四川省成都市第七中学2022-2023学年高三物理下学期4月第一次阶段性测试试题（Word版附解析）

四川省成都市第七中学2023届高三下学期4月第一次阶段性测试物理

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。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. 在物理学发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史实的是（　　）

①普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论

②根据玻尔理论氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子动能减小

③卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型

④汤姆逊根据阴极射线在电场和在磁场中的偏转情况判定，阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷

A. ①②③ B. ①③④

C. ①②④ D. ②③④

【答案】B

【解析】

【详解】①普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故①正确；

②根据玻尔理论氢原子辐射一个光子后，核外电子的轨道半径变小，氢原子核外电子动能增大，故②错误；

③卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故③正确；

④汤姆逊根据阴极射线在电场和在磁场中的偏转情况判定，阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷，故④正确。

故选B。

2. 每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如下图的两种家用燃气炉架都有四个爪，若将总质量为m的锅放在图乙所示的炉架上，忽略爪与锅之间的摩擦力，设锅为半径为R的球面，则每个爪与锅之间的弹力（　　）

A. 等于 B. 小于

C. R越大，弹力越大 D. R越大，弹力越小

【答案】D

【解析】

【详解】如图所示，假设每个爪与锅之间的弹力方向与竖直方向的夹角为，爪与爪之间的距离为，

由图中几何关系可得

由受力平衡可得

解得

可知越大，越小，越大，越小，D正确，ABC错误；

故选D。

3. 2022年10月15日，遥感三十六号卫星发射成功！某遥感卫星的轨道为椭圆，、是椭圆的两个焦点，地球（图中没有画出）位于其中的一个焦点。a、b，c是椭圆上的三点，已知卫星从a经过b运动到c速率不断增大，且ab的长度与bc的长度相等，则卫星（　　）

A. 所受地球的引力始终指向 B. 所受地球的引力与向心力相等

C. 从a到b与b到c的时间一定相等 D. 由a经过b运动到c的加速度逐渐增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．卫星从a经过b运动到c速率不断增大，说明万有引力做正功，地球应位于焦点，卫星所受地球的引力始终指向，故A错误；

B．卫星所受地球的引力与向心力不相等，因为卫星的速率在变化，故B错误；

C．根据开普勒第二定律，卫星从a经过b运动到c速率不断增大，从a到b的时间大于b到c的时间，故C错误；

D．卫星从a经过b运动到c的过程中，靠近地球，卫星受到的万有引力增大，根据牛顿第二定律可知由a经过b运动到c的加速度逐渐增大，故D正确。

故选D。

4. 如图所示的电路中，是平行板电容器的两块极板，两极板与水平方向间夹角为30°，为可调电阻，为定值电阻，开关闭合后，两板间有一带电小球通过绝缘细线悬挂，静止时细线与极板平行，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球带负电

B. 保持闭合，增大，小球将向下运动

C. 断开，仅增大间距离，小球将向下运动

D. 若小球质量为，两板间电压为、距离为，则小球所带电荷量大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．由电路图可知板带正电，则由受力平衡可知，小球受电场力垂直板向上，则小球带正电，则A错误；

B．若保持闭合，由于电容器断路，则调节不改变两板间任何物理量，小球仍静止，则B错误；

C．若断开，则两板电荷量不变，改变两板间距离，板间电场强度大小不变，小球仍静止，则C错误；

D．由平衡条件可得

解得

则D正确。

故选D。

5. 图甲是判断电流大小是否发生变化的装置示意图。电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与成正比。现给某半导体材料制成的霍尔元件（如图乙，其长、宽、高分别为a、b、d）通以恒定工作电流I，通过右侧电压表V的示数就能判断的大小是否发生变化。当的变化量一定时，电压表V的示数变化量越大，则该装置判断的灵敏度就越高。已知霍尔元件的半导体材料载流子为一价正离子，则下列说法正确的是（    ）

