2022-2023学年新疆维吾尔自治区吐鲁番市高昌区第二中学高三下学期第四次考试物理试题

2022-2023学年新疆维吾尔自治区吐鲁番市高昌区第二中学高三下学期第四次考试物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（）A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星cB．卫星b和c的机械能相等C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c2、某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是A．粒子一定带负电B．粒子在x1处受到的电场力最大C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大D．粒子能够运动到x2处3、物体在恒定的合外力作用下做直线运动，在时间△t1内动能由0增大到E0，在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1，在∆t2内做的功是W2、冲量是I2，那么()A．I1<I2W1=W2 B．I1>I2W1=W2 C．I1<I2W1<W2 D．I1=I2W1<W24、如图所示，轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端拴接一质量为m的小滑块。刚开始时弹簧处于原长状态，现给小滑块上施加一水平力F，使之沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中弹簧未超出弹性限度。下列关于水平力F随位移x变化的图像正确的是（）A． B．C． D．5、如图所示，b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，BC为圆周运动的直径，竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时，将a球从切点正上方的A点水平抛出，重力加速度大小为g，从a球水平抛出开始计时，为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹)，则下列说法正确的是（）A．a球在C点与b球相遇时，a球的运动时间最短B．a球在C点与b球相遇时，a球的初始速度最小C．若a球在C点与b球相遇，则a球抛出时的速率为D．若a球在C点与b球相遇，则b球做匀速圆周运动的周期为6、目前，我国的第五代移动通信技术（简称5G或5G技术）已经进入商用阶段，相应技术达到了世界先进水平。5G信号使用的是超高频无线电波，关于5G信号，下列说法正确的是（）A．5G信号是由机械振动产生的B．5G信号的传输和声波一样需要介质C．5G信号与普通的无线电波相比粒子性更显著D．5G信号不能产生衍射现象二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、一栋大楼的电梯运行高度为，测试人员测试电梯的运行情况。某次测试时让电梯从地面直达最高处，电梯运行的速度不超过，加速度大小不超过。电梯中的测试人员的质量为，重力加速度g取。若电梯以最短时间运行，下列说法正确的是（）A．最短时间为 B．最短时间为C．测试人员的脚部承受的最大压力为 D．测试人员的脚部承受的最大压力为8、在等边△ABC的顶点处分别固定有电荷量大小相等的点电荷，其中A点电荷带正电，B、C两点电荷带负电，如图所示。O为BC连线的中点，a为△ABC的中心，b为AO延长线上的点，且aO=bO。下列说法正确的是（）A．a点电势高于O点电势B．a点场强小于b点场强C．b点的场强方向是O→bD．a、O间电势差的绝对值大于b、O间电势差的绝对值9、如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中，电场强度E随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5。t=0时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g取10m/s2。则下列说法正确的是（）A．环先做加速运动再做匀速运动B．0~2s内环的位移大于2.5mC．2s时环的加速度为5m/s2D．环的最大动能为20J10、如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示．则（）A．v2=c时，小球对杆的弹力方向向下B．当地的重力加速度大小为C．小球的质量为D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）要描绘一只标有“9V、5W”字样小灯泡的完整伏安特性曲线，实验室可供如下器材：A．电流表A1（量程1．6A，内阻约为1.5Ω）B．电流表A2（量程3A，内阻约为1.2Ω）C．电压表V（量程3V，内阻kΩ）D．滑动变阻器（阻值1~11Ω，额定电流1.8A）E．滑动变阻器（阻值1~111Ω，额定电流1.5A）F．定值电阻kΩG．直流电源（电动势）H．导线和开关（1）请在虚线框中画出电路图_______（2）滑动变阻器应选______；电流表应选______（填写元件前序号）（3）灯泡两端实际电压与电压表读数U关系式为______（4）根据该电路设计图进行实验，测得电压表的读数为U、电流表读数为I，若考虑电表的内阻，则此时灯泡的电阻为______（用题目中所给字母或符号表示）12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，一质量为m、电荷量为的带电粒子，从A点以速度v0垂直于电场方向射入一个电场强度为E的匀强电场中，从B点射出电场时的速度方向与电场线成角，不计重力．求：(1)带电粒子通过B点时速度vB的大小；(2)A、B两点间的电势差UAB．14．（16分）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：(1)氙原子核在A处的速度大小v2；(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3；(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．15．（12分）一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体．已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A.卫星b加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c，选项A错误；B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B错误；C.对卫星a，根据万有引力提供向心力有：所以卫星a的角速度可知半径越大角速度越小，卫星a和b由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：选项C正确；D.卫星a减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c，选项D错误；故选C。2、A【解析】

由题中“一带电粒子在坐标原点O处由静止释放”可知本题考查带电粒子在非匀强电场中的运动，根据图像和电势变化可分析本题。【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正方向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x轴正方向运动，由此可知粒子带负电，故A正确；B．由图可知，图像斜率即为电场强度，在x1处斜率为零，因此电场强度最小，电场力也最小，故B错误；C．从开始运动到x1处，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为零，不能到达x2处，故D错误。3、B【解析】

