山西大学附属中学2023年高三复习质量监测（五）物理试题

这是一份山西大学附属中学2023年高三复习质量监测（五）物理试题，共18页。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、如图所示，甲、乙两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，甲、乙间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（ ）
A．甲、乙的质量之比为1:
B．甲、乙所受弹簧弹力大小之比为:
C．悬挂甲、乙的细线上拉力大小之比为1:
D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙的瞬时加速度大小之比为1:
2、在光滑水平面上静止着物体A，物体B与一质量不计的弹簧相连并以一定速度与A相碰，如图所示，则弹簧被压缩的过程中
①当弹簧处于最大压缩状态时，两物体速度相等
②只有A、B速度相等时，系统的动量才守恒
③作用过程中，系统的动量总是守恒的
④A、B速度相等时，系统动能最小
下列选项组，完整、正确的一组是（ ）
A．①②B．①③④C．①②④D．③④
3、如图所示是某一单色光由空气射入截面为等腰梯形的玻璃砖，或由该玻璃砖射入空气时的光路图，其中正确的是（ ）（已知该玻璃砖对该单色光的折射率为1.5）
A．图甲、图丙B．图甲、图丁C．图乙、图丙D．图乙、图丁
4、在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图像，以下说法正确的是（ ）
A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾
B．在t＝5s时追尾
C．在t＝2s时追尾
D．若刹车不失灵不会追尾
5、如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略．现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（ ）
A．a灯变亮，b灯和c灯变暗
B．a灯和c灯变亮，b灯变暗
C．a灯和c灯变暗，b灯变亮
D．a灯和b灯变暗，c灯变亮
6、在离地高h处，同时自由下落和竖直向上抛出各一个小球，其中竖直上抛的小球初速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度为g，两球落地的时间差为( )
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、一简谐横波沿x轴负向传播，t时刻的波形如图所示，则该时刻（ ）
A．质点A的速度向上
B．质点B的动能最大
C．B、D两质点的振动情况总是相反
D．从该时刻经过半个周期，质点D的加速度为零
E.从该时刻经过个周期，质点C将移动到质点B的位置
8、如图所示，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，总电阻为r，外电路上接有一个阻值为R的定值电阻和一个理想交流电流表A．线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速运动，图中线圈平面平行于磁场方向，由此位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．发电机所产生电动势的最大值为
B．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过的电荷量为
C．R两端电压的有效值
D．交流电流表的示数一直在变化
9、一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是
A．质点Q的振动图像与图(b)相同
B．在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
10、下列说法中正确的是 。
A．电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减小
D．光电效应中极限频率的存在说明了光的波动性
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）如图甲所示为测量木块和木板间滑动摩擦因数μ的实验装置图，足够长的木板置于水平地面上，小木块放置在长木板上，并与拉力传感器相连，拉力传感器可沿圆弧轨道滑动。长木板在外界作用下向左移动，得到拉力传感器的示数F与细绳和水平方向的夹角θ间的关系图线如图乙所示（g取10m/s2）。（答案保留两位有效数字）
(1)木块和木板间的滑动摩擦因数μ=________________；
(2)木块的质量m=__________kg。
12．（12分）某同学想利用两节干电池测定一段粗细均匀的电阻丝电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，导电夹子P与电阻丝接触始终良好（接触电阻忽略不计）。
(1)该同学连接成如图甲所示实验电路．请指出图中器材连接存在的问题_________________ ；
(2)实验时闭合开关，调节P的位置，将aP长度x和对应的电压U、电流I的数据记录如下表：
①请你根据表中数据在图乙上描点连线作和 x关系图线；
（____）
②根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=1.2×l0-7m2，利用图乙图线，可求得 电阻丝的电阻率ρ为_______Ω·m；根据图乙中的图线可求出电流表内阻为___Ω；（保留两位有效数字）
③理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比 ____（选填“偏大”“偏小”或 “相同”）。
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）如图所示，真空中有以O1为圆心，R为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端与y轴相切于坐标原点D，圆的最上端与平行于x轴的虚线MN相切于P点，磁场方向垂直纸面向里，第一象限内在虚线MN上方沿v轴负方向有平行于y轴的有界匀强电场（上边界平行于x轴，图中未画出）。现从坐标原点O在纸面内向坐标系的第一象限和第四象限内的不同方向发射速率均为v0的质子。己知沿x轴正方向发射的质子恰好从P点离开磁场进入电场，能到达电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度E和磁感应强度B大小未知，但满足关系，不计质子的重力、质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。
(1)求匀强电场上边界与虚线MN的间距d；
(2)在第四象限内沿与x轴正方向成角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终离开磁场区域的过程质子运动的时间t；
(3)若电场方向改为沿x轴的负方向，场强大小不变，如图所示，电场上边界位置也不变，y0=4R处有一平行于x轴的荧光屏，与y轴相交于Q点，由O点发射的所有质子最终均能打在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。
14．（16分）如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO′为其对称轴，O为球心，球半径为R，球左侧为圆面，右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的折射率为，设真空中的光速为c，不考虑光在玻璃中的多次反射。
（1）求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例；
（2）从距O点正上方的B点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴OO′上的D点（图中未画出），求光从B点传播到D点的时间。
15．（12分）如图所示，在平面坐标系xOy的第Ⅰ象限内有M、N两个平行金属板，板间电压为U，在第Ⅱ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅲ、IV象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力)从靠近M板的S点由静止释放后，经N板上的小孔穿出，从y轴上的A点(yA=l)沿x轴负方向射入电场，从x轴上的C点(xc=-2l)离开电场，经磁场偏转后恰好从坐标原点O处再次进入电场。求：
(1)粒子运动到A点的速度大小
(2)电场强度E和磁感应强度B的大小
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、D
【解析】
B．因为是同一根弹簧，弹力相等，故B错误；
AC．对甲乙两个物体受力分析，如图所示
甲乙都处于静止状态，受力平衡，则有
对甲
，
对乙
，
代入数据得
故AC错误；
D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙所受合力为其重力在绳端的切向分力
，
根据牛顿运动定律有
故D正确。
故选D。
2、B
【解析】
当弹簧接触A后，A做加速运动，B做减速运动，当两物体速度相等时弹簧处于最大压缩状态，则①正确； 当AB相互作用过程中，系统受合外力为零，则系统的动量守恒，则②错误，③正确；A、B速度相等时，弹簧弹性势能最大，此时系统动能最小，则④正确；
A．①②，与结论不相符，选项A错误；
B．①③④，与结论相符，选项B正确；
C．①②④，与结论不相符，选项C错误；
D．③④，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
3、C
【解析】
单色光由空气射入玻璃砖时，折射角小于入射角。图甲错误。图乙正确；当该单色光由玻璃砖射入空气时，发生全反射的临界角的正弦值
因为
所以临界角，图丙、图丁中该单色光由玻璃砖射入空气时的入射角为，大于临界角，会发生全反射，图丙正确，图丁错误。
故选C。
4、D
【解析】
ABC．根据速度-时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为
a车的位移为
则

