山西省吕梁育星中学2023年高三《天府大联考》物理试题试卷

这是一份山西省吕梁育星中学2023年高三《天府大联考》物理试题试卷，共16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、如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为
A．B．C．D．
2、如图所示，一足够长的木板的左端固定，右端的高度可调节。若开始时一物块恰好沿木板匀速下滑，下列方法中能使物块停下的是（ ）
A．增大木板的倾角
B．对物块施加一个竖直向下的力
C．对物块施加一个垂直于木板向下的力
D．在物块上叠放一个重物（与物块具有相同的初速度）
3、两质点、同时、同地、同向出发，做直线运动。图像如图所示。直线与四分之一椭圆分别表示、的运动情况，图中横、纵截距分别为椭圆的半长轴与半短轴（椭圆面积公式为，为半长轴，为半短轴）。则下面说法正确的是（ ）
A．当时，B．当，两者间距最小
C．的加速度为D．当的速度减小为零之后，才追上
4、如图所示为鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部是一个高度可以调节的竖直细管，上部是四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向。竖直细管下端装有原长为L0的轻质弹簧，弹簧下端与水面平齐，将弹簧压缩并锁定，把鱼饵放在弹簧上。解除锁定当弹簧恢复原长时鱼饵获得速度v0。不考虑一切摩擦，重力加速度取g，调节竖直细管的高度，可以改变鱼饵抛出后落水点距管口的水平距离，则该水平距离的最大值为
A．＋L0B．＋2L0C．－L0D．－2L0
5、一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：，p、n分别为质子和中子，则产生的新核含有质子和中子的数目分别为（ ）
A．28和15B．27和14C．15和13D．14和13
6、如图所示，一理想变压器，其原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，为了使变压器输入功率增大，可使
A．其他条件不变，原线圈的匝数n1增加
B．其他条件不变，副线圈的匝数n2减小
C．其他条件不变，负载电阻R的阻值增大
D．其他条件不变，负载电阻R的阻值减小
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、图甲为一简谐横波在t=0.20s时的波形图，P是平衡位置在x=3m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，不正确的是（ ）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．当此列波遇到尺寸超过8m的障碍物时不能发生衍射现象
C．从t=0.20s到t=0.30s，P通过的路程为10cm
D．从t=0.30s到t=0.35s，P的动能逐渐增加
E.在t=0.35s时，P的加速度方向与y轴正方向相同
8、如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是
A．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小
B．若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变
C．若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大
D．若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小
9、一静止在水平地面上的物块，受到方向不变的水平拉力F作用。0~4s时间内，拉力F的大小和物块加速度a的大小随时间t变化的关系分别如图甲、图乙所示。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。由此可求得（ ）
A．物块与水平地面间的最大静摩擦力的大小为2N
B．物块的质量等于1.5kg
C．在0~4s时间内，合力对物块冲量的大小为6.75N・S
D．在0~4s时间内，摩擦力对物块的冲量大小为6N・S
10、如图所示，竖直放置的两平行金属板，长为L，板间距离为d，接在电压为U的直流电源上，在两板间加一磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电油滴，从距金属板上端高为h处由静止开始自由下落，并经两板上端连线的中点P进入板间。油滴在P点所受的电场力与洛伦兹力大小恰好相等，且最后恰好从金属板的下边缘离开。空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．油滴刚进入两板间时的加速度大小为g
B．油滴开始下落的高度h＝
C．油滴从左侧金属板的下边缘离开
D．油滴离开时的速度大小为
