2023届湖南省衡阳县第四中学高三下学期4月第三次测试物理试卷（解析版）

这是一份2023届湖南省衡阳县第四中学高三下学期4月第三次测试物理试卷（解析版），共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
 衡阳县第四中学2022-2023学年高三下学期4月第3次测试物理试题学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题1、第18届世界田径锦标赛于2022年7月15日至24日举行。如图所示为苏炳添在水平圆弧形弯道上匀速率奔跑，假设苏炳添可视为质点，则在这段圆弧内(   )A.苏炳添的线速度不变B.地面对苏炳添的作用力与他所受重力相等C.苏炳添所受合力方向与水平面平行D.苏炳添奔跑过程中受力平衡2、取无穷远处电势为0，在x轴上固定有两个点电荷，x轴负半轴上电势随位置的分布如图所示，已知在处图象的切线平行于x轴，则(   )A.在x轴负半轴上，处的电场强度最大B.两点电荷可能带同种电荷C.两点电荷可能带等量电荷D.两点电荷中正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量3、如图所示，一理想变压器的原线圈连接一灯泡L，接在输出电压有效值恒定的正弦式交流电源上，副线圈连接一滑动变阻器，可以通过调节滑片的位置来改变接入电路中的副线圈匝数。下列说法正确的是(   )A.仅将滑片向a端移动，灯泡将变亮B.仅将滑片向上端移动，灯泡将变暗C.仅将滑片向a端移动，一定变大D.仅将滑片向上端移动，一定变大4、我国利用小型辐照装置研究病毒灭活，其主要原理是辐照源钴衰变后产生镍和X粒子，并放出射线，利用射线、X粒子束产生的电离作用，使病毒失去感染性。已知钴60的半衰期为5.27年，下列说法正确的是(   )A.X粒子为中子B.该衰变属于β衰变，反应放出的射线是一种电磁波C.的结合能比该反应产生的新核的大D.1 g钴60经21年后约有发生了衰变5、如图所示，装御工人利用斜面将一质量为m、可近似为光滑的油桶缓慢地推到汽车上。在油桶上移的过程中，人对油桶推力的方向由水平方向逐渐变为与水平方向成60°角斜向上，已知斜面的倾角为，重力加速度为g，则关于工人对油桶的推力大小，下列说法正确的是(   )A.不变 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.最小值为6、如图所示，在AOB平面内存在一个匀强电场，已知，且。将一个电荷量为q的带正电粒子（不计重力）以相同的初动能从O点两次沿不同方向抛出，分别运动到A点和B点，粒子运动到两点时的动能均为，则该匀强电场的电场强度大小为(   )A. B. C. D.7、地球和一小行星绕着太阳“奔跑”，地球的运行轨道可视为半径为的圆。小行星的运行轨道可视为椭圆，其近日点与太阳中心的距离为，远日点与太阳中心的距离为，已知。下列说法正确的是(   )A.小行星的加速度始终大于地球的加速度B.小行星的公转周期为年C.小行星对太阳的引力小于太阳对小行星的引力D.小行星从近日点向远日点运动时，其动能和机械能均逐渐减小8、如图所示，一斜面体放在水平地面上，质量为m的物块置于斜面体上，轻绳的一端与物块连接，一端跨过光滑的定滑轮，并施加竖直向下的外力F，使物块缓慢地沿斜面上滑。忽略物块与斜面体之间的摩擦力，物块上滑的过程中，斜面体始终保持静止，则(   )A.外力F逐渐增大  B.斜面体对物块的支持力逐渐增大C.轻绳对滑轮的作用力逐渐减小 D.水平地面对斜面体的摩擦力逐渐增大9、如图甲所示是一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，S是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点。