2023-2024学年重庆市重点中学高三上学期12月适应性月考卷（四）物理试题（含答案）

这是一份2023-2024学年重庆市重点中学高三上学期12月适应性月考卷（四）物理试题（含答案），共10页。
注意事项：
1. 答题前、考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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。在试题卷上作答无效。
3. 考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，我国载人航天工程发射任务实现30战30捷。如图1所示，下列关于火箭在竖直方向加速起飞过程的分析，正确的是（ ）
图1
A. 一级火箭的燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动
B. 火箭加速上升时，火箭里面的航天员对座椅的压力小于自身重力
C. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
D. 火箭喷出的气流对火箭的作用力大于火箭对喷出的气流的作用力
2. 超级电容器是一种先进的储能技术，具有高功率密度、快速充放电、长寿命等特点，被广泛应用于电动汽车、可再生能源等领域。用如图2所示的电路对超级电容器进行充电。在充电过程中，超级电容器两端的电压U与其所带电荷量Q之间的关系是（ ）
图2
A. B. C. D.
3. 如图3所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ）
图3
A. 汽车在ab与cd段的输出功率相等B. 汽车在bc段的输出功率最大
C. 在bc段汽车的输出功率逐渐减小D. 在ab段汽车的输出功率不变
4. A、B两物体质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图4所示。物体的加速度为a，位移为x，摩擦力为f，摩擦力做功为，则在此过程中（ ）
图4
A. B. C. D.
5. 碱土金属氧化物MgO是极好的单晶基片，被广泛应用于制作铁电薄膜、磁学薄膜、光电薄膜和高温超导薄膜等。如图5所示，MgO晶体结构中相邻的四个离子处在正方形的四个顶点，O点为正方形中心，A、B为两边中点，取无穷远处电势为零，关于这四个离子形成的电场，下列说法正确的是（ ）
图5
A. O点电势为零B. O点电场强度不为零
C. A、B两点电场强度相同D. 将电子从A点移动到B点，电场力做负功
6. 如图6所示，倾角为、质量为M的斜面体A置于水平面上，在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B，斜面体受到水平向右的外力F，系统始终处于静止状态。已知斜面体与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
图6
A. 球B受到斜面体的弹力大小为
B. 球B受到墙面的弹力大小mg
C. 为了使系统处于静止状态，水平向右的外力F最大为
D. 为了使系统处于静止状态，水平向右的外力F可能为
7. 有一圆柱形枯井，过其中心轴OA的剖面图如图7所示，竖直井壁MN、PQ间距为L。从离井底高度一定的O点垂直井壁以初速度水平抛出一个小球，小球与井壁上B点、C点各发生一次碰撞后恰好落在井底的A点。每次碰撞，水平分速度大小不变，方向相反，竖直分速度不变。所有摩擦和阻力均不计。小球在OB段、BC段和CA段飞行过程中，下列说法正确的是（ ）
图7
A. 小球在OB段、BC段和CA段动量变化量的比值为
B. 小球在OB段、BC段和CA段动能变化量的比值为
C. 仅将间距L增大为原来的2倍仍在O点将小球水平抛出，则小球与井壁碰撞2次后落在A点
D. 仅将初速度增大为原来的2倍仍在O点将小球水平抛出，则小球与井壁碰撞4次后落在A点
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图8所示，一个总电阻为2R的均匀导电圆环，其半径OM长为。导电圆环内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一长为L总电阻为的均匀细金属棒置于圆环上。金属棒绕M点沿顺时针方向匀速转动，角速度为，在转动过程中金属棒与圆环始终保持良好接触。当金属棒转到MN位置时（ ）