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）某实验小组用如图所示的装置，做验证机械能守恒定律的实验。当地重力加速度为：
(1)电磁铁通过铁夹固定在铁架台上，给电磁铁通电，小球被吸在电磁铁下方（光电门的正上方）。电磁铁断电，小球由静止释放，测得小球通过光电门所用时间为，测得小球直径为，电磁铁下表面到光电门的距离为，根据测得数值，得到表达式_______（用已知和测得的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律得到验证；
(2)若保持电磁铁位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，得到多组及小球通过光电门的时间，为了能通过图像直观地得到实验结果，需要作出_____（填“”“”“”或“”）图像，当图像是一条过原点的倾斜直线时，且在误差允许的范围内，斜率等于___________（用已知和测得的物理量表示），则机械能守恒定律得到验证；
(3)下列措施可以减小实验误差的是______。
A．选用直径较小，质量较大的小球 B．选用直径较大，质量较大的小球
C．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些 D．尽量让小球球心通过光电门
12．（12分）某同学设计了一个既可以测电阻又可以测电源电动势与内阻的实验电路，如图甲所示，实验室提供了以下实验器材：
电源E（电动势约为6V，内阻约为1Ω）；
定值电阻R0（阻值约为5Ω）；
电流表A（量程30mA，内阻约为5Ω）；
电流表B（量程1A，内阻约为1Ω）；
电压表C（量程6V，内阻约为5kΩ）；
电压表D（量程3V，内阻约为3kΩ）；
滑动变阻器F（阻值0~20Ω）；
滑动变阻器G（阻值0~500Ω）
根据题中所给信息，请回答以下问题
(1)电流表应选________，滑动变阻器应选________；（选填器材代号）
(2)该同学操作正确无误，用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，其数据如下表所示：
根据表中数据求得定值电阻R0=________Ω（保留一位小数），其测量值________真实值（选填“>”、“<”或“=”）；该同学同时利用上表测得的数据求得电动势和内阻，由误差分析可知，电动势的测量值________电动势的真实值（选填“>”、“<”或“=”）。
(3)该同学进一步利用了一个辅助电源E′，采用如图乙所示电路测量电源的电动势，测量过程中，调节R后再调节R1，使电流表A1的示数为0，测得多组数据。这样，电源的电动势的测量值________电源电动势的真实值（选填“>”、“<”或“=”）。
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）图甲为能进行图形翻转的“道威棱镜”示意图，其横截面OABC是底角为45°的等腰梯形，高为a，上底边长为a，下底边长3a，如图乙所示。一细光束垂直于OC边射入，恰好在OA和BC边上发生全反射，最后垂直于OC边射出，已知真空中的光速为c。试求该光束在棱镜中的传播时间t。
14．（16分）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。
(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。
(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶
a.金属环中感应电动势E感大小；
b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。
(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。
a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；
b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。
15．（12分）如图所示，质量mB=2kg的平板车B上表面水平，在平板车左端相对于车静止着一块质量mA=2kg的物块A，A、B一起以大小为v1=0.5m/s的速度向左运动，一颗质量m0=0.01kg的子弹以大小为v0=600m/s的水平初速度向右瞬间射穿A后，速度变为v=200m/s.已知A与B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止时A刚好停在B的右端，车长L=1m，g=10m/s2，求：
（1）A、B间的动摩擦因数；
（2）整个过程中因摩擦产生的热量为多少？
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】
根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流，根据安培力公式F＝BIL求解安培力；根据楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判定安培力的方向，即可求解。
