吉林省吉林市普通中学2022-2023学年高三下学期第二次调研测试物理试题(含答案)

这是一份吉林省吉林市普通中学2022-2023学年高三下学期第二次调研测试物理试题(含答案)，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、下列关于直线运动的甲、乙、丙、丁四个图象的说法中，正确的是( )
A.甲图中 QUOTE 物体的加速度大小为 QUOTE
B.乙图中所描述的物体在 QUOTE 时段通过的位移为 QUOTE
C.丙图中所描述的物体在 QUOTE 时段速度的变化量为 QUOTE
D.若丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动，则该物体的加速度为 QUOTE
2、如图所示，半径可以改变的光滑半圆形轨道竖直固定放置，小球自轨道端点P由静止开始滑下，经过最低点Q。若轨道半径越大，则( )
A.小球经过最低点Q时的速率保持不变
B.小球经过最低点Q时的向心加速度保持不变
C.小球经过最低点Q时受到轨道的支持力越大
D.小球经过最低点Q时重力的瞬时功率越大
3、某架飞机在进行航空测量时，需要严格按照从南到北的航线进行飞行。如果在无风时飞机相对地面的速度是414km/h，飞行过程中航路上有速度为54km/h的持续东风。则( )
A.飞机的飞行方向为北偏西为θ角度，且
B.飞机的飞行方向为北偏东为θ角度，且
C.飞机实际的飞行速度为
D.飞机实际的飞行速度为
4、如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的电场强度
B.小球做圆周运动过程中动能的最小值为
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
5、一质量为2kg的物体静止于粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示。外力F对物体所做的功、物体克服摩擦力做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取。下列分析正确的是( )
A.物体运动的总位移为13.5m
B.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
C.物体在前3m运动过程中的加速度为
D.时，物体的速度为
6、北京时间2019年4月10日晚21点，人类史上首张黑洞照片面世。黑洞的概念是：如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面—事件视界面，一旦进入界面，即使光也无法逃脱，黑洞的第二宇宙速度大于光速。把上述天体周围事件视界面看作球面，球面的半径称为史瓦西半径。已知地球的半径约为6400km，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，天体的第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，光速为。假设地球保持质量不变收缩成黑洞，则地球黑洞的史瓦西半径最接近于( )
A.1mmB.1cmC.1mD.1km
7、北京高能物理研究所的正、负粒子对撞机是世界八大高能加速器中心之一，是中国第一台高能加速器，其结构如图所示，正、负粒子由静止开始经过电压为U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B，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，然后在碰撞区内迎面相撞，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.磁感应强度B一定时，比荷相同的粒子，电荷量大的粒子进入磁场时动能大
C.加速电压U一定时，粒子的比荷越大，磁感应强度B越大
D.对于给定的正、负粒子，粒子从静止到碰撞运动的时间变短，可能是由于U不变、B变大引起的
二、多选题
8、如图甲所示，一辆重型自卸车静止在水平面上，当利用自身液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度时，车厢上的石块就会自动滑下，当自卸车厢的倾角时，石块恰能沿车厢底面匀速下滑，其示意图如图乙示，下列说法正确的是( )
A.石块与车厢底面之间的动摩擦因数
B.时，石块对车厢的摩擦力沿斜面向下，车辆不受地面的静摩擦力
C.θ由0增加到30°的过程中，车辆对地面的摩擦力逐渐增大，方向水平向右
D.时，石块将加速下滑，地面对车辆的支持力小于自卸车和石块的重力
9、在正方形的四个顶点上分别固定有带电量绝对值均为Q的点电荷，其带电性如图所示。正方形的对角线交点为O，在两条对角线上分别取点A、B、C、D且。不计电子重力。则( )
A.C、D两点的电场强度不相同，A、B两点的电场强度不相同
B.C、D两点电势相等，A、B两点电势相等
C.电子从C点沿直线运动到D点，电势能先增加后减小
D.电子从O点沿直线运动到B点，电势能先增加后减小
10、一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型，以水平速度从O点抛出小球，小球正好落入倾角为θ的斜面上的洞中，洞口处于斜面上的P点，O、P的连线正好与斜面垂直；当以水平速度从O点抛出小球时，小球正好与斜面在Q点垂直相碰。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.小球落在P点的时间是
B.Q点在P点的下方
C.
