2024学年四川省成都市新都第一中学高三下学期第四次质量检测试题物理试题试卷
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2024学年四川省成都市新都第一中学高三下学期第四次质量检测试题物理试题试卷请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
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。
图像中,直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线II为某一电阻R的伏安特性曲1、在如图所示的U I
线。
用该电源与电阻R组成闭合电路。
由图像判断错误的是
A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的效率为80%
D.电源的输出功率为4 W
2、如图所示,在O点处放正点电荷,以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆与电场线分别相交于a、b、c、d、e.则下列说法正确的是()
A.b、e两点的电场强度相同
B.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差
C.a点电势高于c点电势
D.负电子在d点的电势能大于在b点的电势能
3、两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中C为ND段电势最低的点,则下列说法正确的是()
A.q1、q2为等量异种电荷
B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大
D.将一正点电荷从N点移到D点,电势能先增大后减小
4、如图甲所示的理想变压器,原线圈接一定值电阻R0,副线圈与一额定电流较大的滑动变阻器R相连接,现在M、
N 间加如图乙所示的交变电压。
已知变压器原、副线圈的匝数比为1
210 1
n
n
,定值电阻的额定电流为2.0A,阻值为R=10Ω。
为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路的电阻值至少为()
A.1ΩB.2Ω
C.10ΩD.102Ω
5、如图所示,某同学练习定点投篮,其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上,篮球的轨迹分别如图中曲线1、2所示。
若两次抛出篮球的速度v1和v 2的水平分量分别为v1x和v 2x,竖直分量分别为v1y和v 2y,不计空气阻力,下列关系正确的是()
A.v1x<v 2x,v1y>v 2y B.v1x>v 2x,v1y<v 2y
C.v1x<v 2x,v1y<v 2y D.v1x>v 2x,v1y>v 2y
6、如图所示,由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架,在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q,两个小球恰能在某一位置平衡。
现将P缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡。
若小球所带电荷量不变,与移动前相比()
A .杆AO 对P 的弹力减小
B .杆BO 对Q 的弹力减小
C .P 、Q 之间的库仑力减小
D .杆AO 对P 的摩擦力增大
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、如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d ,电荷量分别为+Q 和-Q ,在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L 、内壁光滑的绝缘细管,有一带电荷量为+q 的小球以初速度v0从上端管口射入,重力加速度为g ,静电力常量为k ,则小球( )
A .下落过程中加速度始终为g
B .受到的库仑力先做正功后做负功
C .速度先增大后减小,射出时速度仍为v 0
D .管壁对小球的弹力最大值为28qQ k d 8、如图所示分别是a 光、b 光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮纹,保持缝到屏距离不变),则下列说法正确的是_______。
A .在真空中,单色光a 的波长大于单色光b 的波长
B .在真空中,a 光的传播速度小于b 光的传播速度
C .双缝干涉实验时a 光产生的条纹间距比b 光的大
D .a 光和b 光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大
E.光由同一介质射入空气,发生全反射时,a 光的临界角比b 光大
9、下列说法正确的是 。
A .食盐、蔗糖、味精、玻璃都是晶体
B .由于分子永不停息地做无规则运动,所以任何物体都具有内能
C .硬币可以浮在水面上,是因为水的表面张力的作用
D .一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性
E.已知氧气的摩尔体积为V ,每个氧气分子的体积为V 0,则阿伏加德罗常数A 0V N V = 10、图示是由质量相等的三颗星组成的三星系统,其他星体对它们的引力作用可忽略。
设每颗星体的质量均为m ,三颗星分别位于边长为r 的等边三角形的三个顶点上,它们绕某一共同的圆心O 在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速圆周运动。
已知引力常量为G ,下列说法正确的是( )
A .每颗星体受到的向心力大小为2
2m G r B .每颗星体受到的向心力大小为223m G r