【详解】
0﹣2t0，感应电动势为：E1＝SS，为定值，3t0﹣5t0，感应电动势为：E2＝SS，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F＝BIL∝B，由于0﹣t0，B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab边受到安培力方向向上，即为正；同理，t0﹣2t0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t0﹣3t0，没有安培力；在3t0﹣4t0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t0﹣5t0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D正确，ABC错误。
2、C
【解析】
A．物块沿木板匀速下滑，所受合力为零，根据平衡条件得
若增大木板的倾角重力沿木板向下的分力增大，滑动摩擦力
减小，物块将沿木板做加速运动，故A错误；
B．对物块A施加一个竖直向下的力，由于
物块的合力仍为零，仍做匀速运动，故B错误；
C．对物块A施加一个垂直于木板向下的力，物块的滑动摩擦力
增大，物块A的合力沿木板向上，物块做减速运动，可以使物块停下，故C正确。
D．在物块A上叠放一重物B，则有
物块A不可能停下，故D错误。
故选：C。
3、C
【解析】
AB．两质点、从同一地点出发，椭圆轨迹方程为
由题图可知、，当
带入方程解得
在本题的追及、相遇问题中，初始时刻的速度大于的速度，二者距离越来越大，速度相等的瞬间，两者间距最大，AB错误；
C．做的是初速度为零的匀加速直线运动，经过后速度为，即
C正确；
D．图线和时间轴围成的面积为位移，经过，速度减小为零，的位移为所围成图形的面积
的位移为
A的位移大于B的位移，说明在停下来之前，已经追上了，D错误。
故选C。
4、A
【解析】
设弹簧恢复原长时弹簧上端距离圆弧弯管口的竖直距离为h，根据动能定理有－mgh=，鱼饵离开管口后做平抛运动，竖直方向有h＋L0=gt2，鱼饵被平抛的水平距离x=vt，联立解得，所以调节竖直细管的高度时，鱼饵被投放的最远距离为＋L0，选项A正确。
5、D
【解析】
质子的电荷数为1，质量数为1；中子的电荷数为0，质量数为1；根据电荷数、质量数守恒，X的质子数(电荷数)为1+13−0=14，质量数为1+27−1=27，中子数：27−14=13。
A. 28和15。与上述结论不符，故A错误；
B. 27和14。与上述结论不符，故B错误；
C. 15和13。与上述结论不符，故C错误；
D. 14和13。与上述结论相符，故D正确。
6、D
【解析】
试题分析：据题意，已知变压器原线圈输入功率由副线圈输出功率决定，为了使变压器输入功率增大，可以调整副线圈的输出功率，当原线圈输入电压不变时，副线圈上的电压也不变，由可知，当负载电阻减小时，副线圈输出功率增加，故D选项正确而C选项错误；其它条件不变，当增加原线圈匝数时，据可得，则副线圈电压减小，而功率也减小，A选项错误；副线圈匝数减小，同理可得变压器功率减小，故B选项错误．
考点：本题考查变压器原理．
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．由乙图读出，在t=0.20s时Q点的速度方向沿y轴负方向，由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播，A不符合题意；
B．机械波都能发生衍射，只是明不明显，B符合题意；
C．从t=0.20s到t=0.30s，经过：
由于P位置不特殊，故无法看出其具体路程，C符合题意；
D．从t=0.30s到t=0.35s，P点从关于平衡位置的对称点运动到波谷，速度逐渐减小，故动能逐渐减小，D符合题意；
E．在t=0.35s时，质点P运动到波谷，故加速度沿y轴正方向，E不符合题意。
故选BCD。
8、AD
【解析】
A、因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪块上，根据牛顿第二定律都有：，a都将减小．A正确；
B、若粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力μmg、绳子拉力T， ，则得： ，a减小，F、μmg不变，所以，T增大，对A：，a减小，即减小，B错误；
C、若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，由知，A所受摩擦力减小，以C为研究对象，，T增大，故C错误；
D、若粘在C木块上面，a减小，对A有：，可知A的摩擦力减小，以AB为整体，有，得：，则T减小， D正确；
故选AD．
9、BC
【解析】
A．t=1s时，物体开始运动，故此时的拉力等于物体的最大静摩擦力，故有
故A错误；
B．根据牛顿第二定律有
代入得
故B正确；
C．在v－t图象中，与时间轴所围面积为物体的速度，则有
