重庆市第二外国语学校2024-2025学年高三上学期第四次质量检测物理试卷（Word版附解析）

这是一份重庆市第二外国语学校2024-2025学年高三上学期第四次质量检测物理试卷（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每小题4分，7小题，共28分。每小题所给的四个选项中只有一项是正确的）
1. 如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（ ）

A. 甲受到三个力的作用B. 甲对扶梯有摩擦力的作用
C. 乙受到三个力的作用D. 乙受到的摩擦力方向沿斜面向下
【答案】C
【解析】
【详解】AB．题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受重力与竖直向上的支持力，二力平衡，不受摩擦力，甲对扶梯也没有摩擦力，故A、B错误；
CD．题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受到重力G、斜面的支持力以及沿斜面向上的静摩擦力f三个力作用，三力平衡，故C正确，D错误。
故选C。
2. 如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线表示等势面，相邻等势面间的电势差相等。在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（ ）
A. b点的电势比a点的高
B. b点的电场强度比a点的大
C. 液滴在b点的加速度比在a点的小
D. 液滴在b点的电势能比在a点的大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图中电源可知，电场的方向由发射极指向吸极，沿电场线电势逐渐降低，可知a点的电势比b点的高，故A错误；
BC．因a点的等差等势面较b点密集，可知a点的场强大于b点场强，则液滴在a点的加速度比在b点的大，故B错误，C正确；
D．因为吸极接电源的负极，可知液滴带正电，a点的电势比b点的高，则液滴在a点的电势能比在b点的大，故D错误。
故选C。
3. 牛顿猜想月球绕地球运动是因为它们之间相互吸引，而且这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力。在牛顿的时代，人们已经能够比较精确的测量月球与地球的距离，月球的公转周期，地球半径，根据这些数据可以估算出地球表面的重力加速度应该是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设地球上某物体的质量为，地球质量为，地球半径为，根据牛顿第二定律有
设月球的质量为，根据牛顿第二定律有
解得
故选A。
4. 物理来源于生活，最后应用服务于生活。如图所示为某物业公司的宣传提醒牌。从提供的信息知：一枚30g的鸡蛋从17楼落下，能砸破人的头骨。若鸡蛋壳与人头部的作用时间为，人的质量为50kg，重力加速度g取，则头骨受到的平均冲击力约为（ ）
A. 170NB. 2000NC. 230ND. 5000N
【答案】B
【解析】
【详解】鸡蛋下落的高度约为
根据自由落体运动公式可得
鸡蛋撞击的过程，取向下为正方向，由动量定理得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知，头骨受到的平均冲击力约为2000N。
故选B。
5. 电容式液位计可根据电容的变化来判断绝缘液体液面的升降，某型号液位计的工作原理如图所示，一根金属棒插入金属容器内，金属棒为电容器的一个极，容器壁为电容器的另一个极，金属容器接地，在容器内液面升高的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容减小
B. 有从右到左的电流通过灵敏电流表G
C. 电容器的带电量保持不变
D. 液面升高后，保持在某一稳定高度时，电流表G仍有示数
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电容器的决定式
在液面升高的过程中，两极间填充电介质增加，即电容器的电容增大，故A错误；
BC．根据可知，由于电容器电压不变，电容增大，则电容器的带电量增加，电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，故B正确，C错误；
D．液面升高后，保持在某一稳定高度时，电容将保持不变，电势差也不变，所以电容器的带电量将不变，故D错误。
故选B。
6. 点电荷A、B分别固定在x轴上x=0和x=-15m处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴上电势与位置坐标的关系图像如图所示，则（ ）
A. 点电荷A、B为同种电荷
B. 点电荷A、B带电荷量大小之比为4:1
