辽宁省铁岭市六校协作体2022-2023学年高三期末质量检测物理 Word版含解析.docx

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铁岭市六校协作体2022-2023学年度高三质量检测考试物理试卷试卷说明：本试卷共第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，满分100分，考试时间75分钟第Ⅰ卷选择题（共46分）一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）1.如图，两段长度均为l的不可伸长的轻质绝缘细线将质量均为m的带电小球a、b悬挂于O点，a球带电荷量为3q（q>0），b球带电荷量为－q。现在该空间加一水平向右的匀强电场E，且qE=mg（g为重力加速度），不计两球间的库仑力，因空气阻力作用，a、b两球最终将静止于某一位置，则从加电场到a、b两球均静止过程中，两球克服空气阻力做的功为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】当加电场后两球静止时，设oa间绳和ab间绳与竖直方向的夹角分别为α和θ。对b球受力分析有 对ab整体受力分析有所以α=θ=45°即b在O点的正下方。对整个过程由动能定理得解得所以A选项正确，BCD错误。故选A。2.下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A.图甲中，射线丙由粒子组成，其电离能力最强；射线甲由电子组成，说明原子核内有电子B.图乙中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C.图丙中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子D.图丁中，光照到不透明的小圆盘上出现了泊松亮斑，这是光的偏振现象【答案】B【解析】【详解】A．甲图中，射线甲向左偏，根据左手定则可知，粒子带正电，射线甲由α粒子组成，α粒子电离能力最强；射线丙向右偏，根据左手定则可知，粒子带负电，则射线丙由电子组成，发生的是衰变，衰变的本质是原子核内的一个中子转变成一个质子与一个电子，电子从原子核内发射出来，并不能说明原子核内有电子，A错误；B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，即光的频率一定时，入射光越强，单位时间照射到单位面积上的光子的数目越多，单位时间内逸出的光电子的数目越多，则饱和光电流越大，B正确；C．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，C错误； D．光照到不透明的小圆盘上出现了泊松亮斑，是光衍射现象，D错误。故选B。3.一定质量的理想气体由状态变为状态，其过程如图中直线段所示，状态对应该线段的中点。下列说法中不正确的是（）A.、两点的内能相同B.、两点的温度之比为3：4C.过程中气体对外界做正功D.过程中气体向外界放热【答案】D【解析】【详解】AB．根据理想气体的状态方程可知，p-V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，、两点温度相同，内能相同；、两点的温度之比故AB正确不符合题意；C．过程中体积变大，气体对外界做正功，故C正确不符合题意；D．过程中气体内能不变（实际上先增大后减小），气体对外界做正功，根据热力学第一定律，从外界吸热，故D错误符合题意。故选D。4.如图所示，某交流发电机内有一边长为、匝数为、电阻不计的正方形线圈，在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动，轴垂直于磁感线。它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的接入电路的阻值为且最大阻值与定值电阻的阻值相等，滑片 置于滑动变阻器的中间，电表均为理想电表。从正方形线圈转到图示位置开始计时，下列判断正确的是（　　）A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为B.电压表V的示数为C.电流表与电流表的示数之比为D.若将滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器消耗的功率一直减小【答案】C【解析】【详解】A．从垂直于中性面时开始计时，正方形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式应为A错误；B．交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，原线圈两端的电压的最大值等于由于变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，所以副线圈两端电压的最大值为根据电的热效应可得解得通过二管后电压的有效值为电压表测量是滑动变阻器两端电压的有效值，即 B错误；C．理想变压器的输入功率与输出功率相等，由此可得解得C正确；D．当滑片P向下滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，由于不变，则滑动变阻器消耗的功率为当R增加且小于时，滑动变阻器消耗的功率增加，D错误。故选C。5.如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的0～3s段为抛物线，3～4.5s段为直线，（t1=3s时x1=3m）（t2=4.5s时x2=0）下列说法正确的是（  ）A.传送带沿逆时针方向转动B.传送带速度大小为1m/sC.物块刚滑上传送带时的速度大小为2m/sD.0~4.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J【答案】D【解析】 【详解】AB．根据位移时间图象的斜率表示速度，可知：前2s物体向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动。3-4.5s内x-t图象为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止，即与传送带一起向右匀速运动，因此传送带沿顺时针方向转动，且速度为故AB错误；C．由图象可知，在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动，则其中x=1mt=1s解得根据牛顿第二定律解得在0-2s内，对物块有解得物块的初速度为故C错误；D．对物块在0~4.5s内，根据动能定理解得摩擦力对物块所做的功为故D正确。