湖南省長沙二十一中2023屆高三下學(xué)期第五次質(zhì)量檢測試題物理試題試卷

湖南省長沙二十一中2023屆高三下學(xué)期第五次質(zhì)量檢測試題物理試題試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、嫦娥四號探測器（以下簡稱探測器）經(jīng)過約110小時奔月飛行后，于2018年12月12日到達(dá)且月球附近進(jìn)入高度約100公里的環(huán)月圓形軌道Ⅰ，如圖所示：并于2018年12月30日實施變軌，進(jìn)入橢圓形軌道Ⅱ。探測器在近月點Q點附近制動、減速，然后沿拋物線下降到距月面100米高處懸停，然后再緩慢豎直下降到距月面僅為數(shù)米高處，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，做自由落體運動，落到月球背面。下列說法正確的是（）A．不論在軌道還是軌道無動力運行，嫦娥四號探測器在P點的速度都相同B．嫦娥四號探測器在軌道I無動力運行的任何位置都具有相同的加速度C．嫦娥四號探測器在軌道II無動力運行的任何位置都具有相同動能D．嫦娥四號探測器在軌道II無動力運行從P點飛到Q點的過程中引力做正功2、如圖所示，是勻強(qiáng)電場中一個橢圓上的三個點，其中點的坐標(biāo)為，點的坐標(biāo)為，點的坐標(biāo)為，兩點分別為橢圓的兩個焦點，三點的電勢分別為、、，橢圓所在平面與電場線平行，元電荷，下列說法中正確的是（）A．點的電勢為B．點的電勢為C．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為D．將一個電子由點移到點，電子的電勢能增加3、石拱橋是中國傳統(tǒng)的橋梁四大基本形式之一。假設(shè)某拱形橋為圓的一部分，半徑為。一輛質(zhì)量為的汽車以速度勻速通過該橋，圖中為拱形橋的最高點，圓弧所對的圓心角為，關(guān)于對稱，汽車運動過程中所受阻力恒定，重力加速度為。下列說法正確的是（）A．汽車運動到點時對橋面的壓力大于B．汽車運動到點時牽引力大于阻力C．汽車運動到點時，橋面對汽車的支持力等于汽車重力D．汽車從點運動到點過程中，其牽引力一定一直減小4、將某勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上，另一端用100N的力來拉，彈簧的伸長量為10cm；若對該彈簧兩端同時用50N的力反向拉時，彈簧的伸長量為ΔL。則（）A．k=10N/m，ΔL=10cmB．k=100N/m，ΔL=10cmC．k=200N/m，ΔL=5cmD．k=1000N/m，ΔL=5cm5、在上海世博會上，拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演，令參觀者大開眼界若風(fēng)洞內(nèi)總的向上的風(fēng)速風(fēng)量保持不變，讓質(zhì)量為m的表演者通過調(diào)整身姿，可改變所受的向上的風(fēng)力大小，以獲得不同的運動效果，假設(shè)人體受風(fēng)力大小與正對面積成正比，已知水平橫躺時受風(fēng)力面積最大，且人體站立時受風(fēng)力面積為水平橫躺時受風(fēng)力面積的1／8，風(fēng)洞內(nèi)人體可上下移動的空間總高度為H．開始時，若人體與豎直方向成一定角度傾斜時，受風(fēng)力有效面積是最大值的一半，恰好可以靜止或勻速漂移；后來，人從最高點A開始，先以向下的最大加速度勻加速下落，經(jīng)過某處B后，再以向上的最大加速度勻減速下落，剛好能在最低點C處減速為零，則以下說法正確的有（）A．由A至C全過程表演者克服風(fēng)力做的功為mgHB．表演者向上的最大加速度是gC．表演者向下的最大加速度是D．B點的高度是6、2018年12月8日“嫦娥四號”發(fā)射升空，它是探月工程計劃中第四顆人造探月衛(wèi)星．已知萬有引力常量為G，月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，嫦娥四號繞月球做圓周運動的軌道半徑為r，繞月周期為T．則下列說法中正確的是A．“嫦娥四號”繞月運行的速度大小為B．月球的第一宇宙速度大小為C．嫦娥四號繞行的向心加速度大于月球表面的重力加速度gD．月球的平均密度為ρ＝二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，A球用不可伸長的細(xì)線懸掛在天花板上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，B球和A球用橡皮筋連接，B球在A球正下方某一位置，此時橡皮筋處于松弛狀態(tài)?，F(xiàn)由靜止釋放B球，不計空氣阻力，則在B球下落的過程中（細(xì)線與橡皮筋均不會斷），下列說法正確的是A．細(xì)線的張力先不變后增大B．A球受到的合力先不變后增大C．B球的動能與橡皮筋的彈性勢能之和不斷增大D．B球的重力勢能與機(jī)械能均不斷減小8、2019年北京時間4月10日21時，人類歷史上首張黑洞照片被正式披露，引起世界轟動．黑洞是一類特殊的天體，質(zhì)量極大，引力極強(qiáng)，在它附近（黑洞視界）范圍內(nèi)，連光也不能逃逸，并伴隨很多新奇的物理現(xiàn)象．傳統(tǒng)上認(rèn)為，黑洞“有進(jìn)無出”，任何東西都不能從黑洞視界里逃逸出來．但霍金、貝肯斯坦等人經(jīng)過理論分析，認(rèn)為黑洞也在向外發(fā)出熱輻射，此即著名的“霍金輻射”，因此可以定義一個“黑洞溫度”T：，其中h為普朗克常量，c為真空中的光速，G為萬有引力常量，M為黑洞質(zhì)量，k是一個有重要物理意義的常量，叫做“玻爾茲曼常量”．以下能用來表示“玻爾茲曼常量”單位的是（）A． B． C． D．9、荷蘭某研究所推出了2023年讓志愿者登陸火星、建立人類聚居地的計劃.登陸火星需經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，已知引力常量為，則下列說法正確的是（）A．飛船在軌道上運動時，運行的周期B．飛船在軌道Ⅰ上的機(jī)械能大于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能C．飛船在點從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，需要在點朝速度方向噴氣D．