C. 除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点
D. 从x0处静止释放的负试探电荷能再次经过该点
【答案】C
【解析】
【详解】AB．φ-x图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度，结合题图可知，x=15m处的合场强为零，则点电荷A带负电，点电荷B带正电，设点电荷A、B带电荷量分别为和，结合点电荷场强公式和矢量合成有
可得
故AB错误；
C．根据φ-x图线上某点切线的斜率表示该点的电场强度可知除无穷远处，x轴正方向上只有1处场强为零的点，在x轴负方向，电荷场强公式和矢量合成有
解得
或（舍去，此处场强方向相同）
则除无穷远处，x轴上只有1处场强为零的点，故C正确；
D．x0处场强沿x轴负方向，负试探电荷释放后沿x轴正方向运动，运动到x=15m处时动能最大，之后动能减小，根据能量守恒可知电荷速度减为零时，电势为零，即试探电荷将一直沿x轴正方向运动到无穷远处，故D错误。
故选C。
7. 如图（a），倾角为37°的传送带以v=5m/s的速度逆时针匀速转动，传送带AB之间的距离为20m，质量为m=1kg的物块（可视为质点）自A点无初速度放上传送带。物块在传送带上运动时，其动能Ek与位移x关系图像（Ek-x）如图（b）所示，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则下列说法中正确的是（ ）
A. 物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.25
B. 物块到达传送带底端B点时的动能为E0=25J
C. 整个过程中因摩擦而产生内能为30J
D. 若物块能在传送带上留下痕迹，则痕迹的长度为7.5m
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图（b）可知，图像的斜率表示合外力的大小，物块无初速度放上传送带，所受滑动摩擦力沿传送带向下，段有
时物块与传送带共速，动能继续增大，速度增大，说明二者共速后物块继续加速，所受滑动摩擦力沿传送带向上，有
联立解得
A错误；
B．时物块与传送带共速
解得
B错误；
C．段物块加速度
故经t1=05s与传送带共速
，
此阶段相对位移
段物块加速度
15x0=
解得
t2=2.5s
此阶段相对位移
因此整个过程中因摩擦而产生的内能为
C正确；
D．若物块能在传送带上留下痕迹，因为
则痕迹的长度为5m，D错误。
故选C。
二、多选题（每小题5分，共15分。）
8. 如图所示，两条形磁铁各固定在甲、乙两小车上，它们能在水平面上无摩擦的运动，甲车与磁铁的总质量为2kg，乙车与磁铁的总质量为1kg，两磁铁N极相对，现使两车在同一直线上相向运动，某时刻甲车的速度为4m/s，乙车的速度为6m/s，可以看到它们没有相碰就分开了，下列说法正确的是（ ）
A. 乙车开始反向时，甲车的速度为1m/s，方向不变
B. 两车相距最近时，乙车的速度为零
C. 两车相距最近时，乙车的速度约为0.66m/s，与乙车原来的速度方向相反
D. 甲车对乙车的冲量与乙车对甲车的冲量相同
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．乙车开始反向时速度为零，根据动量守恒定律得
m甲v甲 - m乙v乙 = m甲v甲′（取向右为正）
代入数据有
v甲′ = 1m/s
A正确；
BC．当两车速度相同时，相距最近，设共同速度为v共，则有
m甲v甲 - m乙v乙 = (m甲 + m乙)v共（取向右为正）
代入数据有v = 0.66m/s，水平向右，与乙车原来的速度相反，B错误、C正确；
D．甲对乙的力与乙对甲的力是一对作用力与反作用力，方向相反，则它们的冲量方向相反，则甲对乙的冲量与乙对甲的冲量不等，D错误。
故选AC。
9. 两个质量相等、电荷量不等带电粒子甲、乙，以不同的速率从S点沿直径SO方向垂直射入水平向右的匀强电场，它们在圆形区域中运动的时间相同，其运动轨迹如图所示，乙粒子运动轨迹与圆形区域的交点恰好在水平直径AOB最左端的A点。不计粒子的重力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲粒子带负电
B. 甲粒子所带的电荷量比乙粒子少
C. 在圆形区域运动过程中，甲粒子动量变化小
D. 在圆形区域运动过程中，甲粒子电势能变化大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据图像可知，甲粒子所受电场力方向与电场强度方向相同，则甲粒子带正电，A错误；
B．粒子在水平方向做匀加速直线运动，根据
由于甲粒子匀加速运动的分位移小一些，时间相等，可知，甲粒子所带的电荷量比乙粒子少，B正确；
C．根据
结合上述，时间相等，甲粒子的电荷量小一些，则在圆形区域运动过程中，甲粒子动量变化小，C正确；
D．根据
