河南省郑州外国语学校2022-2023学年高三物理上学期调研考试试卷（四）（Word版附答案）

郑州外国语学校2022—2023学年高三上期调研4考试

物  理

（90分钟  100分）

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。1～8题只有一个选项正确，9～12题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．在物理学的探索和发现过程中常用一些方法来研究物理问题和物理过程，下列说法错误的是　　

A．在伽利略研究运动和力的关系时，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法 

B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想化模型法

C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时用质点来代替物体，运用了理想化模型法 

D．比值定义包含“比较”的思想，例如，在电场强度的概念建立过程中，比较的是相同的电荷量的试探电荷受静电力的大小

2．如图所示三个装置，（a）中桌面光滑，（b）、（c）中桌面粗糙程度相同，（c）用大小为的力替代重物。进行牵引，其余均相同。不计绳和滑轮质量，下列关于三个实验装置的分析中，正确的是　　

A．装置（a）中绳上张力 

B．装置（a）中物块的加速度为 

C．装置（b）、（c）中物块的加速度相同 

D．装置（a）中绳上的张力小于装置（b）中绳上的张力

3．“八字刹车”是初级双板滑雪爱好者一项非常重要的技术，用“八字刹车”在水平雪面上滑行时的滑行姿态如图1所示，其减速原理很复杂，但可简化为图2（图1中左边雪板的受力情况）所示。实际滑行时，可通过脚踝“翻转”雪板，使雪板以内刃为轴，外刃向上翻转，使得两雪板之间夹角为，雪板与雪面成角。此时雪面对雪板的总作用力可近似认为垂直于雪板所在平面，其水平、竖直分量分别记为、，其中垂直于边，这个分力可以帮助运动员做减速运动。不计空气阻力和一切其他的摩擦，全科免费下载公众号《高中僧课堂》下列说法正确的是　　

A．其他条件不变的情况下，角越小，减速效果越好 

B．其他条件不变的情况下，角越小，减速效果越好 

C．滑行动作和姿态相同时，质量大的运动员减速效果更好 

D．滑行动作和姿态相同时，质量不同的运动员减速效果相同

4．我国首个火星探测器—“天问一号”，于2020年7月23日在海南文昌航天发射中心成功发射，于2021年5月15日成功着陆火星，开展巡视探测，如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图。已知引力常量，地球质量为，地球半径为，地球表面重力加速度为；火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的；着陆器质量为。下列说法正确的是　　

A．“天问一号”在轨道Ⅲ运行到点的速度小于在轨道Ⅱ运行到点的速度 

B．若轨道Ⅰ为近火星圆轨道，测得周期为，则火星的密度约为 

C．着陆器在火星表面所受重力约为 

D．“天问一号”探测器环绕火星运动的速度应大于

5．在粒子加速领域中有开创贡献的物理学家谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖，该奖项被誉为是“中国的诺贝尔奖”。环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，如图所示，正、负粒子由静止都经过电压为的直线加速器加速后，沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为，正、负粒子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，然后在碰撞区迎面相撞。不考虑相对论效应，下列说法正确的是　　

A．正、负粒子的比荷可以不相同 

B．加速电压一定时，粒子的比荷越大，磁感应强度越大 

C．磁感应强度一定时，比荷相同的粒子，质量大的粒子进入磁场时动能小 

D．对于给定的正、负粒子，加速电压越大，粒子从静止到碰撞运动的时间越短

6．如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨和，端接有电阻．导体棒垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。在时刻，导体棒以速度从导轨的左端向右运动，经过时间开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流随时间的变化规律图象可能是　　

A． B． C． D．

7．如图甲所示，两平行金属板、放在真空中，间距为，为板间水平中线，板间的电势差随时间的变化情况如图乙所示。有一个质量为，电荷量为的带电小球，时刻从点以的速度水平射入电场。时刻小球恰好从点射出电场，小球运动过程中未与极板相碰。则下列正确的是　　

A．板间电压 

B．板间电压 

C．小球从点射出时速度方向水平 

D．时刻，小球运动到最低点

8．如图所示，将一小球从点以某一初速度水平抛出，小球恰好落到斜面底端点，若在点正上方与等高的点将小球以相同大小的初速度水平抛出，小球落在斜面上的点，、、、在同一竖直面上。则　　

A． B． C． D．

9．（多选）“奋斗者号”是我国自主研制的目前世界上下潜能力最强的潜水器之一。假设某次海试活动中，“奋斗者号”从距海面深处以某一初速度竖直上浮，并从此时刻开始计时，做匀减速直线运动，经过时间上浮到海面，速度恰好减为零，则下列说法正确的是　　

A．上浮时的初速度为 

B．上浮时的初速度为 

C．在时刻距离海平面的深度为 

D．在时刻距离海平面的深度为

10．（多选）如图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5：1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计。下列说法正确的是（　　）

A．线圈转动的角速度为5πrad/s 

B．在t＝0.1s和0.3s时，穿过线圈的磁通量最大 

C．电压表的示数为V 

D．电流表的示数为0.40A

11．（多选）如图所示，在高出水平地面的光滑平台上放置一质量、由两种不同材料连接成一体的薄板，其右段长度且表面光滑，左段表面粗糙。在最右端放有可视为质点的物块，其质量。与左段间动摩擦因数。开始时二者均静止，现对施加水平向右的恒力，待脱离尚未露出平台）后，将取走。离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离。取以下说法正确的是　　

