卷子答案网-一个不只有答案的网站西峡县第一高级中学2023-2024学年高三上学期11月阶段测试
物理试题
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．关于能量子、黑体辐射及光的波粒二象性，下列说法正确的是( )
A．一个能量子的能量大小且不可再分
B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．是否产生光电效应与光的频率和光照强度均无关
D．光子除了具有能量之外还具有动量，其大小为
2．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如下图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0．1倍，重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A．该汽车的质量为3000kg
B．
C．在前5s内，阻力对汽车所做的功为50kJ
D．在内，牵引力对汽车做功250kJ
3．已知质量为m的卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。某质量为m的卫星原来在半径为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过多次喷气，卫星变轨到低轨道做匀速圆周运动，半径为，不考虑空气阻力，此过程中卫星喷气做的功为( )
A． B． C． D．
4．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A．a一定带正电，b一定带负电
B．a的速度将减小，b的速度将增加
C．a的加速度将减小，b的加速度将增加
D．两个粒子的电势能一个增加一个减小
5．如图所示，真空中存在一个等边三角形，O为等边三角形外接圆的圆心，平行于的线段在三角形所在平面内，且O为的中点。将等量异种点电荷固定在两点处。已知等边三角形外接圆的半径为R，之间的距离为。下列说法正确的是( )
A．B、C两点的场强相同
B．A点与O点的场强大小之比为
C．图中各点电势关系为
D．带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能增加
6．如图所示，单匝闭合矩形导线框abcd电阻为R，ef为线框与磁场边界的交点，。线框绕过ef的轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，若匀强磁场的磁感应强度为B，下列说法正确的是( )
A．时刻，回路中电流
B．回路中电流的最大值
C．回路中感应电动势的有效值
D．前周期内，回路中平均电动势
7、简谐运动的振动图像可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像。取水平向右的方向为小球离开平衡位置位移的正方向，纸带运动的距离转换为时间，得到的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．弹簧振子做简谐运动的周期为2 s
B．2．5 s时小球正在向x轴正方向运动
C．时小球的加速度沿x轴负方向
D．时小球相对平衡位置的位移是10 cm
8．如图所示，半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，一质量为m的滑块从最低点A以初速度进入圆轨道，始终受到大小为，方向向右的恒力F作用，恰好能做完整的圆周运动。g为重力加速度，以下说法正确的是( )
A．的大小应满足
B．物块在A点和B点时，对轨道的压力大小相等
C．物块在B点和D点时，对轨道的压力大小相等
D．物块在轨道上运动过程中对轨道的最大压力为
9．喷丸处理是一种表面强化工艺，即使用丸粒轰击工件表面，提升工件疲劳强度的冷加工工艺。用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性等。某款喷丸发射器采用离心的方式发射喷丸，转轮直径为530 mm，角速度为230 rad/s，喷丸离开转轮时的速度与转轮上最大线速度相同。喷丸撞击到器件表面后发生反弹，碰撞后垂直器件方向的动能变为碰撞前动能的81%，沿器件表面方向的速度不变。一粒喷丸的质量为，若喷丸与器件的作用时间相同，且不计喷丸重力，则关于图甲、乙所示的两种喷射方式的说法正确的是( )
A．喷丸发出过程喷丸发射器对一粒喷丸做的功约为0．06 J
B．喷丸发出过程喷丸发射器对一粒喷丸做的功约为0．12 J
C．图甲、乙所示一粒喷丸对器件表面的平均作用力之比为2:1
D．图甲、乙所示一粒喷丸对器件表面的平均作用力之比为
10．如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为、有效电阻为的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则下列说法正确的是( )
A．金属棒b稳定时的速度大小为
B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为
C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为
D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为