故选D。6.如图所示，两小滑块P、Q的质量分别为和，P、Q通过光滑铰链用长为的轻杆连接，P 套在固定的光滑竖直杆上，Q放在光滑水平地面上。原长为的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆上点。将P由静止释放，此时轻杆与竖直方向夹角；P下降到最低点时变为重力加速度为，则在P下降的过程中，下列说法正确的是（）A.P、Q组成的系统机械能守恒B.下降过程中P的机械能先增大后减小C.弹簧弹性势能最大值为D.P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为【答案】D【解析】【详解】A．P、Q和弹簧组成的系统机械能守恒，因此P、Q组成的系统机械能不守恒，A错误；B．P下降过程中，轻杆一直阻碍P下落，对P做负功，所以P的机械能一直减小，B错误；C．P下降到最低点时，弹性势能最大，整个系统机械能守恒，因此弹簧弹性势能最大值为C错误；D．P达到最大动能时，在竖直方向上的加速度为零，整个系统竖直方向合力为零，因此Q受到地面的支持力大小为3mg，D正确。故选D。7.如图，一质量为、半径为的四分之一光滑圆弧槽，放在光滑的水平面上，底端B点切线水平，有一质量为、可视为质点的小球由槽顶端A点静止释放。不计空气阻力，在小球下滑至槽底端B点的过程中，下列说法正确的是（） A.若圆弧槽不固定，小球和圆弧槽组成的系统动量守恒B.若圆弧槽不固定，小球水平方向的位移大小为C.圆弧槽固定和不固定两种情形下，小球滑到B点时的速度之比为D.圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为9：7【答案】C【解析】【详解】A．若圆弧槽不固定，小球有竖直方向的分加速度，系统的合外力不为零，则系统动量不守恒，故A错误；B．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，则解得小球水平方向移动的位移为故B错误；C．圆弧槽固定时小球滑到B点的过程中机械能守恒，则小球滑到B点时的速度圆弧槽不固定情形下，由动量守恒和能量关系可知，解得，则圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为 故C正确；D．若圆弧槽固定，小球到达底端时解得则圆弧槽对地面的最大压力为若圆弧槽不固定，小球到达底端时解得则圆弧槽对地面的最大压力为圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为故D错误。故选C。8.如图所示，在一个水平放置的槽中，小球m自A点以沿AD方向的初速度v开始运动，已知AB=0.9m，AB圆弧的半径R=10m，AD=9m，A、B、C、D在同一水平面内不计摩擦，重力加速度g取，欲使小球恰能通过C点，下面正确的是（　　）A.小球初速度为B.小球初速度为 C.小球初速度为D.小球初速度为【答案】BD【解析】【分析】【详解】小球参与两个方向的分运动，即沿AD方向的匀速运动和沿AB弧之间的简谐振动，由单摆周期公式可知则从A到C运动的时间为（n=0、1、2、3……）则小球的初速度当n=1时；当n=3时故选BD。9.火卫一是火星的两颗天然卫星之一，大小约，运行在距离火星表面约高度的近圆轨道上，周期约为0.32个地球日。2022年“天问一号”发射两周年之际，国家航天局探月与航天工程中心发布了“天问一号”环绕器拍摄到的火卫一的高清影像图。环绕器运行在近火点距离火星表面高度约、远火点距离火星表面高度约、周期约为0.29个地球日的极轨椭圆轨道上。引力常量已知，根据以上信息可估算出下列哪些物理量（）A.火卫一的密度B.火星的密度C.火星的半径D.环绕器在近火点与远火点的速度之比【答案】BCD【解析】【详解】A．由于火卫一为绕火星旋转，其并不是中心天体，所以火卫一的质量不可求。则中质量未知，故火卫一的密度不可求，故A错误；C．火卫一和天问一号绕同一天体运动，则 ，其中和已知，可求得火星的半径，故C正确；B．由万有引力提供向心力，对火卫一可得火星的体积根据密度的公式结合上面两式可求得火星的密度，故B正确；D．已知近火点和远火点的长度，根据开普勒第二定律可知求出环绕器在近火点与远火点的速度之比，故D正确。故选BCD。10.如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为的定值电阻。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（　　）A.金属杆匀速运动时的速率为B.出磁场时，dc间金属杆两端的电势差C.从b到c的过程中，金属杆产生的电热为 D.从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为【答案】BD【解析】【详解】A．设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得解得根据欧姆定律有所以金属杆匀速运动的速度为故A错误；B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为故B正确；C．设整个过程电路中产生的总电热为，根据能量守恒定律得代入可得所以金属杆上产生的热量为故C错误； D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为故D正确。故选BD。第Ⅱ卷非选择题（共54分）二、非选择题（本题共5小题，共54分）11.如图甲所示为实验室常用的力学实验装置．（1）关于该装置，下列说法正确的是__________．A．利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，需要平衡小车和木板间的摩擦力B．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡小车与木板间的摩擦力C．利用该装置探究功与速度变化关系实验时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高，目的是消除摩擦力对实验的影响D．用此装置实验时，应该先接通电源，让打点计时器正常打点后再释放小车；（2）某学生使用该装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，已知图中所标的相邻两个计数点之间还有四个点未画出，计时器所用交流电周期为，则利用此纸带得到小车的加速度的表达式为__________．（用、、来表示）【答案】①.CD##DC②.【解析】【详解】（1）[1]A ．利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，不需要平衡小车和木板间的摩擦力,只要物体做匀变速直线运动即可，故A错误；B．