若軌道Ⅰ貼近火星表面，已知飛船在軌道Ⅰ上運動的角速度，可以推知火星的密度10、若宇航員到達(dá)某一星球后，做了如下實驗:(1)讓小球從距離地面高h(yuǎn)處由靜止開始下落，測得小球下落到地面所需時間為t;(2)將該小球用輕質(zhì)細(xì)繩固定在傳感器上的O點，如圖甲所示。給小球一個初速度后，小球在豎直平面內(nèi)繞O點做完整的圓周運動，傳感器顯示出繩子拉力大小隨時間變化的圖象所示(圖中F1、F2為已知)。已知該星球近地衛(wèi)星的周期為T，萬有引力常量為G，該星球可視為均質(zhì)球體。下列說法正確的是A．該星球的平均密度為 B．小球質(zhì)量為C．該星球半徑為 D．環(huán)繞該星球表面運行的衛(wèi)星的速率為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實驗小組調(diào)試如圖1所示的裝置準(zhǔn)備研究加速度與受力的關(guān)系，實驗小組懸掛砝碼及砝碼盤打出紙帶并測量小車的加速度：已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，打點計時器所接的交流電的率為。（1）實驗步驟如下：①按圖1所示，安裝好實驗裝置，其中動滑輪與定滑輪及彈簧測力計相連的細(xì)線豎直②調(diào)節(jié)長木板的領(lǐng)角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動，其目的是___③掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度④改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③，求得小車在不同合力作用下的加速度⑤彈簧測力計的讀數(shù)為F，則小車所受合外力為___（2）實驗過程中，關(guān)于砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M的關(guān)系，下列說法正確的是__；A．M必須遠(yuǎn)大于mB．M必須遠(yuǎn)小于mC．可以不用遠(yuǎn)大于mD．M必須等于m（3）實驗中打出的一條紙帶如圖2所示，則由該紙帶可求得小車的加速度為___。12．（12分）在測定電容器電容的實驗中，將電容器、電壓傳感器、阻值為3kΩ的電阻R、電源、單刀雙擲開關(guān)S按圖甲所示電路圖進(jìn)行連接。先使開關(guān)S與1相連，電源給電容器充電，充電完畢后把開關(guān)S擲向2，電容器放電，直至放電完畢，實驗得到的與電壓傳感器相連接的計算機(jī)所記錄的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，圖丙為由計算機(jī)對圖乙進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄了“峰值”及圖線與時間軸所圍“面積”的圖像。(1)根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知：充電電流與放電電流方向________(填“相同”或“相反”)，大小都隨時間________(填“增大”或“減小”)。(2)該電容器的電容為________F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)某同學(xué)認(rèn)為：仍利用上述裝置，將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端，也可以測出電容器的電容值，請你分析并說明該同學(xué)的說法是否正確________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，傾角α＝30°的足夠長光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一長L＝1．8m、質(zhì)量M＝3kg的薄木板，木板的最上端疊放一質(zhì)量m＝1kg的小物塊，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝．對木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由靜止開始做勻加速直線運動．設(shè)物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2．（1）為使物塊不滑離木板，求力F應(yīng)滿足的條件；（2）若F＝3．5N，物塊能否滑離木板？若不能，請說明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時間及滑離木板后沿斜面上升的最大距離．14．（16分）如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q的粒子（重力不計）從坐標(biāo)原點O射入磁場，其入射方向與x的正方向成45°角。當(dāng)粒子運動到電場中坐標(biāo)為（3L，L）的P點處時速度大小為v0，方向與x軸正方向相同。求(1)粒子從O點射入磁場時的速度v；(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(3)粒子從O點運動到P點所用的時間。15．（12分）如圖所示，直角坐標(biāo)系Oxy位于豎直平面內(nèi)，x軸與絕緣的水平面重合，在y軸右方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向上的勻強(qiáng)電場．質(zhì)量為m2=8×10-3kg的不帶電小物塊靜止在原點O，A點距O點L=0.045m，質(zhì)量m1=1×10-3kg的帶電小物塊以初速度v0=0.5m/s從A點水平向右運動，在O點與m2發(fā)生正碰并把部分電量轉(zhuǎn)移到m2上，碰撞后m2的速度為0.1m/s，此后不再考慮m1、m2間的庫侖力．已知電場強(qiáng)度E=40N/C，小物塊m1與水平面的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，取g=10m/s2，求：（1）碰后m1的速度；（2）若碰后m2做勻速圓周運動且恰好通過P點，OP與x軸的夾角θ=30°，OP長為Lop=0.4m，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）其它條件不變，若改變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B/使m2能與m1再次相碰，求B/的大小？