D.小球落在P点所用的时间与落在Q点所用的时间之比是
11、如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是( )
A.棒产生的电动势为B.微粒的电荷量与质量之比为
C.电阻消耗的电功率为D.电容器所带的电荷量为
12、如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则( )
A.刚开始运动时产生的感应电流方向为
B.导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C.导体棒产生的焦耳热为
D.通过导体棒的电荷量为
三、实验题
13、某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示。框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和。小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组和的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。
（1）当地的重力加速度为________（用k表示）。
（2）若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为________（用题中物理量的字母表示）。
（3）关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差________。
A.尽量靠近刻度尺零刻度线
B.尽量靠近光电门2
C.既不能太靠近刻度尺零刻度线，也不能太靠近光电门2
14、有一小量程电流表G（表头），满偏电流为200μA，内阻约为1000Ω，要精确测出其内阻，提供的器材有：
A.电流表A（量程为1mA，内阻）
B.滑动变阻器R（阻值范围为）
C.定值电阻（阻值）
D.定值电阻（阻值）
E.电源E（电动势约为4.5V，内阻很小）
F.单刀单掷开关S一个，导线若干
（1）请将上述器材全部用上，设计出合理的、便于调节、便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的。请将设计的电路图画在图中实线方框中。
（2）将G改装成两量程电流表。现有两种备选电路，示于图甲和图乙。图_____为合理电路，另一电路不合理的理由是________。
四、计算题
15、2019年7月26日，随着长征二号丙运载火箭在西昌发射中心顺利升空，中国也首次成功验证了火箭第一级落点的精确控制技术，成为全球继美国之后，第二个掌握该技术的国家，长征二号丙火箭第一级残骸在贵州黔南布依族苗族自治州被顺利找到，落点在设定的落区范围内，这是中国航天在落点可控、精准回收领域取得的重大突破。其一级火箭的回收过程可以简化为：一级火箭关闭推进器，脱离主体后继续上升至离地面3225m的高空，然后开始无初速下落，下落至离地面3100m的高度处，此时一级火箭立即打开助推器开始匀速下降，持续50s后增大助推器的推力进而匀减速下降，成功落地时速度大小为2m/s，，（忽略高度对重力加速度的影响，不计空气阻力）求：
（1）一级火箭从无初速开始下落至3100m高度处所需要的时间；
（2）一级火箭匀速下落的高度是多少？
（3）一级火箭最后匀减速下落的时间是多少？（计算结果保留一位小数）
16、如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B（大小可调节）.现有比荷为的带正电粒子从x轴上的A点以一定初速度垂直x轴射入电场，且以，方向与y轴正向成60°的速度经过P点进入磁场，，，不计重力。求：
（1）粒子在A点进入电场的初速度为多少；
（2）要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围；
（3）当磁感应强度为某值时，粒子经过磁场后，刚好可以回到A点，求此磁感应强度。
17、电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，图为其简化的原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量。每个矩形线圈abcd匝数匝，电阻值，ab边长，bc边长，该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场中。求：
（1）刚进入磁场时减震器的加速度大小；
