内蒙古包头市2023届高三下学期”领军考试“物理试题

这是一份内蒙古包头市2023届高三下学期”领军考试“物理试题，共16页。
内蒙古包头市第一中学2023届高三下学期”领军考试“物理试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布，使其他星球在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上并指向箭头方向．则描述该引力场的引力场线分布图是(　　)
A． B．
C． D．
2、如图所示，总阻值为R的正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐。若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90°，下列说法正确的是（　　）

A．第一次操作过程中线框产生的感应电流方向沿逆时针方向
B．两次操作过程中经过线框横截面的电量之比为2∶1
C．若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，则v1：v2=π：2
D．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则v1：v2=2：π
3、如图所示，两个质量均为m的小球A、B套在半径为R的圆环上，圆环可绕竖直方向的直径旋转，两小球随圆环一起转动且相对圆环静止。已知OA与竖直方向的夹角θ=53°，OA与OB垂直，小球B与圆环间恰好没有摩擦力，重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。下列说法正确的是（　　）

A．圆环旋转角速度的大小为
B．圆环旋转角速度的大小为
C．小球A与圆环间摩擦力的大小为
D．小球A与圆环间摩擦力的大小为
4、我国的航天技术处于世界先进行列，如图所示是卫星发射过程中的两个环节，即卫星先经历了椭圆轨道I，再在A点从椭圆轨道I进入圆形轨道Ⅱ，下列说法中错误的是（　　）

A．在轨道I上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道I上经过A的动能小于在轨道Ⅱ上经过A的动能
C．在轨道I上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期
D．在轨道I上经过A的加速度小于在轨道Ⅱ上经过A的加速度
5、如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H是圆O上的8个点，图中虚线均过圆心O点，B和H关于直径AE对称，且∠HOB = 90°，AE⊥CG，M、N关于O点对称．现在M、N两点放置等量异种点电荷，则下列各点中电势和电场强度均相同的是( )

A．B点和H点 B．B点和F点
C．H点和D点 D．C点和G点
6、在地球同步轨道卫星轨道平面内运行的低轨道卫星，其轨道半径为同步卫星半径的，则该低轨道卫星运行周期为（　　）
A．1h B．3h C．6h D．12h
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、如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为，电表均为理想电表，为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，为定值电阻，若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交变电流。下列说法中正确的是（ ）

A．输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为
B．时，该发电机的线圈平面位于中性面
C．温度升高时，电流表的示数变大，电压表示数变小，变压器的输入功率变大
D．温度升高时，电流表的示数变大，电压表示数变大，变压器的输入功率变大
8、把光电管接成如图所示的电路，用以研究光电效应。用一定频率的可见光照射光电管的阴极，电流表中有电流通过，则（　　）

A．用紫外线照射，电流表中一定有电流通过
B．用红外线照射，电流表中一定无电流通过
C．保持照射光不变，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，电流表示数可能不变
D．将电路中电池的正负极反转连接，电流表中一定没有电流通过
9、如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是　　

A．M带负电荷，N带正电荷
B．M在b点的动能小于它在a点的动能
C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
10、2019年3月10日0时28分，“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“中星6C”卫星送入太空．“中星”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务，服务寿命15年．已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为T，关于该卫星的发射和运行，下列说法正确的是

A．该卫星发射升空过程中，可能处于超重状态
B．该卫星可能处于北京上空
C．该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
D．该卫星运行轨道距离地面的高度为
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）如图甲所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

（1）为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动.
（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带. 纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G. 实验时小车所受拉力为0. 2N，小车的质量为0. 2kg. 请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化，补填表中空格_______，_______（结果保留至小数点后第四位）.

O—B
O—C
O—D
O—E
O—F
W/J
0. 0432
0. 0572
0. 0734
0. 0915


0. 0430
0. 0570
0. 0734
0. 0907

通过分析上述数据你得出的结论是：在实验误差允许的范围内，与理论推导结果一致.
（3）实验中是否要求托盘与砝码总质量m远小于小车质量M？________（填“是”或“否”）；
（4）实验前已测得托盘的质量为，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg（g取，结果保留至小数点后第三位）.
12．（12分）某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理．