A．离开平台时的速度 

B．从开始运动到刚脱离时，运动的时间为 

C．从开始运动到刚脱离时，运动的位移 

D．左端的长度

12．（多选）如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为的光滑斜面底端，上端与物块相连，物块处于静止状态，现将物块置于斜面上的上方某位置处，取物块的位置为原点，沿斜面向下为正方向建立轴坐标系，某时刻释放物块，与物块碰撞后以共同速度沿斜面向下运动，碰撞时间极短，测得物块的动能与其位置坐标的关系如图乙所示，图像中之间为过原点的直线，其余部分为曲线，物块、均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，已知，，，，则　　

A．物块、的质量之比为 

B．与碰撞后，在位置处加速度最大 

C．与碰撞后，在位置处弹簧压缩量为 

D．弹簧的劲度系数为

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）

13．某实验小组设计了“验证牛顿第二定律”的实验。所用器材有：斜面、刻度尺、物块动摩擦因数（已知）不同的长木板、小木盒（可视为质点）、天平、细砂。实验装置如图所示（固定的斜面末端有一小段圆弧与固定水平长木板平滑连接）。

验证物体质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。保证装有砂子的小木盒总质量不变，每次均将小木盒从斜面最高处由静止释放，用刻度尺测出小木盒在不同长木板上滑行的距离。

（1）根据测出的实验数据，做出 　 　（填“”“ ”或“” 和的图像是一条过原点的直线，即可验证：物体的质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。

验证物体所受合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。

（2）调整小木盒中砂子的质量，保证每次小木盒和砂子的总质量与所选长木板的动摩擦因数的乘积

 　        　（填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变” ，并记录小木盒和砂子的总质量，每次均将小木盒从斜面最高处由静止释放，用刻度尺测出小盒在不同长木板上滑行的距离；

（3）根据测出的实验数据，得出与成 　  　（填“正比”或“反比” ，即可验证物体所受合外力一定时，物体的加速度与质量成反比。

14．某兴趣小组用金属铂电阻制作量程的电阻温度计。已知金属铂电阻与温度的关系是：，其中，温度系数。

（1）设计电路

该小组设计的电阻温度计测量电路如图所示，准备了如下实验器材：

干电池1节，毫安表，滑动变阻器，滑动变阻器，开关一只，导线若干。滑动变阻器应选 　  　（选填“”或“” 。

（2）在毫安表刻度盘上标注温度刻度值

①温度调零（即确定刻度）

根据电路图连接好实物，断开开关，为保证电路安全应先将滑动变阻器的滑片拨至如图所示的端。将金属铂电阻放入冰水混合物中，闭合开关，调节滑动变阻器阻值使毫安表满偏，则刻度即对应刻度，并保持滑动变阻器滑片位置不动。

②确定刻度

通过理论计算出每一电流刻度所对应的温度值，并标注在刻度盘上。毫安表半偏位置对应的温度是

 　 　。该温度计刻度线是 　       　（选填“均匀”或“不均匀” 的。

③实际检验

将金属铂电阻放入其它已知温度的物体中，待指针稳定后，检验指针所指温度与实际温度在误差允许范围内是否一致。

（3）实际测量

测量前完成（2）中①的温度调零操作，将金属铂电阻放入某未知温度的物体中，待指针稳定后读数，测出该物体的温度。

（4）误差分析

若干电池使用时间较长，其电动势会减小，内阻变大。用该温度计按照（3）中的测量方法进行测量（能够完成温度调零），则测量结果 　      　（选填“偏大”“不变”或“偏小” 。

三、解答题(本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15．（8分）如图为地铁入口安检装置简易图，水平传送带长度为，传送带右端与水平平台等高且平滑连接，物品探测区域长度为，其右端与传送带右端重合。已知：传送带匀速运动的速度大小为，方向如图，物品（可视为质点）由端无初速度释放，加速到传送带速度一半时恰好进入探测区域，最后匀速通过端进入平台并减速至0，各处的动摩擦因数均相同，空气阻力忽略不计，重力加速度为。求：

（1）物品与传送带间的动摩擦因数；

（2）物品运动的总时间。

16．（8分）如图所示，在平面的第二象限有一匀强电场，电场强度大小可调，方向平行于轴沿轴正向。第三象限有一垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。电子源在平面内向各个方向发射速度大小不同的电子，已知电子质量为，电荷量为。轴上的点与点的连线垂直于轴，点与点的距离为，不考虑重力和电子间相互作用。

（1）若从发出的电子能在磁场中直接到达点，求电子的最小速度；

（2）若通过点的电子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求场强的大小。

17．（10分）如图所示，足够长的光滑斜面与水平面夹角，斜面上用轻弹簧栓接的两小球、质量分别为、，现将、球由静止释放，同时用大小为的恒力平行斜面向上拉球，释放时弹簧为原长状态。已知当弹簧弹性势能为时，球速度，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度。求：

（1）刚释放瞬间、球加速度大小；

（2）当球速度时，球速度大小；

（3）由静止释放到球速度的过程中球的位移大小。

18．（12分）如图甲所示，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，、是水平放置的平行长直导轨，其间距为，和是并联在导轨一端的电阻，且、，是垂直导轨放置的质量为的导体棒，导轨和导体棒之间的动摩擦因数各处均相同。从零时刻开始，对施加一个大小为，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的图象，其中点为坐标原点，其坐标为，是图象在点的切线，是图象的渐近线。除、以外，其余部分的电阻均不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知当棒的位移为时，其速度达到了最大速度。求（结果可以保留分数）

（1）导体棒运动中受的摩擦力的大小和磁感应强度的大小；

（2）在导体棒的位移为过程中电阻上产生的焦耳热；

（3）若在导体棒的位移为时立即将恒定拉力撤掉，此后导体棒滑行到停止的过程中流过的电量为，求摩擦力在导体棒整个运动过程的平均功率。