2023-2024学年内蒙古包头市高三（上）调研物理试卷（含解析）

2023-2024学年内蒙古包头市高三（上）调研物理试卷

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1.实验室中的磁铁，长期使用后会消磁，消磁现象是因为（）

A.内部电子散失B.内部电子排布变得杂乱无章

C.内部电子均向同一方向做直线运动D.内部电子均向同一方向做圆周运动

2.打造大规模、多层级的空间站是未来宇宙航行的基础。用杆将宇宙

飞船和空间站连接起来，这样飞船便可以随时投放或回收。如图所示,

宇宙飞船4和空间站B都在圆周轨道上运动，用杆连接，且两颗卫星与

地心连线始终在一条直线上，杆重力不计，忽略4、8间引力，则下列

说法正确的是（）

A.两颗卫星的线速度相等B.A卫星的向心加速度较大

C.如果杆突然断开，8将做离心运动D.地球对4的万有引力提供4的向心力

3.如图所示，真空中纸面内有一正方形区域4BCD,边长L=lm,D;........

区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电粒子（不计重力）以

一定的初速度从4点射入磁场，恰能从B点射出，则下列说法正确的

A.该粒子带正电，其轨道半径可能为0.2mB.该粒子带负电，其轨道半径可能为0.3m

C.该粒子带正电，其轨道半径可能为0.6mD.该粒子带负电，其轨道半径可能为0.8m

4.如图，粗糙水平地面上一小车在外力作用下向右做匀速直_I

线运动。一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相」

连，弹簧处于压缩状态，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。小〃〃#〃〃〃〃〉）〃/

车与滑块始终相对静止，一起在水平地面上做匀速直线运动。在地面参考系（可视为惯性系）中,

小车、弹簧和滑块组成的系统（）

A.动量守恒，机械能总量保持不变B.动量守恒，机械能总量发生改变

C.动量不守恒，机械能总量保持不变D.动量不守恒，机械能总量发生改变

5.太阳不断向外辐射能量，太阳的质量在不断的减小，已知地球所处位置每平方米每秒接收

到的太阳能约为1.56x103/,日地间距离约为r=1.5xlOnm,设太阳辐射的能量均匀分布

在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上，则太阳每秒减少的质量约为（）

A.4x106kgB.4x109kgC.1x1012kgD.1x1013kg

6.质量相等的物体中与木板乙通过光滑定滑轮（定滑轮质量不计）用轻绳

竖直连接。对甲施加水平方向的力，将甲、乙压在逆时针转动的固定竖直

传送带上，如图所示。甲、乙恰好均处于静止状态（最大静摩擦力等于滑动

摩擦力），则甲、乙间的动摩擦因数内与乙、传送带间的动摩擦因数〃2的比

为（所有轻绳始终处于竖直方向）（）

A.1：1

B.2：1

C.1：2

D.1：3

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

7.物体力、8（可视为质点）静止在光滑水平面同一位置，在外力作|a/（m-s-2）

用下，两物块的加速度随时间变化的情况如图所示。下列说法正确&

的是（）0.6—

A.物体4做加速运动j_

01f/c

B.t=Is时，vA<vB

C.t=Is时，vB>0.3m/s

D.t=Is时两物体相距最远

8.一理想变压器的电路图如图中所示，原线圈两端所加的正弦交变电压随时间变化的关系图

像如图乙所示，副线圈所接电路中有额定功率均为100W的两个相同灯泡Li和人，电压表的示

数为60V,灯泡人恰好正常发光。电压表和电流表均为理想电表，开始时开关S断开，则下列

说法正确的是（）

电流表的示数为0.64

B.变压器原、副线圈的匝数比为10：3

C.闭合开关S后，灯泡刀的功率为100〃

D.闭合开关S后，变压器的输入功率为50〃

9.如图所示，水平轨道上有一个竖直放置的四分之三圆管轨道，管内外壁均光滑，半径为R。

管的粗细忽略，其质量为3m,在管中有一个直径略小于管内径的质量为小的小球，小球可以

看成质点。当用水平恒力向左推管时，小球恰好相对静止在管中与竖直方向成37。的位置，管

向左运动一定距离与固定障碍物碰撞并粘在一起，此后小球离开管口后上升的最大高度与管

最高点相同，重力加速度为g,sin370=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是（）

一9

A.恒力为％mg

B.管碰到障碍物前加速度用g

10/?

