内容正文:
2023级高三年级第二学期第四次考试物理科试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,只需将答题卡交回。
一、单项选择题:本题包括8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意要求的
1.量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是( )
A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C.康普顿研究石墨对X射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
2.下列四个图中所有接触面均粗糙,各物体均处于静止状态,其中物体A受力个数可能超过5个的是( )
A. B. C. D.
3.2024年6月,我国嫦娥六号探测器实现世界首次月球背面采样返回地球,返回过程包括月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、再入回收等阶段。下图为环月等待阶段嫦娥六号在椭圆轨道上运行的示意图,运行方向如图中箭头所示,ab、cd分别为椭圆轨道长轴与短轴。仅考虑月球对嫦娥六号的引力,下列对嫦娥六号的说法中正确的是( )
A.在a点的速率等于在b点的速率
B.从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间
C.在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小
D.在a点受到的引力大小小于在c点的引力大小
4.A、B两车同时同地沿同一方向由静止出发,其运动的加速度-时间图像如图所示,已知,在时间内,下列说法正确的是( )
A.时刻,A、B两车第一次相遇 B.时刻,
C.时刻,A、B两车相距最远 D.时刻,A、B两车相遇
5.一种平抛运动的实验游戏如图所示,AB是内壁光滑的细圆管,被固定在竖直面内,B点的切线水平。让质量为m的小球(直径略小于细管的直径)从A点由静止释放,沿着管壁向下运动,接着小球从B点做平抛运动到C点。已知AB的形状与抛物线BC的形状关于B点对称,小球从B到C的运动时间为t,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小球到达C点时重力的瞬时功率为
B.A、C两点的高度差为
C.小球从A到B合力冲量的大小为
D.小球到达C点时速度与竖直方向的夹角为
6.如图甲所示为电场中的一条电场线,在电场线上建立坐标轴,则坐标轴上间各点的电势分布如图乙所示,则( )
A.在间,场强先减小后增大
B.在间,场强方向发生变化
C.若一负电荷从O点运动到点,电势能逐渐减小
D.从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷,则该电荷在间一直做加速运动
7.有一种新型酒瓶开启器。其使用方法是手握开瓶器,将气针插入软木塞,通过气针对酒瓶进行打气,随着瓶内气体压强不断增大,软木塞将会被顶起。其原理简化如图,圆柱形容器横截面积为S,软木塞质量为m,软木塞与瓶子间的最大静摩擦力大小为软木塞重力的15倍,不考虑开瓶器和气针对软木塞的作用力。打气前,圆柱形瓶内气体压强为,气体体积为,打气时气针每次将压强为,体积为的空气打入瓶内。已知当地大气压强为,重力加速度为g。假设打气过程温度不变,不考虑瓶子容积的变化,下列说法正确的是( )
A.要维持气体温度不变,打气过程气体需要从周围环境吸收热量
B.在软木塞被顶起前,每打气一次,软木塞受到的静摩擦力一定增大一次
C.软木塞被顶起时,瓶内气体压强为
D.至少要打气次才能使软木塞被顶起
8.如图所示,倾角的斜面A锁定在水平面上,细线的一端系于墙面,另一端跨过斜面顶端的轻质滑轮与小物块B相连。B开始静止在斜面上,此时滑轮右侧的细线水平,左侧的细线与斜面平行。解除锁定后,A做直线运动。已知A、B的质量均为m,重力加速度为g,不计一切摩擦。则在B沿斜面滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.A、B组成的系统机械能不守恒 B.A对B支持力的大小始终等于
C.A、B的速度大小始终相等 D.B的运动轨迹为曲线
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4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4分;选对但不全的,得2分;有选错的得0分
9.关于物理学史,下列说法正确的是( )
A.牛顿第二定律确定了物体的加速度与质量及其所受的力的关系,是牛顿运动学的核心
B.爱因斯坦受到普朗克能量子假说启发,提出光子说,成功地解释了光电效应规律
C.美国物理学家库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔物理学奖
D.卢瑟福使用粒子轰击铍核时发现了中子的存在
10.一列简谐横波沿x轴传播,时的波形图如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点,图乙是质点Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该列波沿x轴正方向传播
B.该列波的波速是
C.时,质点Q的加速度沿y轴正方向
D.P、Q两点平衡位置间的距离为1 m
11.如图甲所示,质量为m的某同学直立于箱子上,时刻该同学从箱子上跳下,时刻着地,经曲腿缓冲一系列动作后,时刻起直立静止于地面上,该同学所受地面支持力大小F随时间t变化的关系如图乙所示,忽略该同学离开箱子时的初速度和空气阻力,该同学在空中始终处于直立状态,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.该同学的最大速度为
B.箱子的高度为
C.图乙中图像与横轴围成的面积为
D.时间内该同学的机械能减少了
12.如图所示,MN端接入交流电压的有效值为的正弦交流电,理想变压器原线圈与定值电阻串联,副线圈接有滑动变阻器(阻值范围为),理想变压器原、副线圈的匝数比,电压表和电流表均为理想交流电表。调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表示数变化量的绝对值为和,下列说法正确的是( )
A.若将滑动变阻器的滑片下移,电压表、的示数将减小
B.
