已知，不计空气阻力。小球相对圆环静止时，两小球在圆环上相对位置可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】光滑圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，稳定后，两小球在圆环上在水平面内做匀速圆周运动，小球所受重力与圆环的支持力提供向心力，则小球一定在О点所在水平面的下面，如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
两小球转动的角速度相等，所以θ相同，两小球在同一水平面上。
故选C。
5. 将一小球竖直向上抛出，若小球运动过程中所受空气阻力大小恒定，方向与速度方向相反。以向下为正方向，小球动量p随时间t变化的图像如图所示，则小球所受空气阻力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据动量定理有
可得
即动量对时间的变化率等于小球所受的合外力，可得
，
解得
故选A。
6. 行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图甲所示的模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带中的物质绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的倒数之间关系如图乙所示，已知图线斜率为k，则该行星的质量为（ ）
A. B. C. D. 无法求解
【答案】B
【解析】
【详解】设发光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有
函数为
所以斜率
k=GM
联立可得
故选B。
7. 如图所示，某半圆形桥由六块形状完全相同而材质不同的石块垒砌而成，其中石块1、6固定，3、4质量相同为m，2、5质量相同为m'，不计石块间的摩擦，且石块间未粘合，为使结构稳定，为（ ）
A. B. 1C. D. 2
【答案】C
【解析】
【详解】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°，每块石块对应的圆心角为30°，对第3块石块受力分析如图甲所示
结合力的合成可知
对第2块和第3块石块整体受力分析如图乙所示
解得
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共l5分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，轻弹簧平行于斜面放置，一端固定在管的最上端，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（ ）
A. 物块的动能一直减小B. 物块加速度一直减小到零
C. 弹簧弹性势能一直增大D. 物块和弹簧组成的系统机械能一直增大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．接触弹簧之后，根据牛顿第二定律，则有
物块加速向上运动，弹力增加，加速度减小，当加速度减小到零时速度最大，以后弹力继续升高，加速度反向增大，物块做减速运动直到停止，此时加速度反向最大，则此过程中，物块的速度先增加后减小，动能也先增加后减小，加速度先减小后增加，A错误，B错误；
C．弹簧形变量一直在增大，弹簧的弹性势能一直变大，C正确；
D．因风力做正功，则物块和弹簧组成系统机械能一直增大， D正确。
故选CD。
9. 如图甲所示是一款电动助力车，调速把手应用了“霍尔效应”来控制行驶速度。调速把手内部截面如图乙所示，永久磁铁固定在手柄转套上，霍尔器件固定在手柄芯上，骑手旋转调速把手，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，永久磁铁与霍尔元件的位置关系如图丙所示。霍尔器件是一个棱长分别为a、b、l的长方体金属器件（自由电荷为电子），助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个如图丙所示的恒定电流I，霍尔器件就能在C、D间输出电压U，电机电路感知电压U的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示，则（ ）
A. 图丙中霍尔器件C端的电势低于D端的电势
B. 图丙中霍尔元件C端的电势高于D端的电势
C. 维持恒定电流Ⅰ及穿过霍尔元件的磁场不变，仅增大图丙中器件的尺寸b，可使电动助力车获得更大的转速
