湖南省衡陽縣江山學校2023屆高三第四次診斷考試物理試題

湖南省衡陽縣江山學校2023屆高三第四次診斷考試物理試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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、在某一次中國女排擊敗對手奪得女排世界杯冠軍的比賽中，一個球員在球網(wǎng)中心正前方距離球網(wǎng)d處高高躍起，將排球扣到對方場地的左上角（圖中P點），球員拍球點比網(wǎng)高出h（拍球點未畫出），排球場半場的寬與長都為s，球網(wǎng)高為H，排球做平拋運動（排球可看成質(zhì)點，忽略空氣阻力），下列選項中錯誤的是（）A．排球的水平位移大小B．排球初速度的大小C．排球落地時豎直方向的速度大小D．排球末速度的方向與地面夾角的正切值2、2019年諾貝爾物理學獎授予了三位天文學家，以表彰他們對于人類對宇宙演化方面的了解所作的貢獻。其中兩位學者的貢獻是首次發(fā)現(xiàn)地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下構成一個“雙星系統(tǒng)”，恒星在周期性運動時，可通過觀察其光譜的周期性變化知道其運動周期，從而證實其附近存在行星。若觀測到的某恒星運動周期為T，并測得該恒星與行星的距離為L，已知萬有引力常量為G，則由這些物理量可以求得（）A．行星的質(zhì)量 B．恒星的質(zhì)量C．恒星與行星的質(zhì)量之和 D．恒星與行星圓周運動的半徑之比3、某同學用如圖甲所示的裝置測量滑塊A與木板間的動摩擦因數(shù)，用手緩慢地提起木板的左端使木板以其右端為圓心緩慢轉動，當板與水平方向的夾角時，滑塊A開始沿板下滑。而后將木板和滑塊A平放在水平桌面上，木板固定在桌面上，如圖乙所示，滑塊A左側彈簧測力計讀數(shù)為且處于伸長狀態(tài)，右側通過輕質(zhì)細繩繞過定滑輪懸掛一輕質(zhì)砝碼盤，滑輪摩擦不計，滑塊的質(zhì)量，連接滑塊的彈簧測力計和細線均水平放置，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。若緩慢增加盤中的砝碼，使盤中砝碼總質(zhì)量達到時，將會出現(xiàn)的情況是（）A．A向右運動B．木板對A的摩擦力為C．木板對A的摩擦力方向保持不變D．彈簧測力計讀數(shù)仍為4、將長為L的導線彎成六分之一圓弧，固定于垂直于紙面向外、大小為B的勻強磁場中，兩端點A、C連線豎直，如圖所示．若給導線通以由A到C、大小為I的恒定電流，則導線所受安培力的大小和方向是()A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右C．，水平向右 D．，水平向左5、人類在對自然界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列有關說法中不正確的是（）A．伽利略將斜面實驗的結論合理外推，間接證明了自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動B．法國科學家笛卡爾指出：如果物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動C．海王星是在萬有引力定律發(fā)現(xiàn)之前通過觀測發(fā)現(xiàn)的D．密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值6、如圖甲所示，物體在豎直方向受到大小恒定的作用力F=40N，先由靜止開始豎直向上做勻加速直線運動，當t=1s時將F反向，大小仍不變，物體的圖象如圖乙所示，空氣對物體的阻力大小恒定，g=10m/s2，下列說法正確的是（）A．物體在1.25s內(nèi)拉力F的平均功率為160WB．物體1.25s內(nèi)阻力做功的平均功率為為16WC．空氣對物體的阻力為6ND．物體的質(zhì)量為4kg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、按照十八大“五位一體”的總體布局，全國各省市啟動“263”專項行動，打響碧水藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，暗訪組在某化工廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，測量管由絕緣材料制成，水平放置，其長為L、直徑為D，左右兩端開口，勻強磁場方向豎直向上，在前后兩個內(nèi)側面a、c固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)測量管時，a、c兩端電壓為U，顯示儀器顯示污水流量為Q（單位時間內(nèi)排出的污水體積）。則下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)側電勢比c側電勢低B．若污水中正離子較多，則a側電勢比c側電勢高；若污水中負離子較多，則a側電勢比e側電勢低C．污水中離子濃度越高，顯示儀器的示數(shù)將越大D．污水流量Q與U成正比，與L無關8、兩材料完全相同的、可視為質(zhì)點的滑塊甲和滑塊乙放在粗糙的水平上，在兩滑塊的右側固定一擋板。已知兩滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，甲、乙兩滑塊的質(zhì)量分別為m1=3m、m2=2m，且在水平面上處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)給滑塊甲一向右的初速度v0（未知），使滑塊甲和滑塊乙發(fā)生無能量損失的碰撞，經(jīng)過一段時間滑塊乙運動到擋板處且被一接收裝置接收，而滑塊甲未與擋板發(fā)生碰撞，開始兩滑塊之間的距離以及滑塊乙與擋板之間的距離均為L，重力加速度為g。滑塊甲與滑塊乙碰后的瞬間速度分別用v1、v2表示，下列正確的說法是（）A．v1∶v2=1∶5 B．v1∶v2=1∶6C．v0的最小值為 D．v0的最小值為9、如圖所示，a、b兩束不同頻率的單色光從半圓形玻璃磚底邊平行射入，入射點均在玻璃磚底邊圓心O的左側，兩束光進入玻璃磚后都射到O'點，OO'垂直于底邊，下列說法確的是（）A．從點O'射出的光一定是復色光B．增大兩束平行光的入射角度，則b光先從O'點消失C．