C.当滑动变阻器接入电路的阻值为时,电流表的示数为1 A
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为时,变压器的输出功率最大
13.如图所示,两根金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上,两金属棒始终和导轨接触良好,左、右两部分导轨间距分别为和,AB棒的质量为且电阻为,CD棒的质量为且电阻为,导轨间左、右两部分处在大小相等、方向相反的匀强磁场中,磁场方向如图所示。不计导轨电阻,现用水平恒力F向右拉CD棒,使CD棒向右运动,导轨足够长,磁场区域足够大。下列说法正确的是( )
A.稳定后,AB棒向左匀速运动,CD棒向右匀速运动
B.稳定后,CD棒的加速度大小是
C.若F作用一段时间后,AB棒和CD棒速度大小均为v,此时立即撤去拉力F,此后AB棒最终的速度大小为,方向向左
D.当AB棒和CD棒速度大小均为v时,立刻撤去拉力F,之后的过程整个回路产生的焦耳热为
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在指定的答题处,不要求写出演算过程
14.(1)关于下列图中实验的说法,正确的是( )
A.图(a)中电容器放电过程中电流逐渐增大
B.图(b)中计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的可舍去
C.图(c)中应缓慢推拉柱塞
D.图(d)中使用多用电表测电压时选直流电压挡
(2)为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图1所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
①实验时,一定要进行的操作或保证的条件是______。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
②该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______(结果保留三位有效数字)。
③以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的图像是一条直线,图线与横轴的夹角为,求得图线的斜率为k,则小车的质量为______。
A. B.k C. D.
15.在密闭空间(如空间站等)生活的人需要时刻检测氧气的浓度,以保证能正常生活和工作。某同学购买了一款电阻型氧气传感器,并设计了如图(a)所示的电路来探究该氧气传感器的工作特性,已知电源电动势为(内阻不计),电阻箱阻值变化范围。
(1)该同学查得该传感器电阻的阻值随氧气浓度的变化关系如图(b)所示,则当氧气浓度变大时,图(a)中电压表的示数将_______(选填“变大” “不变”或“变小”)。
(2)该同学测得当气室中氧气浓度为8%时,电压表的示数为0.8 V,则电阻箱R的阻值应为_______。
(3)当氧气浓度低于18%时,人会处于缺氧状态,从而对人的生命产生威胁。为保障人的生命安全,该同学设定当电压表的示数低于1.5 V时,将触发报警装置,则应将电阻箱的阻值调整为_______。
(4)为使报警效果更好,该同学将图(a)所示的电路改造成了如图(c)所示的报警电路图,其中灯泡L的电阻为,两端电压不低于1.5 V时会发出绿光,表明氧气浓度不低于18%。当灯泡L正常发光时,光控开关P断开,否则便会接通,蜂鸣器发出报警声。
①图(c)的虚线框内是由氧气传感器和电阻箱组成的电路,请将该电路补充完整;_______。
②此时电阻箱的阻值应调整为_______。
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卷中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤
16.如图所示,一块半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心。玻璃砖的折射率,光在真空中传播的速度为c。
(1)求光在玻璃砖中传播的速度;
(2)某平行光垂直射向玻璃砖的下表面时,求光到达上表面后射出部分的最大弧长为多少(不考虑光在玻璃砖中多次反射)。
17.一游戏装置的竖直截面如图所示。倾斜直轨道AB、半径为R的竖直螺旋轨道、水平轨道BC和、倾角为的倾斜传送带EF平滑连接成一个抛体装置,传送带始终以的速度顺时针转动。该装置除传送带粗糙外,其余各段均光滑,传送带末端F点与水平高台GIH等高。游戏开始,一质量为m可视为质点的滑块从轨道AB上的高度h处静止滑下,若滑块最终直接落入I点的洞中,则游戏成功。已知,,传送带长度,FG间距,GI间距,传送带与滑块之间的动摩擦因数,不计空气阻力,。
(1)若滑块恰好能通过圆轨道,求高度;
(2)若滑块最终落入I点的洞中,则游戏成功。求游戏成功的高度h;
(3)若滑块从斜面AB上某区域任意位置由静止释放,发现滑块总是落到水平高台GIH的同一点,求该释放区域的高度差。
18.如图所示,在xOy直角坐标系中,在x轴负半轴区域内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为(未知)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从A点(到x轴的距离是d)以一定的初速度沿x轴正方向开始运动,粒子恰好以速度经过原点进入y轴右侧区域,的方向与x轴正方向的夹角。在第一、四象限内,距y轴为L的MN左侧区域内存在磁感应强度大小均为B(未知)的匀强磁场,第一象限的匀强磁场方向垂直纸面向外,第四象限的匀强磁场方向垂直纸面向里。MN右侧区域内存在正交分布的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度方向垂直纸面向里,大小也为B,电场强度沿x轴正方向,大小为。若带电粒子恰好从MN与x轴的交点P进入MN右侧区域。不计粒子的重力,不计空气阻力。
(1)求A点到y轴的距离x和的大小;
(2)求B的大小;
(3)若,,求粒子在MN右侧区域运动时,第一次距y轴最远时的位置坐标。
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