二、非选择题：本题共5小题，共70分。
11．（9分）某同学在测量当地的重力加速度实验中：
（1）按图甲所示连接好装置，接通电源、释放钩码，打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，记下此时力传感器的示数F。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，重物的加速度___________（计算结果保留2位有效数字）。
（2）改变钩码的质量，重复实验步骤（1），得到多条纸带，并对纸带数据进行处理。
（3）由实验得到重物的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则当地的重力加速度___________，重物及动滑轮的总质量为___________（均用图丙中字母表示）。
12．（12分）某科技活动中想利用如图甲所示电路研究无人机电池的内阻，同时还打算测出某未知电阻的阻值。我们提供的器材如下：
A．待测电源（电动势E约为6 V）
B．待测电阻
C．电阻箱
D．电压表（量程为0~6 V，内阻约为）
E．电压表（量程为0~3 V，内阻约为）
该同学实验过程如下（所有结果均保留两位有效数字）：
①按图甲连接好电路。
②合上开关，调节电阻箱的阻值R，读出电压表和的读数分别为和，并将和的值填在设计好的表格中（表格未画出）。
③多次重复实验步骤②。
（1）如果纵坐标表示，横坐标表示，获得图像如图乙所示，则电源内阻为_________Ω。
（2）如果纵坐标表示，横坐标表示R，实验结果的图像如图丙所示，则待测电阻________Ω。由于电压表均不是理想电表，待测电阻的测量值比真实值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）为消除误差，实验时可以引入辅助电源，如图丁所示，闭合开关和，调节电路中的两个滑动变阻器，使灵敏电流计G的示数为0，读出电压表读数为1．78 V，电流表A读数为0．22 A，则待测电阻的准确值为_______Ω。
13．（15分）如图所示，一定质量的理想气体封闭在体积为的绝热容器中，初始状态阀门K关闭，容器内温度与室温相同，为，有一光滑绝热活塞C（体积可忽略）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管（管内气体的体积可忽略），左管水银面比右管水银面高76 cm。已知外界大气压强。则：
（1）将阀门K打开使B室与外界相通，稳定后，A室的体积变化量是多少？
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，接着对B室气体缓慢加热，而A室气体温度始终等于室温，当加热到U形管左管水银面比右管水银面高19 cm时，B室内温度是多少？
14．（16分）如图所示，无限长的光滑绝缘水平轨道与半径为R的竖直光滑绝缘半圆轨道在B点平滑连接，距离B点为的A点处放置有质量为m的物块P，某时刻它在的水平向右的恒定拉力作用下向B点运动，并与B点放置的形状、大小和质量都完全相同的物块Q发生弹性正碰，碰撞瞬间F消失。整个过程不考虑空气阻力且均可看作质点，重力加速度为g。求：
（1）物块Q运动到距离地面高为的C点时对半圆轨道的压力大小；
（2）若在物块Q从半圆轨道顶端抛出瞬间，对其施加大小的外力，方向竖直向上，经历的时间后撤去外力，求物块Q的落点到B点的距离。
15．（18分）两根足够长的光滑平行金属导轨固定在竖直平面内，间距为L，电阻不计，上端接有阻值为R的定值电阻，两导轨间有一边长为的正方形区域MNPQ，该区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电阻为的金属杆从MN处由静止释放，运动过程中与导轨相互垂直且接触良好，若金属杆离开磁场前已做匀速运动，重力加速度大小为g。求：
（1）金属杆离开磁场时速度大小为多少？
（2）金属杆穿过整个磁场过程中整个电路产生的电热为多少？
（3）金属杆穿过整个磁场过程中流过电阻R上的电量为多少？
答案以及解析
1．答案：B
解析：A．普朗克认为不可再分的最小能量子，其大小为，微观粒子的能量是分立的，选项A错误；
B．黑体辐射的实验规律即温度升高，则其辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则B正确；
CD．光电效应与光的频率有关，只有入射光的频率大于极限频率才发生光电效应，光子动量大小为，则C、D错误。
故选B。
2．答案：D
解析：A．第5s时，汽车的功率达到额定功率，前5s由牛顿第二定律可知
联立解得
故A错误；
B．汽车的最大速度
故B错误；
C．在前5s内，汽车做匀加速直线运动，由图像可知前5s的位移
阻力对汽车所做的功为
故C错误；
D．在内，牵引力恒定，则牵引力做的功
联立解得
在内，汽车功率恒定，则牵引力做的功
在内，牵引力对汽车做功
故D正确。
故选D。
3．答案：D
解析：根据题意可知，由于卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为
时有
卫星的引力势能为
轨道半径为时有
卫星的引力势能为
设卫星喷气做的功为W，根据能量守恒定律得
联立可得
ABC错误，D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：A、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，由于电场线的方向不知，所以粒子带电性质不定，故A错误；
