2022-2023學(xué)年江西省贛州市南康區(qū)第一中學(xué)高三上學(xué)期第五次大考物理試題（解析版）

江西省南康區(qū)第一中學(xué)2022-2023學(xué)年度高三上學(xué)期第五次大考物理試卷一、選擇題（1-8題為單選題，9-10為多選題，每題4分，共40分）1.甲、乙兩質(zhì)點同時從同一位置沿同一直線運動，速度隨時間變化的圖像如圖所示，其中甲為直線。關(guān)于兩質(zhì)點的運動情況，下列說法中不正確的是（）A.在內(nèi)甲、乙的加速度方向相同B.在內(nèi)，乙的平均速度大于甲的平均速度C.在2t0時刻，甲、乙相遇D.在內(nèi)，甲、乙間的最遠距離為【答案】C【解析】【詳解】A．v-t圖像的斜率表示加速度，由圖像可知，在t0~2t0內(nèi)，甲、乙兩質(zhì)點的加速度都為負值，方向相同，故A正確；B．根據(jù)v-t圖像與t軸圍成的面積表示位移可知，在t0~2t0內(nèi)，乙的位移大于甲的位移，則乙的平均速度大于甲的平均速度，故B正確；C．甲、乙從同一位置出發(fā)，由v-t圖像與t軸所圍面積表示位移，知在2t0時刻，甲、乙未相遇，故C錯誤；D．在t0時刻前甲的速度大于乙的速度，兩者間距增大，t0時刻后乙的速度大于甲的速度，兩者間距減小，所以在t0時刻，甲、乙相距最遠，最遠距離等于兩者位移之差，為故D正確。要求選不正確的，故選C。2.某工人使用雙輪手推車運送短鋼管，手推車裝入鋼管后的側(cè)面示意圖如圖所示。推車側(cè)面ON與底面OM垂直，當側(cè)面ON與水平方向夾角θ=60°時，6號鋼管對側(cè)面ON的壓力等于其重力G，忽略一切摩擦，則下列說法正確的是（）A.其他鋼管對6號鋼管的作用力大小等于GB.底面OM受到的壓力小于側(cè)面ON受到的壓力C.若減小θ角，鋼管仍保持靜止，則鋼管對推車的壓力將增大D.若減小θ角，鋼管仍保持靜止，則鋼管對推車的壓力將減小【答案】A【解析】【詳解】A．對6號鋼管進行受力分析，由于鋼管靜止，即受力平衡，則其他鋼管對6號鋼管的作用力與6號鋼管的重力及ON面給的支持力的合力等大反向，如圖甲重力與支持力的合力大小為G，故其他鋼管對6號鋼管的作用力大小也為G，A正確；B．將所有鋼管視為一個整體，進行受力分析，如圖乙，可得故由牛頓第三定律知，OM面受到的壓力大于ON面受到的壓力，B錯誤；CD．仍將所有鋼管視為整體，由于整體在重力和推車對其作用力的作用下保持平衡，故無論θ如何變化，鋼管對推車的壓力總是不變，CD錯誤。故選A。3.某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運動時所產(chǎn)生電流來追蹤眼球的運動。若該眼動儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線圈平面最初平行于磁場，經(jīng)過時間t后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，則在這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電流的方向（從左往右看）為（）A.，逆時針 B.，逆時針C.，順時針 D.順時針【答案】A【解析】【詳解】經(jīng)過時間t，面積為S的線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，磁通量變化為由法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小為由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向為逆時針方向。故選A。4.2016年2月11日，美國自然科學(xué)基金召開新聞發(fā)布會宣布，人類首次探測到了引力波。2月16日，中國科學(xué)院公布了一項新的探測引力波的“空間太極計劃”，其中，由中山大學(xué)發(fā)起的空間引力波探測工程“天琴計劃”于15年7月正式啟動。計劃從2016年到2035年分四階段進行，將向太空發(fā)射三顆衛(wèi)星探測引力波。在目前討論的初步概念中，天琴將采用三顆完全相同的衛(wèi)星構(gòu)成一個等邊三角形陣列，地球恰處于三角形中心，衛(wèi)星將在以地球為中心、高度約10萬千米的軌道上運行，針對確定的引力波源進行探測，這三顆衛(wèi)星在太空中的分列圖類似樂器豎琴，故命名為“天琴計劃”。則下列有關(guān)這三顆衛(wèi)星的運動描述正確的是（）A.三顆衛(wèi)星一定地球同步衛(wèi)星B.三顆衛(wèi)星具有相同大小的加速度C.三顆衛(wèi)星的線速度比月球繞地球運動的線速度大且大于第一宇宙速度D.若知道引力常量及三顆衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的周期可估算出地球的密度【答案】B【解析】【詳解】A．