2024届云南省昆明市西山区高三下学期第三次教学质量检测物理 (解析版)
展开考生注意:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Zn-65
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共8个小题,每小题6分,共48分。(其中1~5题每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的;6~8题有多个选项符合要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错或不选得0分。)
1. 如图所示,真空中有电荷量为q和(q>0)的两个点电荷分别固定在x坐标轴的和位置,则( )
A. 在处电势为零
B. 在处电场强度为零
C. 从开始沿x轴正方向电势逐渐减小
D. 在的位置上电场强度沿x轴的正方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.由点电荷周围电势公式可知,由于两个点电荷的电荷量不相等,则在处电势不为零,故A错误;
B.根据题意,由公式和电场叠加原理可知,电场强度为零的点一定在的左侧,则有
解得
即在处电场强度为零,故B正确;
CD.由于放置负电荷,且电荷量较大,则在位置上电场强度沿x轴的负方向,即从开始沿x轴正方向电势逐渐增大,故CD错误。
故选B。
2. 采用涡轮增压技术可以提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化成以下两个过程,一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩,然后经过等压过程回到初始温度,则( )
A. 绝热过程中,气体分子平均动能增加
B. 绝热过程中,外界对气体做负功
C. 等压过程中,气体对外界做功
D. 等压过程中,气体温度升高
【答案】A
【解析】
【详解】AB.绝热过程气体被压缩,体积减小,外界对气体做正功,气体内能增加,气体温度升高,气体分子平均动能增加,故A正确,B错误;
CD.经过等压过程回到初始温度,则等压过程中,气体温度降低,气体体积减小,外界对气体做功,故CD错误。
故选A。
3. 清澈的游泳池中一小孩在水面沿直线以0.5m/s的速度匀速游泳,已知这条河的深度为2m,忽略水流的速度并且不考虑水面波动对视线的影响。时刻他看到自己正下方的河底有一小石块,时他恰好看不到小石块,则游泳池水的折射率( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由几何关系可得
游泳池水的折射率
故选B。
4. 《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗,全诗问天问地问自然,表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神。我国探测飞船“天问一号”发射成功飞向火星,屈原的“天问”梦想成为现实,也标志着我国深空探测迈向一个新台阶。如图所示,“天问一号”经过变轨成功进入近火圆轨道,其中轨道1是近火圆轨道,轨道2是椭圆轨道,轨道3是圆轨道。已知火星的质量为M,火星的半径为R,轨道3的半径为r,“天问一号”质量为m,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. “天问一号”在轨道3上线速度保持不变
B. “天问一号”在轨道2上经过A点时的线速度为
C. “天问一号”在轨道2上的周期为
D. “天问一号”在轨道2上从B点到A点的过程中,克服引力做功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.“天问一号”在轨道3上线速度的反向不断发生变化,可知其线速度发生了变化,故A错误;
B.“天问一号”在轨道3上有
解得
对于火星而言,轨道2是低轨道,轨道3是高轨道,由轨道2变轨到轨道3,需要在切点A处加速,即“天问一号”在轨道2上经过A点时的线速度小于,故B错误;
C.对轨道2与轨道3,根据开普勒第三定律定律有
对于轨道3有
解得
故C正确;
D.“天问一号”在轨道2上由B点运动到A点过程有
“天问一号”在轨道2上由B点运动到A点过程需要克服引力做功为
解得
故D错误。
故选C。
5. 白鹤滩水电站是“西电东送”的国家重大工程。2021年5月白鹤滩水电站入选世界前十二大水电站,2021年6月28日白鹤滩水电站正式投产发电。如图为某水电站远距离输电的原理图,发电厂的输出功率为P,发电厂输出的电压为U。通过升压变压器升高电压后向远处输电,输送电压为kU,输电线的总电阻为R,在用户端用降压变压器把电压降为U。下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流为
B. 输电线上损失电压
C. 降压变压器的输出功率为
D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据题意,由公式可得,输电线上的电流为
输电线上损失电压为
故AB错误;
C.降压变压器的输出功率为
故C错误;
D.降压变压器原、副线圈的匝数比为
故D正确
故选D。