管碰到障碍物前运动时间为

29

D.小球经过管最低点时对管壁的压力为57ng

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

10.小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄刻度尺自由下落的视频，得到分帧图片,

利用图片中刻度尺的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。

（1）下列主要操作步骤的正确顺序是。（填写各步骤前的序号）

①捏住刻度尺静止释放

②手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置

③打开手机摄像功能，开始摄像

（2）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中刻度尺示数如图乙所示。已知所截取的图片相

邻两顿之间的时间间隔为枭，刻度尺的分度值是Inun,由此测得当地重力加速度为

m/s2；图乙②中刻度尺下落的速度为m/s.（均保留3位有效数字）

11.传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力

大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图所示，压力尸在。〜200N范围内

时图线为直线。

先利用如图乙所示的电路，测量尸=0时压敏电阻的阻值3。主要器材如下。

压敏电阻R（尸=0时的阻值岛在90〜110。之间）；

电源（电动势E=12V,内阻不计）；

电流表6（量程10爪4,内阻Rgi=200。）；

电流表G?（量程50m4内阻网2约为100。）；

定值电阻其=2000；

滑动变阻器&=2000;

开关S］、S2及导线若干。

请完成下列问题：

(1)要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与(填“a”或"b”)点连接。

(2)闭合开关Si、S2,调节滑动变阻器接入回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表读

数为40m4时电流表G］读数为8.0mA,可知&=。。

(3)断开开关S2,继续调节滑动变阻器/?2,使电流表达到满偏，满偏电流刻度处标记F=0。

此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为0。保持滑动变阻器阻值不变,

当电流表G2示数为30nM时，压力/=N。

四、简答题(本大题共3小题，共37.0分)

