天津市重点中学2023-2024学年高三下4月阶段性检测试题物理试题

这是一份天津市重点中学2023-2024学年高三下4月阶段性检测试题物理试题，共16页。

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，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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，理想变压器的原线圈接在u=220sin100t(V)的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率为220W
B．电流表的读数为1 A
C．电压表的读数为55V
D．通过电阻R的交变电流频率是100Hz
2、磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（ ）
A．A板为电源的正极
B．电阻R两端电压等于电源的电动势
C．若减小两极板的距离，则电源的电动势会减小
D．若增加两极板的正对面积，则电源的电动势会增加
3、科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等，以下关于物理学史和所用物理学方法叙述正确的是 （ ）
A．卡文迪许巧妙地运用扭秤实验测出引力常量，采用了理想实验法
B．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月一地检验”，证实了万有引力定律的正确性
C．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后用各小段的位移之和代表物体的位移，这里采用了微元法
4、如图，在研究功与内能改变的关系时，将一小块易燃物放在厚玻璃筒底部，用力向下压活塞，可以将易燃物点燃。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．筒内气体，在被压缩的同时从外界迅速吸收热量，导致气体温度升高
B．只要最终筒内气体压强足够大，筒内易燃物就会被点燃
C．若实验中易燃物被点燃，是活塞与筒壁间摩擦生热导致的
D．该实验成功的关键是向下压活塞的力要大，速度要快
5、人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是( )
A．人对地球的作用力大于地球对人的引力
B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力
C．地面对人的作用力大于地球对人的引力
D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力
6、如图所示，图甲是旋转磁极式交流发电机简化图，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为10匝，内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′（O′O沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，电阻R1=R2=8Ω。电流表示数为1A。则下列说法不正确的是（ ）
A．abcd线圈在图甲所在的面为非中性面
B．发电机产生的电动势的最大值为10V
C．电压表的示数为10V
D．发电机线圈的电阻为4Ω
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、如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴的右侧，的I、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t =0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的( )
A．B．C．D．
8、平静的水池表面有两个振源A、B，固有振动周期均为T。某时刻A开始向下振动，相隔半周期B开始向下振动，二者振动的振幅相同，某时刻在水面上形成如图所示的水波图。其中O是振源连线的中点，OH为中垂线，交叉点G、H的中点为D，C点位于波峰和波谷的正中间，实线代表波峰，虚线代表波谷。下列说法中正确的是________。
A．如果在E点有一个小的漂浮物，经半个周期将向左漂到F点
B．两列波叠加后，O点的振动始终减弱
C．图中G、H两点振幅为零，D点的振幅也为零
D．当B引起的波传到E点后，E点的振动始终处于加强状态
E.C点此时振动的速度为零
9、如图所示，用轻绳分别系住两个质量相等的弹性小球A和B。绳的上端分别固定于O、点。A绳长度（长度为L）是B绳的2倍。开始时A绳与竖直方向的夹角为，然后让A球由静止向下运动，恰与B球发生对心正碰。下列说法中正确的是（ ）
A．碰前瞬间A球的速率为
B．碰后瞬间B球的速率为
C．碰前瞬间A球的角速度与碰后瞬间B球的角速度大小之比为
D．碰前瞬间A球对绳的拉力与碰后瞬间B球对绳的拉力大小之比为
10、如图所示，直线上M、N两点分别放置等量的异种电荷，A、B是以M为圆心的圆上两点，且关于直线对称，C为圆与直线的交点。下列说法正确的是
A．A、B两点的电场强度相同，电势不等
B．A、B两点的电场强度不同，电势相等
C．C点的电势高于A点的电势
D．将正电荷从A沿劣弧移到B的过程中，电势能先增加后减少
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(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)，抬起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。
（1）该实验中，盘和盘中砝码的总质量应___小车的总质量(填“远大于”、“远小于”、“等于”)；
（2）图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1=100g，小车2的总质量M2=200g，由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=___cm，可以算出=___(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，___(填“大于”、“小于”、“等于”)。
12．（12分）某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图1所示．
某同学经过粗略的调试后，出现了干涉图样，但不够清晰，以下调节做法正确的是______．
A．旋转测量头
上下拨动金属拨杆
C．左右拨动金属拨杆
前后拨动金属拨杆
该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图2所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节_______．
