海南省海口市第一中学2023-2024学年高三年级下学期4月月考物理试题 B卷

这是一份海南省海口市第一中学2023-2024学年高三年级下学期4月月考物理试题 B卷，共24页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分）
1. 空玻璃瓶密封后放入冰箱。与放入冰箱前相比，瓶内的气体（ ）
A. 所有分子的运动速率都变小B. 分子的平均动能变小
C. 压强变大D. 分子对玻璃瓶内壁的平均作用力变大
【答案】B
【解析】
【详解】与放入冰箱前相比，瓶内的气体温度降低，分子的平均动能变小，但不是所有分子的运动速率都变小；由于气体发生等容变化，根据
可知瓶内的气体压强变小，则分子对玻璃瓶内壁的平均作用力变小。
故选B。
2. 如图是一个正弦式交变电流i随时间t变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 交变电流的周期为0.25sB. 交变电流的有效值为
C. 在时交变电流方向发生改变D. 该交变电流的表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据电流i随时间t变化的图像可知周期为
峰值
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故AB错误；
C．根据交变电流变化规律知线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次，在时电流为零，该时刻线圈在中性面，所以在时交变电流方向发生改变，故C正确；
D．由A选项知峰值，周期，角速度为
由图像知初相为
得该交变电流的表达式为
故D错误。
故选C。
3. 如图为氢原子的能级图，现有大量氢原子处于能级上。下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子所处能级越高，越稳定
B. 氢原子在向低能级跃迁时放出光子，能量增加
C. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
D. 从能级跃迁到能级时辐射出的光子频率最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．氢原子所处能级越高，氢原子越活越，不稳定，故A错误；
B．氢原子在向低能级跃迁时放出光子，能量减少，故B错误；
C．这些原子跃迁过程中最多可辐射出种频率的光子，故C错误；
D．根据氢原子能级理论可知从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量最大，根据可知其频率最大，故D正确。
故选D。
4. 2024年2月10日是“天问一号”火星环绕器环火三周年纪念日。3年前“天问一号”火星探测器成功实施制动捕获后，进入环绕火星椭圆轨道，成为中国第一颗人造火星卫星。要完成探测任务探测器需经历如图所示变轨过程，轨道Ⅰ为圆轨道，轨道Ⅱ、轨道Ⅲ为椭圆轨道。关于探测器，下列说法正确的是（ ）
A. 在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期
B. 在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C. 在轨道Ⅰ上经过P点的速度小于轨道Ⅱ上经过P点的速度
D. 在轨道Ⅰ上经过P点的加速度小于轨道Ⅱ上经过P点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．由开普勒第三定律可知，轨道半径越大，周期越大，故A错误；
B．探测器从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，发动机点火致使其减速，做负功，其机械能将减小，故B错误；
C．探测器从轨道Ⅱ上P点减速变轨到轨道Ⅰ，所以在轨道Ⅰ上经过P点的速度小于轨道Ⅱ上经过P点的速度，故C正确；
D．根据牛顿第二定律，有
可得
故在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于轨道Ⅱ上经过P点的加速度，故D错误。
故选C。
5. 如图是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻、中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（ ）
A. 为压敏电阻
B. 若换用电压更大电源，警戒油量将变小
C. 若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变小
D. 随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．压敏电阻阻值随油箱中油量的减少而增大，则电路总电阻最大，电路电流减小，定值电阻两端电压减小，压敏电阻两端电压增大，由于当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警，则电压表应与压敏电阻并联，即为压敏电阻，故A错误；
B．若换用电压更大的电源，触发警报时，定值电阻两端的电压增大，电路中电流增大，压敏电阻的阻值减小，警戒油量将变大，故B错误；
C．若换用阻值更大的定值电阻，触发警报时，电路中电流更小，压敏电阻的阻值更大，警戒油量将变小，故C正确；
D．随着油箱的油量减少，电路中的总电阻变大，电路中电流减小，则通过定值电阻的电流变小，故D错误。
故选C。
6. 把一压力传感器固定在水平地面上，轻质弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时，将金属小球从弹簧正上方由静止释放，小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点，又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。压力传感器中压力大小F随时间t变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，小球的动能最大