D. 若骑手按图乙箭头所示方向转动把手时穿过霍尔元件的磁场的磁感应强度B增大，则电动助力车的转速将会增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A B．由左手定则，电子所受洛伦兹力向外，所以霍尔器件C端的电势低于D端的电势，故A正确，B错误；
C．根据题意，有
可知
所以仅减小图丙中器件的尺寸a时，U增大，由丁图可知可使电动助力车更容易获得最大转速，改变b，对U无影响，故C错误；
D．当骑手按图乙箭头所示方向转动把手时磁场的磁感应强度B增大，电压会增大，则由丁图可知，电动助力车的转速随时间增加，故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，水平粗糙绝缘地面上方虚线内有方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为+q的物块（可视为质点）在纸面内向磁场运动。物块在t = 0时刻沿地面垂直磁场方向进入磁场，之后的运动中物块的动能与时间的Ek − t关系图像如图乙所示，图像中Z点为曲线切线斜率绝对值最大的位置，整个运动过程物块始终未离开地面。已知重力加速度为g，则（ ）
A. 物块从左边进入磁场B. 物块从右边进入磁场
C. 图中Z点对应的速度大小D. 图中Z点对应的速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据题意分析可知，物体的合力为摩擦力f，图像斜率绝对值
图乙可知，图像斜率绝对值在增大，速度在减小，所以受到的摩擦力增大，洛伦兹力减小，所以洛伦兹力向上，物体的速度向右，即t = 0时刻，物块从左边进入磁场，故A正确，B错误；
CD．设物体在磁场中运动时速度为v，结合以上分析，物体受到的摩擦力大小为
所以斜率绝对值
由数学知识可得斜率绝对值最大时
故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 如图所示，某实验小组用手机录制了一辆小汽车刹车作减速运动的视频，现将视频里间隔时间为0.2s的连续几幅画面合成到一张图片中，依次标记为0、1、2、3、4、5号位置，在实际场景中依次测得各位置的距离并标注在图中。
（1）小汽车由位置1到位置4所用的时间为___________s。
（2）小汽车在位置1的瞬时速度大小为___________m/s（保留3位有效数字）。
（3）小汽车刹车过程中的加速度大小为a=___________m/s2（保留3位有效数字）。
【答案】（1）0.6；
（2）4.51； （3）4.99
【解析】
【小问1详解】
小汽车由位置1到位置4所用时间
【小问2详解】
小汽车在位置1的瞬时速度大小
【小问3详解】
小汽车刹车过程中的加速度大小为
12. 两同学探究用粗细均匀的镍铬丝将表头G改装成电流表。设计电路如图甲所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，此时毫安表示数为I。改变线夹的位置以改变L，重新调节滑动变阻器使表头G仍满偏，获得多组I、L数据，作出图像如图丙所示。
（1）请按图甲所示电路用笔画线替代导线将图乙中的器材连接成实验电路。
（2）闭合电键前，应将实物图中滑动变阻器滑动头滑到___________（选填“a端”或“b端”）
（3）若图丙中图线的纵截距为c，斜率为h，则G表的满偏电流Ig = ___________（用c、k表达）。
（4）若要把该表头G改装成量程为nIg（n > 1）的电流表，需要把长为___________的镍铬丝并联在表头G两端。（用c、k、n表达）
【答案】（1） （2）a端
（3）c （4）
【解析】
【小问1详解】
根据图甲所示电路，连接实验器材如下图
【小问2详解】
滑到a端保证镍铬丝两端电压为0，保护电路。
小问3详解】
根据欧姆定律，则有
可整理为
对应图像的斜率和截距，则有
【小问4详解】
根据改装电表，则该表头G需要并联的电阻阻值为
又因
联立可解得
13. 用高能量的电场把离子加速并注入芯片材料的过程叫离子注入，这是芯片制造过程中的一个重要步骤。如图所示，在一个边长为l的正方形真空空间ABCD中，沿对角线AC将它分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中Ⅰ区域（包括边界AB、BC）有垂直于纸面向里的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于CD且由C指向D的匀强电场。一离子生成器不断生成离子，所有生成的离子从A点沿M方向以速度v射入Ⅰ区域，最后这些离子恰好从D点射出注入芯片材料。已知离子带电量均为+q，质量均为m，不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力，求：