根据动能定理得：W1=E0-0=E0，W1=1E0-E0=E0则W1=W1．动量与动能的关系式为P=2mI1=2m则I1＞I1．A.I1<I1W1=W1与上述分析结论I1>I1W1=W1不相符，故A不符合题意；B.I1>I1W1=W1与上述分析结论I1>I1W1=W1相符，故B符合题意；C.I1<I1W1<W1与上述分析结论I1>I1W1=W1不相符，故C不符合题意；D.I1=I1W1<W1与上述分析结论I1>I1W1=W1不相符，故D不符合题意。4、D【解析】

小滑块运动过程中受到水平向右的拉力以及水平向左的弹力作用，而小滑块运动的位移大小等于弹簧的形变量，根据牛顿第二定律有所以有所以水平力随位移变化的图像是不过原点的一条倾斜直线，故A、B、C错误，D正确；故选D。5、C【解析】

A．平抛时间只取决于竖直高度，高度R不变，时间均为；故A错误。BC．平抛的初速度为时间相等，在C点相遇时，水平位移最大则初始速度最大为：故B错误，C正确。D．在C点相遇时，b球运动半个周期，故b球做匀速圆周运动的周期为故D错误。故选C。6、C【解析】

A．5G信号是无线电波，无线电波是由电磁振荡产生的，机械波是由机械振动产生的，故A错误；B．无线电波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故B错误；C．5G信号是超高频无线电波，比普通的无线电波频率高得多，故粒子性更显著，故C正确；D．衍射现象是波特有现象，则无线电波可以产生衍射现象，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

电梯运行时间最短，则电梯运动的过程如下：以最大加速度a做初速度为0的加速运动至最大速度v，再以速度v匀速运动，最后以最大加速度a做减速运动至静止。加速和减速过程有对称性。AB．匀加速过程与匀减速过程，均有通过的位移匀速过程有又有总时间为故A正确，B错误；CD．在加速上升过程测试人员脚部承受的压力最大，有则故C错误，D正确。故选AD。8、AD【解析】

A．若将一正电荷从a点移到O点，则电场力做正功，则电势能减小，则从a点到O点电势降低，可知a点电势高于O点电势，选项A正确；B．因为BC两处的负电荷在a点的合场强向下，在b处的合场强向上，而A处的正电荷在ab两点的场强均向下，则根据场强叠加可知，a点场强大于b点场强，选项B错误；C．根据场强叠加可知，b点的场强等于两个负点电荷BC在b点的场强与正点电荷A在b点场强的叠加，因BC在b点的合场强竖直向上，大小等于B在b点场强的大小，此值大于A在b点的场强大小，可知b点的场强方向是b→O，竖直向上，选项C错误；D．由场强叠加可知，aO之间的场强大于Ob之间的场强，根据U=Ed可知，a、O间电势差的绝对值大于b、O间电势差的绝对值，选项D正确。故选AD。9、CD【解析】

A．在t=0时刻环受的摩擦力为，则开始时物体静止；随着场强的减小，电场力减小，则当摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，此时满足即E=200N/C即t=1s时刻开始运动；且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时，加速度最大；当场强反向且增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当E=-200N/C时，加速度减为零，此时速度最大，此时刻为t=5s时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项A错误；BC．环在t=1s时刻开始运动，在t=2s时E=100N/C，此时的加速度为解得a=5m/s2因环以当加速度为5m/s2匀加速下滑1s时的位移为而在t=1s到t=2s的时间内加速度最大值为5m/s2，可知0~2s内环的位移小于2.5m，选项B错误，C正确；D．由以上分析可知，在t=3s时刻环的加速度最大，最大值为g，环从t=1s开始运动，到t=5s时刻速度最大，结合a-t图像的面积可知，最大速度为则环的最大动能选项D正确。故选CD。10、CD【解析】由图象可知，当时，有：F＜0，则杆对小球得作用力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的弹力方向向上，故A错误；由图象知，当时，F=0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有：，得,由图象知，当时，F=a，故有，解得：，故B错误，C正确；由图象可知，当时，由，得F=mg，故D正确；故选CD.【点睛】小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力与杆的弹力的合力提供向心力，根据图象、应用向心力公式、牛顿第二定律分析答题．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、DA【解析】

（1）[1]描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由题意可知，灯泡额定电压为9V，电压表量程为3V，把电压表量程扩大为9V，应给电压表串联一个定值电阻R3；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示（2）[2][3]灯泡额定电流为A≈1.56A电流表应选A；为方便实验操作，滑动变阻器应选择D；（3）[4]定值电阻阻值是电压表内阻的2倍，则定值电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，故灯泡两端电压为U1=3U；（4）[5]由图示电路图可知，电流表读数为I，则通过灯泡的电流为，则灯泡电阻12、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)【解析】

(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线，将带电粒子在B点的速度分解有(2)对粒子，从A→