2022-2023学年湖南省长沙市雅礼中学高三上学期第四次月考物理试卷含答案.pdf

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1、雅礼中学 2023 届高三月考试卷（四）物理 命题人：李智伟 审题人：焦景标 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页。时量 75 分钟，满分 100 分。一、单选题（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现有一通电螺线管竖直固定于水平桌面右侧，螺线管中通有如图所示的恒定电流1I，通电螺线管的左侧固定一通电水平直导线 M，直导线 M 中通有垂直于纸面向外的恒定电流2I。纸面内，以通电直导线 M 为圆心的圆上有 A、B、C、D 四点，其中 A、C 连线为圆的竖直直径，B、D 连线为圆的水平直径。已知 D 点的磁感应强度方向竖直向

2、上，忽略地磁场的影响。下列说法正确的是（）AA 点的磁感应强度大于 C 点的磁感应强度 BB 点的磁感应强度大于 D 点的磁感应强度 C通电直导线 M 在图示位置时，通电螺线管所受直导线 M 对它的安培力水平向右 D将通电直导线 M 水平向右移动到 D 点的过程中，通电螺线管所受直导线 M 对它的安培力逐渐减小 2如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对21H粒子进行加速，此时 D 形盒中的磁场的磁感应强度大小为 B，D 形盒缝隙间电场变化周期为T。忽略粒子在 D 形盒缝隙间的运动时间和相对论效应，下列说法正确的是（）A保持B和T不变，该回旋加速器可以加速质子 B仅调整磁场的磁感应强度大小

3、，该回旋加速器仍可以加速21H粒子 C保持B和T不变，该回旋加速器可以加速42He粒子，且在回旋加速器中运动的时间与21H粒子的相等 D保持B和T不变，该回旋加速器可以加速42He粒子，加速后的最大动能与21H粒子的相等 3心脏除颤器是目前临床上广泛使用的抢救设备之一，如图甲所示，心脏除颤器通过接触皮肤的电极板使电容器放电，实施电击治疗，如图乙，已知某款心脏除颤器，在短于一分钟内使40 F电容器充电到4000V，存储320J能量。抢救病人时，一部分能量在4ms的时间内通过电极板放电进入身体，此脉冲电流的平均功率为64kW。下列说法正确的是（）A电容器放电过程中电流恒定 B电容器充电至2000V

4、时，电容为20 F C电容器充电至4000V时，电荷量为0.16C D一个脉冲时间内通过电极板放电进入人体的能量是320J 4如图所示，边长为a的正方体无盖盒子ABCDABCD 放置在水平地面上，O与A、B在同一直线上，且O与A的距离为a。将小球（可视为质点）从O点正上方3a高度处以某一速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度为g。为使小球能落在盒子内部，则小球抛出时速度v大小的范围为（）A2gavga B522gagav C2322gagav D2522gagav 5如图甲所示，电源的电动势为E，内阻为r，R为电阻箱，电流表为理想表。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中电流为1

5、I、2I时对应的外电阻分别为1R、2R，电源的效率分别为1、2，输出功率均为0P，下列说法中正确的是（）A12RR B21EIIr C2122R Rr D12 6一光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为，沿斜面放一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定，上端与物体 A 连接，物体 B 紧挨着 A 并排放置，A、B 质量均为m。开始系统静止在O点，向下压缩弹簧后释放，若释放时 A、B 的加速度为a，且sinag，重力加速度为g，则（）A物体 A、B 将在距释放点2sinmgk处分离 B物体 A、B 分离时的速度最大 C物体 B 到O点的最大距离大于2mak D物体 A、B 分离后，A 向上运动到最大距离

6、处时的弹性势能是开始释放时的12 二、多选题（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）72021 年 10 月 16 日我国的神舟十三号载人飞船成功发射，并于当天与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成交会对接。掌握径向对接能力，可以确保中国空间站同时对接多个航天器，以完成不同批次航天员在轨交接班的任务，满足中国空间站不间断长期载人生活和工作的需求。交会对接过程中神舟十三号载人飞船大致经历了以下几个阶段：进入预

7、定轨道后经过多次变轨的远距离导引段，到达空间站后下方52km处；再经过多次变轨的近距离导引段到达距离空间站后下方更近的“中瞄点”；到达“中瞄点”后，边进行姿态调整，边靠近空间站，在空间站正下方 200 米处调整为垂直姿态（如图所示）；姿态调整完成后逐步向核心舱靠近，完成对接。已知在点火过程中忽略燃料引起的质量变化，根据上述材料，结合所学知识，判断以下说法正确的是（）A远距离导引完成后，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度 B近距离导引过程中，飞船的机械能将增加 C姿态调整完成后，飞船绕地球运行的周期可能大于 24 小时 D姿态调整完成后，飞船沿径向接近空间站过程中，需要控制飞船绕地球运行的

