內(nèi)蒙古呼和浩特市2023-2024學年高三上學期學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測物理試題（含答案解析）

呼和浩特市2023-2024學年第一學期高三年級學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測物理注意事項：1.答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號、座位號涂寫在答題卡上。本試卷滿分100分，考試時長100分鐘。2.作答時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。一、選擇題（1-8為單選題，9-12為多選題，共48分，每題4分）1.下列實驗用到“控制變量”實驗方法的是（）A.甲圖：理想斜面實驗B.乙圖：卡文迪許扭秤實驗C.丙圖：共點力合成實驗D.丁圖：“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．理想斜面實驗是利用了合理遞推的實驗方法，A錯誤；B．卡文迪許扭秤實驗是利用了放大的實驗方法，B錯誤；C．共點力合成實驗利用了等效替代的實驗方法，C錯誤；D．“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗利用了控制變量法的實驗方法，D正確。故選D?！军c睛】2.弩是利用張開的弓弦急速回彈形成的動能，高速將箭射出。如圖所示，某次發(fā)射弩箭的瞬間，兩端弓弦的夾角為90°，弓弦上的張力大小為FT，則此時弩箭受到的弓弦的作用力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】兩端弓弦的夾角為90°，弓弦上的張力大小為FT，則此時弩箭受到的弓弦的作用力大小為故選B。3.如圖是采用動力學方法測量空間站質(zhì)量的原理圖。若已知飛船質(zhì)量為4.0×103kg，在飛船與空間站對接后，其推進器的平均推力F為1000N，推進器工作5s內(nèi)，測出飛船和空間站的速度變化是0.05m/s，則（）A.飛船對空間站的力比空間站對飛船的力大B.飛船對空間站的推力為1000NC.飛船的加速度為0.25m/s2D.空間站的質(zhì)量為9.6×104kg【答案】D【解析】【詳解】A．飛船對空間站的力與空間站對飛船的力是一對相互作用力，大小相等，故A錯誤；C．由于推進器工作5s內(nèi)，測出飛船和空間站的速度變化是0.05m/s，根據(jù)加速度的定義式有故C錯誤；D．對飛船和空間站整體分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得故D正確；B．對空間站分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得故B錯誤。故選D。4.蹦床是一項運動員利用蹦床的反彈在空中表現(xiàn)雜技技巧的競技運動。如圖所示為運動員在蹦床運動中完成某個動作的示意圖，圖中水平虛線PQ是彈性蹦床的初始位置，一質(zhì)量為m的運動員，某次彈跳中從床面上方A處由靜止落下，落到床面上屈伸彈起后離開床面上升到D處，已知AB=h，DB=H，重力加速度大小為g，不考慮空氣阻力，下列說法正確的是（）A.運動員運動到B處時，合外力為零B.運動員從A處運動到D處的全過程中，運動員重力的沖量不為0C.運動員從A處運動到D處的全過程中，運動員的機械能增加量mgHD.運動員向下由A到B運動的過程中，處于完全失重狀態(tài)，其機械能減少【答案】B【解析】【詳解】A．運動員運動到B處時，受到重力作用，合外力不為零，故A錯誤；B．運動員從A處運動到D處的全過程中，運動員重力的沖量為故B正確；C．運動員從A處運動到D處的全過程中，運動員的機械能增加量為故C錯誤；D．運動員向下由A到B運動的過程中，只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，只有重力做功，其機械能守恒，故D錯誤。故選B。5.宇航員登上某球形未知天體，在該天體表面將某一小球豎直上拋，得到小球的動能隨小球到未知天體表面的高度變化情況如圖所示，圖中Ek0、h0為已知量，已知小球質(zhì)量為m，該未知天體的半徑大小為R，不計阻力，求該星球的第一宇宙速度（）A B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由圖像得則圖線斜率為重力加速度為根據(jù)得該星球的第一宇宙速度為故選B。