图乙为介质中质点P的振动图象。下列说法正确的是(   )A.该波沿x轴负方向传播B.波源起振方向为y轴负方向C.S与Q一定总是同时回到平衡位置D.波源起振后处的质点第一次到达波峰10、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为4:1，原、副线圈所在的回路中接入的电阻R的阻值相同。原线圈左侧两点间输入电压如图乙所示，副线圈回路中的电流表的示数为2 A，若电流表可视为理想电表。则电阻R的阻值为(   )A. B. C. D.11、如图所示，某次无人机完成航拍任务后悬停在距离地面处，通过遥控使它先以的加速度竖直向下匀加速运动，加速后，再向下做匀减速直线运动，落地时速度恰好为零，已知无人机的总质量，下列说法正确的是(   )A.整个过程的时间B.减速阶段，无人机的加速度大小C.加速阶段空气作用力与减速阶段空气作用力的大小之比为1:6D.整个过程中重力与空气作用力的冲量大小之比为1:2二、多选题12、潮汐现象是指在月球和太阳引力作用下形成的海水周期性涨落现象。某同学查阅资料发现月球绕地球转动的轨道半径约为地球半径的60倍，地球质量约为月球质量的80倍，地球表面的重力加速度为g，不考虑星球的自转影响，由以上数据可估算出(   )A.月球绕地球做圆周运动的加速度为B.月球绕地球做圆周运动的线速度为地球第一宇宙速度的C.月球表面的重力加速度为D.月球对地球海水引力产生加速度的最大值为13、如图所示，截面圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平面上。若一束单色光在截面内从P点垂直界面入射，则恰好在玻璃砖弧形面发生全反射；当入射角时，该单色光从玻璃砖弧形面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，，则(   )A.OP之间的距离为B.该玻璃砖的折射率C.时，该光在玻璃砖中的传播时间为D.时，该光在玻璃砖中的传播时间为14、将四分之一圆柱体a置于粗糙水平面上，其截面如图所示，B点为a的最高点。现将小物块b靠紧圆弧上的A点，用始终垂直于半径方向的拉力F拉动物块，物块由A点缓慢向B点运动，整个过程中a始终保持静止，不计a与b间的摩擦，则拉动过程中(   )A.拉力F一直减小  B.b对a的压力先减小后增大C.地面对a的摩擦力先增大后减小 D.地面对a的支持力先减小后增大15、如图为操场上一同学扔铅球的示意图，由于空气阻力的影响，铅球的运动轨迹不是抛物线。其中b点为轨迹的最高点，两点在同一水平线上，d点为铅球的落地点。已知铅球的质量为m，抛出点离地面的高度为h，重力加速度为g，则铅球(   )A.在b点时的加速度大小为g B.在a点的速度大于在c点的速度C.到达d点时的动能大小为 D.从a到b的时间小于从b到c的时间16、如图所示，理想变压器的原线圈与输出电压有效值恒定的正弦式交流电源相连（电源内阻不计），电压表和电流表均为理想交流电表，为定值电阻，为最大阻值和定值电阻阻值相等的滑动变阻器，滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，电压表、电流表的示数变化量分别为。则(   )A.电流表的示数减小 B.两端的电压减小C.的值不变  D.