A. 仅适当增大工作电流I，可以提高判断的灵敏度

B. 仅将该半导体材料制成的霍尔元件更换为另一个金属材料制成的霍尔元件，则电压表V的“”“”接线柱连线位置无需改动

C. M端应与电压表V的“”接线柱相连

D. 当电流增大时，电压表V的示数会减小

【答案】A

【解析】

【详解】A．磁感应强度与成正比，当霍尔元件内部电场稳定时

即

仅适当增大工作电流I，根据

可知，正离子定向移动的速度增大，则电压表示数变化越大，可以提高判断的灵敏度，A正确；

B．仅将该半导体材料制成的霍尔元件更换为另一个金属材料制成的霍尔元件，则自由电子移动方向与电流方向相反，根据左手定则，自由电力在洛伦兹力的作用下与正离子偏转方向相同，则电压表V的“”“”接线柱连线位置需要改动，B错误；

C．根据安培定则即左手定则，正离子向外侧偏转，霍尔元件外侧带正电，则M端应与电压表V的“”接线柱相连，C错误；

D．当电流增大时，磁感应强度变大，由A选项可知，霍尔元件内外两侧电势差增大，电压表V的示数会增大，D错误。

故选A。

6. 如图为一除尘装置的截面图，平板M、N的长度及其间距均为d，两板间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。工作时，大量质量为m、带电量为q的带电尘埃，以平行极板的相同速度进入两板间，在磁场作用下就会被平板吸附。当带电尘埃以速度进入磁场时，贴近N板入射的尘埃恰好打在M板右边缘，尘埃全部被平板吸附，即除尘效率为，不计尘埃的重力，下列说法正确的是（  ）

A. 带电尘埃带正电

B. 带电尘埃进入磁场速度

C. 若尘埃速度变为了，该装置的除尘效率是

D. 若尘埃速度变为了，该装置的除尘效率是

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据洛伦兹力提供向心力得

解得

根据题意可得粒子运动轨迹如图所示

由图可知

联立可得

根据左手定则可知，尘埃带负电，故A错误，B正确；

CD．若尘埃速度变为了，粒子运动轨迹如图所示

根据洛伦兹力提供向心力得

解得

令的距离为，在三角形中，有

解得

该装置的除尘效率为

故C错误，D正确。

故选BD。

7. 如图所示，两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内。两根导轨的间距为L，两导轨的左端连接一已充电的电容器。一质量为m的金属棒ab，放在两导轨的最右端，且和两导轨垂直，金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同，金属棒ab的两端分别用长度均为h的绝缘轻绳竖直悬挂在水平固定横梁上的O1、O2点，开始时，开关S是断开的，轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好。两导轨所在的平面处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当开关S闭合后，金属棒ab突然水平向右开始摆动，且刚好能够通过水平横梁的正上方。已知重力加速度为g。当开关S闭合后，通过金属棒ab横截面的电荷量为Q，金属棒ab所受安培力的冲量大小为I，下列关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】设在开关S闭合的时间内通过的电流为，由电流的定义式得

对金属棒ab，设离开导轨时速度为，由动量定理得

金属棒ab刚好能够通过水平横梁的正上方，设速度为，由向心力公式得

从开始摆动到通横梁的正上方，根据动能定理

联立解得

故选AC。

8. 一抛物线形状的光滑固定导轨竖直放置，O为抛物线导轨的顶点，O点离地面的高度为两点相距，轨道上套有一个小球M，小球M通过轻杆与光滑地面上的小球N相连，两小球的质量均为m，轻杆的长度为，现将小球M由距地面竖直高度处由静止释放，则（）

A. 小球M将做平抛运动

B. 小球M即将落地时，小球N的动能为

C. 小球M即将落地时速度大小为

D. 小球M即将落地时，小球N的速度大小为

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．小球M运动过程中受重力、轨道对小球的弹力、轻杆对小球的弹力，不满足做平抛运动的条件，A错误；