6.如圖所示，實線表示某電場的電場線（方向未標出），虛線是一帶正電的粒子只在電場力作用下的運動軌跡，設M點和N點的電勢分別為、，粒子在M點和N點時加速度大小分別為、，速度大小分別為、，電勢能分別為、。下列判斷正確的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)電場線越密集的地方電場強度越大，則有根據(jù)牛頓第二定律有可得帶電粒子所受電場力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，所以粒子受到的電場力方向斜向右下，又粒子帶正電，所以電場線的方向從左上指向右下，根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知又粒子帶正電，所以有從M運動到N過程中電勢能增大，則電場力做負功，動能減小，所以有故選C。7.如圖所示，一光滑半圓形軌道固定在水平地面上，圓心為O、半徑為R，一根輕橡皮筋一端連在可視為質(zhì)點的小球上。另一端連在O點正上方距離O點為R的P點。小球放在與O點等高的軌道上A點時，輕橡皮筋處于原長。現(xiàn)將小球從A點由靜止釋放，小球沿圓軌道向下運動，通過最低點B時對圓軌道的壓力恰好為零。已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則小球從A點運動到B點的過程中，下列說法正確的是（）A.小球通過最低點時，橡皮筋的彈力等于mgB.橡皮筋彈力做功的功率逐漸變大C.小球運動過程中，橡皮筋彈力所做的功等于小球動能的增加量D.小球運動過程中，機械能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．小球通過最低點B時則故A錯誤；B．根據(jù)可知，開始時小球的速度則橡皮筋彈力做功的瞬時功率在最低點時，小球的速度方向與F方向垂直，則橡皮筋彈力做功的瞬時功率故橡皮筋彈力做功的功率先變大后變小，故B錯誤；C．小球運動過程中，根據(jù)動能定理知，重力做功和橡皮筋彈力所做的功之和等于小球動能的增加量，故C錯誤；D．小球和橡皮筋組成的系統(tǒng)機械能守恒，知小球運動過程中，機械能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量，故D正確。故選D8.如圖所示，兩帶電小球1、2用絕緣絲線拴接在天花板上，當系統(tǒng)平衡時，小球1、2處在同一水平線上，兩絲線與豎直方向的夾角分別為α=45°、β=30°，忽略空氣的阻力。某時刻兩絲線同時斷裂，整個過程保持兩小球所帶的電荷量不變，則下列說法正確的是（）A.小球1、2的電荷量之比為1∶3B.小球1、2的質(zhì)量之比為C.小球1、2的落地點到釋放點的水平距離之比為D.小球1、2落地瞬間的速度大小之比為【答案】C【解析】【詳解】AB．小球1受重力、水平向左的庫侖斥力和絲線的拉力，則由力的平衡條件可知同理對小球2得兩小球1、2間的庫侖斥力相等，則由解得由于兩小球間的庫侖力是相互作用力，由庫侖定律無法確定電荷量的關系，AB錯誤；C．絲線斷后兩小球在豎直方向上只受重力作用，則兩小球在豎直方向上做自由落體運動，又由于下落的高度相同，由公式兩小球同時落地，在水平方向上兩小球做加速運動，又由牛頓第二定律兩小球在水平方向上的加速度之比為:1，所以小球1、2的落地點到釋放點的水平距離之比為:1，C正確；D．由C選項分析可知，兩小球落地瞬間豎直方向的分速度相等，水平方向的分速度之比為:1，顯然兩小球落地瞬間的速度大小關系不能確定，D錯誤。故選C。9.如圖所示，質(zhì)量相同的兩個小球A、B分別從3L和L的高度水平拋出后落地，A、B的水平位移大小分別為L和2L，忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（）A.A、B的飛行時間之比為3∶1B.A、B的初速度大小之比為C.A、B落地時重力的瞬時功率之比為D.A、B從拋出到落地過程中重力的平均功率之比為【答案】CD【解析】詳解】A．平拋運動豎直方向上做自由落體運動，則有，解得故A錯誤；B．平拋運動水平方向做勻速直線運動，則有，結(jié)合上述解得故B錯誤；C．A、B落地時豎直分速度分別為，令落地速度與豎直方向夾角分別為，，則A、B落地時重力的瞬時功率分別為，結(jié)合上述解得故C正確；D．A、B從拋出到落地過程中重力的平均功率分別為，結(jié)合上述解得故D正確。故選CD。10.