甲粒子匀加速运动的分位移小，甲粒子的电荷量小，则在圆形区域运动过程中，甲粒子电势能变化小，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，质量为的小车上表面由半径为R的光滑圆弧轨道和长为的水平直道构成，置于光滑水平面上，左端靠紧墙壁但不粘连。一质量为m的小滑块从圆弧轨道的顶端静止释放，小滑块恰好没有离开小车，不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A. 墙壁对小车的冲量大小为
B. 墙壁对小车做功为
C. 滑块与水平直道之间的动摩擦因数为
D. 小滑块在小车上运动的时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．依题可知小滑块由圆弧轨道滑下过程中，小车未动，墙壁对小车做功为零，小滑块机械能守恒
解得小滑块滑到圆弧底端速度
以小滑块和小车整体为研究对象，规定向右为正方向，在水平方向上由动量定理可知墙壁对小车的冲量
A正确，B错误；
C．当小滑块滑上小车水平直道后，以小车和滑块整体为研究对象，由动量守恒和能量守恒得
联立方程解得
C正确。
D．以小滑块为研究对象，分析小滑块在小车水平部分上滑动的过程，规定水平向右为正方向，由动量定理得
解得
小滑块在小车上运动的总时间
D错误。
故选AC。
三、实验题
11. 用如图1所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图2中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球多次从斜槽上某一固定位置C由静止释放，其平均落地点的位置为P。再把b球放在水平轨道末端，将a球仍从位置C由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，其平均落地点的位置为M、N。测量出a、b两个小球的质量分别为m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。
（1）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度。但是，可以通过仅测量（ ）（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平位移
（2）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是（ ）
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须水平
C. b球每次的落点一定是重合的
D. 实验过程中，复写纸和白纸都可以移动
（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒，若还满足关系式___________，则可认为两球碰撞为弹性碰撞（用所测物理量的字母表示）。
【答案】（1）C （2）B
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
小球做平抛运动，根据
联立可得
因为小球开始释放的高度均相同为h，故可以通过测量小球做平抛运动的水平位移，来间接测定小球碰撞前后的速度。
故选C。
【小问2详解】
研究平抛运动的实验关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，轨道是否光滑无影响，落点不一定重合，复写纸和白纸不可移动。
故选B。
【小问3详解】
[1]小球下落高度相同，则运动时间相同，由动量守恒定律可知，若两球碰撞前后的总动量守恒，则
化简可得
故两球碰撞前后的总动量守恒，则满足
[2]由机械能能守恒得
代入可得
结合
联立化简可得
12. 2022年7月28日在深圳会展中心举行了第十三届国际超级电容器产业展览会，超级电容器又叫双电层电容器，是一种介于传统电容器与电池之间并具有特殊性能的新型储能装置。某学习小组同学利用DIS系统研究某超级电容器的充电和放电过程，实验电路原理如图甲所示，电源为输出电压恒为6V的学生直流稳压电源，实验前电容器已充分放电。
（1）先将单刀双掷开关S置于1，给电容器进行充分的充电，然后将单刀双掷开关S置于2，通过电阻R的电流__________（填“从a到b”或“从b到a”）；
（2）将单刀双掷开关S置于2时，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上便显示出如图乙所示的i-t图像。据此可以估算出电容器的电容约为__________F；（计算结果均保留三位有效数字）
（3）若换另一个电极材料相同、电解质相同、电极间距相等、电极正对面积稍大的超级电容器进行实验，则得到的i-t图线与坐标轴所围成图形的面积将__________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 从a到b ②. 15.6 ③. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]将单刀双掷开关S置于1，给电容器进行充电，上极板带正电、下极板带负电，将单刀双掷开关S置于2，电容器放电，通过电阻R的电流从a到b；