C .每颗星体运行的周期均为3
23r Gm π D .每颗星体运行的周期均为332r Gm
π 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)某同学设计了如下实验装置,用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。
如图甲所示,水平桌面上有一滑槽,其末端与桌面相切,桌面与地面的高度差为h 。
让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下,滑到桌面上后再滑行一段距离L ,随后离开桌面做平抛运动,落在水面地面上的P 点,记下平抛的水平位移x 。
平移滑槽的位置后固定,多次改变距离L ,每次让滑块从滑槽上同一高度释放,得到不同的水平位移x 。
作出2x L -图像,即可根据图像信息得到滑块与桌面间的动摩擦因数μ(重力加速度为g )
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放,是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v ,随着L 增大v 将会_____(选填增大、不变或减小)
(3)若已知2x L
-图像的斜率绝对值为k,如图乙所示,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=____(用本题中提供的物理量符号表示)
12.(12分)1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地"的实验,开始了自由落体的研究。
某同学用如图I所示的实验装置研究自由落体,装置中电火花式打点计时器应该接在电压为______V、频率为f=50 Hz的交流电源上。
实验中先闭合开关,再释放纸带。
打出多条纸带。
选择一条点迹清晰完整的纸带进行研究,那么选择的纸带打下前两个点之间的距离略小于__________mm(结果保留1位有效数字)。
选择的纸带如图2所示,图中给出了连续三点间的距离,由此可算出打下C点时的速度为______m/s2,当地的重力加速度为____m/s2.(最后两空结果均保留3位有效数字)
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)如图,质量m1=0.45 kg的平顶小车静止在光滑水平面上,质量m2=0.5 kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端.一质量为m0=0.05 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s射中小车左端并留在车中,最终小物块相对地面以2 m/s 的速度滑离小车.已知子弹与车的作用时间极短,小物块与车顶面的动摩擦因数μ=0.8,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取g=10 m/s2,求:
(1)子弹相对小车静止时小车速度的大小;
(2)小车的长度L.
14.(16分)如图所示,ABC是一个三棱镜的截面图,一束单色光以i=60°的入射角从侧面的中点N射入。
已知三棱n=AB长为L,光在真空中的传播速度为c,求:
镜对该单色光的折射率3
①此束单色光第一次从三棱镜射出的方向(不考虑AB面的反射);
②此束单色光从射入三棱镜到BC面所用的时间。
15.(12分)2020年2月18日,我国发射的嫦娥四号着陆器和玉兔二号探测器再次启动,打破了探测器在月球上工作的世界纪录,并将开始第15个月昼的科学探测活动。
若着陆器与探测器总质量为3
1.510kg ⨯,着陆过程简化如下:在距月面102m 处悬停,当发动机推力为1F 时,先竖直向下做匀加速直线运动;当发动机推力为2F 时,随即做匀减速直线运动,且两个阶段加速度大小相等,刚好在距离月面2m 时再次悬停,此过程总共用时600s ,此后关闭发动机做自由落体运动,直到接触月球表面。
月球表面重力加速度取21.6m/s g =,求:
(1)探测器接触月球表面时的速度大小;
(2)发动机施加推力的差值()21F F -的大小。
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、C
【解题分析】
A .根据闭合电路欧姆定律得:
U =E -Ir
当I =0时,U =E ,由读出电源的电动势E =3V ,内阻等于图线的斜率大小,则: 3Ω0.5Ω6U r I ∆===∆ A 正确;
B .根据图像可知电阻:
1ΩU R I
== B 正确;
C .电源的效率:
2100%=100%=100%=66.7%3
P UI P EI η=⨯⨯⨯出
总 C 错误;
D .两图线的交点表示该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路时工作状态,由图读出电压U =2V ,电流I =2A ,则电源的输出功率为:
P 出=UI =4W
D 正确。
故选C 。
2、B
【解题分析】
b 、e 两点到点电荷O 的距离相等,根据可知两点处的电场强度大小相等,但是方向不同,故电场强度不同,A 错误;b 、e 两点到点电荷O 的距离相等,即两点在同一等势面上,电势相等,
c 、
d 两点到点电荷O 的距离相等,即两点在同一等势面上,电势相等,故b 、c 两点间电势差等于
e 、d 两点间电势差,B 正确;在正电荷产生的电场中,距离点电荷越近,电势越高,故a 点的电势低于c 点的电势,b 点电势低于d 点电势,而负电荷在低电势处电势能大,故负电子在d 点的电势能小于在b 点的电势能,CD 错误;
【题目点拨】
本题的关键是掌握点电荷电场规律:①距离正点电荷越近,电势越高,电场强度越大,②在与点电荷等距的点处的电势相等,③负点电荷在低电势处电势能大.