（2）第二个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度大小；
（3）若减震器的初速度，则滑动杆上需安装多少个线圈才能使其完全停下来？求第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比k？不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。
参考答案
1、答案：C
解析：根据变形得，可知甲图象的斜率，则甲图中物体的加速度大小为，故A错误；乙图中所描述的物体在时段通过的位移为，故B错误；图象与t轴所围的面积表示速度的变化量，丙图所描述物体在时段速度变化量为，故C正确；根据变形可得，所以图象的斜率，则该物体的加速度为，故D错误。
2、答案：B
解析：A.小球从P到Q的过程，据机械能守恒定律可得
解得
故半径越大，小球经过最低点Q时的速率越大，A错误；
B.小球经过最低点Q时的向心加速度可表示为
小球经过最低点Q时的向心加速度与半径无关，保持不变，B正确；
C.在最低点Q由牛顿第二定律可得
解得
故小球经过最低点Q时受到轨道的支持力不变，C错误；
D.小球经过最低点Q时重力的瞬时功率为
D错误。
故选B。
3、答案：B
解析：AB.飞机的飞行方向为北偏东为角度，且
选项A错误，B正确；
CD.飞机实际的飞行速度为
选项CD错误。
故选B。
4、答案：B
解析：A.小球静止时细线与竖直方向成θ角，对小球进行受力分析，如图所示
由平衡关系可知
解得
故A错误；
B.小球静止时细线与竖直方向成θ角，则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点
A点时小球的速度最小，动能最小，由牛顿第二定律可知
动能
联立解得
故B正确；
C.由机械能守恒定律可知，机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，此处即电场力做的功。由题意可知，当小球运动到最左边与O点等高时，电场力做负功最多，机械能最小，故C错误；
D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功后做负功再做正功，所以电势能先减小后增大再减小，故D错误。
故选B。
5、答案：A
解析：AB.根据图乙
代入数据得
则
所以物体运动得总位移
A正确，B错误；
C.物体在前3m运动过程中
则加速度
C错误；
D.根据动能定理
代入数据解得时，物体的速度
D错误。
故选A。
6、答案：B
解析：对近地卫星可知地球的第一宇宙速度
得
由题可知，地球变成黑洞后，光无法逃脱黑洞的第二宇宙速度，即黑洞的第二宇宙速度大于光速，转换成临界条件如下
通过临界条件的变形可知地球形成黑洞的最大半径
由于题目中未给出地球质量G，所以用黄金代换式
所以有：
代入数据解得
即最接近1cm。
故选B。
7、答案：B
解析：A.根据动能定理得
根据牛顿第二定律得
解得
根据上式，正、负粒子的比荷一定相同，A错误；
B.根据
解得
磁感应强度B一定时，比荷相同的粒子，电荷量大的粒子进入磁场时动能大，B正确；
C.根据
解得
加速电压U一定时，粒子的比荷越大，磁感应强度B越小，C错误；
D.对于给定的正、负粒子，粒子从静止到碰撞运动的时间变短，一定是速度v变大引起的，根据
解得
速度v变大，可能是由于B不变、U变大引起的，D错误。
故选B。
8、答案：BD
解析：A.由题意可得
解得石块与车厢底面之间的动摩擦因数
选项A错误；
B.时，车厢对石块的摩擦力沿斜面向上，石块对车厢的摩擦力沿斜面向下；对车厢和石块的整体，水平方向受力为零，则车辆不受地面的静摩擦力，选项B正确；
C.θ由0增加到30°的过程中，石块相对车厢静止，对车辆和石块的整体水平方向受合力为零，则车辆所受地面的摩擦力为零，车辆对地面的摩擦力为零，选项C错误；
D.时，此时
石块将加速下滑，石块有竖直向下的加速度分量，石块处于失重状态，可知地面对车辆的支持力小于自卸车和石块的重力，选项D正确。
故选BD。
9、答案：AC
解析：A.水平方向的两个电荷在C点的场强由C指向O，在D点的场强由D指向O，且大小相等；竖直方向的两个点电荷在CD两点的场强均竖直向下且大小相等，可知C、D两点的电场强度大小相同，但是方向不相同；水平方向的两个电荷在A点的场强竖直向上，在B点的场强竖直向下；竖直方向的两个点电荷在AB两点的场强均竖直向下，可知C、D两点的电场强度大小一定不相同，选项A正确；
B.水平方向的两个电荷在CD两点的电势相等，竖直方向的两个电荷在CD两点的电势也相等，则C、D两点电势相等；水平方向的两个电荷在AB两点的电势相等，竖直方向的两个电荷在A点的电势高于B点，可知A、B两点电势不相等，选项B错误；