B. 时间内，小球始终处于失重状态
C. 时间内，小球所受合力的冲量为0
D. 时间内，小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知，在时刻，小球落到弹簧上，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的重力与弹力的合力方向向下，逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向下，且逐渐减小，小球的速度仍在增大，当弹力增大到大小等于重力时，小球的速度最大，则动能最大，A错误；
B．由图乙可知，时刻弹力最大，此时压缩弹簧到最低点，可知在时间内，弹力先小于重力后大于重力，则加速度方向先向下，后向上，小球先失重后超重，B错误；
C．时间内，小球与弹簧组成的整体机械能守恒，可知在时刻小球落到弹簧上，时刻小球离开弹簧，则有两时刻小球的速度大小相等，方向相反，设此时的速度大小为v，小球的质量为m，取向上方向为正方向，则有小球的动量变化量为
由动量定理可知，小球在时间内，所受合力的冲量
C错误；
D．时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程小球和弹簧组成的整体机械能守恒，则有小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧弹性势能的减少量，即小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，D正确。
故选D。
7. 如图所示为一个透明均匀玻璃圆柱的横截面，一束单色光从点射入，在柱内经一次反射后照射到柱面上的点，已知光在点入射角为，与入射光垂直，则玻璃对光的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示，为光线在玻璃圆柱内的光路图
A、B为折射点，C为反射点，AB垂直于入射光线，故
∠BAO＝30°
由对称性得：
∠ACO＝∠OCB
CO垂直于AB
∠CAO＝∠ACO＝30°
玻璃的折射率
故选A。
8. 如图所示，从竖直圆上的A到圆周上的C、D两点有两条光滑的直轨道，BC是圆的竖直直径，AD是圆的倾斜直径，AD与BC夹角为。让两个质量相等的小球1、2同时从A点由静止释放，分别沿AC、AD滑行到圆上的C、D两点。，，则在运动过程中，1、2两球重力的冲量大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，小球沿运动的加速度为
则有
解得
设与水平方向夹角为，连接，如图所示
由几何关系可得
小球沿运动的加速度为
则有
解得
在运动过程中，1、2两球重力的冲量大小之比为
故选D。
9. 如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，小球在斜面底端正上方以速度向右水平抛出，同时，小球在斜面顶端以速度向左水平抛出，两球抛出点在同一水平线上，结果两球恰好落在斜面上的同一点，且球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直，不计小球的大小，，。则等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球A垂直打在斜面上，如图所示：
根据几何关系可得
对于小球B
联立得
=
故选D。
10. 如图所示，把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置（上表面为圆形平面，纵截面为等腰三角形）紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖，它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜。现用红色光垂直于上表面照射，从装置的正上方向下观察，可以看到（ ）
A. 系列不等间距的三角形条纹B. 一系列明暗相间的等间距圆形条纹
C. 若将红光换成白光，则看到黑白相间的条纹D. 若将红光换成紫光，则看到的亮条纹数将变少
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于截面是等腰三角形，从圆心向外，经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同，根据光的干涉原理，从装置的正上方向下观察，可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹，A错误，B正确；
C．若将红光换成白光，则看到明暗相间的彩色条纹，C错误；
D．由于红光的波长比紫光的长，若将红光换成紫光，则看到条纹间距减小，从而亮条纹数将增多，D错误；
故选B。
11. （原创）如图所示，足够长的水平传送带以v0=4m/s的速度匀速运行. t=0时，在最左端轻放一质量为m的小滑块，t=4s时，传送带以的加速度减速停下. 已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ="0.2." 关于滑块相对地面运动的速度v（向右为正）、滑块所受的摩擦力f（向右为正）、滑块所受的摩擦力做功的功率的值P、滑块与传送带间摩擦生热Q的图像正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB、滑块在滑动摩擦力作用下向右匀加速运动时,由牛顿第二定律知产生的加速度大小为，滑块速度与皮带共速历时s，即2s后滑块与皮带以相同的速度向右匀速运动，与皮带间无摩擦力作用；4s后皮带以做匀减速运动，小于滑动摩擦力能使滑块产生的加速度2m/s2则皮带减速运动时，滑块的加速度与皮带的加速度相同，此时滑块受到的静摩擦力，即此时的摩擦力等于滑动摩擦力的，而减速时间为，故AB错误；