CD．小球M即将落地时，设小球M的速度为v，则小球N的速度为，以两小球和轻杆组成的系统为研究对象，根据机械能守恒定律有

可以求出小球M速度大小为，小球N的速度大小为，C正确，D错误；

B．小球N的动能为

B正确。

故选BC。

二、非选择题：

9. 某同学将量程为、内阻为的电流计改装成一种可测量直流电流（双量程）、直流电压（双量程）和电阻的多用电表，实验电路如图所示。

（1）若定值电阻的阻值小于的阻值，则直流电压挡挡位3的量程______（选填“大于”或“小于”）挡位4的量程；

（2）直流电流挡挡位2的量程为，则定值电阻、串联后的总阻值为______；

（3）开关拨到挡位5，将a、b两端短接，此时电流计指针处于表盘的中间位置，要进行欧姆调零，应将滑动变阻器的阻值______（选填“调大”或“调小”）。

【答案】    ①. 小于    ②. 20    ③. 调小

【解析】

【详解】（1）[1]电压挡的串联电阻越大对应挡位的量程也越大，3的量程小于挡位4的量程；

（2）[2]由欧姆定律可知两电阻串联后的总电阻为

（3）[3]将a、b两端短接，电流计指针处于表盘的中间位置说明电路中电阻过大，电流达不到满偏电流，要进行欧姆调零，使电流满偏，应减小电路电阻，将滑动变阻器的阻值调小。

10. 如图1所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图，该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。

（1）用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，下面说法正确的是________（单选）

A.图中打点计时器应使用8V左右的交流电源

B.实验时必须通过调节轨道左端的滑轮以让细线和轨道平行

C.实验时必须把轨道右端抬高以补偿阻力，但不需要满足槽码的质量远小于小车的质量

D.为了提高实验的精度，本实验需要改变车中砝码的个数以改变运动小车的质量，获得多组数据

（2）某同学利用如图1所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，实验中重物始终未落地，最后得到了如图2所示的速度—时间图像，根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是_____（单选）

A实验中没有补偿阻力        B.实验中没有满足小车质量远大于槽码质量

C.实验中先让释放小车后打开打点计时器    D.实验中未保持细线和轨道平行

（3）某同学利用上述实验装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出各计数点到“A”的距离（单位：cm）。取“A”计数点为时刻，作出“”如图4所示，则由图像可得其加速度为________m/s2（保留两位有效数字）

（4）在“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中，为了提高实验精度，某同学通过合理的操作使用力传感器（图5）来测量绳子拉力，下面有关实验操作中说法正确的是________（单选）

A.实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量

B.实验操作中不需要细线和轨道平行

C.实验操作中不需要补偿阻力

D.实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据

（5）该同学为了研究力传感器的原理，查阅相关原理，发现力传感器内部的核心结构是如图6所示的装置，四个电阻贴在右侧固定的弹性梁上。其主要原理是在弹性梁左侧施加外力时，弹性梁发生形变，引起贴在弹性梁上的四个电阻形状发生改变，引起电阻值大小发生变化，使输出的电压发生变化，把力学量转化为电学量。其电路简化图如图7所示。施加如图6所示的外力，若要两点输出的电压尽量大，则图7中处电阻应为__________（填“”或者“”）