如圖所示，水平地面上固定一傾角為30°的光滑斜面，有一質(zhì)量為、長為的絕緣直導線放在斜面上并通有垂直紙面向外的恒定電流，大小為，空間同時存在一豎直向上的勻強磁場，使得導線靜止在斜面上，下列說法中正確的是（）A.導線所受安培力的方向水平向右B.導線所受安培力的大小為C.在磁場順時針旋轉(zhuǎn)90°的過程中，若使導線一直保持靜止狀態(tài)，則磁感應強度的最小值為D.在磁場順時針旋轉(zhuǎn)90°的過程中，若使導線一直保持靜止狀態(tài)，則磁感應強度的最小值為【答案】BC【解析】【詳解】AB．由題意，根據(jù)左手定則判斷知，導線所受安培力的方向水平向左；導線受到安培力、重力及垂直斜面向上支持力的作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)三力平衡可得故A錯誤，B正確；CD．若磁場順時針旋轉(zhuǎn)90°的過程中，若使導線一直保持靜止狀態(tài)，根據(jù)三力平衡可知，當導線受到的安培力平行斜面向上時，此時導線受到的安培力最小，可得可得磁感應強度的最小值為故C正確，D錯誤。故選BC。11.如圖所示，在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異號點電荷+Q、Q，虛線是以+Q所在點為圓心、為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個點，其中a、c兩點位于x軸上，b、d兩點關于x軸對稱。下列判斷正確的是（）A.四個點中b、d兩點的電場強度大小相等B.四個點中a點電勢最高，c點電勢最低C.將一試探電荷由b點移至c點，靜電力不做功D.將一正試探電荷由c點移至a點，電荷的電勢能增大【答案】ABD【解析】【詳解】A．根據(jù)電場的疊加及對稱性可知，四個點中b、d兩點的電場強度大小相等，故A正確；BD．沿著電場線的方向，電勢逐漸降低，根據(jù)等量異種電荷等勢面的分布可知，四個點中c點處的電勢最低，a點電勢最高，將一正試探電荷由c點移至a點，電荷的電勢能增大，故BD正確；C．b點電勢高于c點電勢，將一試探電荷由b點移至c點，靜電力做功，故C錯誤；故選ABD。12.如圖所示，ab和bc區(qū)域的寬度均為d。ab區(qū)域存在水平向左、電場強度大小為的勻強電場（電場未畫出）；bc區(qū)域存在正交的勻強電場和勻強磁場，電場的方向豎直向上，電場強度大小為，磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小。今有一帶正電的微粒從a邊緣平行電場方向以初速度水平向右射入電場，從b邊緣的P點進入bc區(qū)域時的速度大小不變，方向變?yōu)樨Q直向下。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.a、P兩點間距離為B.微粒在ab區(qū)域運動過程中的最小速度為C.微粒在bc區(qū)域中做半徑為的勻速圓周運動D.微粒在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為【答案】ABD【解析】【詳解】A．由題意，可知微粒在區(qū)域中，水平方向在水平向左的電場力作用下做勻減速直線運動，豎直方向在重力的作用下做自由落體運動，由于兩個方向上的平均速度大小相等，均為，運動時間相等，則微粒在豎直方向的位移大小和水平方向的位移大小相等，均為，故a、P兩點間距離為，故A正確；B．由選項A分析，可得得則微粒受到的電場力大小根據(jù)運動的合成可得微粒在ab區(qū)域運動過程中任意時刻的速度大小由數(shù)學知識可得，當即時，有最小值，為故B正確；CD．微粒在區(qū)域中運動時間為且由于微粒區(qū)域運動時，重力與電場力平衡，故微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，根據(jù)聯(lián)立可得微粒做勻速圓周運動的半徑為根據(jù)幾何知識可知，微粒在復合場中轉(zhuǎn)過的角度為，故運動時間為所以微粒在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為故C錯誤，D正確。故選ABD。二、實驗題（共12分，每空2分）13.如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律。（1）對于該實驗，下列哪些操作是正確的_____________。A．重物選用質(zhì)量和密度較小的物體B．兩限位孔在同一豎直線上C．