甘肃省兰州市西北师大附中2024届高三下学期4月调研测试物理试题

甘肃省兰州市西北师大附中2024届高三下学期4月调研测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、两个完全相同的带有同种电荷的小球M和N（可看成点电荷），用轻质绝缘弹簧相连后放在光滑绝缘水平面上的P，Q两点静止不动，如图所示。若将小球N的带电量突然减小一半后的瞬间，小球M和N的加速度大小分别为a1和a2，下列结论正确的是（）A．aB．aC．a1≠0,D．a1≠0,2、2018年12月8日“嫦娥四号”发射升空，它是探月工程计划中第四颗人造探月卫星．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号绕月球做圆周运动的轨道半径为r，绕月周期为T．则下列说法中正确的是A．“嫦娥四号”绕月运行的速度大小为B．月球的第一宇宙速度大小为C．嫦娥四号绕行的向心加速度大于月球表面的重力加速度gD．月球的平均密度为ρ＝3、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星绕地球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是（）A．6h B．8.4h C．12h D．16.9h4、M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一质子，质子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是A．M点的场强大于N点的场强B．M、N之间的电场线可能是一条曲线C．质子在M点的加速度小于在N点的加速度D．电场线方向由N点指向M点5、某发电机通过理想变压器给定值电阻R提供正弦交流电，电路如图，理想交流电流表A，理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来n倍，则A．R消耗的功率变为nPB．电压表V的读数为nUC．电流表A的读数仍为ID．通过R的交变电流频率不变6、物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J，则物块回到斜面底端时的动能为（）A．10J B．20J C．30J D．40J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、如图所示，两光滑平行金属导轨与，其间距为，直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为。电容器接在、两端，其电容为，除电路中的电阻外，导轨和直导线的电阻均不计。现给直导线一初速度，使之向右运动，当电路稳定后，直导线以速度向右匀速运动，则（）A．电容器两端的电压为 B．电阻两端的电压为零C．电容器所带电荷量为 D．直导线所受安培力为8、如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L左右两端接有定值电阻R1和R2，R1=R2=R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度，第一次运动至最右端的过程中Rl产生的电热为Q，下列说法中正确的是A．初始时刻棒所受安培力的大小为B．棒第一次回到初始位置的时刻，R2的电功率小于C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于9、下列说法中正确的是A．物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变C．质点做简谐运动，在半个周期的时间内，合外力对其做功一定为零D．用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球E.交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，则10、如图所示，正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子垂直于bc边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场．已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1:2，质量之比为1:2，不计粒子重力．以下判断正确的是A．甲粒子带负电，乙粒子带正电B．甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍C．甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍D．甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍三、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）某小组用惠斯通电桥测量电阻的阻值：方案一：如图（a）所示，先闭合开关，然后调整电阻箱的阻值，使开关闭合时，电流表的示数为零。已知定值电阻、的阻值，即可求得电阻。(1)实验中对电流表的选择，下列说法正确的是_______A．电流表的零刻度在表盘左侧B．电流表的零刻度在表盘中央C．电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小D．电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小(2)若实验中未接入电流表，而其它电路均已连接完好，调节电阻箱，当，则、两点的电势的关系满足_______（选填“>”、“<”或“=”）。方案二：在方案一的基础上，用一段粗细均匀的电阻丝替代、，将电阻箱换成定值电阻，如图（b）所示。(3)闭合开关，调整触头的位置，使按下触头时，电流表的示数为零。已知定值电阻的阻值，用刻度尺测量出、，则电阻________。(4)为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图（b）中的定值电阻换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为；然后将电阻箱与交换位置，保持触头的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表的示数为零，此时电阻箱的读数记为，则电阻_______。12．（12分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是__________。A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是红表笔B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔(2)用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。A．若所选挡位为“直流”挡，则表盘示数为__________。B．若所选挡位为“直流”挡，则表盘示数为__________。(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号__________。A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点B．把选择开关旋转到“”位置C．把选择开关旋转到“”位置D．将红表笔和黑表笔接触(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过不同待测电阻的电流和它的阻值关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是__________。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，横截面为半圆形的玻璃砖，在其直径上A点嵌入一个单色点光源，已知，玻璃对该单色光的折射率n=2，求：(1)该单色光在玻璃和空气界面发生全反射时的临界角C；(2)图中横截面半圆弧上单色光无法射出的部分所对应的圆心角。14．（16分）如图所示，一根内壁光滑的直角三角形玻璃管处于竖直平面内，，让两个小球（可视为质点）分别从顶点A由静止开始出发，一小球沿AC滑下，到达C所用的时间为t1，另一小球自由下落经B到达C，所用的时间为t2，在转弯的B处有个极小的光滑圆弧，可确保小球转弯时无机械能损失，且转弯时间可以忽略不计，sin37º=0.6，求：的值。15．（12分）如图所示，在空间直角坐标系中，Ⅰ、Ⅱ象限（含、轴）有磁感应强度为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为，方向竖直向上的匀强电场；Ⅲ、Ⅳ象限（不含轴）有磁感应强度为，方向沿轴负方向的匀强磁场，光滑圆弧轨道圆心，半径为，圆环底端位于坐标轴原点。质量为，带电的小球从处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到点。质量为，带电小球的穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与同时运动到点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球（碰撞过程无电荷损失）。小球、、均可视为质点，不计小球间的库仑力，取，求：(1)小球在处的初速度为多大；(2)碰撞完成后瞬间，小球的速度；(3)分析球在后续运动过程中，第一次回到轴时的坐标。