图8
A. M点电势低于N点电势B. 金属棒中电流的方向是从N到M
C. 金属棒产生的感应电动势大小为D. 金属棒中的电流的大小为
9. 某种角速度测量计结构如图9所示，电路装置置于水平转台上，可与元件A一起绕固定轴同步转动。当整个系统绕轴转动时，元件A发生位移并通过滑动变阻器输出电压U，电压传感器（传感器内阻无限大）接收相应的电压信号。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为L，电源的电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长为，电阻分布均匀，系统静止时P在变阻器的最左端B点，弹簧始终在弹性限度以内，所有摩擦和阻力均不计，当系统以角速度转动时且滑片P在BC间，则下列说法正确的是（ ）
图9
A. 角速度越大电源的输出功率越大B. 角速度越大输出电压U越大
C. 弹簧的伸长量为D. 输出电压U与的函数式为
10. 如图10所示的xOy坐标系中，y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，y轴右侧的匀强磁场垂直纸面方向未知，一带电的粒子由y轴上处沿与y轴正方向成角的方向以速度v射入磁场，已知粒子的质量为m，带电量为＋q，粒子在y轴右侧的轨道半径为L，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
图10
A. 若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，则粒子过O点
B. 若y轴右侧的磁场垂直纸面向里，则粒子从射入到第一次运动至y轴时轨迹长为
C. 若y轴右侧的磁场垂直纸面向外且y轴左侧磁感应强度大小为，则粒子过O点
D. 若y轴右侧的磁场垂直纸面向外，则粒子从射入到运动至O点的时间可能为
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11.（6分）为验证动量守恒定律，某同学选取两个材质相同的立方体滑块A、B进行下述实验操作：
步骤1：在A、B的相撞面分别装上撞针和橡皮泥，使二者相撞后立刻成为一个整体。
步骤2：安装好实验装置如图11所示，铝制轨道槽的左端是固定在水平面上的斜槽，右端是长直水平槽，在轨道侧面与水平轨道等高且适当远处装一台频闪照相机。
步骤3：让滑块B静置于水平槽上某处，滑块A从斜槽某处静止释放，同时开始频闪拍摄，直到AB停止运动，得到一组滑块A运动的频闪照片。
步骤4：更改滑块质量和释放位置，重复步骤1，2，3获得多组频闪照片。
图11
（1）为验证碰撞前后动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是______。
A. 加装撞针后滑块A质量、加装橡皮泥后滑块B质量
B. 照片尺寸和实际尺寸的比例
C. 频闪照片中滑块相邻位置之间的距离
（2）某一组频闪照片如图12所示，滑块A与B发生碰撞的位置是：______。
图12
A. 在、之间B. 处C. 处D. 在、之间
（3）经多次验证碰撞前后系统动量守恒，试估算（2）中这组频闪照片对应的两滑块质量关系______。
12.（10分）某学习小组练习使用多用电表，如图13甲所示为多用电表欧姆挡内部结构简图。
图13
（1）使用多用电表测定值电阻阻值，插孔A接______（选填：“红表笔”或“黑表笔”），将选择开关置于欧姆挡“”倍率，红黑表笔短接，调节R使指针指向表盘______（选填：“左侧0刻度线”或“右侧0刻度线”），进行欧姆调零。将待测电阻R接在红黑表笔之间，指针如图乙所示位置，则待测电阻R阻值为______。
（2）分别用欧姆挡“”倍率、“”倍率测某一型号晶体二极管的正向电阻，读数分别为、，该二极管的正向图如图14所示，已知欧姆表的电源电动势恒为1.5V，两次读数大小关系为______（选填：“大于”“小于”或“等于”）。
图14
13.（10分）如图15甲所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做半径为r的匀速圆周运动。太阳系内某探测器距离该恒星很远，可看作相对于恒星静止。由于P的遮挡，该探测器探测到Q的亮度随时间做如图乙所示的周期性变化（和已知），此周期与P的公转周期相同。已知引力常量为G，求：