實驗時，先釋放重物，后接通電源（2）為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的_____________。A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量【答案】①.B②.A【解析】【詳解】（1）[1]A．為了減少空氣阻力的影響，重物選用質(zhì)量和密度較大的物體，故A錯誤；B．為了減少紙帶與打點計時器間的摩擦力，兩限位孔在同一豎直線上，故B正確；C．為了充分利用紙帶，實驗時，先接通電源，后釋放重物，故C錯誤。故選B。（2）[2]根據(jù)為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量。故選A。14.某同學利用如圖甲所示的電路測量一節(jié)電量即將耗盡的磷酸鐵鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r，選用的器材如下：A．毫安表mA（量程為20mA，內(nèi)阻為96Ω）B．電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻很大）C．電阻箱R1（0~999.9Ω）D．滑動變阻器R2（0~50Ω）E．磷酸鐵鋰電池（標稱電壓為3.2V）F．開關一個、導線若干（1）由于毫安表mA的量程太小，因此實驗前需要將其改裝成量程為0.5A的電流表，圖甲中電阻箱R1應調(diào)整為___________Ω；（2）改變滑動變阻器滑片的位置，記錄兩電表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)為U，毫安表的示數(shù)為I；（3）描點得到如圖乙所示的圖像，通過分析可知電源的電動勢E=________V，電源的內(nèi)阻r=________Ω；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（4）電動勢的測量值________（填“大于”、“等于”或“小于”）真實值?！敬鸢浮竣?4②.2.7③.0.66④.等于【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)串并聯(lián)特點有即解得即圖甲中電阻箱R1應調(diào)整為。（3）[2][3]毫安表mA與電阻箱R1并聯(lián)后的電阻為則根據(jù)閉合電路歐姆定律有結(jié)合圖像有，可得（4）[4]該實驗設計上不存在系統(tǒng)誤差，所以電動勢的測量值等于真實值。三、解答題（共40分）15.質(zhì)量5kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v-t圖像如圖所示，g取10m/s2，求：（1）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；（2）水平推力F的大?。弧敬鸢浮浚?）0.2；（2）15N【解析】【詳解】（1）物體在6~10s的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律，有得（2）物體在0~6s的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律，有得16.如圖，在xOy平面第一象限有一勻強電場，電場方向平行y軸向下。在第四象限內(nèi)存在一勻強磁場。磁場方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電量為q的正粒子從y軸上P點以初速度v0垂直y軸射入勻強電場，在電場力作用下從x軸上Q點以與x軸正方向成45°角進入勻強磁場，從距離Q點為L的M點射出，已知OQ=L，不計粒子重力。求：（1）電場強度E的大??；（2）磁感應強度B的大小；【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）粒子的運動軌跡如圖粒子在電場中做類平拋運動，到Q點時，有聯(lián)立，解得（2）粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，有根據(jù)速度的分解可得根據(jù)幾何關系可得聯(lián)立解得17.如圖所示，豎直平面內(nèi)有等量異種點電荷M、N水平固定放置，其中M為正電荷，N為負電荷，兩電荷正下方固定一足夠長光滑水平絕緣直桿，A、B分別為桿上位于M、N正下方的兩點，O點為AB的中點。中心開孔的小球a、b穿在桿上，分