2023-2024学年新疆生产建设兵团重点中学高三上学期第四次月考 物理试题（含答案）

这是一份2023-2024学年新疆生产建设兵团重点中学高三上学期第四次月考 物理试题（含答案），共10页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
(卷面分值：100分；考试时间：100分钟)
注意：本试卷在计算时，重力加速度取g=10m/s2
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1.将托在手掌上的石块竖直向上抛出，石块脱离手掌的瞬间，手掌的运动方向和加速度方向分别是
A.向上、向下 B.向下、向上 C.向上、向上 D.向下、向下
2．如图所示为玻尔理论的氢原子能级图，当一群处于激发态n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光中有两种频率的光能使某种金属发生光电效应。以下说法中正确的是
A．这群氢原子由n=3能级向低能级跃迁时能发出6种不同频率的光
B．用发出的波长最短的光照射该金属，产生光电子的最大初动能一定大于3.4eV
C．这种金属的逸出功可能为10eV
D．由n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光一定能够使该金属发生光电效应
3.已知电子的电荷量为1.6×10-19C，质量为0.91×10-30kg，质子质量为电子质量的1836倍。静电力常量k=9×109N·m2/C2，引力常量G=6.67×10−11N·m2/kg2。氢原子中，电子和质子间的库仑力和万有引力之比的量级为
A.1037 B.1039 C.1041 D.1043
4.如图，平行板电容器两极板间有一负电荷(电量很小)固定在P点。E表示两极板间的场强，EP表示负电荷在P点的电势能。若将负极板向上移动少许。则
A.Ep变小，E变小 B.Ep变大，E变小 C.Ep变小，E变大 D.Ep变大，E变大
5.如图是15kg的正棱台形金砖，a、b侧面与底面的夹角为78.5°。某大力士可用单手的食指和拇指按住金砖的a、b面，保持c面水平将其提起。已知手指与金砖之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力sin78.5°=0.98，cs78.5°=0.2。提起金砖，手指施加给金砖单侧的压力至少为
A．150N B．259N C．300N D．518N
6.如图，A、B两点固定等量同种点电荷。P点的电场强度方向所在直线延长线与直线AB交于C点(未标出)。若，则为
A. B. C. D.
7.两同学练习接力赛接棒技术，他们奔跑时的最大速度相同。乙从静止匀加速全力奔跑，需跑25m才能达到最大速度。现在甲持棒以最大速度向乙奔来，乙在接力区伺机全力奔出。若要乙接棒时的速度达到最大速度的80%。则
A.乙距甲16m开始起跑 B.乙距甲24m开始起跑
C.乙在接力区奔出的距离为32m D.乙在接力区奔出的距离为16m
8．一质量为1kg的物体静止在粗糙水平面上，物体受到的水平拉力F与时间t的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是
A.t=1s时，物体开始运动 B.t=2s时，拉力的功率为16W
C.前3s拉力的冲量大小为18N·s D.t=4s时，物体的动能为128J
9．坐标原点处的波源从t=0开始沿y轴负方向振动，形成沿x轴正向传播的简谐横波。某时刻在0≤x≤12m之间第一次出现如图所示的波形，此时质点P、Q的位移大小相等。从该时刻起，质点P第一次回到平衡位置和质点Q第一次回到平衡位置所用时间之比为1：5。t=1.0s时，质点Q恰好第一次到达波峰处。以下说法正确的是
A.质点P的平衡位置位于x=1m处
B.这列波的波速为14m/s
C.这列波的周期为0.6s
D.从t=0到t=1.0s，质点P经过的路程为12cm
10.如图，abcd是边长为L的正方形导线框，线框上固定导线ef，fd=ec=。ab、fe、dc的电阻均为R0，ad、bc边的电阻不计。线框处在磁感应强度为B的有界匀强磁场中。现用外力将线框向右匀速移出磁场，从cd边开始离开磁场到ab边离开磁场所用时间为t。整个过程中
A.外力对线框做的功为 B.外力对线框做的功为
C.cd导线中产生的热量为 D.cd导线中产生的热量为
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、实验题(本题共2小题，共14分)
11.(6分)某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质光滑滑轮，F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条(质量不计)，另外，该实验小组还准备了刻度尺和一套总质量m0=0.5kg的砝码。
(1)在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码全部放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落过程中，测得遮光条通过光电门的时间为Δt，下落过程中的加速度大小a=_________(用d、Δt、h表示)。
(2)改变m，测得遮光条通过光电门对应的时间，算出加速度a，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示，可得A的质量mA=________kg，B的质量mB=________kg。(均保留两位有效数字)
12.(8分)用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用的电路如图甲所示，一位同学测得的六组数据如表所示：