消耗的电功率变大17、如图甲所示，一圆形线框放置在绝缘粗糙水平桌面上，AC为线框的直径，O为圆心，虚线为OC的垂直平分线，虚线左侧存在垂直桌面向下的均匀磁场，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，线框始终静止不动，则(   )A.0~2 s与2~6 s内通过线框某横截面的电荷量之比为2:1B.0~2 s与2~6 s内，线框的电功率之比为64:1C.0~2 s与2~6 s内线框中产生的焦耳热之比为32:1D.0~2 s与2~6 s内线框所受最大静摩擦力之比为16:518、如图所示，等边三角形的三个顶点上分别固定一点电荷，点电荷的带电荷量分别为，已知分别为的中点，O为三角形的中心，下列说法正确的是(   )A.从P点到O点，电势逐渐增大B.电子在M点的电势能小于在N点的C.M点的电场强度大于P点的电场强度D.正试探电荷沿直线从O点运动到N点，电场力一直做负功19、如图甲所示，斜面倾角为、足够长、光滑的斜面体固定在水平地面上，可视为质点的质量为的物块置于斜面上足够高处，时刻在物块上施加一沿斜面向上的变化的外力，同时释放物块，利用计算机描绘了0~4 s时间内物块的速度随时间的变化图象，如图乙所示，规定沿斜面向下的方向为正方向，物块在释放点的重力势能为零，重力加速度大小为。则(   )A.1~2 s的时间内外力的大小为40 NB.0~1 s时间内与2~4 s时间内的外力大小之比为2:19C.1 s末物块的机械能为32 JD.0~4 s的时间内物块的机械能减少了350 J20、如图所示，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为m的电子在纸面内从a处沿与半径aO成角的方向射入磁场区域，电子射出磁场时的速度方向与射入磁场时的垂直，下列说法正确的是(   )A.电子在磁场中运动的时间为B.电子的速度大小为C.电子在磁场中的运动轨迹长度为D.若只增大电子的入射速度，则电子在磁场中运动的时间一定减小三、计算题21、如图所示，MO与为间距的平行光滑导轨，水平且区域存在方向竖直向上、磁感应强度大小随时间t按照图乙规律变化的均匀磁场，之间连接有电容的电容器。在时刻将一质量、电阻忽略不计的金属棒固定在水平导轨上，金属棒到的距离，到的距离足够长。金属棒始终与平行导轨垂直且接触良好，导轨电阻及摩擦不计，重力加速度g取，。（1）求0~0.5 s时间内电容器所带电荷量的最大值。（2）时解除金属棒固定，求金属棒在导轨上的最终速度大小v。22、质量为的篮球从空中的A点由静止开始下落，与地面发生碰撞后竖直反弹，当篮球上升到最高点B时，立即用手向下拍击篮球，发现拍击后篮球刚好可以再次上升到A点。已知篮球第一次与地面碰撞前后的图象如图所示，每次篮球与地面碰撞前后瞬间速率比值不变，空气阻力大小恒定，重力加速度g取。求：（1）空气阻力的大小；（2）B点到地面的高度；（3）拍击时手对篮球做的功。23、如图，“”形长木板放在光滑水平地面上，在木板的上面自左向右依次放置质量相等、材质相同的n个小滑块（均可看成质点），编号为滑块1到滑块n，挡板P与小滑块1及相邻小滑块间的距离均为，滑块n恰好在长木板的最右端。每个滑块和长木板的质量均为m，两者间的动摩擦因数为。现使木板以的初速度向右运动，运动过程中滑块与挡板、滑块与滑块间发生的碰撞均为弹性碰撞，滑块不会从长木板上掉下，取重力加速度。（1）求滑块1与挡板P碰撞前，滑块1和木板的加速度大小；（2）求滑块1与挡板P碰撞后瞬间，滑块受到摩擦力的大小和方向；（3）要使滑块碰撞后恰好停在长木板的最右端，求长木板的长度。24、如图为气压式保温瓶，在瓶盖上方按压一次，可将体积为的空气压入容器内，增大瓶内气体压强，从而将容器内的水压出。已知保温瓶内容器的容积为V，水的密度为ρ，大气压强为。起始容器内未装水，同时封住出水口。假设按压过程中瓶内气体温度保持不变，重力加速度为g。（1）求在瓶盖上按压一次后瓶内气体的压强。（2）往容器内注入适量的水，水面与出水口的高度差为h，瓶内气体压强与大气压相等。