2023届河北省永年县一中高三第四次联合测试卷物理试题文试卷

这是一份2023届河北省永年县一中高三第四次联合测试卷物理试题文试卷，共15页。

2023届河北省永年县一中高三第四次联合测试卷物理试题文试卷
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、大气压强为。某容器的容积为10L，装有压强为的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（　　）
A．1∶9 B．1∶10 C．1∶11 D．1∶20
2、光滑绝缘水平面内有一电场，其一条电场线沿x轴方向且电势随坐标x变化的关系如图所示，一质量为m,带电荷量为q（q>0）的小球在该电场线上O点以一定速度向x轴正向释放且能过点。小球沿该电场线做直线运动。则（　　）

A．小球在间做匀加速直线运动，在后做加速度减小的加速运动
B．小球在处动能最小，电势能最大
C．小球在和处加速度相同
D．小球在处时的速度是在处时的二倍
3、在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是（ ）
A．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的射线
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
4、半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间作用力的大小是（　　）
A． B． C． D．
5、下列四幅图的有关说法中正确的是（　　）

A．图（l）若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
B．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核的构成
C．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射6种不同频率的光子
D．图(4)原子核D、E结合成F时会有质量亏损，要释放能量
6、如图所示，a、b、c、d为椭圆的四个顶点，一带电量为＋Q的点电荷处在椭圆的一个焦点上，另有一带负电的点电荷仅在与+Q之间的库仑力的作用下沿椭圆运动，则下列说法中正确的是（　　）

A．负电荷在a、c两点的电势能相等
B．负电荷在a、c两点所受的电场力相同
C．负电荷在b点的速度小于在d点速度
D．负电荷在b点的电势能大于在d点的电势能
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、2012年6月9日晚，受沿线焚烧秸秆产生的烟雾影响，宁洛高速安徽省蒙城段发生多起多点车辆追尾事故，假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0＝30m/s，距离s0＝100m，t＝0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间的变化如图甲、乙所示，取运动方向为正方向，下列说法正确的是（ ）

A．t＝6s时两车速度相等 B．t＝6s时两车距离最近
C．0～6s内两车位移之差为90m D．两车在0～9s内会相撞
8、如图，矩形闭合导线框abcd平放在光滑绝缘水平面上，导线框的右侧有一竖直向下且范围足够大的有左边界PQ的匀强磁场。导线框在水平恒力F作用下从静止开始运动，ab边始终与PQ平行。用t1、t2分别表示线框ab和cd边刚进入磁场的时刻。下列υ-t图像中可能反映导线框运动过程的是

A． B． C． D．
9、一质点做匀速直线运动，现对其施加一方向不变、大小随时间均匀增加的外力，且原来作用在质点上的力不发生改变。则该质点（ ）
A．速度的方向总是与该外力的方向相同
B．加速度的方向总是与该外力的方向相同
C．速度的大小随该外力大小增大而增大
D．加速度的大小随该外力大小增大而增大
10、如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5 m。导体棒 a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2 T。物体c的质量为0. 06 kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（　　）

A．b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5 m/s2
B．b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0 m/s
C．足够长时间后a棒的加速度大小为
D．足够长时间后a棒的速度大小为7.0 m/s
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）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中砝码改变小车和砝码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量m，用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。

(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
(2)用此装置探究加速度与力的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）满足Mm。
(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持m不变，且已平衡摩擦力，当小车和砝码的总质量较小时，可能不满足Mm的情况，此时加速度a与的关系图像正确的是___________。
A． B． C． D．
12．（12分）某同学要将一满偏电流为3mA的毫安表G改装为量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的电阻，然后对表进行改装，最后再利用一标准毫安表，对改装后的电流表进行检测
具体实验步骤如下：
①按电路原理图a连接线路
②将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度
③闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置
④记下R2的阻值

回答下列问题：
（1）如果按正确操作步骤测得R2的阻值为90Ω，则毫安表G内阻的测量值Rg=___Ω，与毫安表内阻的真实值相比，Rg____（填“>”、“＝”或“<”）
（2）若忽略实验的误差，将上述毫安表G改装成量程为30mA的电流表，则需要并联一个阻值R=___Ω的电阻
（3）根据图b所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的量程是__mA
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=____
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，真空中以为圆心，半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O，圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场，电场强度E=1.0×105N/C．现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子，粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m，已知粒子的比荷，不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力，求：
（1）磁场的磁感应强度B的大小；
（2）沿y轴正方向射入磁场的粒子，在磁场和电场中运动的总时间；
（3）若将匀强电场的方向改为竖直向下，其它条件不变，则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差．