由动量定理可得
故C正确；
D．在0~4s时间内，F的冲量为
则摩擦力冲量为
故D错误。
故选BC。
10、ABD
【解析】
A.带正电油滴刚到达P点时受重力、电场力和洛伦兹力的作用，电场力和洛伦兹力等大反向，因此油滴在P点的合力大小等于重力，由牛顿第二定律可知油滴在P点的加速度大小为g，故A正确；
B.由于油滴在P点水平方向的合力为零，由力的平衡条件，有
q＝qBv
对油滴从释放到P点的过程中，由机械能守恒定律，有
mgh＝mv2
整理后得h＝，故B正确；
C.油滴进入平行金属板间后，做加速运动，则电场力小于洛伦兹力，由左手定则可知，油滴所受的洛伦兹力向右，则最终油滴从右侧金属板的下边缘离开，故C错误；
D.油滴从释放到从右侧金属板的下边缘离开的过程，由动能定理，有
mg（h＋L）－q＝mv′2
油滴离开金属板下边缘时的速度大小
v′＝
故D正确。
故选ABD。
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、 ACD
【解析】
(1)[1]由机械能守恒有
故要验证的表达式为。
(2)[2][3]由得
即为了直观地得到实验结果，应作图像，在误差允许的范围内图像的斜率为，则机械能守恒定律得到验证。
(3)[4]
AB．为了减少实验误差，应选用质量大、体积小的小球，选项A正确，选项B错误；
CD．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些可以减小长度及速度测量的误差，尽量让小球球心通过光电门，减小因小球遮光长度不是直径引起的误差，选项C、D正确。
故填ACD。
12、B F 4.8 < < =
【解析】
(1)[1][2]．电源电动势为6V，保护电阻约为5Ω，则电流约为
I=A=1A
故为了能准确测量，电流表应选择B；因电源内电阻较小，故滑动变阻器应选择阻值较小的F；
(2)[3][4][5]．由电路图可知，U2为定值电阻两端的电压，电流表示数为R0中的电流，由图可知电压表示数与电流表示数成正比，则可知，定值电阻的阻值为
R0=≈4.8Ω
由于采用了电流表外接法，故测量出的电流偏大，则由欧姆定律可知，测量值小于真实值；如果用来测量电动势和内阻，由于采用相对电源的电流表外接法，由于电压表分流作用而使电流表示数偏小，则测出的电动势偏小；
(3)[6]．由于电压表支路中电流为零，故电压表不再分流，则此时电流表测出的电流为干路电流，电压表示数为路端电压，因此测量结果是准确的。
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、
【解析】
恰好发生全反射
即
所以速度为
则时间为
14、 (1)；(2)a.；b.(3)a. ；b.见解析
【解析】
(1)金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1=evB，棒方向的分力f1做的功
W1=f1L
得
W1=evBL
(2)a.金属环中感应电动势
E感=I(R0+R)
b.金属环中电子从a沿环运动b的过程中，感生电场力F做的功
WF=F•2πr
由电动势的定义式
得
(3)a.杆ab在加速的过程中，杆切割磁感线的速度v增大，杆切割磁感线产生的感应电动势E′=BLv，故E′增大，由
可知，电路中的电流I减小，杆所受安培力F=BIL故F减小，设细绳的拉力为T，杆的质量为m0，根据牛顿第二定律
F－T=m0a
物块以相同的加速度大小向上做加速运动，根据牛顿第二定律
T－mg=ma
得
F－mg=(m+m0)a
F减小，杆的加速度a减小，当F=mg时，a为零，此时，杆达到最终速度vm。此时杆上产生的感应电动势E′=BLvm，得
b.由
得
IR=E－E′
两边同乘以I，经整理得
EI=I2R+E′I
由上式可以看出，电源提供的电能（功率为EI），一部分转化为了电路中产生的焦耳热（热功率为I2R），另一部分即为克服反电动势做功（功率为E′I）消耗的电能，这部分能量通过电磁感应转化为了杆和物块的机械能。
15、（1）0.1（2）1600J
【解析】
（1）规定向右为正方向，子弹与A作用过程，根据动量守恒定律得：
m0v0－mAv1=m0v＋mAvA
代入数据解得：
vA=1.5m/s
子弹穿过A后，A以1.5m/s的速度开始向右滑行，B以0.5m/s的速度向左运动，当A、B有共同速度时，A、B达到相对静止，对A、B组成的系统运用动量守恒，规定向右为正方向，有：
mAvA－mBv1=(mA＋mB)v2
代入数据解得：
v2=0.5m/s
根据能量守恒定律知：
μmAgL=mAvA2＋mBv12－(mA＋mB)v22
代入数据解得：
μ=0.1
（2）根据能量守恒得，整个过程中因摩擦产生的热量为：
Q=m0v02＋(mA＋mB)v12－m0v2－(mA＋mB)v22
代入数据解得：
Q=1600J
I（A）
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
U1（V）
5.68
5.61
5.57
5.51
5.48
5.40
U2（V）
1.44
1.69
1.91
2.16
2.39
2.62