[物理][四模]吉林地区普通高中2023_2024学年高三下学期考试试题(解析版)

这是一份[物理][四模]吉林地区普通高中2023_2024学年高三下学期考试试题(解析版)，共17页。试卷主要包含了2m/s等内容，欢迎下载使用。
说明：
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，贴好条形码。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，用0.5毫米的黑色签字笔将答案写在答题卡上。字体工整，笔迹清楚。
3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答，超出区域所写答案无效；在试卷上、草纸上答题无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，其中第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 公式是最简洁的物理语言，图像是最直观的表达方式，某同学想用下列甲、乙图像描述竖直上抛运动，甲、乙图像都是以时间t为横轴，用a表示运动的加速度，v表示运动的速度，x表示运动的位移，s表示运动的路程，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲可能是图像B. 甲可能图像
C. 乙可能是D. 乙是图像
【答案】C
【解析】AB．取竖直向上为正方向，竖直上抛运动的位移为
瞬时速度为
则甲图可能是位移与时间图像，而路程随着时间应一直增大，速度随着时间先减小后增大，为线性函数图像，故AB错误；
CD．由位移关系变形为
则函数为线性减函数，符合乙图像，而竖直上抛的加速度恒为，不可能为乙图像，故C正确，D错误。
故选C。
2. 2023年10月3日，诺贝尔物理学奖揭晓，三位科学家以阿秒激光技术奠基人的身份共同获奖。阿秒激光脉冲是目前人类所能控制的最短时间过程，可用来测量原子内绕核运动电子的动态行为等超快物理现象。若实验室中产生了1个阿秒激光脉冲，该激光在真空中的波长，真空中的光速，普朗克常量，则该阿秒激光脉冲的光子的能量约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意，由光子的能量公式有
代入数据可得
故选B。
3. 耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”。如图甲所示，牛通过两根耙索沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（ ）
A. 两根耙索的合力大小为FB. 两根耙索的合力大小为
C. 地对耙的水平阻力大小为D. 地对耙的水平阻力大小为F
【答案】B
【解析】AB．由题意得两根耙索的合力大小
故A错误，B正确；
CD．对耙受力分析，水平方向
故CD错误；
故选B。
4. 一绳波形成过程的示意图如图所示，软绳上选9个等间距的质点，相邻两个质点间距离为2cm，t=0时刻质点1在外力作用下开始沿竖直方向振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波。当t=0.2s时质点5开始振动，下列说法正确的是（ ）
A. 该绳波的波长为18cmB. 该绳波的传播速度为0.2m/s
C. 质点1起振方向竖直向下D. t=1.0s时，质点2加速度方向竖直向下
【答案】C
【解析】A．当时质点5开始振动，此时质点1第一次回到平衡位置，则有
则该绳波的波长为16cm，故A错误；
C．该波向右传播，由图可知，质点5起振方向竖直向下，则质点1起振方向竖直向下，故C正确；
BD．当时质点5开始振动，则0.2s传播了半个波长，即半个周期，所以
则波速
则该波传到质点2的时间为
则质点2在t=1.0s内振动的时间为
则t=1.0s时，质点2加速度方向竖直向上，故BD错误。
故选C
5. 如图所示，在一固定正点电荷产生电场中，另一正电荷先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发，仅在电场力作用下运动，形成了直线PM和曲线PN两条轨迹，经过M、N两点时的速度大小相等，则下列说法正确的有（ ）
A. M点比P点电势高B. M、N两点的电势不同
C. 从P到M点始终做减速运动D. 在M、N两点的加速度大小相等
【答案】D
【解析】A．由图中正电荷运动轨迹可知，正电荷在P受力方向向右，即电场线为P指向M，所以P点电势高于M点电势，即M点比P点电势低，故A错误；
B．由题意知，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点与N点，且q在M、N点时速度大小也一样，由动能定理可知M、N两点的电势相同，故B错误；
C．q从P到M做加速运动，故C错误；
D．根据以上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正电荷产生的电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同，根据
可知，q在M、N两点的加速度大小相等，故D正确。
故选D。
6. 一同学在练习乒乓球削球技术时，使乒乓球竖直下落，在球与球拍接触的瞬间，保持球拍板面水平向上，并沿水平方向挥动球拍，如图所示。接触前后乒乓球在竖直方向的速度大小分别为5m/s和4m/s，乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻力，g取，已知乒乓球与球拍接触时间极短，估算乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小约为（ ）
A. 0.8m/sB. 1.5m/sC. 2.7m/sD. 5.4m/s
【答案】C
【解析】设球拍对乒乓球的作用力为，由动量定理得