打开出水口，若按压5次后恰将水压出，则瓶内水的体积为多少？（忽略细管的体积）25、北京时间2022年11月21日0时，卡塔尔世界杯揭幕战打响。假设比赛中静止的足球某次被踢飞后，在空中飞行的轨迹长度为80 m，足球在飞行过程中受到的空气阻力大小恒为2 N，落地前瞬间速度大小为6 m/s，落地后由于和地面发生碰撞，速度变为沿水平方向，大小为5 m/s，在地面上滚动时受到的摩擦力大小为重力的0.05倍。已知足球质量为400 g，重力加速度g取。求：（1）运动员将足球踢出时对足球做的功。（2）足球与地面碰撞过程中损失的机械能。（3）足球在地面上滚动的最远距离。
参考答案1、答案：C解析：苏炳添做匀速圆周运动，线速度方向时刻在改变，A错误。苏炳添在做匀速圆周运动时受到自身重力、地面支持力还有指向圆心的摩擦力，重力与支持力二力平衡，摩擦力提供向心力，所以地面对苏炳添的作用力是支持力与摩擦力的合力，方向倾斜向上，大于重力，苏炳添所受合力方向与水平面平行，苏炳添受力不平衡，C正确，BD错误。2、答案：D解析：3、答案：C解析：第一步：分析滑片移动的过程设电源输出电压有效值为U，原线圈及其右侧部分的等效电阻为，原、副线圈的匝数分别为，则有，滑片向a端移动过程中R增大，则增大，原线圈中电流减小，灯泡变暗，原线圈两端电压增大，又匝数不变，则将变大，A错误，C正确。第二步：分析滑片移动的过程原线圈中电流，仅将滑片向上端移动，即可增大，可知增大，所以灯泡将变亮，又，可得，由于的大小关系未知，所以不一定变大，BD错误。4、答案：B解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X粒子为电子，A错误。该衰变属于β衰变，反应放出的射线为γ射线，是一种电磁波，B正确。衰变时放出能量，生成物更稳定比结合能更大，由于两原子核核子数都为60，所以的结合能比该反应产生的新核的小，C错误。21年约为钴60的4个半衰期，1 g钴60经21年后发生衰变的质量约为，D错误。5、答案：D解析：分析油桶的受力情况，油桶受重力、斜面的支持力和推力，因油桶缓慢地推到汽车上，处于动态平衡状态，由三角形定则作出力的动态变化过程，如图所示。当水平推力F由水平方向逐渐变为与水平方向成60°角斜向上的过程中，推力先变小后变大，最小时力F和支持力N垂直，即沿斜面方向，此时最小值为，故D正确。6、答案：C解析：根据几何关系可知，由动能定理可知，则，所以，C正确。7、答案：B解析：根据可知，小行星位于远日点时的加速度小于地球的加速度，A错误；小行星运行轨道的半长轴为，由开普勒第三定律有，联立解得年，B正确；小行星对太阳的引力和太阳对小行星的引力是一对相互作用力，大小相等，C错误；小行星从近日点向远日点运动时，万有引力做负功，动能逐渐减小机械能守恒，D错误。8、答案：A解析：9、答案：C解析：由图乙可知质点P起振方向为沿y轴正方向，质点P起振方向与波源起振方向相同，故波源起振方向为沿y轴正方向，B错误。由图乙可知，时，质点P振动方向向上，结合图甲可知该波沿x轴正方向传播，A错误。S与Q平衡位置相差半个波长，因些一定总是同时回到平衡位置，C正确。该简谐横波的波长，周期，波速，波源起振后，平衡位置距波源5 m处的质点第一次到达波峰时，波向前传播的距离为6 m，所用时间为，D错误。10、答案：A解析：由图乙可知，电源电压的有效值为220 V，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1，原、副线圈中的电流之比为，副线圈中两电阻的并联阻值为，根据电路的串并联结合电流表的示数可知副线圈中的电流，则原线圈中的电流，因，所以，解得，A正确。