3、C
【解题分析】
A .若是异种电荷,电势应该逐渐减小或逐渐增大,由图象可以看出,应该是等量的同种正电荷,故A 错误;
B .沿x 正方向从N 到
C 的过程,电势降低,N 、C 两点间场强方向沿x 轴正方向.故B 正确;
C .φ−x 图线的斜率表示电场强度,由图可得N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大,故C 正确; D .NC 电场线向右,CD 电场线向左,将一正点电荷从N 点移到D 点,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大.故D 错误;
【题目点拨】
由图象中电势的特点可以判断是同种等量正电荷.由电势图线的斜率可以判断电场强度的大小.沿电场线电势降低,可以判断电场强度的方向,可知电场力做功的正负,从而判断电势能的变化.
4、A
【解题分析】
由题意可知,定值电阻R 0在额定电流情况下分得的电压为:
00 2.010V 20V R U IR ==⨯=
则原线圈输入电压:
U 1=220V -20V=200V
由变压器的工作原理:
1122
U n U n = 可知:
22111200V 20V 10
n U U n ==⨯= 允许电流最大时原线圈的输入功率为:
P 1=U 1I =200×2W=400W
由变压器输出功率等于输入功率可得:
P 2=P 1=400W
又由公式可知
222U P R
可得:
22
22201400
U R P ==Ω=Ω 故A 正确,BCD 错误。
5、A
【解题分析】
将篮球的运动反向处理,即为平抛运动,由图可知,第二次运动过程中的高度较小,所以运动时间较短,水平射程相等,但第二次用的时间较短,故第二次水平分速度较大,即
12x x v v <
在竖直方向上做自由落体运动,由公式2
2y v gh =可知,第二次运动过程中的高度较小,所以第二次竖直分速度较小,即 12y y v v >
故选A 。
6、D
【解题分析】
A .对两个小球作为整体分析可知,整体在竖直方向只受重力和AO 的支持力,故杆AO 对小球P 的弹力不变,故A 错误;
BC .对Q 受力如图
小球P 向左移后,两个小球P 、Q 间的库仑力方向向图中虚线处变化,则由力的合成和平衡条件可知杆BO 对小球Q 的弹力变大,两小球P 、Q 之间的库仑力变大,故B 、C 错误;
D .对两个小球作为整体受力分析,在水平方向则有杆BO 对小球Q 的弹力等于杆AO 对小球P 的摩擦力,所以可得杆AO 对小球P 的摩擦力变大,故D 正确;
故选D 。
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、AD
【解题分析】
A .电荷量为+q 的小球以初速度v 0从管口射入的过程,因库仑力与速度方向垂直,竖直方向只受重力作用,加速度始终为g ,故A 正确;
B .小球有下落过程中,库仑力与速度方向垂直,则库仑力不做功,故B 错误;
C .电场力不做功,只有重力做功;根据动能定理,速度不断增加,故C 错误;
D .在两个电荷的中垂线的中点,单个电荷产生的电场强度为: E= 224()2
kQ kQ d d = 根据矢量的合成法则,则有电场强度最大值为28kQ d
,因此电荷量为+q 的小球受到最大库仑力为2qQ 8k d ,结合受力分析可知,弹力与库仑力平衡,则管壁对小球的弹力最大值为2qQ 8k
d ,故D 正确; 故选AD.
点睛:对于等量异种电荷,根据矢量的合成法则,中垂线的中点的电场强度最大,在无穷远的电场强度为零;点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程,电场力不做功;中点处的电场强度最大,则库仑力也最大,弹力也是最大,从而即可求解.