（1）有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器 B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．
（3）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用 ΔEk= 算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应_________（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．
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）学校组织趣味运动会，某科技小组为大家提供了一个寓教于乐的游戏.如图所示，磁性小球在铁质圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔性一样，小球旋转一周后在C点脱离轨道，投入左边内轨的某点上，已知竖直圆弧轨道由半径为2R的左半圆轨道AB和半径为R的右半圆轨道BC无缝对接，A、B点处于竖直线上，可看成质点、质量为m的小球沿轨道外侧做圆周运动，已知小球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小恒为F，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
(1)若小球在A点的速度为，求小球在该点对轨道的弹力；
(2)若磁性引力F可调整，要使小球能完成完整的圆周运动，求的最小值；
(3)若小球从最高点开始沿轨道外侧运动，最后从C点抛出落到左侧圆轨道上（球脱离轨道后与轨道的引力消失），问小球能否落在与右边小圆圆心等高处？如果不能，求出小球的落点与O点的最短竖直距离。

14．（16分）如图所示，半径均为的光滑圆弧轨道与在点平滑连接，固定在竖直面内，端与固定水平直杆平滑连接，两段圆弧所对的圆心角均为60°，一个质量为的圆环套在直杆上，静止在点，间的距离为，圆环与水平直杆间的动摩擦因数，现给圆环施加一个水平向右的恒定拉力，使圆环向右运动，圆环运动到点时撤去拉力，结果圆环到达点时与圆弧轨道间的作用力恰好为零，重力加速度，求：
(1)拉力的大小；
(2)若不给圆环施加拉力，而是在点给圆环一个初速度，结果圆环从点滑出后，下落高度时的位置离点距离也为，初速度应是多大。

15．（12分）如图所示，有一竖直放置的绝热密闭气缸上端开口。气缸中有一绝热活塞，活塞质量为，面积为，厚度可以忽略。不计活塞与气缸之间的摩擦，开始时刻活塞处于静止状态并距离气缸底部高度为，距离上端口为。活塞下方有一定质量的理想气体，初始时刻温度为。已知大气压强为，重力加速度为。求：
(1)在活塞上放一重物时（图中未画出，重物与气缸壁不接触）活塞和重物下降至距离气缸底部处静止不动，此时气缸内气体温度为，则此重物的质量为多少？
(2)在(1)中状态后，用气缸内部的电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热直至活塞恰好与管口持平，则此时气缸内气体的温度是多少？




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】
根据题意，其他星球受到中心天体的引力指向中心天体，所以引力场线应该终止于中心天体，故AD错误；其他星球在该引力场中每一点的场力应该等于两星球单独存在时场力的矢量和，所以除了两星球连线上其他各处的合力并不指向这两个星球，所以引力场线应该是曲线，故C错误，B正确。
故选B。
2、D
【解析】
A．由右手定则可知，第一次操作过程中感应电流的方向为顺时针方向，选项A错误；
B．由公式可知两次操作过程中经过线框横截面的电量相同，选项B错误；
C．设线框的边长为L，若两次操作过程中线框产生的焦耳热相等，第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出


第二次以线速度v2让线框转过90°


Q1=Q2
所以

选项C错误；
D．若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出

第二次以线速度v2让线框转过90°


得

D选项正确。
故选D。
3、D
【解析】
AB．小球B与圆环间恰好没有摩擦力，由支持力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：

所以解得圆环旋转角速度的大小

故选项A、B错误；
CD．对小球A进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得：在水平方向上

竖直方向上

解得

所以选项C错误、D正确。

故选D.
4、D
【解析】
A．在轨道I上运动过程中，从B到A，万有引力做负功，所以在轨道I上经过A的速度小于经过B的速度，故A不符题意；
B．要实现从轨道I变轨到轨道II，要在轨道I的A点加速，才能变轨到轨道II，所以在轨道I上经过A的速度小于在轨道II上经过A的速度，即在轨道I上经过A的动能小于在轨道II上经过A的动能，故B不符题意；
C．根据

可知半长轴越大，周期越大，故在轨道I上运动的周期小于在轨道II上运动的周期，故C不符题意；
D．根据

可得

由于在轨道I上经过A点时的轨道半径等于轨道II上经过A的轨道半径，所以两者在A点的加速度相等，故D符合题意。
本题选错误的，故选D。
5、D
【解析】
等量异种点电荷的电场线分布情况如图所示，电场线的切线代表电场的方向，疏密程度代表场强的大小，可知电势和电场强度相同的点为C点和G点，选项D正确，ABC错误．