8、角速度与空间站的角速度相同 8某电场中沿x轴上各点的电场强度大小变化如图所示。场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动，到达1x位置时速度第一次为零，到达2x位置时速度第二次为零，不计点电荷的重力。下列说法正确的是（）A点电荷从1x运动到2x的过程中，速度先保持不变，然后增大再减小 B点电荷从O沿x轴正方向运动到2x的过程中，加速度先增大再减小 C电势差12OxOxUU D在整个运动过程中，点电荷在1x、2x位置时的电势能最大 9如图所示，质量为m的子弹水平射入质量为M、放在光滑水平地面上静止的木块，子弹末穿透木块，则从子弹接触木块到随木块

9、一起匀速运动的过程中木块动能增加了5J，那么此过程中系统产生的内能可能为（）A16J B11.2J C4.8J D3.4J 10如图，纸面内有一矩形abcd，其长ab为4l、宽ad为2 3l，P、Q 为ab边上的点，aQPbl。在矩形abcd外存在范围足够大的匀强磁场（图中末画出磁场），磁感应强度大小为0B。一质量为 m、带电荷量为0q q 的粒子，从 P 点垂直 ab 以速度1v向外射入磁场，粒子从 Q 处进入无场区。现在将入射速度变为212vv，粒子从 P 点垂直 ab 射入磁场，粒子的重力不计，粒子离开 P 点至回到 P 点的运动路程可能为（）A1612 3ll B4024 3llC64

10、42 33ll D8860 33ll 三、实验题（本题共2 小题，共 13 分）11（5 分）图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了 1、2 两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为_mm。（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门 1 的时间大于通过光电门 2 的时间。为使导轨水平，可调节Q使轨道右端_（选填“升高”或“降低”）一些。（3）测出滑块 A 和遮光条的总质量为Am，滑块 B 和遮光条的总质量为Bm，遮光条的宽度用d表示。导轨调水平后，将滑块 A 静置于

11、两光电门之间，将滑块 B 静置于光电门 2 右侧，推动 B，使其获得水平向左的速度，经过光电门 2 并与 A 发生碰撞且被弹回，再次经过光电门 2。光电门 2 先后记录的挡光时间为1t、2t，光电门 1 记录的挡光时间为3t，则实验中两滑块的质量应满足Am_Bm（选填“”“”或“”）。（4）若碰撞过程中动量守恒，则满足的关系式是_。（5）实验中遮光条宽度的测量值有误差对验证碰撞过程动量守恒_影响（选填“有”或“无”）。12（8 分）某多用电表内欧姆挡“1”的内部电路图如图甲所示，小明同学将电阻箱和电压表V并联后接在两表笔a、b上，欲用图示的电路测量多用电表内部的电阻r（远小于电压表V的内阻）和

12、电池的电动势E。实验的主要步骤为：（1）实验时将选择开关转至欧姆挡“1”，将红黑表笔短接，调节0R，使指针指在右侧零刻度线处。（2）改变电阻箱R的阻值，分别读出 6 组电压表和电阻箱的示数U、R，将1U、1R的值算出并记录在表格中，请根据数据的对应点在图乙中作出11UR图线。组数 1 2 3 4 5 6 R 100.0 50.0 25.0 16.7 12.5 9.1 1R 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.11 U 1.20 0.95 0.74 0.60 0.50 0.40 1U 0.83 1.05 1.35 1.67 2.00 2.50（3）根据图线得到电动势E _V，内

13、电阻r _。（结果保留二位有效数字）（4）由于电压表的分流作用，多用电表内部电池的电动势的测量值比真实值偏_（填“大”或“小”）。四、计算题（本题共 3 小题，共 43 分）13（10 分）如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导体棒处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通有自左向右的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成 37角的导轨上，取sin370.6，cos370.8，重力加速度为g，求：（1）磁场的磁感应强度B的大小；（2）每个圆导轨对导体棒的支持力大小NF。14（15 分）平板车上的跨栏运动如图所示，光滑水平地面上人与滑板 A 一起以