8、ACE
【解题分析】
A .单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,由于a 光的中央亮条纹较粗,则a 光的波长较大,故A 正确;
B .根据c f λ=
知,a 光的波长较大,a 光的频率较小,a 光的折射率较小,根据c v n
=得,a 光的传播速度较大,故B 错误;
C .根据L x d λ∆=得双缝干涉实验时a 光产生的条纹间距比b 光的大,故C 正确;
D .发生折射时光线的传播方向可能发生改变,不改变光的频率,故D 错误;
E .由临界角公式1sinC n =
可知,a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角,故E 正确; 故选ACE 。
9、BCD
【解题分析】
A .食盐、蔗糖、味精是晶体,而玻璃是非晶体,故A 错误;
B .由于组成物体的分子永不停息在做无规则运动,一定有分子动能,所以任何物体都具有内能,故B 正确;
C .硬币可以浮在平静的水面上是因为液体表面存在张力,故C 正确;
D .由热力学第二定律可知自然界中进行的一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性,故D 正确;
E .由于气体分子间距离较大,摩尔体积与分子体积的比值不等于阿伏伽德罗常数,故E 错误;
故选BCD 。
10、BC
【解题分析】
AB.任意两颗星体间的万有引力
2
02
m
F G
r
=,每颗星体受到其他两颗星体的引力的合力
2
02
2cos30
m
F F
r
︒
==
故A错误,B正确;
CD.根据牛顿第二定律
2
2π
F m r
T
⎛⎫'
= ⎪
⎝⎭
其中
2
cos303
r
r
︒
'==
解得
2
T=
故C正确,D错误。
故选BC。
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、保证滑块到达滑槽末端的速度相同减小
4
k
h
【解题分析】
(1)[1]每次让滑块从滑槽上同一高度释放,是为了保证到达斜面体底端的速度相同;
(2)[2]滑块离开滑槽后,受到摩擦力作用,做匀减速直线运动,设离开滑槽的速度为v0,根据运动学公式可知
22
2
v v gL
μ
-=
随着L增大,v将会减小;
(3)[3]滑块从桌边做平抛运动,则有
2
1
,
2
h gt x vt
==
且有
22
2
v v gL
μ
-=
联立解得
22
024hv x hL g μ=- 若x 2-L 图像的斜率绝对值为k ,则有
4h k μ=
得
4k h
μ= 12、220 2 3.91 9.75
【解题分析】
[1].电火花式打点计时器直接接在220V 的交流电源上即可。
[2].根据纸带可知打下连续两点时间间隔
10.02s t f
== 根据自由落体运动位移公式可知,开始时相邻两点间距离
22119.80.02m 1.96mm 2mm 22
h gt ==⨯⨯=≈。
[3].根据中点时刻的瞬间速度
3.91m/s 2BD C x v T
== [4].根据2x gt ∆=可知
2
222(8.027.63)10m/s =9.75m/s 0.02
g --⨯=。
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)10 m/s (2)2 m
【解题分析】
本题考查动量守恒与能量综合的问题.
(1)子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得
m 0v 0=(m 0+m 1)v 1…………①
解得v 1=10 m/s
(2)三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得
(m 0+m 1)v 1=(m 0+m 1)v 2+m 2v 3…………②
解得v 2=8 m/s
由能量守恒可得 12(m 0+m 1)21v =μm 2g ·L +12(m 0+m 1)22v +12
m 223v …………③ 解得L =2 m
14、①光将垂直于底面AC ,沿PQ 方向射出棱镜 ②(33)4L t c
+=
【解题分析】
①设此束光从AB 面射人棱镜后的折射角为r ,由折射定律有: sin sin i n r
= 解得30r =,显然光从AB 射入棱镜后的折射光线NP 平行于AC ,光在BC 面上的入射角为45°
,设临界角为α,则由1sin n
α=得: 3232
sin α=< 可知45α<︒,故光在BC 面上发生全反射,根据几何知识和光的反射定律可知,光将垂直于底面AC ,沿PQ 方向射出棱镜
②光在棱镜中传播的速率:
c v n
= 116013(60)22tan 45ABsin NP AC ABcos AB +=
=+= 所以此束光从射入三棱镜到BC 面所用的时间:
NP t v
= 解得:
(33)L t +=
15、 (1)/s v =;(2)2110N 3
F F -= 【解题分析】
(1)由速度位移公式22v ax =,带入数据可得
v = (2)设加速过程中的最大速度为m v ,加速阶段的位移212m v ax =,减速阶段的位移222m v ax =,且
12100m x x += 加速阶段的时间1m v t a =,减速阶段的时间2m v t a =,且 12600s t t +=
带入数据可得
21m/s 900
a = 由牛顿第二定律可得,加速阶段 1mg F ma -=
减速阶段
2F mg ma -=
带入数据可得
2110N 3F F -=。