点睛：解决本题的关键知道等量异种电荷之间的电场线和等势面分布，分析要抓住对称性，以及电场线的切线代表电场的方向，疏密程度代表场强的大小来进行判断即可．
6、B
【解析】
根据开普勒第三定律

解得

故选B。

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、BC
【解析】
A．由交变电流的图像可读出电压的最大值为，周期为0.02s，则角速度为

所以输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为

故A错误；
B．当时，电压的瞬时值为0，所以该发电机的线圈平面位于中性面，故B正确；
CD．温度升高时，其阻值变小，副线圈中的电流变大则原线圈中电流也变大，由

可知变压器的输入功率变大，电压表读数

减小，故C正确，D错误。
故选BC。
8、AC
【解析】
A．紫外线的频率高于可见光，照射时能发生光电效应，电流表中一定有电流通过。所以A正确；
B．红外线的频率低于可见光，其光子能量更小。红外线的频率有可能大于阴极的截止频率，则可能发生光电效应，电流表中可能有电流通过。所以B错误；
C．当滑片向端滑动时，光电管两端电压增大，其阳极吸收光电子的能力增强。但若在滑动前电流已经达到饱和光电流，则增大电压光电流也不会增大。所以C正确；
D．将电路中电池的正负极反接，光电子处在反向电压下，若光电子的动能足够大，电流表中可能有电流通过。所以D错误。
故选AC。
9、ABC
【解析】
试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．
D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC
考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．
10、AD
【解析】
该卫星发射升空过程中，一定是先加速运动，处于超重状态，故 A正确；该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星，一定处于赤道上空，不可能处于北京上空，故 B错误；环绕地球运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，故 C错误；由、 可得，故 D正确．故选AD

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、匀速直线 0.1120 0.1105 是 0.015
【解析】
（1）[1]．平衡摩擦力时，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动．
（2）[2][3]．从O到F，拉力做功为：
W=Fx=0.2×0.5575J=0.1120J．
F点的瞬时速度为：

则动能的增加量为：

（3）[4]．实验中是要使托盘与砝码的重力等于小车的拉力，必须要使得托盘与砝码总质量m远小于小车质量M；
（4）[5]．砝码盘和砝码整体受重力和拉力，从O到F过程运用动能定理，有：

代入数据解得：
m=0.015kg．
12、B 乙 远大于
【解析】
(1)[1]电磁打点计时器是通过机械振动打点的，而电火花打点计时器是通过电火花来打点，用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小。故A不符合题意，B符合题意。
(2)[2]同学乙的做法正确。只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力与沙子和盘的重力大小相等，才能够消除摩擦力的影响。对于甲同学，小车开始运动时，沙子和盘的重力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力。
(3)[3]对于砝码、砝码盘和沙子，根据牛顿第二定律：mg-F=ma，只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时，绳子的拉力 F 才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力 mg。

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）F，方向竖直向下；（2）；（3）不能，
【解析】
（1）设在A点轨道对小球向上的弹力大小为FN，由牛顿第二定律得

代入数据得
FN=F
由牛顿第三定律得，小球在A点对轨道的弹力大小为F，方向竖直向下
（2）要使小球能完成完整的运动，只需在B点不脱轨即可。当vA=0时，到达B处速度最小，由动能定理得

当小球处于半径为R的轨道最低点B时，小球更容易脱落，则

所以

当FN=0时，磁性引力最小，故

（3）小球能沿轨道运动到C点，设vA=0，则从A到C的过程中有

得

若小球落到与右边小圆圆心等高处，设从C点以速度v0平拋，则竖直方向有

水平方向有

得水平速度

因为，故小球不可能落在与右边小圆圆心等高处，当时，落点与O点的竖直距离最近
水平方向有

竖直方向有

且

解得

故

小球的落点与O点的竖直距离最小为

14、 (1)；(2)
【解析】
(1)圆环到点时对轨道的压力恰好为零，设到点的速度大小为，则

可得

根据动能定理

求得拉力的大小

(2)圆环从点抛出后，下落高度时的位置离点水平距离为，设在点的速度为，则


求得

从到根据动能定理有

求得

15、 (1)；(2)
【解析】
（1）开始时刻活塞静止
，
设重物质量为，当活塞和重物下降至距离气缸底部时
，
，，，由理想气体状态方程可得
，
联立解得：
；
（2）气缸和活塞都绝热，气缸内的理想气体缓慢加热，故气缸内的气体压强不变，由盖一吕萨克定律可得
，
，，解得：
。