B、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看速度与力方向的夹角小于90°，所以电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B错误，D错误。
C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确。
故选:C。
5．答案：D
解析：A．B、C两点的场强大小相等，但方向不同，故A错误；
B．根据几何关系可知，PO两点到A点的距离均为2R，A点的场强大小为
O点的场强大小为
则A点与O点的场强大小之比为，故B错误；
C．根据等量异种电荷电场分布情况可知，，故C错误；
D．根据可知，带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中，电势能增加，故D正确。
故选D。
6．答案：B
解析：A．时刻，线圈平面与磁场垂直，感应电动势为零，回路中电流为零，故A错误；
B．线框绕过的轴以角速度的匀速转动，导线同时重直切割磁感线运动时感应电动势最大
回路中电流的最大值
故B正确；
C．回路中产生正弦式交变电流，感应电动势的有效值
故C错误；
D．前周期内，回路中平均电动势，故D错误。
故选B。
7、答案：C
解析：由题图乙可知，弹簧振子做简谐运动的周期是4 s，A错误；2．5 s时小球正在向x轴负方向运动，B错误；弹簧振子做简谐运动的周期为4 s，由周期性知时小球的运动状态与时相同，时小球的位移为正，加速度沿x轴负方向，C正确；时小球的运动状态与时相同，时小球相对平衡位置的位移是0，故D错误。
8．答案：BD
解析：将重力和恒力F合成，合力大小为，方向斜向右下。物块要能做完整的圆周运动，需通过等效最高点Q，设最小速度为，有：，从A到Q由动能定理有，联立可得，A项错误；物块在A点和B点时，受力具有对称性，其对轨道的压力大小相等，B项正确；B点和D点时，物块受力不具有对称性，可分析出其对轨道的压力大小不相等，C项错误；设物块通过等效最低，点时速度大小为，则，设轨道对物块的支持力为，则，可解得。物块在Q点时对轨道压力最大，故D项正确。故选BD。
9．答案：AD
解析：喷丸离开转轮时的速度与转轮上最大线速度相同，转轮上线速度的最大值为，则喷丸发出过程喷丸发射器对喷丸做的功约为，选项A正确，B错误。结合题述可知，喷丸碰撞后垂直器件表面的速度大小变为碰撞前的90%，设喷丸速度为v，垂直喷射时有，以60°角喷射时，有，解得，选项C错误，D正确。
10．答案：BD
解析：对金属棒分别由动量定理可得、，联立解得，两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则，即，则、，选项A错误；在金属棒b加速运动的过程中，有，即，得，选项B正确；根据法拉第电磁感应定律可得，故，选项C错误；由能量守恒知，回路产生的焦耳热，则金属棒a产生的焦耳热，选项D正确。
11．答案：（1）2．4
（3）b；
解析：（1）根据匀变速直线运动规律，采用逐差法求解加速度
（3）图像纵坐标截距的物理意思是当绳子拉力为0时，重物和滑轮加速度为，即
解得
图像横坐标截距的物理意思是当每股绳子拉力为c时，重物和滑轮加速度为0，保持静止平衡状态，即
故
12、
（1）答案：6．0
解析：本题考查测定电源的电动势和内阻、电桥法。
由题图乙可知电源内阻。
（2）答案：8．0；偏小
解析：根据串联电路的分压原理可知，故，根据图像斜率，解得；由于电压表的分流，，联立解得，所以待测电阻测量值比真实值偏小。
（3）答案：8．1
解析：实验时可以引入辅助电源，利用当辅助回路和测量回路的电流相等时，灵敏电流计G中无电流这一特点，在测量电路中没有电流表的情况下，仍然测得其回路中的电流，从而消除由于电表内阻带来的误差，故通过该实验，可计算出待测电阻的准确值。
13．答案：（1）（2）525 K
解析：（1）将阀门打开，A室气体等温变化，则有
得
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，U形管两边水银面的高度差为19 cm时
A室气体变化过程：、、、、
由玻意耳定律得
解得
B室气体变化过程：、、、、
由理想气体状态方程得
解得
14、
（1）答案：
解析：本题考查碰撞模型、圆周运动及抛体运动。
物块P从A到B有
两个物块发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有
解得
物块Q由B点到C点的过程中，根据机械能守恒有
在C点根据牛顿第二定律有
联立解得，
根据牛顿第三定律有，压力
（2）答案：
解析：Q上升到半圆轨道最高点过程中，根据机械能守恒有
解得
在外力作用下，Q做类平抛运动，竖直方向有，方向竖直向上，后撤去外力，此时Q离水平轨道高度为
竖直方向的速度为，此后Q做斜抛运动直至落回水平轨道，以竖直向下为正方向，则有
解得（另一负值舍去），Q在水平方向做匀速直线运动，故Q水平方向的位移（即落点到B点的距离）为
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设杆匀速运动时的速度为v，由
解得
（2）由能量守恒定律
得
（3）金属杆穿过整个磁场过程中流过电阻R上的电量
解得
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