所以在t=3s时追尾，故ABC错误；
D．若刹车不失灵，由图线可知在t=2s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移
所以刹车不失灵，不会发生追尾，故D正确。
故选D。
5、B
【解析】
变阻器R的滑片稍向上滑动一些，滑动变阻器电阻减小，根据“串反并同”与其串联的灯泡C电流增大，变亮，与其并联的灯泡b电流减小，变暗，与其间接串联的灯泡a电流增大，变亮，B对；
6、D
【解析】
自由下落的小球，有
得
对于竖直上抛的小球，由机械能守恒得：
则得落地时速度大小为
对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，加速度为，则运动时间为：
故时间之差为
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论相符，选项D正确；
故选D．
点睛：本题关键要明确小球运动中机械能守恒，要理清过程中的速度关系，写出相应的公式，分析运动时间的关系．
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】
A．由波的平移法可知，在该时刻质点A正向下运动，故A错误；
B．由图可得，在该时刻质点B在平衡位置，速度最大，动能最大，故B正确；
C．B、D两质点相差半个波长，振动情况总相反，故C正确；
D．从该时刻经过半个周期，质点D又处于平衡位置，加速度为零，故D正确．
E．从该时刻经过1/4个周期，质点C将运动到自己的平衡位置，不会运动到B质点处，故E错误；
故选BCD。
8、AC
【解析】
A．在初始位置线圈产生的电动势最大，且
故A正确；
B．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过R的电荷量为
故B错误；
C．电动势的有效值为
电阻R两端电压的有效值为
故C正确；
D．交流电流表测的是有效值，其示数不会变化，故D错误。
故选：AC。
9、CD
【解析】
A.简谐机械波沿x轴正方向传播，在时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图(b)不是质点Q的振动图象，故A错误；
B.在t=0时刻，质点P位于波谷，速度为零，质点Q位于平衡位置，则质点P的速率比质点Q的小，故B错误；
C.在t=0时刻，质点P的位移比质点Q的大，由公式，则质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；
D.在时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示，故D正确。
10、AB
【解析】
A．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故A正确；
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，故B正确；
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，故C错误；
D．光电效应现象说明了光的粒子性，并不是波动性，故D错误。
故选AB。
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、0.58 1.0
【解析】
(1)[1]木块受四个力作用，重力mg、支持力FN、拉力F、滑动摩擦力Ff，竖直方向有
mg=FN+Fsinθ
水平方向有
Ff =Fcsθ
由于Ff =μFN联立得
μmg=F(μsinθ+csθ)
变式为
设
整理得
μmg=Fsin(θ+α)
当θ+α=时，F有最小值，由乙图知，θ=时F有最小值，则
α=
所以
得
μ==0.58
(2)[2]把摩擦因数代入
μmg=F(μsinθ+csθ)
得
F=
由乙图知，当θ=时F=10N，解得
mg=10N
所以
m=1.0kg
12、电压表应接量程，开始实验前开关应断开 2.0 相同
【解析】
(1). [1]．电压表应接量程；开始实验前开关应断开；
(2)①[2]．图像如图：
②[3][4]．由于
即