14、00.5m/sv 的速度前进，正前方不远处有一距离轨道高0.7875mh 的（不考虑滑板的高度）横杆，横杆另一侧有一静止滑板 B。当人与 A 行至横杆前时，人相对滑板竖直向上起跳越过横杆，A 从横杆下方通过并与 B 发生弹性碰撞，之后人刚好落到 B 上，不计空气阻力，已知40kgm人，A5kgm，B10kgm，g取210m/s。求：（1）人跳离滑板 A 时相对地面的最小速度大小；（2）A 从横杆下方通过并与 B 发生弹性碰撞后 A、B 的速度各多大；（3）最终人与 B 的共同速度的大小。15（18 分）如图甲所示，在xOy平面的第象限内有沿x方向的匀强电场1E，第 II、III 象限内同时存在

15、着竖直向上的匀强电场2E和垂直纸面的匀强磁场 B，22.5N/CE，磁场B随时间t周期性变化的规律如图乙所示，00.5TB，垂直纸面向外为磁场正方向。一个质量55 10 kgm、电荷量42 10 Cq的带正电液滴从P点0.6m,0.8m以某一初速度沿x方向入射，恰好以沿y方向的速度v经过原点O后进入0 x 的区域，0t 时液滴恰好通过O点，g取210m/s。求：（1）液滴到达O点时速度大小v和电场强度大小1E；（2）液滴从P开始运动到第二次经过x轴经历的时间t；（3）若从某时刻起磁场突然消失，发现液滴恰好以与y方向成 37角的方向穿过y轴后进入0 x 的区域，试确定液滴穿过y轴时的位置。（已知

16、sin370.6，cos370.8）雅礼中学 2023 届高三月考试卷（四）物理参考答案 一、单选题（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）题号 1 2 3 4 5 6 答案 C C C B B C 1C 【解析】根据右手螺旋定则，通电螺线管在 A，C 两点产生的磁场方向斜向上，通电直导线M在 A，C 两点产生的磁场沿水平方向大小相等，方向相反，根据磁场的叠加，在 A，C 两点的磁感应强度大小相等，方向不同，A 错误；通电直导线M在 B、D 两点产生的磁场的磁感应强度大小相等，但方向相反，B点竖直向下，D点竖直向上，通电螺线管在B点

17、和D点产生的磁场的磁感应强度方向均竖直向上，所以由磁场叠加原理可知，B点的磁感应强度更小，B 错误；通电直导线M在图示位置时，通电螺线管在通电直导线M处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上，根据左手定则可知，通电直导线M所受安培力水平向左，根据牛顿第三定律可知，通电螺线管所受安培力水平向右，C 正确；根据通电螺线管周围磁感线分布特点可知，将通电直导线M水平向右移动到D点的过程中，通电直导线M所在位置的磁感应强度逐渐增大，则通电直导线M所受安培力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，通电螺线管所受安培力也逐渐增大，D 错误。故选 C。2C 【解析】D 形盒缝隙间电场变化周期为T，等于被加速的21H在磁场

18、中运动的周期，即22mTqB；而质子在磁场中的运动周期为H2 mTqB，则该回旋加速器不可以加速质子，A 错误；仅调整磁场的磁感应强度大小，则21H在磁场中的运转周期将要变化，则该回旋加速器不可以加速21H粒子，B 错误；42He在磁场中运动的周期He24222mmTTqBqB，则保持B和T不变，该回旋加速器可以加速42He粒子，且在回旋加速器中两粒子运动的半径也相同，则粒子运动的时间与21H粒子的相等，C 正确；根据2mmvqv BmR，22222kmm122B q RqEmvmm，可知42He加速后的最大动能与21H粒子不相等，D 错误。3C 【解析】电容器放电过程中，电荷量减少，电压减小

19、，电流減小，A 错误；电容不随电压、电荷量的变化而变化，即电容保持不变，B 错误；根据QCU可得，640 104000C0.16CQCU，C 正确；一个脉冲时间内通过电极板放电进入身体的能量为3364 104 10 J256JEPt，D 错误。4B 【解析】小球做平抛运动，欲使小球落在盒内，竖直方向下降的高度为2122hagt，解得时间为4atg，当小球落在A点时，水平方向通过的位移最小为minxa，故抛出的最小速度为min24gaavag，当小球落在C点时，水平方向通过的位移最大为22max25xaaa，故抛出的最大速度为max5524gaavag，A，C，D 错误，B 正确。5B 【解析】

20、根据闭合电路欧姆定律有EI Rr，由图乙可看出12II，则12RR，A 错误；根据闭合电路欧姆定律和功率公式有EI Rr，PUI整理有221122EIrIEIrI，最后有12EIIr，B 正确；根据闭合电路欧姆定律和功率公式有EI Rr，2201122PI RI R，整理得11EIrR，22EIrR，联立可得212rR R，C 错误；电源的效率为PEI，由图乙可知0PP，12II，则可计算出12，D 错误。故选 B 6C 【解析】释放时 A、B 的加速度为a，设此时弹簧的压缩量为1x，以 A、B 为整体，根据牛顿第二定律可得12sin2kxmgma，解得12sinm gaxk，当弹簧恢复原长时