其中带入两式相比得
故选C。
7. 图甲是一种振动发电机的示意图，半径、匝数匝的线圈（每匝的周长相等）位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为，外力F作用在线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈的运动速度v随时间t变化的规律为。发电机连接一灯泡后接入理想变压器，三个规格相同的灯泡均能正常发光，灯泡正常发光时的电阻不变，不计线圈电阻。则每个灯泡正常发光时两端的电压为（ ）
A. 2VB. C. D. 4V
【答案】B
【解析】线圈中产生的感应电动势的最大值
由题意可知
解得
则发电机产生感应电动势的瞬时值表达式为
发电机正常工作时三个灯泡均正常发光，则变压器原、副线圈两端的电流关系为
根据
可知变压器原、副线圈的匝数之比为，电动势的有效值
设灯泡正常发光时其两端的电压为U，则副线圈两端的电压为U，根据匝数比和电压的关系，可知原线圈两端的电压为2U，则有
解得
故选B。
8. 一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在玻璃中光的折射率小于光的折射率
B. 光的频率大于光的频率
C. 遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象
D. 增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失
【答案】BD
【解析】A．光路图如图所示
在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，A错误；
B．由a光的折射率较大，可得a的频率较大，B正确；
C．b光的频率较小，则b光的波长较长，故遇到障碍物时波长较长的b光更容易产生明显的衍射现象，C错误；
D．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，故两列光不会消失，D正确。故选BD。
9. 如图所示为足球踢出后在空中运动依次经过a、b、c三点的轨迹示意图，其中a、c两点等高，b为最高点，则足球（ ）
A. 从a运动到b的时间小于从b运动到c的时间
B. 在b点的加速度方向竖直向下
C. 在a点的机械能比在b点的大
D. 在a点的动能与在c点的相等
【答案】AC
【解析】A．足球被踢出后，对足球受力分析，足球受到重力和空气阻力，当足球从a运动到b过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下，b运动到c的空气阻力向上，故a运动到b过程中的竖直方向上的加速度大于b运动到c过程中的加速度，a、c两点等高，故从a运动到b的时间小于从b运动到c的时间，A正确；
B．在b点，足球运动方向向右，空气阻力水平向左，故此刻足球的加速度斜向下，B错误；
C．由于过程中空气阻力做负功，机械能减少，故在a点的机械能比在b点的大，C正确；
D．从a运动到c过程中机械能减少，a、c两点等高重力势能相同，a点的动能比在c点时大，D错误。故选AC。
10. 设计贯通地球的弦线光滑真空列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，O′为隧道的中点，O′与地心O的距离为，假设地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g。已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体引力为零，P点到O′的距离为x，则（ ）
A. 列车在P点的加速度等于B. 列车在P点的加速度等于
C. 列车在运动中的最大速度为D. 列车在运动中的最大速度为
【答案】AD
【解析】AB．设地球密度为，在地球表面处有
可得
设P点距地心为，则有
可得
联立可得在P点的重力加速度为
设
列车运动到P点加速度满足
解得
A正确，B错位；
CD．列车在A点受到地球的引力为
列车在A点受到合力为
根据几何关系有
解得
列车在隧道内距的距离时，合力为
可知随均匀变化
列车从A到做加速度减小的加速运动，则列车在点有最大速度，则有
其中
，
联立解得
C错误，D正确
故选AD。
二、非选择题：共54分
11. 某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个竖直加速度测量仪。取竖直向下为正方向，重力加速度。实验过程如下：
（1）将弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺；
（2）不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺2cm刻度处；
（3）将下端悬挂质量为100g的钢球，静止时指针位于直尺4cm刻度处，则该弹簧的劲度系数为________N/m；
（4）计算出直尺不同刻度对应的加速度，并标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度，各刻度对应加速度的值是________（选填“均匀”或“不均匀”）的；
（5）如图所示，弹簧下端指针位置的加速度示数应为________（结果保留两位有效数字）。
【答案】（3）50 （4）均匀 （5）
【解析】（3）[1]该弹簧劲度系数为
（4）[2]根据牛顿第二定律
得
a=g-kxm
可知，加速度随形变量成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的。
（5）[3]弹簧下端指针位置的刻度为2.90cm，即弹簧形变量为0.90cm=0.0090m。代入（4）中方程得
12. 在做“练习使用多用电表”的实验时，进行了如下测量：