14．（16分）如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度，大气压强时，活塞与气缸底部之间的距离=30cm，已知活塞的面积为，不计活塞的质量和厚度，现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升当温度上升至时，求：

①封闭气体此时的压强
②该过程中气体对外做的功
15．（12分）如图所示，横截面积均为S，内壁光滑的导热气缸A、B．A水平、B竖直放置，A内气柱的长为2L，D为B中可自由移动的轻活塞，轻活塞质量不计．A、B之间由一段容积可忽略的细管相连，A气缸中细管口处有一单向小阀门C，A中气体不能进入B中，当B中气体压强大于A中气体压强时，阀门C开启，B内气体进入A中．大气压为P0，初始时气体温度均为27℃，A中气体压强为1.5P0，B中活塞D离气缸底部的距离为3L．现向D上缓慢添加沙子，最后沙子的质量为．求：

(i)活塞D稳定后B中剩余气体与原有气体的质量之比；
(ii)同时对两气缸加热，使活塞D再回到初始位置，则此时气缸B内的温度为多少?



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、B
【解析】
以原来所有气体为研究对象，初状态：p1=1.0×106Pa，V1=10L，把容器的开关打开，气体等温膨胀，末状态：p2=1.0×105Pa，设体积为V2，由玻意耳定律得
p1V1=p2V2
代入数据得
V2=100L
即容器中剩余10L压强为P0的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100L，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比

故ACD错误，B正确；
故选B。
2、B
【解析】
A．沿电场线方向电势降低，带正电的小球从到逆着电场线运动，做减速运动，从之后做加速运动，A错误；
B．小球运动过程中仅有电场力做功，电势能和动能相互转化，根据电势能可知带正电的小球在处电势能最大，动能最小，B正确；
C．图像斜率的物理意义为场强，即

小球在和处图像斜率不同，所以场强大小不同，根据牛顿第二定律

结合A选项分析可知小球在和处加速度大小、方向均不同，C错误；
D．小球的初动能不为零，在和位置的速度比例关系无法求解，D错误。
故选B。
3、D
【解析】
A．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子。卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，故A错误；
B．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，故B错误；
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但阴极射线不是原子核中的中子变为质子时产生的β射线，故C错误；
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭（Ra）两种新元素，故D正确。
故选D。
4、C
【解析】
两球之间是吸引力，故假设A的带电量为Q，B的带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：，第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：

故C正确ABD错误。
故选C。
5、D
【解析】
A．图（l）若将电源极性反接，即为反向电压，只要反向电压比遏止电压小，电路中就有光电流产生，故A错误；
B．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B错误；
C．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射出种不同频率的光子，故C错误；
D．原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要释放能量，故D正确。
故选D。
6、A
【解析】
A．因为a、c两点电势相等，则负电荷在a、c两点的电势能相等，选项A正确；
B．负电荷在a、c两点所受的电场力大小相同，但是方向不同，选项B错误；
CD．因b点电势高于d点，负电荷在b点的电势能小于在d点的电势能，则由能量守恒定律可知，b点的动能大于在d点的动能，即在b点的速度大于在d点速度，选项CD错误；
故选A。

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、ABC
【解析】
AB．由加速度图象可画出两车的速度图象，如图所示

由图象可知，t=6s时两车等速，甲车在前，乙车在后，故速度相等时，两车相距最近，故AB项正确；
C．图中阴影部分面积为0～6s内两车位移之差：

故C项正确；
D．6s时，甲乙两车的位移之差为90m，小于100m，没有相撞，9s时位移之差小于90m，则不会相撞，故D错误．
8、ACD
【解析】
线框进入磁场前做匀加速直线运动，加速度为；
A．ad边进入磁场后可能安培力与恒力F二力平衡，做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为，的匀加速直线运动，A正确；
BD．ad边进入磁场后，可能安培力大于恒力F，线框做减速运动，由知，速度减小，安培力减小，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小。当加速度减至零后做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，B错误D正确；
C．ad边进入磁场后，可能安培力小于恒力F，线框做加速运动，由知，速度增大，安培力增大，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，C正确。
故选ACD。
9、BD
【解析】
A．速度的方向不一定与该外力的方向相同，选项A错误；
B．该外力的方向就是合外力的方向，则加速度的方向总是与该外力的方向相同，选项B正确；
CD．该外力增大，则合外力增大，加速度变大，而速度的大小不一定随该外力大小增大而增大，选项C错误，D正确；
故选BD。
10、BC
【解析】
A．b棒所受的最大静摩擦力