12.我国新一代航母阻拦系统的研制，由传统的钢索阻拦转向电磁阻拦。其原理如图所示，

飞机着舰时钩住跑道起始处的一根长为d的金属棒并关闭动力系统，在磁场中共同滑行减速,

钢索与金属棒绝缘。已知航母的滑行跑道长为x,舰载机的质量为小与跑道的摩擦因数为〃，

飞机着舰时的速度为磁场的磁感应强度为B,金属棒的电阻为r,外接电阻为R,重力加速

度为9。

(1)求飞机滑行过程中的最大电流及流过电阻R的电流方向；

(2)设飞机恰好停在跑道尽头，求电阻R上产生的焦耳热；

(3)在航母和舰载机固有属性不能改变的前提下，提出一条可行的改进方案，使舰载机滑行距

离更短。

Mxx&XXXXXX

tXX

XXXXXX

n—►B

RxxXXXXXX

1XXXXXXXX

pxxbxxxxxxQ

13.如图，由材料相同的两根直角折线滑杆构成的“凸形”滑轨悬空固定在水平面上，质量

分布均匀的薄圆柱形滑块的横截面是半径为R的圆，滑块轴线平行于滑杆，两滑杆间的距离

分别为&=?R、d2=|/?.＞滑块在恒定水平外力F=8N作用下从4点由静止开始做直线运动,

经过B点到达滑杆末端C时速度恰好为零。滑块质量为m=1kg,滑块与导轨间动摩擦因数为

〃=0.6,48间距离，1=1m,重力加速度g取10m/s2。不考虑轨道变化时的能量损失，滑块

的长度可忽略不计。求

(1)滑块到达B点时的速度；

(2)BC间距离%。

14.如图所示，质量均为?n的4、B两个弹性小球，用原长v0

AO----♦—OB

为L的弹性绳连接。现把4、B两球置于距地面高H处(H足够

大)，两球间距为八当4球自由下落的同时，B球以速度%指

向4球水平抛出，A、B两球碰撞时无机械能损失，不计空

77777777777777777777777777777777

气阻力，重力加速度为g。求：

(1)经过多长时间两球第一次发生碰撞；

(2)弹性绳第一次恢复原长时月球的速度大小；

(3)弹性绳的最大弹性势能。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：磁铁长期使用后会消磁是因为磁体内部的电子排布变得杂乱无章，对外不再表现为

磁性；但内部电子并没有散失，也不是向同一方向直线运动；如果向同一方向做圆周运动时将对

外表现为磁性，故B正确，48错误。

故选：B。

明确安培分子电流假说的基本内容，知道磁铁消磁是因为内部电子排列变得杂乱无章。

本题考查分子电流假说的应用，要注意掌握利用分子电流假说解释磁化和去磁现象。

2.【答案】C

【解析】解：4、由题意，两颗卫星的角速度大小相等，根据u=3r,因为玷＞以，所以益＞以，

即以〉名，故4错误；

B、根据向心加速度公式a=0)2厂，因为玷＞白，所以如〉叫,故B错误；

D、当两颗卫星之间没有杆连接时，均由地球的万有引力提供向心力，此时有：粤=小包

可得：v=因为2＞■所以如，＜%。由4选项的解析可知，两卫星间有杆连接时如＞以，

则可知杆对4卫星的作用力为阻力，对4卫星做负功；对B卫星的作用力为动力，对B卫星做正功。

所以，4的向心力是由地球对4的万有引力与杆对力的阻力的合力提供的，故。错误；

C、如果杆突然断开，瞬间B卫星速度大小为外；由于B卫星失去了杆对它的动力，导致B卫星所

获得的向心力减小，使得瞬间B卫星所获得的向心力哼更小于它所需要的向心力MB送，故B将做

离心运动。

故C正确。

故选：Co

A、两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，则可判断出两卫星的角速度大小相等，再根据圆周运

动公式v=3r,可判断两者线速度关系。

B、根据向心加速度公式a=3?r,可判断两者向心加速度关系。

。、两卫星间有杆连接时，可判断两卫星线速度大小关系；当两颗卫星之间没有杆连接时，均由

地球的万有引力提供向心力，可列出方程，可判断两卫星线速度的大小关系；根据两种结果，可

分析判断杆对4、B卫星的作用效果。

A的向心力是由地球对4的万有引力与杆对4的作用力的合力提供的。

C、如果杆突然断开，瞬间B卫星速度大小不变，但B卫星失去了杆对它的作用力，通过分析判断B

卫星获得的向心力与所需要的向心力之间的大小关系来判断B将做何种运动。

本题属于创新题型，解答本题，关键要判断出杆对4、B卫星的作用效果，进而分析两卫星的向心

力来源等。

3.【答案】D

【解析】解：如图所示，当粒子从4点垂直于4B射入时，轨道半径最小:

根据洛伦兹力指向圆心，用左手定则可判定粒子带负电;

最小的半径为R=5

所以结论是：粒子带正电，半径大于等于0.5m,故ABC错误，。正确。

故选：D。

带电粒子在洛伦兹力做圆周运动，粒子从4点垂直于4B射入时，此时半径最小，根据左手定则和

几何关系可确定粒子电性和最小半径。

解决本题的关键是找出临界情况，并画出临界情况下磁场中运动的轨迹，确定边界范围，找到与

之对应的极限半径；左手定则可以确定带电粒子电性。

4.【答案】A

【解析】解：小车、弹簧和滑块组成的系统做匀速直线运动，所受合外力为零，系统动量守恒；

系统的动能、势能都不变，则系统机械能总量不变，故A正确，38错误。

故选：儿

系统所受合外力为零，系统动量守恒；机械能包括动能和势能，根据系统动能和势能的变化情况

分析解答。

本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，知道动量守恒与机械能守恒的条件、分析清

楚系统受力情况与力的做功情况即可解题。

5.【答案】B

【解析】解：由题可知太阳每秒辐射的能量为E=4nr2X1.56X1037=4x3.14X(1.5X1011)2X

1.56x1037=4.41X1026/

根据质能方程E=me2

解得太阳每秒减少的质量为m=4.89xlO9kg,约为4xlO9kg.