C.电子从C点沿直线运动到D点，竖直方向的两个电荷对电子不做功，水平方向的两个电荷对电子先做负功后做正功，则电子的电势能先增加后减小，选项C正确；
D.电子从O点沿直线运动到B点，水平方向的两个电荷对电子做负功，竖直方向的两个电荷对电子也做负功，则电子的电势能增加，选项D错误。
故选AC。
10、答案：AD
解析：A.以水平速度从O点抛出小球，正好落入倾角为θ的斜面上的洞中，此时位移垂直于斜面，由几何关系可知
所以
A正确；
BC.当以水平速度从O点抛出小球，小球正好与斜面在Q点垂直相碰，此时速度与斜面垂直，根据几何关系可知
即
故OQ连线与竖直方向的夹角满足
而OP连线与竖直方向夹角为θ，所以，故Q点在P点的上方。由可知，，又因为水平位移，由可知，，故B、C错误；
D.落在P点的时间与落在Q点的时间之比是
D正确。
故选AD。
11、答案：AB
解析：A.棒绕端点转动产生的电动势为
故A正确；
B.电容器并联在外电阻R两端，则电容器两端的电压为
根据平衡条件
所以微粒的电荷量与质量之比为
故B正确；
C.电阻消耗的电功率为
故C错误；
D.电容器所带的电荷量
故D错误。
故选AB。
12、答案：BCD
解析：A.金属框开始获得向右的初速度，根据楞次定律可知回路磁通量增大，原磁场垂直纸面向里，所以感应电流磁场垂直向外，再根据安培定则可知感应电流方向为，最后当二者速度相等时，回路中没有感应电流，故A错误；
B.以金属框和导体棒整体为研究对象，由于整体水平方向不受力，所以整体水平方向动量守恒，最后二者速度达到相等，取初速度方向为正，根据动量守恒定律可得
可得
故B正确；
C.由能量守恒可知，导体棒产生的焦耳热
故C正确。
D.对导体棒，根据动量定理可得
其中
可得通过导体棒的电荷量为
故D正确。
故选BCD。
13、答案：（1）（2）（3）C
解析：（1）以0刻度线为零势能面，小铁块从光电门1运动到光电门2的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得
整理得
所以图象的斜率
解得
（2）小铁块经过光电门1时的机械能等于小铁块经过光电门1时的动能加上势能，若选择刻度尺零刻度线所在高度为零势能面，则有
（3）用电磁铁释放小球的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一时间，铁球与电磁铁铁心可能有一些剩磁，都会使经过光电门1的时间较实际值大，引起误差，并适当增大两光电门A、B间的距离，使位移测量的相对误差减小，故C正确。
故选C。
14、答案：（1）（2）甲；图乙电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏
解析：（1）精确测量电阻，需要测量多组数据，因此，采用分压电路；电流表A的量程太小，须串联一定值电阻，当作保护电阻，电路图如图
（2）图甲为合理电路，图乙不合理的理由是电路在通电状态下，更换量程会造成两分流电阻都未并联在表头两端，以致流过表头的电流超过其满偏电流而损坏。
15、答案：（1）5s（2）2500m（3）23.1s
解析：（1）由自由落体规律可得
得
（2）火箭匀速下落的速度为，则，匀速下落的高度，由以上二式可得
（3）最后阶段火箭匀减速下落的高度为，则
运动的平均速度为
最后匀减速下落的时间
由以上几式可得
16、答案：（1）（2）（3）0.16T
解析：（1）粒子在电场中只受水平向左的电场力作用，故粒子做类平抛运动，那么竖直方向做匀速运动，故有：
；
（2）粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有：
所以轨道半径
；
要使粒子不从CD边界射出，
根据几何关系可得：
所以，
；
所以磁感应强度：
；
（3）粒子离开磁场运动到A的过程做匀速直线运动，故粒子运动轨迹如图所示，
根据粒子在磁场中做匀速圆周运动可得：粒子出磁场时速度与y轴正方向夹角为60°；
设出磁场处为Q点，则由几何关系，
所以
所以轨道半径
；
根据洛伦兹力做向心力可得：
所以
17、答案：（1）（2）0.2m/s（3）96
解析：（1）减震器受到的安培力为
刚进入磁场减速瞬间减震器的加速度为
（2）设向右为正方向，对减震器进行分析，由动量定理可得
解得
（3）由上述小题得，每一个线圈进入磁场的过程中，减震器速度减小量
线圈的个数为
个
则需要13个线圈，只有进入磁场的线圈产生热量，线圈产生的热量等于动能的减少量。
第一个线圈恰好完全进入磁场时
最后一个线圈刚进入磁场时
因此