而

则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为

此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则 a棒的加速度大小为

选项A错误；
B．b棒刚要开始运动时，对a棒
F安=BIL

E=BLv
联立解得
v=5m/s
选项B正确；
CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为

此时对a棒

b棒

其中

解得


此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，选项C正确，D错误；
故选BC。

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、需要 不需要 D
【解析】
(1)[1]．在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；
(2)[2]．用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M≫m，因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；
(3)[3]．用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持m不变，当小车和砝码的总质量较小时，但仍不满足M≫m的情况时，虽然控制F不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此a与的图象斜率减小，故ABC错误，D正确。
12、180 < 20 )32
【解析】
（1）[1]由于指针指在三分之一的位置，说明R2分得电流为电流计电流的两倍，所以电流计电阻是R2的两倍，为180Ω。闭合S2后，R2与Rg的并联值R并Ig，而此时G的示数为满偏电流的三分之一，所以IR2大于三分之二满偏电流，所以2R2<，即Rg<；
（2）[2]由并联电路分流特点，得
Ω=20Ω
（3）[3]标准毫安表的示数为16.0mA时，改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度，故改装电流表的量程为32mA；
（4）[4]把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值

当量程为32mA时，则有

当量程为30mA时，则有

联立解得

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)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由
①
可得：
②
(2)分析可知，带电粒子运动过程如图所示，

由粒子在磁场中运动的周期
③
可知粒子第一次在磁场中运动的时间：
④
⑤
粒子在电场中的加速度
⑥
粒子在电场中减速到0的时间：
⑦
由对称性，可知运动的总时间：
⑧
即 ⑨
(3)由题意分析可知，当粒子沿着y轴两侧30°角射入时，将会沿着水平方向射出磁场区域，之后垂直虚线MN分别从P' 、Q'射入电场区，做类平抛运动，最终到达x轴的位置分别为最远位置P和最近位置Q． ⑩

由几何关系P'到x轴的距离
， （11）

最远位置P坐标为
(12)
Q'到x轴的距离
(13)

最近位置Q坐标为
(14)
所以，坐标之差为
(15)
解得：
(16)
14、①②30J
【解析】
试题分析：（1）对活塞进行受力分析：得：
设活塞上升到卡球处时气体温度为，初状态体积，温度为，末状态体积为，则：③
解得：
气体还将进行等容不得升温，初状态压强为，温度为T，末状态压强为，温度为，则：⑤
解得：
（2）该封闭气体仅在等压膨胀过程中对外做功，则：
考点：考查了理想气体状态方程
【名师点睛】先写出已知条件，对活塞进行受力分析，根据理想气体状态方程求压强；活塞克服重力和外面的大气压做功，利用功的计算公式即可求解，注意应用公式时，温度为热力学温度．
15、 (i) (ii)
【解析】
试题分析：（i）对活塞受力分析，得出A中原有气体末态的压强，分析A中原有气体变化前后的状态参量，由玻意耳定律得A末态的体积，同理对B中原来气体进行分析，由由玻意耳定律得B末态的体积，气体密度不变，质量与体积成正比，则质量之比即体积之比；（2）加热后对B中的气体进行分析，发生等压变化，由盖吕萨克定律即可求解．
（i）当活塞C打开时，A、B成为一个整体，气体的压强
对A中原有气体，当压强增大到时，其体积被压缩为
由玻意耳定律得：
解得：
B中气体进入气缸A中所占体积为
对原来B中气体，由玻意耳定律得：
解得：
B中剩余气体与原有气体的质量比为
（ii）对气缸加热，阀门C关闭，此时被封闭在B中的气体温度为，体积为
D活塞回到初始位置，气体体积变为，设最终温度为
由盖吕萨克定律得：
解得：
【点睛】解题的关键就是对A、B中气体在不同时刻的状态参量分析，并且知道气体发生什么变化，根据相应的气体实验定律分析求解．