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

A．嫦娥四號探測器在Ⅰ軌道P點處的速度大于在Ⅱ軌道P點處的速度，故A錯誤；B．因為加速度是矢量，有方向，加速度的方向時刻都在變化，故B錯誤；C．因為軌道II是橢圓形軌道，所以嫦娥四號探測器在軌道II無動力運行的速度大小一直在變化，所以不是任何位置都具有相同動能，故C錯誤；D．因為嫦娥四號探測器在軌道II無動力運行從P點飛到Q點的過程中，引力與速度的方向夾角小于，所以做正功，故D正確。故選D。2、B【解析】

A.根據(jù)橢圓關(guān)系可知兩點與點的距離：，由得：，，根據(jù)U=Ed得：，所以：，可知，軸即為一條等勢線，電場強(qiáng)度方向指向軸負(fù)方向，點電勢為5V，故A錯誤；B.由電場線與等勢面關(guān)系得，得，故B正確；C.電場強(qiáng)度：，C錯誤；D.根據(jù)得：，故電子的電勢能減少，故D錯誤。故選：B。3、D【解析】

A．汽車運動到點時，重力垂直于橋面的分力等于，由于汽車在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，沿半徑方向有向心加速度，所以汽車對橋面的壓力小于，故A錯誤；B．汽車在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，運動到點（圓弧最高點）時牽引力等于阻力，故B錯誤；C．由于汽車在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，沿半徑方向有向心加速度，所以汽車運動到點時，橋面對汽車的支持力小于汽車重力，故C錯誤；D．汽車從點運動到點過程中，重力沿圓弧切線方向的分力一直減小，設(shè)汽車與之間圓弧所對圓心角為，其牽引力一直減小，汽車從點運動到點過程中，重力沿圓弧切線方向的分力一直增大，其牽引力一直減小，所以汽車從點運動到點過程中其牽引力一定一直減小，故D正確。故選D。4、D【解析】

彈簧上的彈力為100N，伸長量由F=kx得用50N力拉時故選D。5、A【解析】

對A至C全過程應(yīng)用動能定理mgH-W=0，解得W=mgH，因而A正確；設(shè)最大風(fēng)力為Fm，由于人體受風(fēng)力大小與正對面積成正比，故人站立時風(fēng)力為Fm；由于受風(fēng)力有效面積是最大值的一半時，恰好可以靜止或勻速漂移，故可以求得重力G=Fm；人平躺上升時有最大加速度，因而B錯誤；人站立加速下降時的最大加速度，因而C錯誤；人平躺減速下降時的加速度大小是a2==g；設(shè)下降的最大速度為v，由速度位移公式，加速下降過程位移；減速下降過程位移，故x1：x2=4：3，因而x2=H，選項D錯誤；故選A．【點睛】本題關(guān)鍵將下降過程分為勻加速過程和勻減速過程，求出各個過程的加速度，然后根據(jù)運動學(xué)公式列式判斷．6、D【解析】