【答案】    ①. B    ②. D    ③. 4.0    ④. A    ⑤. R4

【解析】

【详解】（1）[1]A．图中是电火花计时器，使用220V交流电源，A错误；

B．实验时必须通过调节轨道左端的滑轮以让细线和轨道平行，以保证细线拉力保持不变，小车做匀加速直线运动，B正确；

C．实验目的是“探究小车速度随时间变化的规律”，只要保证小车所受合力不变即可，不需要补偿阻力和满足槽码的质量远小于小车的质量的要求，C错误；

D．为了提高实验的精度，本实验需要改变细线所挂的槽码的个数以改变运动小车的质量，获得多组数据，D错误。

故选B。

（2）[2]有图像可知小车在运动的后阶段加速度变小，说明细线拉力方向后阶段发生变化，故可能存在的问题是试验中未保持细线和轨道平行。

故选D。

（3）[3] 每5个点取一个计数点，故相邻计数点时间间隔为

根据匀变速直线运动位移时间规律可得

知图像的斜率

则小车的加速度为

（4）[4]A．实验中因为绳子的拉力大小通过力传感器读出，因此不需要槽码的质量远小于小车的质量，A正确；

BC．实验目的是“探究物体加速度与质量、力的关系”，要保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要补偿阻力，要保持细线和轨道平行，BC错误；

D．实验操作中需要多次改变小车的质量以获得多组数据，以减小偶然误差，D错误。

故选A。

（5）[5]在弹性梁左侧施加外力时，弹性梁发生形变，四个电阻发生变化，其中R1、R2减小，R3、R4增大，四者变化后的阻值关系为R1< R2< R4< R3，电路中ad两点输出的电压为

其中，U为bc两点电压，可见，要使Uad两点电压最大，在题中条件中，使RA>RB即可，即A应选R4。

11. 如图，水平桌面上一个质量的物体（视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度后脱离弹簧，之后从桌子边缘B点平抛出去，并从C点沿CD方向进入竖直平面内，由斜直轨道CD和圆弧形轨道DEFGH平滑连接而成的光滑轨道上运动，CD与水平面成角，EG为竖直直径，FH为水平直径。已知物块刚好能沿圆轨道经过最高点G，AB间的距离，物体与桌面间的动摩擦因数，C点距离桌面的水面距离，B、C两点间的高度差，C、D两点间的高度差，重力加速度g取，，，求：

（1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能；

（2）圆弧轨道半径R；

（3）当物体从D点进入圆弧轨道后，撤去斜直轨道CD，物体从H点落到水平面的时间t。

【答案】（1）0.18J；（2）1m；（3）

【解析】

【详解】（1）物体从B到C做平抛运动，则竖直方向有

解得

则水平方向有

解得

物体从A运动到B，根据能量守恒定律有

代入数据解得

（2）物块在C点的速度为

由题知物块刚好能沿圆轨道经过最高点G，则有

解得

物体从C运动到G，根据动能定理有

由几何关系可得

联立解得

（3）物体从G运动到H，根据动能定理有

解得

从H点下落到地面上，根据运动学公式有

代入数据解得

12. 一质量M=5kg的绝缘长木板放在倾角θ=37°的光滑斜面上，并在外力作用下保持着静止状态。木板左端距斜面底端的距离s=10.25m，斜面底端固定着一弹性薄挡板，与之相碰的物体会以原速率弹回。t=0时刻将一质量m=10kg的带正电小物块置于木板上距离木板左端l=54m的位置，并使其获得沿木板向上的初速度v0=4m/s，如图（a）所示，与此同时，撤去作用在木板上的外力。空间还存在着沿斜面向上的匀强电场，场强大小与时间的关系如图（b）所示，t=5.5s时撤去电场。已知E0=4×104N/C，小物块的带电量q=2×10-3C，木板与物块间的动摩擦因数=0.5，小物块可以看作质点，且整个过程中小物块不会从木板右端滑出，不考虑因电场变化产生的磁场，取g=10m/s2.求：