21、，物体 A、B 将分离，可知物体 A、B 分离时离释放点距离为2sinm gak，故 A 错误；分离前，物体 A、B 先沿斜面向上加速运动，当到达O点，弹簧弹力等于 A、B 两物体总重力沿斜面向下的分力时，加速度为零，此时物体 A、B 的速度最大，之后物体 A、B 沿斜面向上减速运动，直到弹簧原长时，物体 A、B 将分离，故 B 错误；设开始系统静止在O点，弹簧的压缩量为0 x，则有02sinmgxk，释放点离O点距离为102sin2sin2m gamgmaxxxkkk，物体 A、B 从释放点到O点做加速度逐渐减小的加速运动，过O点做加速度逐渐增大的减速运动，若物体 A、B 不分离，根据对称性

22、可知，物体 B 到达最高点离O点距离也为2mak，而实际上物体 A、B 在弹簧恢复原长时分离，分离后物体 B 不再做加速度增大的减速运动，而是做加速度为sing的减速运动，可知物体 B 实际能到达的最高点离O点距离大于2mak，故 C 正确；设释放点弹簧的弹性势能为plE，物体 A、B 分离时的速度为v，从释放点到分离过程，由于分离时弹簧处于原长状态，根据系统机械能守恒可得2pl1122sin2Emvmgx，可得此时物体 A 的动能满足pl2122Emv，设分离后物体 A 向上运动到最大距离处时的弹性势能p2E，物体 A 从分离到最高点增加的重力势能为pE重，根据机械能守恒可得2p2p12mv

23、EE重，可得pl2p2122EEmv，故 D 错误。故选C。二、多选题（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）题号 7 8 9 10 答案 BD BD AB ACD 7BD 【解析】根据22GMmvmrr可得GMvr，由于飞船的轨道半径小于空间站的轨道半径，则远距离导引完成后，飞船绕地球运行的线速度大于空间站的线速度，故 A 错误；近距离导引过程中，需要飞船点火加速，则机械能增加，故 B 正确；姿态调整完成后，飞船绕地球运行的轨道半径小于同步卫星的半径，则周期小于 24 小

24、时，故 C 错误；姿态调整完成后，飞船沿径向接近空间站过程中，需要控制飞船绕地球运行的角速度等于空间站的角速度，故 D 正确。故选 BD。8BD 【解析】点电荷从1x运动到2x的过程中，将运动阶段分成两段：点电荷从1x运动到O的过程中，初速度为 0，根据牛顿第二定律有FEqamm，电场强度E不变，所以加速度a不变，点电荷做匀加速运动；点电荷从O运动到2x的过程中，根据牛顿第二定律有FEqamm，电场强度E先均匀增大再均匀减小，所以加速度a先均匀增大再均匀减小，速度不是均匀变化的，故 A 错误，B 正确。点电荷从O运动到1x的过程中，根据动能定理有120102OxUqmv，点电荷从O运动到2x的

25、过程中，根据动能定理有220102OxUqmv，所以电势差12OxOxUU，故 C 错误。点电荷在运动过程中仅有电场力做功，动能和电势能之和保持不变，点电荷在1x、2x位置动能最小，则电势能最大，D 正确。9AB 【解析】法一：设子弹的初速度为0v，与木块的共同速度为v，则由动量守恒定律有0;mvMm v；系统产生的内能2201122QfdmvmM v，木块得到的动能为2kl12EfsMv，其中，f为子弹与木块间的摩擦力，d为子弹在木块内运动的位移，s为木块相对于地面运动的位移，变形可得klklMmQEEm，故选项 A、B 正确。法二：本题也可用图像法，画出子弹和木块的vt图像如图所示，根据v

26、t图像与坐标轴所围面积表示位移，OAt的面积表示木块的位移 s，0OAv的面积表示子弹相对木块的位移d，系统产生的内能Qfd，木块得到的动能klsEf，从图像中很明显可以看出ds，故系统产生的内能大于木块得到的动能。10ACD 【解析】根据粒子从P点垂直ab射入磁场，从Q处进入无场区，可判断粒子做圆周运动的半径1Rl，粒子在磁场中做圆周运动，有21101vqv BmR，解得01qlBvm，粒子速度变为212vv，粒子在磁场中做圆周运动，有22Rl，由数学知识可知，粒子先以Q为圆心做23个圆周运动到ad的中点M，再沿直线MN运动到N Ncl，再经过23个圆周运动到P点，沿直线PM运动到M，再经过