图15
（1）P公转的周期；
（2）恒星Q的质量。
14.（13分）如图16所示，内壁光滑的细管道ABCD竖直放置，圆形轨道部分半径为R，左侧水平直管道A处放有弹射装置，质量为m的滑块甲可通过此装置获得初动能，平滑进入管道，管道右端出口D恰好与圆心O等高，右侧接光滑段、粗糙段交替排列的水平直轨道，每段长度均相同。在第一个粗糙段左侧位置P点放一质量m的滑块乙。两物块与各粗糙段间的动摩擦因数均为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，弹簧的弹性势能与其压缩量的平方成正比，当弹射器中的弹簧压缩量为d时、滑块甲恰好到达与圆心O等高处的C点。增大弹簧的压缩量至某值，滑块甲与滑块乙会在P处发生碰撞，且碰后粘在一起运动。两物块均可视为质点，空气阻力忽略不计。
图16
（1）当弹射器中的弹簧压缩量为d时，求滑块甲经过轨道最低点B点时对轨道的作用力；
（2）当弹簧压缩量为2d时，滑块甲、乙发生碰撞并粘在一起运动，求碰撞前后损失的机械能；
（3）若发射器中的弹簧压缩量为3d，光滑段和粗糙段长度均，求碰撞后甲滑块运动的总路程。
15.（18分）如图17所示，在xOy竖直平面内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，在的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小相等且未知。一质量为5m、电荷量为的带电微粒从y轴上P点发出，沿直线运动到x轴上Q点，PQ与y轴夹角为。带电微粒进入第一象限后，将区域内的匀强电场E变为沿y轴正方向。带电微粒第一次从右往左穿过y轴时，分裂成速度方向均垂直于y轴向左的带正电的微粒甲和乙，质量分别为m、4m，且甲、乙微粒的比荷相同，分裂后二者总动能是分裂前微粒动能的2倍。不考虑分裂后两微粒间库仑力的影响，已知重力加速度为g。
图17
（1）求电场强度E的大小；
（2）求分裂后乙微粒做圆周运动的半径；
（3）分裂后甲微粒速度方向偏转时，撤去磁场，经过一段时间后，再加上与原区域相同的磁场，此后两微粒的轨迹不相交，求撤去磁场的时间需满足的条件。
参考答案
1-10 CCDBADD AD BD ABD
11.（1）AC （2）B （3）
12.（1）表笔 右侧零刻度线 2200 （2）小于
13. 解：（1）由图可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为
则P的公转周期为
（2）由万有引力提供向心力可得 解得质量为
14. 解：（1）从C到B过程由能量守恒可得
在B点由牛顿第二定律可得 解得
由牛顿第三定律可知，对轨道压力，方向向下
（2）从A到D过程由能量守恒可得
由弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比，可知
碰撞过程由动量守恒可得 损失的机械能为
（3）弹性势能为 从A到D过程由能量守恒可得
碰撞过程满足动量守恒
在粗糙段运动的总位移
经过粗糙段的段数 运动总位移为
15.（1）由微粒从P到Q做直线运动可知，带电微粒在第四象限中受力平衡
有：①得：②
③得：④
（2）由带电微粒进入第一象限后做匀速圆周运动，可知重力与E产生的电场力平衡，则：
得：
由题意易知分裂前微粒的比荷与分裂后两个微粒的比荷均相等，若分裂后甲、乙微粒的速度分别为、，甲、乙微粒的半径分别为、，则：

解得：，或，（舍去）
，解得：
（3）由周期公式 易知甲、乙微粒圆周运动的周期相同，半径之比为：
二者的轨迹圆内切于分裂点，当撤去磁场后，二者同时开始向y轴正方向做匀速直线运动，再次加上原磁场后，二者又开始做圆周运动。所有O点均为轨迹圆圆心，所有D点均为匀速直线运动与圆周运动轨迹的切点，所有K点为圆轨道的切点。甲微粒在相同时间比乙微粒运动距离远，再次圆周运动时圆心为，此时甲乙微粒圆周运动轨迹相切于，甲微粒圆心从到的过程中，任意时刻微粒开始做圆周运动轨迹不相交，易知：
解得恢复原磁场，二者轨迹不相交的条件为：
若时恢复磁场，甲乙微粒的圆轨道外切，甲微粒此时的圆心为，如图乙所示，则：
解得恢复原磁场，二者轨迹不相交的条件为：
故撤去磁场的时间需满足或