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、D【解题分析】

由题意可知开始时M、N两球开始静止不动，则弹簧的弹力等于它们之间的库仑力，当小球N的带电量突然减小一半后的瞬间根据库仑定律可知它们之间的库仑力立即减小，而弹簧的弹力在这一瞬间保持不变，故合力不为零，根据牛顿第二定律可知F-因为这一瞬间两球所受弹簧弹力和库仑力都是大小相等，方向相反，而两球质量相同，故两球加速度大小相等，方向相反，故D正确，ABC错误。故选D。2、D【解题分析】

根据月球表面万有引力等于重力可求月球质量，进而可求月球的平均密度．根据月球对“嫦娥四号”的万有引力提供向心力可求“嫦娥四号”的绕行速度．根据重力提供向心力，可求月球的第一宇宙速度．【题目详解】A.根据万有引力提供向心力，得，又因为月球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=gR2，所以v=．故A错误；B.月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力mg=，得v=.故B错误；C.根据万有引力提供向心力，嫦娥四号绕行的向心加速度，月球表面的重力加速度g=．嫦娥四号绕行的向心加速度小于月球表面的重力加速度．故C错误；D.根据万有引力提供向心力，，得月球的质量M=，所以月球的密度ρ=M/V=．故D正确；故选D3、B【解题分析】

由题意卫星的轨道半径是同步卫星半径的，根据开普勒第三定律有可得故ACD错误，B正确。

故选B。4、A【解题分析】

A．Ep一x图像斜率的变化反映了电场力的变化，所以M点的场强大于N点的场强，A项符合题意；B．电荷仅在电场力作用下沿电场线运动，电场线一定是直线，B项不符合题意；C．因为M点场强大于N点场强，所以质子在M点受到的电场力大于N点受到的电场力，质子在M点的加速度大于在N点的加速度，故C项不符合题意；D．由M到N质子的电势能减小，所以M点电势高于N点电势，所以电场线方向由M指向N，D项不符合题意.5、B【解题分析】

当发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的电动势有效值和频率都将发生变化。变压器的输入电压变化后，变压器的输出电压、副线圈的电流、R消耗的功率随之改变，原线圈的电流也会发生变化。原线圈中电流的频率变化，通过R的交变电流频率变化。【题目详解】B：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机线圈的角速度变为原来n倍，据可得，发电机产生交流电电动势的最大值变为原来n倍，原线圈两端电压变为原来n倍。据可得，副线圈两端电压变为原来n倍，电压表V的读数为nU。故B项正确。A：R消耗的功率，副线圈两端电压变为原来n倍，则R消耗的功率变为。故A项错误。C：流过R的电流，副线圈两端电压变为原来n倍，则流过R的电流变为原来的n倍；再据，原线圈中电流变为原来n倍，电流表A的读数为。故C项错误。D：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的频率变为原来的n倍，通过R的交变电流频率变为原来的n倍。故D项错误。6、B【解题分析】