地球的同步衛(wèi)星，必須在地球的赤道平面上，且距離地球的高度為左右，故此三顆衛(wèi)星不可能是地球的同步衛(wèi)星，故A錯誤；B．因三顆衛(wèi)星均以地球為中心，在高度約10萬千米的軌道上運行，根據(jù)可知，三顆衛(wèi)星具有相同大小的加速度，故B正確；C．三顆衛(wèi)星距離地球的距離比月球到地球的距離小得多，根據(jù)得可知，三顆衛(wèi)星的線速度比月球繞地球運動的線速度大且小于第一宇宙速度，故C錯誤；D．若知道引力常量及三顆衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的周期T，根據(jù)可解得但因地球的半徑未知，故不能估算出地球的密度，故D錯誤。故選B。5.某靜電場在軸上各點的電勢隨坐標的分布圖形如圖所示，軸上A、O、B三點的電勢分別為，電場強度沿軸方向的分量大小分別為，電子在A、O、B三點的電勢能分別為，下列判斷中正確的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】由圖知，故A錯誤;根據(jù)圖像切線斜率的大小等于電場強度沿軸方向的分量大小，知，故B錯誤;電子帶負電，根據(jù)電勢能公式分析得知，，故C錯誤;由圖知，A、O間電勢差大于B、O間電勢差，即有UA0>UBO，即，電子帶負電，則根據(jù)電勢能公式得，，即，故D正確.6.如圖所示為某種電流表的原理示意圖。質(zhì)量為m的勻質(zhì)細金屬桿的中點處通過一絕緣掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外。與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標尺上的讀數(shù)，MN的長度大于ab的長度。當MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合且指針恰指在零刻度線；當MN中有電流通過時，指針示數(shù)可表示電流強度。已知k＝2N/m，ab的長度為0.4m，bc的長度為0.1m，B＝0.2T，重力加速度為g。不計通電時電流產(chǎn)生的磁場的影響，下列說法正確的是（）A.當電流表示數(shù)為零時，彈簧處于原長B.若要使電流表正常工作，則金屬桿MN的N端與電源正極相接C.此電流表的量程應(yīng)為2.5AD.若要將電流表量程變?yōu)樵瓉淼?倍，可以將磁感應(yīng)強度變?yōu)?.4T【答案】C【解析】【詳解】A．當電流表示數(shù)為零時，彈簧彈力與金屬桿的重力平衡，所以此時彈簧處于伸長狀態(tài)，故A錯誤；B．若要使電流表正常工作，應(yīng)使通入電流后金屬桿所受安培力向下，根據(jù)左手定則可知金屬桿MN中的電流方向應(yīng)為M→N，所以M端與電源正極相接，故B錯誤；C．根據(jù)胡克定律可知則當所測電流最大時，有解得故C正確；D．根據(jù)C項分析可知，若要將電流表量程變?yōu)樵瓉淼?倍，可以將磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼亩种?，?.1T，故D錯誤。故選C。7.游樂場中有一種叫“魔盤”的娛樂設(shè)施，游客坐在轉(zhuǎn)動的“魔盤”上，“魔盤”繞著通過頂點O的豎直軸MN轉(zhuǎn)動，當“魔盤”轉(zhuǎn)動的角速度增大到一定值時，游客就會滑向“魔盤”的邊緣，其簡化結(jié)構(gòu)如圖所示。游客視作質(zhì)點，游客坐的位置與“魔盤”頂點O的距離為L。游客與“魔盤”之間的動摩擦因數(shù)為μ（μ>tanθ），最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。當游客即將相對“魔盤”滑動時，“魔盤”轉(zhuǎn)動的角速度ω等于（??）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】對人進行受力分析如圖所示則有

由于游客即將相對“魔盤”滑動時，則有解得故選D。8.如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為M的小車，其左側(cè)有半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB，軌道最低點B與水平軌道BC相切，整個軌道處于同一豎直平面內(nèi)，將質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點）從A點無初速釋放，物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出．已知重力加速度為g，小物塊與BC部分的動摩擦因數(shù)為，空氣阻力可忽略不計．關(guān)于物塊從A位置運動至C位置的過程，下列說法中正確的是A.小車和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒B.摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和為零C.物塊的最大速度為D.小車發(fā)生的位移【答案】D【解析】【詳解】A.小車和物塊組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零，水平方向動量守恒，系統(tǒng)整體所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，故A項與題意不相符；B.摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和等于摩擦力與相對位移的乘積，摩擦力做功的代數(shù)和不為零，為：-mgR，故B項與題意不相符；C.如果小車固定不動，物塊到達水平軌道時速度最大，由機械能守恒定律得：解得：現(xiàn)在物塊下滑時，小車向左滑動，物塊的速度小于，故C項與題意不相符；D.小車與物塊組成系統(tǒng)水平方向動量守恒，物塊下滑過程，以向右為正方向，由動量守恒定律得水平方向動量守恒在任何時候都成立，因此有兩邊乘時間有即因最后兩物體共速，因此有由能量守恒可得解得且解得：故D項與題意相符．9.如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)電阻恒為r，R是定值電阻，已知R>r，熱敏電阻RT的阻值隨溫度降低而增大，C是平行板電容器，閉合開關(guān)S，帶電液滴剛好靜止在C內(nèi)，在溫度降低的過程中，分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示電流表、電壓表1、電壓表2和電壓表3示數(shù)變化量的絕對值，關(guān)于該電路工作狀態(tài)的變化，下列說法正確的是（）A.帶電液滴一定向下加速運動B.電源的工作效率一定變大C.電源的輸出功率先增大再減小D.、、都不變，且【答案】BD【解析】【詳解】A．帶電液滴在平行板中受到向上的電場力和向下的重力處于平衡狀態(tài)。在溫度降低的過程，熱敏電阻阻值變大，回路中電流變小，路端電壓增大，由于流過定值電阻R的電流變小，所以分的電壓也就變小，而路端電壓增大，故讀數(shù)增大，平行板間的電場強度也增大，導(dǎo)致帶電液滴向上運動，故A錯誤；B．電源的工作效率由于路端電壓增大，所以電源的工作效率一定變大，故B正確；C．當外部電阻和電源內(nèi)阻等大時，電源的輸出功率最大，已知，則外部電阻大于電源內(nèi)阻，外部電阻增大時，電源的輸出功率一定減小，故C錯誤；D．根據(jù)電路知識知，測路端電壓，測熱敏電阻的電壓，測定值電阻R的電阻，由可得由可得由可得則、、都不變，且故D正確故選BD。10.如圖所示，M、N兩極板間存在勻強電場，場強大小可以調(diào)節(jié)，兩極板的寬度為d，N板右側(cè)存在如圖所示的磁場，折線PQ是磁場的分界線，在折線的兩側(cè)分布著方向相反與平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B．折線的頂角∠A=90°，P、Q是折線上的兩點且AP=AQ=L?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電的粒子從S點由靜止經(jīng)電場加速后從P點沿PQ方向水平射出，不計粒子的重力，則（）A.當粒子通過P點的速度為時，可經(jīng)過一次偏轉(zhuǎn)直接到達A點B.當M、N兩極板間場強為時，粒子到達Q點的時間最長C.粒子由P點到達Q點的時間只能為的偶數(shù)倍D.粒子由P點到達Q點的時間只能為的奇數(shù)倍【答案】AC【解析】【詳解】A．粒子經(jīng)過一次偏轉(zhuǎn)直接到達A點，由圖中幾何關(guān)系得2Rsin45°=L聯(lián)立解得故A正確；BCD．根據(jù)運動對稱性，粒子能從P點到達Q點，應(yīng)滿足L=nx，其中x為每次偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)弦長，偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)圓心角為90°或270°，設(shè)圓軌跡半徑為R，則有可得解得v，（n=1、2、3、…）在M，N間由動能定理解得E（n=1、2、3、…）當M、N兩極板間場強為時，粒子到達Q點的時間最短；當n取奇數(shù)時，粒子從P到Q過程中圓心角總和為，其中n=1、3、5、…當n取偶數(shù)時，粒子從P到Q過程中圓心角總和為，其中n=2、4、6、…，則粒子由P點到達Q點的時間只能為的偶數(shù)倍，故BD錯誤，C正確；故選AC。二、實驗題（每空2分，共16分）11.某同學(xué)用圖甲所示裝置探究“恒力做功與動能變化的關(guān)系”。實驗中砂和砂桶的總質(zhì)趾為，小車和砝碼的總質(zhì)量為。（1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板上滑輪的高度，使細線與長木板平行。