（1）若离子刚好从AC中点О进入Ⅱ区域，Ⅰ区域磁感应强度的大小；
（2）为了调整离子注入芯片材料的深度，将Ⅰ区域的磁感应强度变为（1）问中的三倍，离子初速度仍为v，为使离子仍从D点注入芯片材料，Ⅱ区域的电场强度的大小为多少？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
（1）设正离子在磁场中运动的半径为r，有
依题意
解得
解得
【小问2详解】
如图所示
由
解得
粒子由J进入电场区域，粒子作类平抛运动，将其分解为竖直y方向匀速直线及水平x方向的匀加速直线运动。
对于J到D，y方向上
解得
x方向上
解得
14. 某水平安装的“智能缓冲器”的结构如图所示，其核心部件是形成如图所示N极和S极的柱状电磁铁，该电磁铁产生的磁场（视为匀强磁场）分布在长度为d（未知）的整个侧面区域，磁场方向垂直于N极侧面指向左右两侧，N极上下空间无磁场，该电磁铁由智能调节器（图中未画出）自动调节磁场的磁感应强度大小。与N极完美重合固连的柱状长杆其横截面是边长为L的正方形，涂有绝缘漆及润滑油的正方形金属框（边长略大于L）质量为m、电阻为R。金属框套在长杆上以任意初速度沿着杆向磁场运动，进入磁场前智能调节器根据框的初速度大小调定磁场的磁感应强度大小，让框进入磁场后都能在磁场末端恰好减速到零。某次测试，框的初速度为，智能调节器调定的磁感应强度大小为，不计一切摩擦。求：
（1）该次测试，框在磁场中减速到零的过程中，框上感应电流所产生的焦耳热；
（2）该次测试，框刚进入磁场时受到的安培力大小；
（3）若某次测试，框的初速度为，则磁感应强度大小应调定为多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由能量守恒，环的初动能全部转化为电能，所以
【小问2详解】
环刚进入磁场时
左右两边的环都要受到安培力，所以
【小问3详解】
由第一次测试，由动量定理得
解得
当初速度为时
解得
15. 如图所示，足够长的光滑固定斜面倾角θ=37°，斜面上方的空间有一段宽度d=0.6m的匀强电场区域，电场强度E=2.5×106N/C、方向平行于斜面向上。斜面上有用绝缘材料制成，质量为M=0.04kg的长滑板A，其上端固定有质量不计的电量q=+6.4×10-8C的点电荷C，其下端距离电场上边界s=m，滑板A的下端上面放有一质量为m=0.02kg、带电量q'=+8.0×10-8C可视为质点的小滑块B。将滑板和滑块由静止同时释放，小滑块进入电场就开始做匀速直线运动，当小滑块刚离开电场时滑板的上端点电荷C恰好进入电场。小滑块和滑板所带电荷量均不变，不计电荷之间的库仑力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力
等于滑动摩擦力。求：
（1）电场力对小滑块的冲量大小；
（2）滑板和小滑块之间的动摩擦因数μ和滑板的长度L；
（3）滑板上端的点电荷C电量变为本q（1≤k≤2），若滑板的上端出电场时滑板和小滑块速度相等，求从开始释放到滑板上端出电场时的过程中，滑板和小滑块间因摩擦产生的热量的最小值。
【答案】（1）0.08N·s
（2）μ=0.5，0.92m
（3）0.034J
【解析】
【小问1详解】
小滑块的电场力
Eq'=0.2N
AB一起滑动s的过程，加速度
=6m/s2
根据
可知刚进电场时速度都为
=1.5m/s
所以B在电场中匀速的时间为
=0.4s
所以电场力对B的冲量为
=0.2×0.4=0.08N·s
【小问2详解】
B在电场中匀速运动
解得
μ=0.5
滑板前端进入电场后做加速运动
解得
=4m/s2
所以板长
=0.92m
【小问3详解】
B出电场时，A、B间已有相对位移
=0.92-0.6=0.32m
B出电场后加速运动
=10m/s2
A的电荷进入电场后A做匀速运动
速度为
=1.5 m/s +4×0.4 m/s =3.1m/s
当B加速到等于时
解得
=0.16s
所以B出电场到加速到两者间的相对位移
=0.128m
B不会从A上端滑落两者速度相等后
解得
=3.3m/s2>=2m/s2
两者可以保持共速下滑，所以A上端出电场时两者速度相等，以此类推
1≤k≤1.5
两者共速后能保持共速，至A上端出电场时，两者速度相等，则k=1.5时生热最小。当
1.5