则图像的斜率

解得

由图像可知，当x=0时，可知电流表内阻为2.0Ω；
③[5]．由以上分析可知，电流表内阻对直线的斜率无影响，则理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比相同。
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）3R;（2） ;（3）
【解析】
(1)经分析，质子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径为R，进入电场后做匀减速直线运动，到达上边界时速度刚好减为零，在电场中，根据动能定理有
在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
又，联立解得
(2)质子在磁场和电场中的运动轨迹如图1所示，由几何知识知，质子第一次在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为，质子第二次在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为，则
质子在磁场中运动的总时间
质子在电场中运动的总时间
质子在无场区运动的总时间
故质子运动的总时间为
(3)经分析，所有质子经过磁场偏转后均沿平行于y轴的方向进入电场，轨迹如图2，质子做类平抛运动，质子刚好打在Q点时，有
联立解得
故沿y轴负方向发射的质子打在荧光屏上的位置离y轴最远，最远距离
出磁场时横坐标x在范围内的质子将打在y轴左侧的荧光屏上，有
联立解得
当时，即时，有最大值，最大值为
故质子打在荧光屏上发光的区域长度为
14、（1）；（2）
【解析】
（1）设从左侧的A点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，由
sin=①
OA=Rsin②
S′=πOA2③
S=πR2④
由①～④式解得
=
（2）设距O点的光线射到半球面上的点为C点，入射角i=30°，设折射角为r，由：
=n⑤
得：
r=60°
由图知：
BC=R，CD=R⑥
光在玻璃中传播速度
v=⑦
t=＋⑧
由⑤～⑧解得：
t=
15、（1）（2）；
【解析】
(1)设粒子运动到A点的速度大小为v0，由动能定理得
可得粒子运动到A点的速度大小
(2)粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为t1，则
联立解得
设粒子离开电场时速度大小为v，与x轴的夹角为a。则
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则
2Rsinα=2l
可得
x/m
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
U/V
2.18
2.10
2.00
1.94
1.72
1.48
I/A
0.28
0.31
0.33
0.38
0.43
0.49
/Ω
7.79
6.77
6.06
5.10
4.00
3.02