接下來還要進行平衡摩擦力的操作，下列操作正確的是______。A．將長木板水平放置，調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)量為m的大小，輕推小車，讓小車做勻速運動B．將長木板沒有滑輪的一端墊起適當?shù)母叨?，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運動（2）在實驗中，當m______M時（填“遠大于”、“遠小于”或“等于”），可以認為細線拉力等于砂和砂桶的重力。（3）圖乙是實驗中得到的一條紙帶，O、A、B、C、D、E、F、G為8個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，已知打點計時器的工作頻率為。首先用刻度尺進行相關(guān)長度的測量，其中段的測量情況如圖丙所示，打點計時器打下D點時的速度為______m/s，從C到E恒力對小車做的功為______J，把此值與C到E動能變化量進行比較即可得到實驗結(jié)論（g取，該結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。（4）實驗中發(fā)現(xiàn)恒力做功始終比動能增量略小，可能原因是______。A．平衡摩擦力時斜面傾斜過度造成B．平衡摩擦力時斜面傾斜不夠造成C．砂與砂桶里力當成細線拉力造成【答案】①.B②.遠小于③.0.530④.1.04×10-2⑤.A【解析】【詳解】(1)[1]平衡摩擦力時，需使小車重力與摩擦力平衡，則操作正確的是：將長木板沒有滑輪的一端墊起適當?shù)母叨?，撤去砂和砂桶，輕推小車，讓小車做勻速運動．故選B；(2)[2]以整體為對象則小車的加速度為當可以近似認為即若要認為繩子拉力等于砂和砂桶的重力，則必須滿足條件m遠小于M；(3)[3]根據(jù)刻度尺的讀數(shù)原則可知長度為10.60cm，相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為，根據(jù)中點時刻的速度等于平均速度可知[4]從C到E恒力對小車做的功為(4)[5]當平衡摩擦力時斜面傾斜過度時，此時小車受到合外力實際比mg大，所以恒力做功始終比動能增量略小，故選A。12.利用圖甲電路測量某電池的內(nèi)阻，其中AB為一段粗細均勻的鉛筆芯，筆芯上套有一金屬滑環(huán)（寬度和電阻不計，與筆芯良好接觸并可自由移動）。實驗器材還有：標準電池（電動勢為，內(nèi)阻不計），電阻箱（最大阻值為），靈敏電流計G（量程為），待測電池（電動勢小于，內(nèi)阻未知），開關(guān)3個，刻度尺、導(dǎo)線若干等。主要實驗步驟如下：a.測量出鉛筆芯A、B兩端點間的距離；b.將電阻箱調(diào)至某一阻值R，閉合開關(guān)、、，移動滑環(huán)P使電流計G示數(shù)為零，測量出此時的AP長度L；c.改變電阻箱的阻值R，重復(fù)步驟b，記錄下多組R及對應(yīng)的L值?；卮鹨韵聠栴}：（1）步驟b中，移動滑環(huán)P使G的示數(shù)為零。此時電阻箱兩端電壓___________（用、、表示）。（2）利用記錄的多組R、L數(shù)據(jù)，作出圖像如圖乙，則隨變化的關(guān)系式為___________（用、、、、表示），根據(jù)圖像可得待測電池的內(nèi)阻___________。（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?②.③.【解析】【詳解】（1）[1]由于電流計示數(shù)為零，則標準電池與鉛筆芯、待測電池與電阻箱分別組成兩個相對獨立的電路，且對標準電池與鉛筆芯組成的回路，由閉合電路歐姆定律可知即（2）[2][3]對待測電池與電阻箱組成的回路，由閉合電路歐姆定律可知則有變形可得由圖像可得縱截距為斜率為解得三、解答題（共44分）13.如圖所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直金屬板之間加一電壓U1=2500V，發(fā)射出的電子被加速后成為高速電子，從金屬板上的小孔S射出．裝置右側(cè)有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，板長l=6.0cm，相距d=2.0cm，兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉(zhuǎn)電場．從小孔S射出的電子沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場，之后從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)射出．已知電子的比荷為=1.8×1011C/kg，設(shè)電子剛離開金屬絲時的速度為0，忽略金屬極板邊緣對電場的影響，不計電子受到的重力．