27、23个圆周运动到N点，沿直线NP运动到P，之后重复上述运动，粒子运动轨迹如图所示，可知粒子在一个周期内经过P点两次。由P点沿圆弧运动到M点所用时间10223mtqB，由M点沿直线运动到N点所用时间2102 332lmtvqB，粒子以12v垂直ab向外经过P，则粒子运动的时间1233tktt，1k，2，3，粒子运动的路程112233243 3sv kttkll，1k，2，3，当2k 时为 A 选项，而 B 选项无法取到，故 A 正确，B 错误；粒子以12v大小与ab方向成 30角经过P，则1212233tttktt，0k，1，2，3，粒子运动的路程1822343 33lsvtlkll，0k，1，

28、2，3，当2k 时为 C 选项，当3k 时为 D 选项，故 CD 正确。故选 ACD。三、实验题（本题共 2 小题，共 13 分）11（5 分，每空 1 分）（1）13.45 （2）升高 （3）（4）BAB132mmmttt（5）无【解析】（1）图中读数为13mm9 0.05mm13.45mm （2）滑块通过光电门 1 的时间大于通过光电门 2 的时间，说明光电门 1 到光电门 2为加速运动，则左端较高，因此可调节Q使轨道右端升高。（3）滑块 B 与 A 碰撞后被弹回，根据碰撞规律可知滑块 B 的质量较小，则有ABmm。（4）若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据公式有BAB132dd

29、dmmmttt，整理得BAB132mmmttt。（5）根据（4）中分析可得最后的验证式中跟遮光条的宽度d无关，所以遮光条宽度的测量值有误差对验证碰撞过程动量守恒无影响。12（8 分）（2）见解析（1 分）（3）1.4（2 分）23（2 分）（4）小（3 分）【解析】（2）11UR图线如下图 1 所示（3）根据欧姆定律得EIRr，UIR，解得111rUE RE 根据图像得10.70E，2.500.700.11rE，解得1.4VE，23r （4）电动势的测量值等于实线框内（见图 2）电路两端的电压，即电动势的测量值等于多用电表的路端电压，小于电源电动势，测量值比真实值偏小。四、计算题（本题共 3

30、小题，共 43 分）13（10 分）【解析】（1）从左向右看，受力分析如图所示，由平衡条件得tan37BILmg 解得34mgBIL（2）两个导轨对棒的支持力为N2F，满足N2cos37Fmg 解得N58Fmg 14（15 分）【解析】（1）设人相对滑板 A 起跳的竖直速度至少为yv，则有22yvgh 因为人与滑板 A 的水平速度相同，所以人跳离滑板 A 时相对地面的最小速度大小为2204m/syvvv（2）人跳起后，A 与 B 碰撞前后动量守恒，机械能守恒，设碰后 A 的速度为1v，B 的速度为2v，则有 A0A 1B 2m vm vm v222A 0A 1B 2111222m vm vm

31、v解得：11m/s6v ，21m/s3v （3）人下落与 B 作用前后，水平方向动量守恒，设共同速度为3v，则有0B 2B3m vm vmmv人人 代入数据得：37m/s15v 15（18 分）【解析】（1）在0 x 的区域内，液滴在竖直方向上做自由落体运动，则有2112ygt，1vgt 解得：10.4st，4m/sv 液滴在水平方向上做匀减速运动减速到 0，2112xat，1qEma 解得：11.875N/CE （2）液滴进入0 x 的区域后，由于2qEmg，液滴做匀速圆周运动，运动轨迹如图 1 所示 其做圆周运动的大、小圆半径分别为1r、2r，运动周期分别为1T、2T 由201vqvBmr

32、，2022vqvBmr 解得：12mr，21mr 又102 mTqB，20mTqB 解得：1sT，2s2T 液滴从P点到第二次穿过x轴经过的时间1210.4 s422TTtt（3）情形一：若磁场消失时，液滴在x轴上方，如图 1 所示 1212cos371 sin372mtan37rrOMr12223cos37221 sin37mtan373rrOMr根据周期性可得，液滴穿过 y 轴的坐标ny满足：122(21)cos371 sin37tan37nnrryr 解得：1610m1,2,33nnyn 情形二：若磁场消失时，液滴在x轴下方，如图 2 所示 1212cos37101 sin37mtan373rrONr 12223cos37261 sin37mtan373rrONr 根据周期性可得，液滴穿过y轴时的坐标ny满足：12221cos371 sin37tan37nnrryr 解得：166m1,2,33nnyn