C、滑块开始在滑动摩擦力作用下做匀加速时，可知，滑动摩擦力的功率与时间成正比，2s~4s无摩擦力，功率为零，4s后滑块在静摩擦力作用下做匀减速运动，由于速度随时间均匀减小至零，故摩擦力的功率也随时间均匀减小至零，故C正确；
D、只有开始滑块加速运动时，滑块与皮带间有相对位移，此时满足，位移不与时间成正比，故图象不是倾斜的直线，故D错误．故选C．
12. 我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器原、副线圈匝数比为B. 降压变压器原、副线圈匝数比为
C. 用户增多，变小D. 用户增多，、均变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．升压变压器原线圈电流
升压变压器原、副线圈匝数比为
联立得
故A正确；
B．降压变压器功率
降压变压器副线圈电流
降压变压器原、副线圈匝数比
得
故B错误；
C．用户增多，变小，降压变压器输出功率增大，输电线电流增大，输电线上损失的功率增大，变小，故C正确；
D．用户增多，输电线电流增大，输电线电压增大
U1、U2不变，则减小，减小，故D错误。
故选AC。
13. 我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器原、副线圈匝数比为B. 降压变压器原、副线圈匝数比为
C. 用户增多，变小D. 用户增多，、均变大
【答案】AC
【解析】
详解】A．升压变压器原线圈电流
升压变压器原、副线圈匝数比为
联立得
故A正确；
B．降压变压器功率
降压变压器副线圈电流
降压变压器原、副线圈匝数比
得
故B错误；
C．用户增多，变小，降压变压器输出功率增大，输电线电流增大，输电线上损失的功率增大，变小，故C正确；
D．用户增多，输电线电流增大，输电线电压增大
U1、U2不变，则减小，减小，故D错误。
故选AC。
14. 如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A. 若恒力F=0，物块滑出木板时速度为3m/s
B. C点纵坐标为1.5m-1
C. 随着F增大，当外力F=1N时，物块恰好不能木板右端滑出
D. 图像中D点对应的外力的值为4N
【答案】BC
【解析】
【分析】结合物体运动以及图形分析可知，总共分三个阶段：第一阶段（AB段），拉力较小时，物块从木板的右侧滑出，相对路程等于板长，等于1m；第二阶段（BC段），拉力稍大一些，物块滑动一段距离后，与木板共速后一起加速向右运动；第三阶段（DE段），拉力过大，物体先减速到与板共速，因摩擦力提供的加速度不够，不能随木板一起运动，后加速滑动一段距离后，最终从木板的左侧滑出。
【详解】A．若恒力F=0，物块刚滑上木板时，设物块和木板的加速度分别为a1、a2，由牛顿第二定律
得到
，
由题意可知，当F=0时，设经时间t1物块从木板右侧滑出，位移差为1m，则
且物块从木板右侧滑出时，需满足物块的速度大于木板的速度，即
联立解得
，
则物块滑出木板时的速度为
故A错误；
BD．C、D两点对应的为恰好可一起匀加速运动，即物块与木板共速后，木板的加速度a3大小等于物块的最大加速度a1，则有
解得
物块刚滑上木板时，设木板的加速度为a4，由牛顿第二定律有
设经时间t2两者速度相等，有
解得
故
故B正确，D错误；
C．当物块恰好不能从木板右端滑出时，即物块恰好滑到木板右侧与木板共速，对应图中B点，设木板加速度为a5，用时间为t3此时有
解得
故C正确。
故选BC。
二、非选择题（共58分）
15. 如图甲所示，型活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好的、质量为的汽缸中，活塞截面积为，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强为。重力加速度取，改变环境温度，缸内气体体积随温度变化如图乙所示，求：
（1）从状态A变化到状态，气体温度升高多少；
（2）在状态时，活塞对卡口的作用力多大。
【答案】（1）200K；（2）3400N
【解析】
【详解】（1）由图分析可知从状态A变化到状态B，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有
解得
K
从状态A变化到状态，气体温度升高
K-200K=200K
（2）在状态B时，根据平衡条件有
从状态B变化到状态C，气体发生等容变化，根据查理定律有
解得
Pa
根据平衡条件有
解得
N
16. 如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。两个完全相同的小滑块A、B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放，滑块A以速度v在水平方向和B发生正碰后粘在一起，并沿桌面继续滑动。已知滑块A、B质量均为m，重力加速度为g。求：
（1）光滑圆弧半径R；
（2）与B碰撞前瞬间A对轨道的压力大小F；
（3）碰撞过程中系统损失的机械能。
【答案】（1）；（2）3mg；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块A下滑的过程根据机械能守恒
得
（2）AB碰撞前，对A进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得
利用牛顿第三定律得与B碰撞前瞬间A对轨道的压力大小为3mg
（3）AB碰撞过程动量守恒，则
得
所以碰撞过程中系统损失的机械能为
17. 2023年12月1日晚间，绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：O为地球球心，R为地球半径，将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为B。假设高能粒子的质量为m，电荷量为。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，求粒子的速度的大小。