A．仅左右转动透镜
仅旋转单缝
C．仅旋转双缝
仅旋转测量头
如图3所示中条纹间距表示正确是______．
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，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与x的正方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同。求
(1)粒子从O点射入磁场时的速度v；
(2)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B；
(3)粒子从O点运动到P点所用的时间。
14．（16分）如图所示，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，轴线OO'垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处的点光源。S发出一束与OO'夹角θ=60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点，已知O'B=R，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：
（1）透明半球对该单色光的折射率n；
（2）该光在半球体内传播的时间。
15．（12分）如图甲所示，正方形闭合线圈的边长、总电阻、匝数，匀强磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，周期，磁场方向以垂直线圈平面向里为正。试求：
（1）时，线圈的边所受安培力的大小和方向。
（2）在时间内，通过导线横截面的电荷量。
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、C
【解析】
C．原线圈的交流电电压的有效值是220V，原、副线圈匝数之比为4∶1，由可得副线圈上得到的电压有效值为
所以电压表测电压有效值，则示数是55V，选项C正确；
B．副线圈上的电流为
又由于，则原线圈中的电流为
则电流表的读数为0.25A，故B错误；
A．原线圈输入的电功率
故A错误；
D．原副线圈的交流电的频率相同，则副线圈中的交流电的频率也是50Hz，故D错误。
故选C。
2、C
【解析】
A．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为电源的正极，A极为电源的负极，故A错误；
B．分析电路结构可知，A、B为电源的两极，R为外电路，故电阻R两端电压为路端电压，小于电源的电动势，故B错误；
CD．粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有
解得
减小两极板的距离d，电源的电动势减小，增加两极板的正对面积，电动势不变，故C正确，D错误。
故选C。
3、D
【解析】
A. 卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，用了放大法成功测出引力常量，故A错误；
B. 牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，故B错误。
C. 在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故C错误。
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后用各小段的位移之和代表物体的位移，这里采用了微元法，故D正确。
4、D
【解析】
A．筒内气体在被压缩时外界对气体做功，导致气体温度升高，由于是迅速被压缩，从外界吸收热量很少，选项A错误；
B．易燃物能否被点燃与筒内气体的压强大小无关，选项B错误；
C．压缩气体时，活塞与筒壁间摩擦生热很少，不至于把易燃物点燃，选项C错误；
D．该实验成功的关键是向下压活塞的力要大，速度要快，即使气体快速被压缩，与外界绝热，才能使气体内能迅速增大，温度升高，选项D正确。
故选D。
5、C
【解析】
试题分析：地面对人的弹力与人对地面的弹力是一对作用力和反作用力，大小相等，故B错误；人之所以能跳起离开地面，地面对人的弹力大于地球对人的吸引力，人具有向上的合力，故C正确，AD错误．
考点：牛顿第三定律
【名师点睛】人对地的作用力与地对人的作用力是一对作用力和反作用力，人之所以能跳起离开地面，可以对人进行受力分析，人具有向上的合力．
6、C
【解析】
A.线圈位于中性面时，磁通量最大，由图甲可知，此时的磁通量最小，为峰值面，故A正确不符合题意；
B.由图乙知
，
角速度为
电动势的最大值
故B正确不符合题意；
C.根据欧姆定律以及变压器原副线圈电压关系的
，
解得U1=8V，故C错误符合题意；
D.由闭合电路的欧姆定律得
解得
r=4Ω
故D正确不符合题意。
故选C。
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、AD
【解析】
试题分析：在d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向，即正方向，电动势均匀减小到1，则电流均匀减小到1；然后cd边开始切割，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向，电动势均匀减小到1，则电流均匀减小到1．A正确，B错误．d点运动到O点过程中，ab边切割磁感线，ab相当于电源，电流由a到b，b点的电势高于a点，ab间的电势差Uab为负值，大小等于电流乘以bcda三条边的电阻，并逐渐减小．ab边出磁场后后，cd边开始切割，cd边相当于电源，电流由b到a，ab间的电势差Uab为负值，大小等于电流乘以ab边得电阻，并逐渐减小．故C错误，D正确．
考点：本题考查导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则．
8、BCE
【解析】
A．波在传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会随着波的传播向前移动，A错误；
BC．点是振源的中点，波的传播路程差等于零，由于相位恰好相反，所以点以及中垂线上所有质点的振动均为叠加减弱，所以B、C正确；
D．由图可以看出，B引起的振动传到E点时与A引起的振动相位相反，为叠加减弱位置，D错误；
E．B引起的振动此时在C点使得质点具有向上的速度，而A刚好传到C点，具有向下的速度，叠加后速度为零．选项E正确。
故选BCE。
9、ACD
【解析】
A．A球由静止下摆至最低点过程中机械能守恒有
解得
①
选项A正确；
B．两球碰撞过程中系统动量守恒有
碰撞前后系统动能相等，即
结合①式解得
②
选项B错误；
C．碰前瞬间，A球的角速度为
碰后瞬间，B球的角速度
结合①②式得
选项C正确；
D．在最低点对两球应用牛顿第二定律得
结合①②式得
选项D正确；
故选ACD.