由能量守恒可知物块沿斜面上滑的过程中，产生的摩擦热为20J。由于上滑过程和下滑过程中摩擦力的大小相同，相对位移大小也相同，所以上滑过程中的摩擦生热和下滑过程中的摩擦生热相等。对全程用能量守恒，由于摩擦生热40J，所以物块回到斜面底端时的动能为20J。故B正确，ACD错误。故选B。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、ABC【解题分析】

AB．当直导线匀速向右运动时，直导线切割磁感线产生的感应电动势为电路稳定后，电容器两极板间的电压电容器既不充电也不放电，电路中无电流，电阻两端无电压，故A、B正确；C．电容器所带电荷量为故C正确；D．电路稳定后，直导线中无电流，根据可知直导线不受安培力，故D错误；故选ABC。8、BD【解题分析】

A.由F=BIL及I==，得安培力大小为FA=BIL=，故A错误；B.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理得：当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则R2的电功率小于，故B正确；C.由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为，故C错误；D.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大．从初始时刻到第一次运动至最右端的过程中电路中产生总热量为2Q，则从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．9、BCD【解题分析】

A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A错误；B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变，故B正确；C．振子做简谐运动，在半个周期时间内，振子的速率不变，根据动能定理得知合外力做的功一定为0，故C正确；D．为了减小阻力的影响，用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球，故D正确；E．交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，因为相互远离，根据开普勒效应可知，故E错误。故选BCD。10、CD【解题分析】

根据粒子运动轨迹，应用左手定则可以判断出粒子的电性；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意求出粒子轨道半径关系，然后应用牛顿第二定律求出粒子的速度然后分析答题；根据粒子做圆周运动的周期公式与粒子转过的圆心角求出粒子的运动时间．【题目详解】由甲粒子垂直于bc边离开磁场可知，甲粒子向上偏转，所以甲粒子带正电，由粒子从ad边的中点离开磁场可知，乙粒子向下偏转，所以乙粒子带负电，故A错误；由几何关系可知，R甲=2L，乙粒子在磁场中偏转的弦切角为60°，弦长为，所以：=2R乙sin60°，解得：R乙=L，由牛顿第二定律得：qvB=m，动能：EK=mv2=，所以甲粒子的动能是乙粒子动能的24倍，故B错误；由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，洛伦兹力：f=qvB=，即，故C正确；由几何关系可知，甲粒子的圆心角为300，由B分析可得，乙粒子的圆心角为120°，粒子在磁场中的运动时间：t=T，粒子做圆周运动的周期：可知，甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的1/4倍，故D正确．.【题目点拨】题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，利用洛伦兹力提供向心力，结合几何关系进行求解；运用粒子在磁场中转过的圆心角，结合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间．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、BC<【解题分析】

(1)[1]AB．电流表G零刻度线在中央时，可以判断电流的流向，判断B和D两点电势的高低，所以要求电流表G的零刻度在表盘中央，所以B正确，A错误；CD．根据电流表中表针摆的方向便可判断B和D两点电势的高低，进而进行调节，无需准确读出电流的大小，所以C正确，D错误。故选BC。(2)[2]当没有接电流表G时，与串联，与串联，然后再并联，则变形可得所以，当时即(3)[3]闭合开关S后，调节让电流表G示数为零，说明则，同时与电流相同，均匀电阻丝电流相同，设电阻丝单位长度的电阻为，则，整理得得(4)[4]将和的电阻记为和，则，联立得12、CD4.924.4BDAA【解题分析】

(1)[1]AB．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位；因为多用电表中红表笔接其内部电源的负极，所以接线柱A接的是红表笔，而接线柱B接的是黑表笔，故A错误，B错误；C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，接线柱B接的是黑表笔，故C正确；D．当S接触点3时，表头与电阻并联后再与电阻串联，即改装成电压表，多用电表