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，b光的相鄰條紋間距較大D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應，則a光的截止電壓低10、如圖所示，一彈性輕繩（繩的彈力與其伸長量成正比）一端固定在A點，彈性繩自然長度等于AB，跨過由輕桿OB固定的定滑輪連接一個質(zhì)量為m的絕緣帶正電、電荷量為q的小球?？臻g中還存在著水平向右的勻強電場（圖中未畫出），且電場強度E=。初始時A、B、C在一條豎直線上，小球穿過水平固定的桿從C點由靜止開始運動，滑到E點時速度恰好為零。已知C、E兩點間距離為L，D為CE的中點，小球在C點時彈性繩的拉力為，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5，彈性繩始終處在彈性限度內(nèi)。下列說法正確的是A．小球在D點時速度最大B．若在E點給小球一個向左的速度v，小球恰好能回到C點，則v=C．彈性繩在小球從C到D階段做的功等于在小球從D到E階段做的功D．若保持電場強度不變，僅把小球電荷量變?yōu)?q，則小球到達E點時的速度大小v=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）用如圖甲所示實驗裝置探究做功與動能變化的關系，在該實驗中______(需要/不需要)平衡摩擦力。若實驗中不要求滿足小沙桶和沙子的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，則所選擇的研究對象是___________。圖乙所示是實驗所得的一條紙帶，在紙帶上取了O、A、B、C、D、E六個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，x1=1.42cm，x2=l.84cm，x3=2.25cm，x4=2.67cm，x5=3.10cm，用天平測得沙桶和沙的質(zhì)量m=24g，滑塊質(zhì)量M=500g，重力加速度g=9.8m/s2，根據(jù)以上信息，從A點到D點拉力對滑塊做的功為_______J，滑塊動能增加了_________J。根據(jù)實驗結果可得到：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)合外力做功等于物體動能的變化。(結果均保留兩位有效數(shù)字)12．（12分）某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應”.現(xiàn)用如圖所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應，已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實驗室中有下列器材：A．電源E(電動勢3V，內(nèi)阻約為1Ω)B．電流表A1(0～0.6A，內(nèi)阻r1＝5Ω)C．電流表A2(0～0.6A，內(nèi)阻r2≈1Ω)D．開關S，定值電阻R0＝5Ω(1)為了比較準確地測量電阻Rx的阻值，請完成虛線框內(nèi)電路圖的設計______.(2)在電阻Rx上加一個豎直向下的力F(設豎直向下為正方向)，閉合開關S，記下電表讀數(shù)，A1的讀數(shù)為I1，A2的讀數(shù)為I2，得Rx＝________.(用字母表示)(3)改變力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的Rx值.最后繪成的圖象如圖所示，除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F的增大而均勻減小外，還可以得到的結論是________________________.當F豎直向下時，可得Fx與所受壓力F的數(shù)值關系是Rx＝________.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）我們可以借鑒研究靜電場的方法來研究地球周圍空間的引力場，如用“引力場強度”、“引力勢”的概念描述引力場。已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，萬有引力常量為G，將地球視為均質(zhì)球體，且忽略自轉。(1)類比電場強度的定義方法，寫出地球引力場的“引力場強度E”的定義式，并結合萬有引力定律，推導距離地心為r（r>R）處的引力場強度的表達式；(2)設地面處和距離地面高為h處的引力場強度分別為和，如果它們滿足，則該空間就可以近似為勻強場，也就是我們常說的重力場。請估算地球重力場可視為勻強場的高度h（取地球半徑R=6400km）；(3)某同學查閱資料知道:地球引力場的“引力勢”的表達式為（以無窮遠處引力勢為0）。請你設定物理情景，簡要敘述推導該表達式的主要步驟。14．（16分）如圖甲所示，水平足夠長的平行金屬導軌MN、PQ間距L＝0.3m。導軌電阻忽略不計，其間連接有阻值R＝0.8Ω的固定電阻。開始時，導軌上固定著一質(zhì)量m＝0.01kg、電阻r＝0.4Ω的金屬桿cd，整個裝置處于磁感應強度B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下。現(xiàn)用一平行金屬導軌平面的外力F沿水平方向拉金屬桿cd，使之由靜止開始運動。電壓采集器可將其兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，獲得的電壓U隨時間t變化的關系如圖乙所示。求：（1）在t＝4s時通過金屬桿的感應電流的大小和方向；（2）4s內(nèi)金屬桿cd位移的大?。唬?）4s末拉力F的瞬時功率。15．（12分）一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長λ≥80cm．O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=40cm處的兩個質(zhì)點．t＝0時開始觀測，此時質(zhì)點O的位移y=-8cm，質(zhì)點A處于y=-16cm的波谷位置；t＝0.5s時，質(zhì)點O第一次回到平衡位置，而t=1.5s時，質(zhì)點A第一次回到平衡位置．求：（?。┻@列簡諧橫波的周期T、波速v和波長λ；（ⅱ）質(zhì)點A振動的位移y隨時間t變化的關系式．