求：（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v；（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y；【答案】（1）3×107m/s（2）3.6×10-3m【解析】【詳解】(1)電子加速過程由動能定理得：代入數(shù)據(jù)解得：v=3×107m/s(2)設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場中運動時間為t，則：L=vt解得：t=2×10-9s，電子的加速度為：帶入數(shù)據(jù)解得：a=1.8×1015m/s2電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量：解得：y=3.6×10-3m答：（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v=3×107m/s；（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場時在豎直方向上的側(cè)移量y=3.6×10-3m；14.如圖所示，有兩根光滑平行導(dǎo)軌，左側(cè)為位于豎直平面的金屬圓弧，右側(cè)為水平直導(dǎo)軌，圓弧底部和直導(dǎo)軌相切，兩條導(dǎo)軌水平部分在同一水平面內(nèi)，其中DC、NP段用絕緣材料制成，其余部分為金屬。兩導(dǎo)軌的間距為d=0.5m，導(dǎo)軌的左側(cè)接著一個阻值為R=2Ω的定值電阻。水平導(dǎo)軌的ACPM區(qū)域存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=2T，虛線AM垂直于導(dǎo)軌，AD和MN的長度均為x=1.2m，兩根金屬棒a、b垂直放置在導(dǎo)軌上，質(zhì)量均為m=0.2kg，接入電路的電阻均為r=2Ω，金屬棒a從圓弧軌道距水平軌道高h=0.8m處由靜止滑下，與靜止在圓弧底部的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，碰撞后金屬棒b進入磁場區(qū)域。不計金屬導(dǎo)軌的電阻，求：（1）金屬棒b剛進入磁場區(qū)域時的速度大??；（2）整個運動過程中金屬桿a上產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）4m/s；（2）0.2J【解析】【詳解】（1）金屬棒a由高h處從靜止沿軌道滑下，得解得v0=4m/s此后a與b產(chǎn)生彈性碰撞，由動量守恒定律和機械能守恒定律可知，解得v1=0，v2=v0=4m/s金屬棒b剛?cè)氪艌鰠^(qū)域的速度大小是4m/s。（2）金屬棒b在從A到B做減速運動，由動量定理得又，根據(jù)等效電路可知定值電阻R與金屬棒a并聯(lián)在外電路，金屬棒b產(chǎn)生電動勢，相當于電源，有R總=r+聯(lián)立解得v=2m/s由能量守恒定律得解得結(jié)合電路知識，可知定值電阻R與金屬棒a并聯(lián)后總電阻占總電阻的三分之一，二者的電阻相等，所以在金屬棒a上產(chǎn)生的焦耳熱15.水平傳送帶左端與長度為L=2m的傾斜木板AB的B端緊靠，木板AB與水平方向的夾角記為θ，傳送帶右端與光滑半圓軌道CD的C端緊靠，圓軌道半徑為R=2m；傳送帶左右端點間距為s=4m，其向右傳輸?shù)乃俣葹関=20m/s．質(zhì)量為m=1kg的小物塊與木板AB、傳送帶的動摩擦因數(shù)均為，小物塊從木板A端以某一初速度沿木板上滑，在B端上方有一小段光滑弧，確保小物塊在經(jīng)過B點時，僅使運動方向變?yōu)樗剑俾什蛔?，滑上傳送帶，小物塊繼續(xù)經(jīng)過傳送帶，沖上半圓軌道后從最高點D水平拋出．（1）若小物塊自D點平拋后恰好落在傳送帶左端B，其速度方向與水平方向的夾角記為α，求tanα的值；（2）若小物塊以另一速度從D點平拋后落在木板A端時的速度方向與水平方向的夾角也為α，求木板AB與水平方向的夾角θ的大小；（3）若木板A端可處與1/4圓弧A1A2間的任意位置，要保證小物塊都能經(jīng)過D點平拋，求小物塊在A端初速度的最小值.【答案】（1）2；（2）45°；（3）10m/s．【解析】【詳解】（1）小物塊自D點平拋的時間：s水平初速度：m/s落在B點時豎直方向的速度為：m/s則有：（2）連接DA，設(shè)DA與水平方向的夾角為β，根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得：tanα=2tanβ=2則tanβ=1解得：β=45°由于s=2R=4m，所以D與B連線與水平方向的夾角為45°，可知DA連線必過B，則：θ=β=45°；（3）要保證小物塊都能經(jīng)D點平拋，在D點的最小速度為v0，則有：根據(jù)機械能守恒定律可得：解得物塊在C點的最小速度：m/s若物體從B到C一直加速，則B點的速度最小為vB，根據(jù)