(1)根据实验电路图，完成图乙中的实物连线。
(2)试根据这些数据在图丙中作出U-I图像。
(3)根据图像得出电池的电动势E=V，电池的内阻r=________Ω。(均保留两位小数)
(4)若不作图线，只选用其中两组U和I数据，选用第_______组和第______组的数据，求得的E和r误差最大。
三、计算题(本题共5小题，共46分。解答时，要有必要的步骤、公式和文字说明，只写结果不得分)
13.(8分)新疆的冬季有着丰富的冰雪资源。一个晴朗无风的周末，小华同学乘坐滑雪圈从静止开始沿倾斜直雪道下滑，滑行到倾斜直雪道底端速度达到最大14m/s，然后平滑进入水平直雪道继续滑行直至速度为零。已知小华同学和滑雪圈的总质量为70kg，整个滑行过程时间为18s。两个过程均可视为匀变速运动，水平雪道上滑行总长42m，斜直雪道倾角为37°，sin37°=0.6。求：
(1)小华在斜直雪道上滑行的时间；
(2)滑雪车在斜直雪道上受到的平均阻力(保留整数)。
14.(8分)在研究某些问题时，可以把地球和月球系统视作双星系统。它们在彼此间万有引力作用下绕着共同的引力中心C点做匀速圆周运动。已知地月球心间的距离约为38万公里，地球的质量约为月球质量的81倍，地球半径约为6370公里。
(1)计算地球球心到C点的距离；
(2)说明C点位置的特点。
15.(9分)如图，MN、PQ为间距L，足够长的平行金属导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角为θ，NQ间有阻值为R的电阻，导轨与金属棒的电阻均不计。磁感应强度为B0的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上。将质量为m的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，由静止释放。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当金属棒滑行距离为S到达cd时，其速度达到最大值。
(1)求金属棒的最大速度；
(2)若金属棒滑行至cd处记作t=0，从此时刻起，磁感应强度的大小开始变化，为使金属棒中不产生感应电流，推导出磁感应强度B随时间t变化的关系式。
16.(10分)16世纪末，汤姆孙的学生阿斯顿设计了如图所示的质谱仪。原子质量为39和41的钾的单价离子，先后从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，最后打到照相底片D上。求：
(1)钾39和钾41被电场加速后的速度之比(已知x很小时，)(保留两位小数)。
(2)若加速电压U=200V有±△U的波动，为使钾的这两种同位素谱不发生覆盖，确定△U的上限。
17.(11分)一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.4。开始时平板车和滑块以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端。
(1)平板车最终停在何处？
(2)为使滑块不滑离平板车，平板车至少多长?
(3)从平板车第一次与墙壁碰撞后算起，平板车运动的总时间是多少？
物理试卷参考答案及评分标准
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
二、实验题(本题共2小题，共14分)
11(6分)(1)(2分)；(2)2.2(2分)，0.67(2分)；
12(8分)(1)(2分)
(2)(2分)
(3)1.44~1.47(1分)；0.70~0.74(1分)；(4)3(1分)；4(1分)
三、计算题(本题共5小题，共46分。解答时，要有必要的步骤、公式和文字说明，只写结果不得分)
13(8分)
解：(1)在水平直雪道上时
………………………………2分
小华在斜直雪道上运动的时间
………………………………1分
=12s………………………………1分
(2)小华在斜直雪道上时的加速度
………………………………1分
由牛顿第二定律
………………………………2分
=338N………………………………1分
14(8分)
解：设地心到C的距离为r1，月心到C距离r2，地球质量为M，月球质量为m，地月球心间距为L，由牛顿第二定律
……………………………2分
……………………………2分
……………………………1分
≈4691公里……………………………2分
(2)C点位于地球内部……1分
15(9分)
(1)金属棒速度最大时速度vm，感应电动势
……………………………1分
金属棒受到的安培力
……………………………1分
金属棒中通过的电流
……………………………1分
金属棒速度最大时，由平衡条件
……………………………1分
金属棒的最大速度
……………………………1分
(2)金属棒不产生感应电流时做匀加速直线运动，t时刻位移为
……………………………1分
由牛顿第二定律
……………………………1分
闭合电路磁通量不变
……………………………1分
磁感应强度B随时间t变化的关系为
……………………………1分
16(10分)
解：(1)离子在电场中加速的过程中，由动能定理得
……………………………1分
离子被电场加速后的速度
……………………………1分
钾39和钾41被电场加速后的速度之比
……………………………1分
……………………………1分
(2)因为离子进入磁场后做匀速圆周运动，则
……………………………1分
联立可得
……………………………1分
电压为U+ΔU时，钾39离子在磁场中运动的最大半径为
……………………………1分
设m′为钾41的离子质量，钾41离子在磁场中运动的最小半径为
……………………………1分
两种离子在磁场中运动的轨迹不发生覆盖的条件为
R