（1）t=1s时，小物块和木板的速度大小；

（2）木板第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小；

（3）小物块从木板左端滑出之前木板与挡板碰撞的次数，及滑出瞬间小物块与挡扳间的距离。

【答案】（1）2m/s，2m/s；（2）7m/s；（3）5次，

【解析】

【详解】（1）0~1s内，设小物块的加速度大小为a1，木板的加速度为a2，则由牛顿第二定律有

解得

a1=2m/s2

a2=2m/s2

t=1s时，小物块的速度大小为

木板的速度大小为

（2）0~1s时间内，木板位移大小为

t=1s时，小物块与木板达到共同速度，且电场强度大小变为，因为

所以小物块与木板将共同做匀变速运动，设整体的加速度大小为a3，则

解得

a3=2m/s2

设小物块和木板共速后运动位移s2后速度减为零，则

解得

s2=1m

即t=2s时，木板左端到挡板的距离为

此后小木块和木板将一同沿斜面向下做匀加速运动，所以木板第一次与挡板碰撞前的速度大小为

（3）0~1s时间内，小物块的位移大小为

与木板的相对位移大小为

所以t=1s时小物块到木板左端的距离为

木板从距离挡板的位置开始下滑至与挡板第一次碰撞所经历的时间为

所以木板与挡板第一次碰撞的时刻为t=2s+3.5s=5.5s，由题图（b）可知此时电场强度随即变为零。

木板与挡板第一次碰撞后将以大小为v=7m/s的速度反弹，设反弹后的加速度大小为a4，则

解得

a4=14m/s2

设小物块的加速度大小为a5，则

解得

a5=2m/s2

设经过t2，木板的长度减为零，则

此过程中小物块的位移大小为

木板的位移大小为

则这段时间内，小物块与木板的相对位移大小为

木板速度减为零时，小物块的速度大小为

设再经过t3，木板与挡板第二次碰撞，且碰撞时的速度大小为v’，根据受力分析可知木板速度减为零后将仍以大小为a4的加速度沿斜面下滑，则

t3时间内，小物块的位移大小为

则小物块与木板的相对位移大小为

木板与挡板第二次碰撞时，小物块的速度大小为

木板与挡板第一次碰撞和第二次碰撞之间小物块与木板的总相对位移为

根据以上分析可推知，之后木板每次与挡板碰撞时的速度大小均为v=7m/s。并且由于小物块一直做匀加速运动，所以从木板第一次与挡板碰撞开始，之后的每两次相邻碰撞之间的过程中，小物块与木板的相对位移都会比前一次多2m，由此可知

第2次和第1次碰撞之间的过程中，小物块和木板的相对位移为8m；

第3次和第2次碰撞之间的过程中，小物块和木板的相对位移为10m；

第4次和第3次碰撞之间的过程中，小物块和木板的相对位移为12m；

第5次和第4次碰撞之间的过程中，小物块和木板的相对位移为14m；

……

按照上面的推演可知，木板与挡板第5次碰撞时，小物块距离木板左端的距离为

小物块的速度大小为

木板反弹后达到速度为零的过程中，小物块和木板的相对位移大小为

所以木板速度减为零时，小物块到木板左端的距离为2.5m，小物块的速度大小为v6=16m/s，设再经过时间，小物块从木板左端滑出，则有

解得

从木板与挡板第一次碰撞到小物块滑出木板瞬间所经历的时间为

小物块的位移大小为

所以滑出瞬间小物块与挡板间的距离为

选修3-4

13. 关于机械振动，下列说法正确的是      

A. 某两种机械波发生干涉时，振动加强点的位移始终处于最大

B 机械波从一种介质进入另一种介质时，波长和波速都发生变化，但频率不会发生变化

C. 只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象

D. 向人体内发射频率已知得超声波被血管中血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应

E. 波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动

【答案】BDE

【解析】

【详解】某两种机械波发生干涉时，振动加强点的振幅最大，但是位移时刻在变化，选项A错误；机械波从一种介质进入另一种介质时，波长和波速都发生变化，但频率不会发生变化，选项B正确；只有波长比障碍物的尺寸大的时候才会发生明显的衍射现象，选项C错误；向人体内发射频率已知的超声波被血管中血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应，选项D正确；波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动，选项E正确.

14. 以光纤通讯为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率形，其直径为d。

（1）求该光纤的临界角；

（2）若平行轴线射入的一东光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据临界角公式

则该光纤的临界角为

（2）如下图所示

最内侧光线最容易漏光，则根据几何知识有

故内圆弧半径的最小值为