10、BD
【解析】
AB．在等量的异种电荷的电场中，两点电荷产生好的电场强度大小为，由平行四边形定则合成，A、B、C三点的场强方向如图所示：
结合对称性可知，A与B两点的电场强度大小相等，方向不同，则两点的场强不同；而比较A与B两点的电势，可由对称性可知沿MA和MB方向平均场强相等，则由可知电势降低相同， 故有；或由点电荷的电势(决定式)的叠加原理，可得，故A错误，B正确；
C．从M点沿MA、MB、MC三个方向，可知MA和MB方向MC方向的平均场强较大，由可知沿MC方向电势降的多，而等量异种电荷连线的中垂线与电场线始终垂直，为0V的等势线，故有
，
故C错误；
D．正电荷在电场中的受力与场强方向相同，故由从A沿劣弧移到B的过程，从A点电场力与运动方向成钝角，到B点成直角，后变成锐角，故有电场力先做负功后做正功，由功能关系可知电势能先增大后减小，故D正确；
故选BD。
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、远小于 2.42～ 2.47 2.02～ 2.07 等于
【解析】
(1) 因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，所以不需要满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒内的砂）的总质量；
(2)由图可知，小车2的位移为2.43m，由匀加速直线运的位移公式可知，，即由于时间相等，所以，由牛顿第二定律可知： ，所以两小车的加速度之比等于质量的反比．
12、C D CE
【解析】
使单缝与双缝相互平行，干涉条纹更加清晰明亮，则要增大条纹的宽度，
根据公式可知，增大双缝到屏的距离L或减小双缝之间的距离都可以增大条纹的间距，所以需要左右移动拨杆．故C正确ABD错误；
发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头，故ABC错误，D正确；
干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的和，为两个相邻的明条纹或暗条纹的中心之间的距离，故图CE是正确的．
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、 (1) ；(2) ；； (3)
【解析】
(1)若粒子第一次在电场中到达最高点，则其运动轨迹如图所示
粒子在点时的速度大小为，段为圆周，段为抛物线，根据对称性可知，粒子在点时的速度大小也为，方向与轴正方向成角，可得
解得
(2)在粒子从运动到的过程中，由动能定理得
解得
在匀强电场由从运动到的过程中，水平方向的位移为
竖直方向的位移为
可得
由，故粒子在段圆周运动的半径
粒子在磁场中做圆周运动，根据牛顿第二定律则有
解得
(3)在点时，则有
设粒子从运动到所用时间为，在竖直方向上有
粒子从点运动到所用的时间为
则粒子从点运动到点所用的时间为
总
14、 (1) ；(2)
【解析】
（1）光从光源S射出经半球体到达水平桌面的光路如图
光由空气射向半球体，由折射定律，有
在中，，得
光由半球体射向空气，由折射定律，有
故
由几何知识得，故
（2）光在半球体中传播的速度为
且
则光在半球体中传播的时间
15、（1）2.5N，方向向左；（2）。
【解析】
（1）设在时间内线圈中感应电动势的大小为
线圈中电流
时，磁感应强度大小，则线圈边所受安培力大小
根据左手定则，安培力方向向左。
（2）设在时间内，线圈中感应电动势的大小为
，
前时间内，通过导线横截面的电荷量