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、B【解析】

A.由勾股定理計算可知，排球水平位移大小為故A正確不符合題意；B.排球做平拋運動，落地時間為初速度故B錯誤符合題意；C.排球在豎直方向做自由落體運動可得解得，故C正確不符合題意；D.排球末速度的方向與地面夾角的正切值故D正確不符合題意。故選B。2、C【解析】

恒星與行星組成雙星，設恒星的質(zhì)量為M，行星的質(zhì)量為m。以恒星為研究對象，行星對它的引力提供了向心力，假設恒星的軌道半徑為r1，動力學方程為得到行星的質(zhì)量以行星為研究對象，恒星對它的引力提供了向心力，假設行星的軌道半徑為r2，動力學方程為得到恒星的質(zhì)量則有故ABD錯誤，C正確。故選C。3、D【解析】

ABD.緩慢轉動木板使滑塊開始下滑時，靜摩擦力恰好達到最大值，由平衡條件得：，解得：，木板與滑塊水平放置時，木板與滑塊間的最大靜摩擦力：，不放砝碼時，滑塊水平方向受彈簧測力計的拉力和木板對A的摩擦力，由平衡條件得：，摩擦力方向水平向右，當砝碼盤總質(zhì)量達到1.2kg時，物塊A受到右側繩的拉力：，設滑塊仍處于靜止，由平衡條件得：，得：，假設成立，滑塊仍處于靜止，彈簧測力計讀數(shù)仍為5N，故AB錯誤，D正確；C.對比初狀態(tài)的摩擦力可得摩擦力方向由水平向右變?yōu)樗较蜃?，故C錯誤。故選：D。4、D【解析】

弧長為L，圓心角為60°，則弦長：，導線受到的安培力：F=BI?AC=，由左手定則可知，導線受到的安培力方向：水平向左；故D，ABC錯誤．5、C【解析】

伽利略在斜面實驗中得出物體沿斜面下落時的位移和時間的平方成正比，然后利用這一結論合理外推，間接證明了自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動，故A正確；法國科學家笛卡爾指出：如果物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向；故B正確；海王星是在萬有引力定律發(fā)現(xiàn)之后通過觀測發(fā)現(xiàn)的，故C不正確；密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值，任何電荷的電荷量都應是基本電荷的整數(shù)倍；故D正確；6、B【解析】

A．在1.25s內(nèi)，圖像圍成面積為5m，即總位移為5m，拉力第一階段向上的位移為4m，則拉力做正功160J，第二階段位移為1m，則拉力做負功40J，總共120J，平均功率96W，故A錯誤。CD．根據(jù)牛頓第二定律可得：F－（mg+f)=ma1F+mg+f=ma2，又由題圖乙可知a1=2m/s2a2=6m/s2聯(lián)立解得物體的質(zhì)量m=2kg空氣對物體的阻力為f=4NCD項錯誤。B．阻力全程做負功，共Wf=4×5=20J，所以平均功率為B正確。故選B。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、BC【解析】