6. 如图所示,弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,A、B间距离是20cm,从A到B运动时间为2s,则( )
A. 振动周期为4s,振幅为10cm
B. 从B开始经过6s,振子通过的路程为60cm
C. 从O→B→O,弹簧弹力的冲量为0
D. 从A开始经过20s,振子加速度方向向右
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.AB间距离为20cm,A到B运动时间为2s,则振幅
周期为
从B开始经过6s,振子振动了1.5个周期,通过的路程是
故AB正确;
C.从O→B→O,弹簧弹力方向始终向右,冲量不为0,故C错误;
D.从A开始经过20s,即5个周期,振子位于A处,加速度方向向左,故D错误。
故选AB。
7. 如图所示,匝数为10匝、面积为1㎡,电阻为1Ω的圆形金属线框位于垂直纸面向里匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,圆形线框平面两端点A、B间接有阻值为2Ω的定值电阻。匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变化关系为B=1.2-0.3t(B的单位为T,t的单位为s)。则下列说法正确的是( )
A. 圆形金属线框中感应电流沿逆时针方向
B. A点与B点间的电压为3V
C. 0~2s内通过定值电阻的电荷量为2C
D. 0~4s内圆形金属线框中产生的焦耳热为4J
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意知金属线框的磁场在减少,由楞次定律知圆形金属线框中感应电流沿顺时针方向,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律得,金属线框产生的感应电动势为
A点与B点间的电压为
故B错误;
C.0~2s内通过定值电阻的电荷量为
故C正确;
D.0~4s内回路电流为
0~4s内圆形金属线框中产生的焦耳热为
故D正确。
故选CD
8. 某航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量,在飞行过程中,动力系统可以为飞行器提供恒定的升力,并且飞行器受到恒定大小的阻力。该兴趣小组在某次试飞时从地面静止开始竖直上升,在上升了高度时出现故障,飞行器立刻失去升力。该遥控飞行器的数据连接在电脑上,显示出飞行器动能关于飞行器所在高度H的图像如图所示,若规定处为零势能点,重力加速度大小g取,下列说法正确的是( )
A. 遥控飞行器在飞行过程中所受阻力大小为5N
B. 上升过程中遥控飞行器升力的最大功率为
C. 上升过程中飞行器的机械能最大值为235J
D. 下降过程中,为了防止遥控飞行器坠落到地面,至少应当在距离地面3m处恢复升力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.从出现故障到上升到最高点的过程中,由动能定理有
解得
故A正确;
B.从开始上升到出现故障过程中,由动能定理有
解得
速度最大时,升力的功率最大,最大速度为
则最大功率为
故B错误;
C.由功能关系可知,上升过程中,出现故障时,机械能最大,最大值为
故C错误;
D.下降过程中,由牛顿第二定律,恢复升力前有
解得
恢复升力后有
解得
设恢复升力时,飞行器的速度为,则有
解得
恢复升力时,距地面的高度为
故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷
二、非选择题:考生根据要求作答,共7题,共62分(用黑色碳素笔在答题卡上书写作答,在试题卷上作答无效。)
9. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平:取走滑块B,将滑块A置于光电门1的左侧,向右轻推一下滑块A,其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间,则应将气垫导轨______(选填“左”或“右”)端适当垫高,直至滑块A通过两光电门的时间相等。
(2)测得滑块A的总质量,滑块B的总质量,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为。若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒,在误差允许的范围内,则应该满足______(用测量量表示)。
(3)根据多次实验数据,测量遮光条长度d后,计算出的动能减少量,的动能增加量,绘制了图像,若图像斜率k≈______,则证明此次碰撞为完全弹性碰撞。
【答案】(1)左 (2)
(3)1
【解析】
【小问1详解】
滑块A通过光电门2的时间变长,说明速度减小,右端过高,因此应将左端适当垫高,故填左。
【小问2详解】
取向右方向为正,根据动量守恒定律
整理得
【小问3详解】
完全弹性碰撞没有能量损失,则
绘制图像,若图像斜率
则证明此次碰撞完全弹性碰撞。
10. 某实验小组采用如下步骤测定“金属的电阻率”
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d。其中某次测量的结果如图所示,则其读数为________mm。