11、答案：C解析：第一步：利用平均速度求解无人机在整个过程中运动的时间加速结束后，无人机的速度，加速阶段，无人机的平均速度为，减速阶段的整个过程中，无人机的平均速度仍为8 m/s，全过程的平均速度也8 m/s，故整个过程的时间，A错误。第二步：求解无人机的减速过程加速度大小减速阶段，无人机运动的时间，故无人机的加速度大小，B错误。第三步：根据牛顿第二定律求解加速与减速过程中的空气阻力结合牛顿第二定律可得，加速阶段，，得，减速阶段，，得，故C正确。第四步：根据动量定理求解重力与空气阻力的冲量全过程中，根据动量定理有，，故整个过程中重力与空气作用力的冲量大小之比为1:1，故D错误。12、答案：AD解析：由可得地球表面的重力加速度，由可得，月球绕地球做圆周运动的加速度；A正确。由可得，月球绕地球做圆周运动的线速度，为地球第一宇宙速度的，B错误。月球的半径未知，无法计算出月球表面的重力加速度，C错误。海水与月球最小距离为，月球对地球海水引力产生的加速度最大值，D正确。13、答案：BD解析：第一步：根据出射光线与入射光线平行作出光路图当入射角时，该单色光从玻璃砖弧形面出射后恰好与入射光平行，由几何关系知出射点A恰好在O点正上方，且折射光线与OA所在直线的夹角也等于53°，光路图如图所示。第二步：结合几何关系进行计算设OP的距离为d，根据题意可知，该单色光从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖弧形面发生全反射，则。当入射角时，有，由几何关系可得，联立解得，A错误，B正确。时，光在玻璃砖中的传播时间，可得，C错误，D正确。14、答案：AC解析：第一步：隔离b受力分析对b进行受力分析，如图甲所示，因b缓慢运动，所以受力平衡，有从A运动到B，θ由0°增大到90°，所以F一直减小，N一直增大，A正确，B错误。第二步：对整体受力分析将a和b看成整体，受力分析，如图乙所示，，随θ增大，一直增大，D错误。，随θ增大，f先增大后减小，C正确。15、答案：BD解析：铅球在b点时，有水平方向的速度，所以除受重力外还受到空气阻力，加速度大小不为g，A错误；a点到c点重力不做功，但空气阻力做负功，所以铅球在a点的速度大于在c点的速度，B正确；从抛出点到d点的过程根据动能定理有，C错误；从a到b和从b到c在竖直方向的高度相同，但从a到b空气阻力竖直分力向下，从b到c空气阻力竖直分力向上，即从a到b在竖直方向的加速度比从b到c在竖直方向的加速度大，由运动学规律可知从a到b的时间小于从b到c的时间，D正确。16、答案：AC解析：设变压器原、副线圈匝数比的值为k，通过原线圈的电流为，原线圈两端的电压为，则副线圈两端的电压为，副线圈中的电流为，则变压器及其右侧回路的等效电阻为，当滑动变阻器滑片向左滑动时，增大，回路等效总电阻增大，电流表示数变小，两端的电压增大，A正确，B错误；原线圈两端电压的变化量，定值电阻两端电压的变化量，则，C正确；将定值电阻看成电源内阻，当等效电阻阻值与电源内阻相等，即时，滑动变阻器消耗的电功率最大，当滑动变阻器滑片向左滑动时，增大，已知，而k未知，无法确定滑动变阻器消耗的电功率如何变化，D错误。17、答案：BC解析：由得，与内通过线框某横截面的电荷量之比为，A错误；由得与内，线框的电功率之比为，B正确；由得，与内线框中产生的焦耳热之比等于，C正确；由得与内线框所受最大静摩擦力之比等于，其中，所以与内线框所受最大静摩擦力之比为32:5，D错误。