（2）地球磁层是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生态环境。
a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，求粒子的比荷；
b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值。（结果用反三角函数表示，例：，则，θ为弧度）
【答案】（1）；（2）a．；b．
【解析】
【详解】（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，可知粒子的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子的速度的大小为
（2）a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，如图所示
由几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子的比荷为
b．若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，可知沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和AO方向成角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此角范围内的粒子能到达地球，其余进入磁场粒子不能到达地球，作A点该速度垂直和过切点与O点连线延长线交于F点，则F点为圆心，如图所示
由图中几何关系可得
，
则有
可得
故到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值为
18. 某实验小组要用如图甲所示装置精确测量当地的重力加速度。
（1）甲同学先用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径________；
（2）再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心的高度，给电磁铁断电，让小球由静止自由落下，小球通过光电门的遮光时间为，则当地的重力加速度________（用测量的和已知的物理量符号表示）；
（3）乙同学没有测小球的直径，通过改变光电门的位置重复实验，测得多组和相应的数据，则作出的图像应是图丙中的________（填“”、“”或“”）；若图像的斜率为，、均为已知量，则当地的重力加速度________（用测量的和已知的物理量符号表示）。
【答案】（1）6.30
（2）
（3） ①. a ②.
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.05mm，小球直径
mm+60.05mm=6.30mm
【小问2详解】
根据自由落体运动规律有
其中
解得
【小问3详解】
[1] [2]乙同学没有测小球的直径，则有
其中
解得
则应为图像a，根据图像的斜率可知
解得
19. 哈九中第二课堂物理兴趣小组在实验室模拟的风力发电机发电输电简易模型。如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈，在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴，以角速度匀速转动。其中矩形线圈匝数为，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表为理想表，求：
（1）交流电流表的示数；
（2）线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量。
【答案】（1）1.5A；（2）
【解析】
【详解】（1）线圈转动产生交流电的电动势最大值为
电动势的有效值为
交流电流表示数为
（2）线圈从图示位置转过过程中，通过电流表的电荷量为
20. 某实验小组要测量一段金属丝的电阻率。
（1）某同学先用多用电表的欧姆挡粗测金属丝电阻，把选择开关调到“”挡，应先________，再进行测量，测量时多用电表的示数如图甲所示，则该元件电阻为________；再用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图乙所示，则________；
（2）为了精确测量金属丝电阻，小组成员甲同学根据实验室提供器材：滑动变阻器（阻值为）、电流表（阻值约为）、电压表（阻值约为）、要求尽可能多测量几组数据，请补充完整图丙的电路连线________。
（3）连接好丙图的电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_________（填“”或“”）端。某次实验时，电压表的示数为，电流表的示数为，测得金属丝的长为，则金属丝电阻率________________。（用题中的物理量符号表示）
（4）小组成员乙同学设计了如图丁所示电路测量该金属丝电阻率，稳压源的输出电压恒为，定值电阻的阻值为，根据多次实验测出的长度和对应的电压表的示数作出的图线，图线的斜率为，则金属丝的电阻率________。（用题中的符号、、、、表示）
【答案】（1） ①. 欧姆调零 ②. ③. 0.900
（2） （3） ①. a ②.
（4）
【解析】
【小问1详解】
[1]用欧姆表测电阻时，选择开关调到“”挡，然后进行欧姆调零，再测量。
[2]根据欧姆表读数原理可知该元件电阻为
[3]根据螺旋测微器得读数原理可知
【小问2详解】
由于电压表的内阻远大于电流表的内阻，所以采用电流表外接法，为了尽可能多测几组数据，滑动变阻器采用分压式接法，实物图如下
【小问3详解】
[1]为了使分压式接法中的电压从零开始变化，滑动变阻器的滑片应置于a端。
[2]根据欧姆定律得
根据电阻定律
，
所以该金属丝得电阻率为
【小问4详解】
根据欧姆定律得
解得
则图像的斜率为
解得
根据
解得