根據(jù)月球表面萬有引力等于重力可求月球質(zhì)量，進(jìn)而可求月球的平均密度．根據(jù)月球?qū)Α版隙鹚奶枴钡娜f有引力提供向心力可求“嫦娥四號”的繞行速度．根據(jù)重力提供向心力，可求月球的第一宇宙速度．【詳解】A.根據(jù)萬有引力提供向心力，得，又因為月球表面的物體受到的重力等于萬有引力，得GM=gR2，所以v=．故A錯誤；B.月球的第一宇宙速度為近月衛(wèi)星的運行速度，所以重力提供向心力mg=，得v=.故B錯誤；C.根據(jù)萬有引力提供向心力，嫦娥四號繞行的向心加速度，月球表面的重力加速度g=．嫦娥四號繞行的向心加速度小于月球表面的重力加速度．故C錯誤；D.根據(jù)萬有引力提供向心力，，得月球的質(zhì)量M=，所以月球的密度ρ=M/V=．故D正確；故選D二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】

A．細(xì)線的張力先等于A球的重力，當(dāng)橡皮筋的彈力不斷增大后，細(xì)線的張力不斷增大。故A正確。B．A球始終靜止，合力始終為零。故B錯誤。C．B球的動能與橡皮筋的彈性勢能及B球的重力勢能之和為一定值，B球的重力勢能不斷減小，則B球的動能與橡皮筋的彈性勢能之和不斷增大。故C正確。D．B球高度一直減小，B球的重力勢能不斷減小；橡皮筋伸直前，B球做自由落體運動，機(jī)械能守恒，橡皮筋被拉長后，B球的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，B球的機(jī)械能減小，所以B機(jī)械能先不變后減小。故D錯誤。8、BCD【解析】

根據(jù)得h的單位為J?s=Nms=kg?m2/s，c的單位是m/s，G的單位是N?m2/kg2=kg?m3/s2，M的單位是kg，T的單位是K，代入上式可得k的單位是，不等于。A．，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．，與結(jié)論相符，選項B正確；C．，與結(jié)論相符，選項C正確；D．，與結(jié)論相符，選項D正確；9、ACD【解析】

A、根據(jù)開普勒第三定律可知，飛船在軌道上運動時，運行的周期，故選項A正確；BC、飛船在點從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，需要在點朝速度方向噴氣，從而使飛船減速到達(dá)軌道Ⅰ，則飛船在軌道Ⅰ上的機(jī)械能小于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能，故選項B錯誤，C正確；D、根據(jù)以及，解得，已知飛船在軌道Ⅰ上運動的角速度，可以推知火星的密度，故選項D正確。10、ABD【解析】

A.對近地衛(wèi)星有，星球密度，體積，解得，故A正確。B.小球通過最低點時拉力最大，此時有最高點拉力最小，此時有最高點到最低點，據(jù)動能定理可得可得，小球做自由落體運動時，有可得，，故B正確。C.根據(jù)及可得：星球平均密度可表示為可得，故C錯誤。D.環(huán)繞該星球表面運行的衛(wèi)星的速率可表示為故D正確。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、平衡摩擦力FC0.15【解析】

（1）②[1]調(diào)節(jié)長木板的領(lǐng)角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動，其目的是平衡摩擦力；⑤[2]彈簧測力計的讀數(shù)為F，則小車所受合外力為F；（2）[3]實驗過程中，由于有彈簧測力計測得小車的拉力，則小車的質(zhì)量M可以不用遠(yuǎn)大于砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量m，故選C；（3）[4]根據(jù)，則，則12、相反減小1.0×10－2正確【解析】

(1)[1][2]根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知充電電流與放電電流方向相反，大小都隨時間減??；(2)[3]根據(jù)充電時電壓—時間圖線可知，電容器的電荷量為：Q＝It＝t而電壓的峰值為Um＝6V，則該電容器的電容為：C＝設(shè)電壓—時間圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積為S，聯(lián)立解得：C＝＝＝F＝1.0×10－2F；(3)[4]正確，電容器放電的過程中，電容器C與電阻R兩端的電壓大小相等，因此通過對放電曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄的“峰值Um”及圖線與時間軸所圍“面積”，仍可應(yīng)用：C＝＝計算電容值。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）F≤30N；（2）物塊能滑離木板，1.2s，s=0.9m．【解析】試題分析：（1）對M、m，由牛頓第二定律對m，有，，代入數(shù)據(jù)得：．（2），物塊能滑離木板，對于M，有1對m，有，設(shè)物塊滑離木板所用的時間為，由運動學(xué)公式：，代入數(shù)據(jù)得：，物塊離開木板時的速度，由公式：，代入數(shù)據(jù)得．考點：牛頓運動定律的綜合應(yīng)用、勻變速直線運動的位移與時間的