(2)用刻度尺测得金属丝的有效长度为L。
(3)测定金属丝的电阻R(阻值约为)。可供使用的器材有:
A.直流电源,电动势3V,内阻不计
B.电流表,量程0.6A,内阻约
C.电流表,量程10mA,
D.电压表,量程15V,内阻约
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器,最大阻值约
F.开关、导线若干
①为了准确测出金属丝的电阻R,所选定值电阻为________(填“”或“”)。
②画出测量电路的原理图。________
(4)利用实验电路图,需测量哪些物理量并用符号表示各物理量________,根据题中已给物理量符号及由电路测量各物理量符号表示出金属丝电阻率的字母表达式________。
(5)电流表的内阻对本实验结果________(填“有”或“无”)影响。
【答案】 ①. 0.760 ②. ③. ④. 电流表的示数和电流表的示数 ⑤. ⑥. 无
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,其读数为
(3)①[2]为了准确测出金属丝的电阻R,电压表量程太大,需用电流表串联一个定值电阻,改装成电压表,需串联的电阻为
则所选定值电阻为。
②[3]改装后电压表内阻已知,为了准确测出金属丝的电阻R,采用电流表外接法,画出测量电路的原理图,如图所示
(4)[4]由实验电路图可知,需测量的各物理量为电流表的示数和电流表的示数。
[5]根据电路图,由欧姆定律可得
由电阻定律有
联立解得
(5)[6]由上述分析可知,电流表的内阻对流过待测电阻的电流没有影响,对待测电阻两端的电压也没有影响,则电流表的内阻本实验结果无影响。
11. 如图所示,间距为0.5m的足够长的平行绝缘导轨CD、EF水平放置,将一根长也为0.5m,质量为0.1kg的金属棒ab放在导轨上。金属棒中通有大小为0.5A,方向由a端流向b端的恒定电流。整个装置处于一方向与导轨平面成37°斜向上的匀强磁场中。金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为0.5,运动中金属棒始终与导轨保持良好接触,忽略空气阻力及金属棒中电流对原磁场的影响,重力加速度大小g取,,求:
(1)当磁感应强度的大小为0.5T时,导体棒ab静止,此时导体棒所受的摩擦力;
(2)若磁场的大小可改变,则金属棒刚要离开导轨时匀强磁场的磁感应强度大小。
【答案】(1),方向水平向右;(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,对导体棒受力分析,水平方向
又有
,
解得
方向水平向右。
(2)根据题意可知,导体棒刚离开导轨时弹力为0,竖直方向
又有
解得
12. 半径为R的光滑绝缘圆形轨道固定在竖直平面内,O为圆轨道圆心,C点和A点为圆周的最高点和最低点,B点与D点的连线过圆心O且水平,与A、C两点连线垂直。空间存在一与圆形轨道平面平行的匀强电场,一质量为m,电荷量为q带负电小球(可视为质点)从A点静止释放,运动到C点时速度为0,且过B点时小球对轨道的压力等于小球重力大小的3倍。已知重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的电场强度大小和方向;
(2)若小球要做一个完整的圆周运动,小球在B点至少需要多大的速度。
【答案】(1),方向由B点指向A点;(2)
【解析】
【详解】(1)由题意可知B点是等效重力场中的“最低点”,对小球从A点运动到B点由动能定理
对小球在B点分析
又有
,
解得
,
方向由B点指向A点。
(2)要做完整圆周运动,在D点小球能恰好通过有
解得速度至少为
对小球从B点运动到D点由动能定理得
解得
13. 如图所示,长的水平传送带顺时针以速度匀速转动,可以视作质点且质量的物块A和物块B通过足够长的轻质细线相连(细线跨过光滑定滑轮)。t=0时刻A物块从水平传送带最左端静止释放,时刻一质量为的子弹以初速度从右向左正对射入物块A并且穿出,穿出速度为,之后每隔就有一颗相同的子弹以相同的速度射入物块A并穿出,子弹射穿物块A时间极短且每次射入点均有细微不同。运动过程中细线OA始终保持水平,细线OB始终保持竖直,且物块B始终没有碰到地面,轻质细线始终未断裂。已知物块A与水平传送带之间动摩擦因数,重力加速度大小g取,求:
(1)从静止释放物块A开始到物块A的速度与传送带速度相同所需的时间;
(2)第一颗子弹射穿物块A后瞬间,物块A的速度大小;
(3)物块A第一次运动到传送带右端所需时间。
【答案】(1)0.5s;(2);(3)7.5s
【解析】
【详解】(1)根据题意,物块A刚放上时,对B受力分析
对A受力分析
解得
到达共速的时间
(2)共速后,对B受力分析
对A受力分析
解得
子弹射入前物块的速度
子弹射入,物块A、B、子弹系统动量守恒
解得
(3)根据题意,结合上述分析可知,内
内
子弹射入后到下一次子弹射入过程中,物块A与传送带共速的时间为
到下一次子弹射入前,物块A与传送带共速后的运动时间为
物块A运动的距离为
综上所述,相邻两次子弹射入间隔内,物块A向前运动的距离相等,则有物块A第一次运动到传送带右端所需时间
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