（1）若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图甲所示，则
（1）所测电阻的阻值为__________；如果要用此多用电表测量一个阻值约为的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是__________（选填“”“”或“”）。
（2）现用如图乙所示的电路来测量欧姆表内部电源的电动势，虚线框内为欧姆表内部结构。
①在电路连接时，要注意毫安表的“+”接线柱要与欧姆表的__________（选填“红”或“黑”）表笔相连；
②连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值通过毫安表的电流，做出 QUOTE R-1I R-1I图像，如图丙所示，则电源的电动势__________，在不考虑实验偶然误差的情况下，电源电动势的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1）1500
（2）黑 5 等于
【解析】【小问1详解】
（1）[1][2]所测电阻阻值为
用此多用电表测量一个阻值约为的电阻，为了使测量结果比较精确，使多用电表指针指在中间刻度附近，应选用的欧姆挡是。
【小问2详解】
①[1]因欧姆表的黑表笔连接的是表内电池的正极，红表笔连接的是表内电池的负极，因此毫安表的“+”接线柱要与欧姆表的黑表笔相连。
②[2][3]设欧姆表的总内阻为R内，表内电源的电动势为E，毫安表的内阻表示为RA，根据闭合电路欧姆定律
上式变形后得
丙图中，图线的斜率表示电源的电动势，由丙图可计算出电源的电动势为
求解电源电动势时，不存在因实验原理不完善而引起的系统误差，因此电源电动势的测量值等于真实值。
13. 一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为，开始时内部封闭气体的压强为，经过太阳暴晒，气体温由升至。
（1）求此时气体的压强；
（2）保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到，抽气过程中集热器内剩余气体是吸热还是放热？求剩余气体的质量与原来总质量的比值。
【答案】（1）；（2）吸热，
【解析】（1）设升温后气体的压强为p，由于气体做等容变化，根据查理定律得
解得
（2）根据热力学第一定律
根据题意保持不变，得
因为体积膨胀，即封闭气体对外做功，有
所以
即剩余气体从外界吸热。根据克拉伯龙方程
得集热器内气体的体积不变，则得剩余气体的质量与原来总质量的比值
14. 某物流公司研发团队，为了更好地提高包裹的分收效率，特对包裹和运输装置进行详细的探究，其情景可以简化为如图甲所示，质量M = 2kg、长度L = 2m的长木板静止在足够长的水平面（可视为光滑）上，左端固定一竖直薄挡板，右端静置一质量m = 1kg的包裹（可视为质点）。现机器人对长木板施加一水平向右的作用力F，F随时间t变化的规律如图乙所示，6s后将力F撤去。已知包裹与挡板发生弹性碰撞且碰撞时间极短，包裹与长木板间动摩擦因数μ = 0.1，重力加速度取g = 10m/s2。从施加作用力F开始计时，求：
（1）时，长木板的速度大小；
（2）与挡板碰撞后瞬间，包裹的速度大小（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）包裹与长木板发生相对滑动的力的大小为
因为，所以包裹和长木板相对静止共同加速
加速度为
可得到
（2）设4s后包裹与长木板发生相对滑动，则包裹的加速度为
长木板的加速度为
可看出假设成立，包裹与长木板发生相对滑动
设再经时间包裹与挡板发生碰撞，由
解得
则6s时长木板的速度
包裹为
此时两者发生弹性碰撞
可求得
15. 如图所示，直角坐标系中的xOy平面为水平面，z轴竖直向上；空间存在足够大的匀强磁场和匀强电场，磁场沿方向、磁感应强度大小为B。放在原点O处的微粒源可沿yOz平面内的任意方向发出质量均为m、电荷量均为q（q>0）的带电微粒，微粒的速率在一定范围内且最大速率是最小速率的2倍，微粒在垂直于磁场方向做匀速圆周运动的最大半径为R；已知重力加速度为g，不计微粒间的相互作用。
（1）若微粒均在yOz平面内做匀速圆周运动，求电场强度。
（2）去掉磁场，调整匀强电场的方向使其平行于xOz平面，在方向上的分量与第（1）问的场强相同，在方向上的分量是第（1）问的场强大小的2倍；一足够大的荧光屏垂直x轴放置（带电微粒打在荧光屏上会产生亮点），荧光屏到原点的距离d满足关系式，求荧光屏上可能有亮点出现区域的面积S。
（3）去掉第（2）中的荧光屏，保持（2）中的电场、恢复（1）中的磁场，将微粒源移到yOz平面内以原点O为圆心半径为R的圆周与z轴交点P处（如图所示），使微粒仅沿方向射出，求速率最小的微粒距离x轴最近时的x坐标；写出速率最大的微粒运动轨迹在xOy平面内投影的曲线方程。
【答案】（1）；（2）；（3），其中、1、2、3……，
【解析】（1）微粒均在yOz平面内做匀速圆周运动，那么微粒所受电场力与重力平衡，即
解得，方向竖直向上
（2）未去掉磁场时，当微粒速率最大时做匀速圆周运动的半径也最大为R，则
可得微粒最大速率
由于微粒最大速率是最小速率的2倍，则可得微粒最小速率为
当去掉磁场后，匀强电场的竖直向上的分量与第问的中的场强相同；则微粒在yOz平面右侧做类平抛运动。
沿x轴正方向
①
②
③
由①②③可得
分析可知荧光屏上可能有亮点出现区域为一圆环，圆环外径
圆环内径
荧光屏上可能有亮点出现区域的面积为
联立可得
（3）将微粒的运动进行分解，在yOz平面内做匀速圆周运动，在沿x轴正方向做匀加速直线运动。
微粒在yOz平面内做匀速圆周运动的周期
微粒离开P点后经时间t距离x轴最近，则
，、1、2、3……
微粒在沿x轴正方向做匀加速直线运动
联立以上式子可得
，其中、1、2、3……
由速率最大的微粒在垂直于磁场方向做匀速圆周运动的半径为R，运动轨迹在xOy平面内投影的曲线方程
联立可得