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，需平衡摩擦力，将木板的一端垫高，使重力沿斜面分力和摩擦力相等即所以每次改变小车的质量后不必重新平衡小车与木板间的摩擦力，故B错误；C．利用该装置探究功与速度变化关系实验时，需要平衡摩擦力，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高，使重力沿斜面分力和摩擦力相等，目的是消除摩擦力对实验的影响，使小车受到的合力等于细绳的拉力，故C正确；D．用此装置实验时，应该先接通电源，让打点计时器正常打点后再释放小车，可以使纸带上打出更多的点迹，故D正确。故选CD。（2）[2]相邻计数点间的时间间隔为根据匀变速直线运动相邻相等时间位移差为定值可得解得12.(1)小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径，测得的结果如图1所示，则该金属丝的直径d=______mm，然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图2所示，则该工件的长度L=______cm；(2)然后小明又用多用电表粗略测量某金属电阻丝的电阻Rx约为5.0Ω ，为了尽可能精确地测定该金属丝的电阻，且测量时要求通过金属丝的电流在0~0.5A之间变化。根据下列提供的实验器材，解答如下问题：A．量程0.1A，内阻r1=1Ω的电流表A1B．量程0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表A2C．滑动变阻器R1全电阻1.0Ω，允许通过最大电流10AD．滑动变阻器R2全电阻100Ω，允许通过最大电流0.1AE．阻值为59Ω定值电阻R3F．阻值为599Ω的定值电阻R4G．电动势为6V的蓄电池EH．电键S一个、导线若干①根据上述器材和实验要求完成此实验，请在图3虚线框内画出测量该金属丝电阻Rx的实验原理图（图中元件用题干中相应的元件符号标注）；______②实验中测得电表A1示数为I1，A2表示数为I2，其它所选的物理量题目中已给定，请写出电阻丝的电阻表达式Rx=______。【答案】①.3.205②.5.015③.④.【解析】【详解】(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为3.0mm，可动刻度读数为0.01×20.5mm=0.205mm，所以最终读数为：3.0mm+0.205mm=3.205mm。[2]游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为：50mm+0.15mm=5.015cm(2)[3]没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1与定值电阻串联测电压，电源电动势为6V，电压表内阻为：则定值电阻阻值为：60-1=59Ω，应选择定值电阻R3；实验要求通过金属丝的电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1 ；为减小实验误差，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：[4]由图示电路图可知，待测电阻阻值13.均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为A=1cm，且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻（t1>0），质点A位于波峰。求（1）从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；（2）t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）时刻质点A位于波峰，波长则则从t1时刻开始，质点B第一次到达波峰时，波传播的距离为则质点B到达波峰的最少时间为（2）由题意可知，波的周期是则波长 时刻的波形图如图所示质点B位于处，则质点B偏离平衡位置的位移带入数据解得14.质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图所示（已知木楔在整个过程中始终静止，重力加速度为g）。（1）当α变化时，求拉力F的最小值；（2）F取最小值时，求木楔对水平面的摩擦力是多少。【答案】（1）mgsin2θ；（2）mgsin4θ【解析】【分析】【详解】（1）木块在木楔斜面上匀速向下运动时，根据平衡条件有 mgsinθ=μmgcosθ解得μ=tanθ因其力F作用下沿斜面向上匀速运动，根据正交分解有Fcosα=mgsinθ＋fFsinα＋N=mgcosθ且f=μN联立解得F===则当α=θ时，F有最小值，即Fmin=mgsin2θ。（2）因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即fM=Fcos（α＋θ）当F取最小值mgsin2θ时，则有fM=Fmincos2θ=mgsinθcos2θ=mgsin4θ15.如图甲所示，长方形MNPQ区域（MN=PQ=3d），MQ与NP边足够长）存在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为5d、厚度不计的荧光屏ab，其上下两表面均涂有荧光粉，ab与NP边平行，相距为d，且左端a与MN相距也为d。电子枪一个一个连续地发射出电子（已知电子质量为m、电荷量为e、初速度可视为零），经电场加速后，沿MN边进入磁场区域，电子打到荧光屏就会发光（忽略电子间的相互作用）。（1）若加速电压为U，求：电子进入磁场时的速度；（2）改变加速电压，使电子不断打到荧光屏上，求：荧光屏能发光区域的总长度；（3）若加速电压按如图乙所示的图像变化，求：从t=0开始一个周期内，打在荧光屏上的电子数相对总电子数的比例。（电子经加速电场的时间远小于周期T） 【答案】（1）；（2）d；（3）【解析】【详解】（1）电子在加速场中，根据动能定理有解得电子刚进入磁场的速度大小为（2）打在荧光屏点的电子，根据几何关系得解得①若减小粒子的速度，粒子打在荧光屏的下表面，临界条件是轨迹相切于点，是粒子的最小速度，如图所示根据几何关系可得，对应粒子做圆周运动的半径为因此，下表面区域长度是 ②若增大粒子的速度，粒子打在荧光屏上表面，临界条件是粒子运动轨迹与相切，由几何关系得所以ag的长度为由于那么上表面区域长度是发光区域总长度为（3）由第（2）步可知，粒子半径在的区间内，粒子能打在荧光屏上，结合得可求得：当时，粒子能打在荧光屏上，因此