（2）[2]i-t图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器的带电量，按照“大于等于半个格的按一个格算，小于半个格的舍去”的原则进行计算，电容器的带电量
由可得电容器的电容
（3）[3]若换另一个电极材料相同、电解质相同、电极间距相等、电极正对面积稍大超级电容器，由
可知电容器的电容变大，由可得充电结束后电容器的带电量变大，所以i-t图线与坐标轴所围成图形的面积将变大。
四、解答题
13. 如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度取。求：
（1）该小球带正电还是带负电，电场强度的大小；
（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过时小球的速度大小及方向。
【答案】（1）带负电，
（2），方向与竖直方向夹角为37°斜向左下
【解析】
【小问1详解】
以小球为对象，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向左，与电场方向相反，则该小球带负电，由平衡条件有
可得场强大小为
【小问2详解】
若在某时刻将细线突然剪断，则小球受到的电场力和重力的合力方向沿着绳子方向向下，大小为
则小球的加速度大小为
根据运动学公式可得经过时小球的速度大小为
方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。
14. 如图所示，绝缘水平面上固定一光滑绝缘的竖直圆弧轨道BCD，圆心为O，C点与圆心等高，D点为轨道的末端，半径，B点为圆弧轨道与水平面的切点，与水平方向的夹角，质量、电荷量的滑块静止在A点，已知，滑块与水平面间的动摩擦因数。某时刻在整个空间加上水平向右的电场强度的匀强电场，经过一段时间滑块从D点离开圆轨道后落在水平面上。滑块可视为质点，重力加速度，，规定B点电势为零。求：
（1）滑块在水平面上由A运动到B的时间t；
（2）滑块在圆轨道上的最小电势能；
（3）滑块从D点飞出后，求距D点最大水平位移的大小。
【答案】（1）1.2s
（2）-3J （3）0.384m
【解析】
【小问1详解】
滑块在水平面上由A运动到B过程，根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
解得
【小问2详解】
电场力做正功，电势能减小，当电场力做正功最多时，电势能最小，可知，滑块在C点电势能最小，由于规定B点电势为零，从B到C过程有
解得
【小问3详解】
滑块从A运动到B过程，根据速度公式有
解得
滑块从B到D过程，根据动能定理有
解得
水平方向上
解得
15. 如图所示，水平面上O点左侧光滑，右侧粗糙。O点左侧有一固定挡板，一水平轻弹簧左端固定在挡板上，一质量为m=0.1kg的小滑块a将弹簧压缩（未拴接），弹簧储存的弹性势能为。O点放置一质量为M=km的小滑块b，其中k为常数。放开a后，滑块a被弹簧弹开，在光滑水平面上匀速运动一段距离后与b碰撞。已知a、b间的碰撞为弹性碰撞，每次a与b碰撞前b已停下，碰撞时间忽略不计。弹簧始终在弹性限度内，滑块a、b与O点右侧水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度。
（1）若k=2，求第一次碰撞过程滑块a对b的冲量大小；
（2）若全过程a、b间的碰撞超过一次，求k满足的条件；
（3）若k=4，计算a、b停止运动后两者之间的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）0.65m
【解析】
【详解】（1）设第一次碰撞前瞬间a的速度为，由机械能守恒定律有
设第一次碰撞后瞬间的速度分别为，取向右为正方向。在碰撞过程中动量守恒，有
机械能守恒，有
联立得
，
对滑块b，由动量定理，有
联立代入数据可得滑块a对b的冲量
（2）当时，由④⑤得第一次碰后a静止，b速度向右，只发生一次碰撞；
当时，第一次碰后速度均向右，且a的速度小于b，只发生一次碰撞；
当时，第一次碰后a速度向左，b速度向右，设b向右滑行的距离为，与弹簧碰撞返回后再以等大速度滑向粗糙水平面，设a在粗糙面上向右滑行的距离为，对减速滑行过程，由动能定理有
，
若发生二次碰撞，则
联立可得
综上可得，当时，间的碰撞会超过一次。
（3）若，第一次碰后的速度分别为
，
b滑行的距离
a向左与弹簧碰撞返回后，在粗糙水平面向右滑行距离后，速度减为，由动能定理，有
得
a第二次与静止的b发生碰撞，设碰后瞬间的速度分别为，同理可得
，
b又向右滑行距离又向左滑行距离，有
，
可得
即a还没有返回O点就停下了。全过程只发生二次碰撞。均停止运动后二者之间的距离为