18、答案：ACD解析：两点的点电荷为一对等量异种点电荷，两点电荷连线的垂直平分线上的点电势相等，在B点的点电荷产生的电场中，距离点电荷越近，电势越高，可知从P点到O点，电势逐渐增大，A正确；两点到B点的距离相等，则在B点的点电荷产生的电场中两点电势相等，又在两点的点电荷产生的电场中，M点距离负点电荷近，则M点的电势低于N点的电势，又带负电的试探电荷在电势低处的电势能大，则电子在M点的电势能大于在N点的电势能，B错误；设BM长为L，根据几何关系可知BP长为两点的点电荷在M点产生的电场方向由B点指向A点，电场强度大小为点的点电荷在M点产生的电场方向由C点指向M点，电场强度大小为，可得三个点电荷在M点产生的合电场强度大小为，同理可得三个点电荷在P点产生的电场强度大小为，则M点的电场强度大于P点的电场强度，C正确；正试探电荷沿直线从O运动到N，三个点电荷均对试探电荷一直做负功，则电场力一直做负功，D正确。19、答案：BD解析：20、答案：AC解析：第一步：求电子在磁场中运动的时间带电粒子在磁扬场中做匀速圆周运动的周期，电子在磁场中的运动时间，A正确。第二步：求电子的速度大小及运动轨迹长度电子做圆周运动的轨迹圆圆心为C，如图所示（连接），由对称性可知，可得。设电子做圆周运动的轨迹半径为r，由几何关系有，可得。由，得，B错误。轨迹长度，C错误。第三步：求电子在磁场中运动的时间与入射速度的关系若只增大电子的入射速度，轨迹半径r增太，出射点b向左移，弦ab的与初速度v方向间的夹角减小，轨迹对应的圆心角减小，电子在磁场中运动的时间减小，D正确。21、答案：（1）（2）解析：（1）金属棒与电容器构成闭合回路，0~0.5 s内随时间均匀增加，能产生感生电动势给电容器充电，有联立解得（2）后不再变化，同时金属棒解除固定，电容器放电，金属棒受到安培力的作用开始运动同时切割磁感线产生动生电动势，当动生电动势与电容器两端电压相等时金属棒达到稳定状态，开始做匀速直线运动。由第（1）问可知，当金属棒匀速运动时有由动量定理可得且，又则综合解得22、答案：（1）（2）（3）解析：（1）由图可知，篮球释放点A到地面的高度为设空气阻力大小为f，则篮球由A点下落的过程，有由图可知联立解得（2）设篮球反弹后加速度大小为，有由图可知，篮球第一次反弹后瞬间的速度大小为，由运动学公式可得联立解得B点到地面的高度为（3）由图可知，篮球与地面碰撞前庙瞬间速率的比值为设拍击时手对篮球做的功为W，篮球第二次与地面碰撞前瞬间速度大小为，由动能定理可得设第二次篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为，则有由动能定理可得联立解得23、答案：（1）；（2）见解析（3）15 m解析：（1）碰撞前对滑块1有解得对木板有解得（2）滑块1与挡板P碰撞前，所有滑块速度均相等，设滑块1与挡板P碰前瞬间，滑块1的速度大小为，长木板的速度大小为，碰后瞬间滑块1的速度大小为，长木板的速度大小为，则有解得即滑块1与长木板速度交换，因此碰撞后瞬间，滑块2到滑块n与长木板速度相等，滑块2到滑块与长木板保持相对静止对长木板及滑块2到滑块n，有滑块n受到的摩擦力解得滑块n受到的摩擦力方向水平向右，大小为（3）滑块1与滑块2碰撞前，只有滑块1相对于木板运动。滑块1与滑块2碰撞后速度互换，之后只有滑块2相对于木板运动，即滑块1与挡板P碰撞后始终只有一个滑块相对于木板运动，最终所有滑块与木板相对静止，设共同速度为v，则有设滑块1与挡板P碰撞后至所有滑块与木板共速，各滑块相对挡板P向右运动的距离之和为s，则有解得要使滑块n碰撞后恰好停在长木板的最右端，应满足代入数据解得则木板的长度24、答案：（1）（2）解析：（1）由于气体温度不变，根据玻意耳定律有解得（2）设瓶内水的体积为，按压5次后瓶内气体的压强为，则有联立解得25、答案：（1）167.2 J（2）2.2 J（3）25 m解析：（1）设运动员对足球做的功为W，则从运动员踢足球到足球落地前瞬间，由动能定理得解得（2）足球与地面碰撞过程中损失的机械能为（3）足球落地后，在地面上滚动时的加速度大小为由匀变速直线运动规律得解得足球在地面上滚动的最远距离为