AB．污水中正、負離子向右移動，受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則，正離子向前表面c偏，負離子向后表面a偏，所以a側電勢比c側低，與污水中正、負離子的數(shù)量無關，故A正確，不符合題意；B錯誤，符合題意；

C．穩(wěn)定后，離子受到洛倫茲力和電場力作用，受力平衡，有解得流量為分析可知，顯示儀器的示數(shù)Q與離子的濃度無關，故C錯誤，符合題意；

D．同理可知Q與U成正比，與L無關，故D正確，不符合題意。故選BC。8、BC【解析】

AB．兩滑塊碰撞過程滿足動量守恒定律和機械能守恒定律，設碰撞前瞬間滑塊甲的速度為v，則有m1v＝m1v1＋m2v2由機械能守恒定律得m1v2＝m1v12＋m2v22聯(lián)立解得v1＝，v2＝則二者速度大小之比為v1∶v2＝1∶6A錯誤，B正確；CD．當滑塊甲初速度最小時，碰后滑塊乙應剛好運動到右側的擋板，則－μm2gL＝－m2v22碰前滑塊甲做減速運動－μm1gL＝m1v2－m1v02可得v0＝C正確，D錯誤。故選BC。9、AD【解析】

A．兩光束射到O′點時的入射角都等于在玻璃磚底邊的折射角，根據(jù)光路可逆性可知，從O′點射出時折射角都等于射入玻璃磚底邊時的入射角，而在玻璃磚底邊兩光束平行射入，入射角相等，所以從O′點射出時折射角相同，兩光束重合，則從O′點射出的一定是一束復色光，故A正確；B．令光在底邊的入射角為i，折射角為r，根據(jù)折射定律有所以根據(jù)幾何知識可知，光在O′點的入射角為r，無論怎樣增大入射角度，光在O′點的入射角都小于光發(fā)生全反射的臨界角，所以a、b光不會在O′點發(fā)生全反射，故B錯誤；C．根據(jù)光路圖可知，玻璃磚對a光的折射率小于b光的折射率，則a光的波長大于b光的波長，由于條紋間距為所以a光的條紋間距大于b光的條紋間距，故C錯誤；D．由于a光的頻率小于b光的頻率，根據(jù)光電效應方程可知a、b光分別照射同一光電管發(fā)生光電效應時，a光的截止電壓比b光的截止電壓低，故D正確。故選：AD。10、ABD【解析】

A.對小球分析可知，在豎直方向由與，故支持力為恒力，即，故摩擦力也為恒力大小為從C到E，由動能定理可得由幾何關系可知，代入上式可得在D點時，由牛頓第二定律可得由，將可得，D點時小球的加速度為故小球在D點時的速度最大，A正確；B.從E到C，由動能定理可得解得故B正確；C.由于彈力的水平分力為，和均越來越大，故彈力水平分力越來越大，故彈性繩在小球從C到D階段做的功小于在小球從D到E階段做的功，C錯誤；D.將小球電荷量變?yōu)椋蓜幽芏ɡ砜傻媒獾霉蔇正確；故選ABD。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、需要滑塊、沙桶和沙子構成的整體0.0160.014【解析】

[1]平衡摩擦力，讓小車所受合外力為繩子的拉力；[2]對小沙桶和沙子應用牛頓第二定律：對小滑塊：兩式相比：，若實驗中不要求滿足小沙桶和沙子的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，小沙桶和沙子的總重量不能視為合外力，所以需要選擇滑塊、沙桶和沙子構成的整體研究合外力做功與動能變化量的關系；[3]滿足，繩子拉力近似等于沙桶和沙子的總重量，從A點到D點拉力做功：；[4]勻變速運動中某段時間內(nèi)，平均速度和中間時刻速度相等，A、D點速度：動能變化量：。12、壓力方向改變，其阻值不變【解析】

（1）由于題目中沒有電壓表，為了比較準確測量電阻，知道電流表的阻值，所以用電流表作為電壓表使用，電流表連在干路上，即可求出電阻的阻值，電路圖的設計：（2）根據(jù)串并聯(lián)和歐姆定律得：，得到：．（3）從圖象上可以看出壓力方向改變，其阻值不變，其電阻與壓力關系為一次函數(shù)，由圖象可得：．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)引力場強度定義式，推導見解析；(2)h=64976m；(3)推導見解析.【解析】

(1)引力場