故AC。错误，B正确；

故选：B。

由题计算太阳每秒辐射的能量，根据爱因斯坦质能方程求出每秒减少的质量。

本题的关键要能够建立正确的物理模型，结合几何知识分析，注意质能方程的运用。

6.【答案】C

【解析】解：设水平方向的力为尸，绳子对甲和乙的拉力为T,对甲，根据竖直方向的受力平衡可

知〃/=mg-T

甲对乙的摩擦力向下，传送带对乙的摩擦力向上，根据竖直方向的受力平衡可知〃2尸=内尸+

mg-T

解得去=3

故ABD错误，C正确；

故选：Co

对甲和乙受力分析，根据竖直方向的受力平衡结合滑动摩擦力的公式计算。

本题考查共点力平衡条件的应用，解题关键掌握摩擦力公式中压力的理解。

7.【答案】AC

【解析】解：4由图像可知，物体4的加速度始终大于0,所以物体4做加速运动，故4正确；

8.由图像可知，当0<t<ls时，％始终大于(ZB且均大于0,而物体4B开始均为静止状态，所以t=

1s时以<vB,故3错误；

C.a-t图像与坐标轴所围的面积表示速度变化量，由图像可知0-1s物体B的a-t图像与坐标轴

所围的面积大于0.3m/s,故C正确；

。.由图像所围面积可知，当t=ls时，物体4的速度始终大于物体B,而1s之后物体4B加速度始终

相同，即以始终大于%,所以t=1s时两物体相差并不为最远，故。错误。

故选:AC.

a-t图像与坐标轴所围的面积表示速度变化量；分别对两物体受力分析，根据牛顿第二定律列式

求解即可。

此题要注意图像为a-t图像，并要熟练运用牛顿第二定律。

8.【答案】BC

【解析】解：4S断开，由/=(=罂4"1.674可知，电流表的示数为1.674故4错误；

UOU

B、由图乙可知，输入电压的有效值为［;=隽=器^V=200V，则有

£1=

%

解得

詈=¥，故B正确；

九2§

C、闭合开关S后，副线圈两端的电压不变，灯泡人的功率不变，仍为额定功率100〃，故C正确；

。、理想变压器原线圈的输入功率与副线圈所接用电器消耗的功率相等，两个相同的灯泡都正常

发光，故此时输入功率为200W,故。错误。

故选:BC.

由P=U/计算S断开时电流表的示数；根据原副线圈的电压比求匝数比；闭合开关S后，副线圈两

端的电压不变，灯泡及的功率不变，两个相同的灯泡都正常发光，可求出此时变压器的输入功率。

本题考查了变压器，变压器改变电压和电流，不改变功率和频率，关键要会根据电压、电流规律

列式求解。

9.【答案】BD

【解析】解：AB.管碰到障碍物前，对管中小球受力分析，如下图所示：

由牛顿第二定律有：mgtan37°=ma

代入数据可得：a=5g

3

Xg

把小球和管看作一个整体，由牛顿第二定律可得：F=4ma=4m4-=3mo,故A错误，B正

确;

C、管碰到障碍物后，小球上升到最高点过程，由动能定理有：-mg(Rcos37o+R)=0-诏

代入数据可得管碰撞障碍物时小球的速度为：为="领

若小球开始的初速度为零，则管碰到障碍物前运动时间=t=曰=二湾=7摩，小球的初速

a4g57g

度未知，所以时间t不确定，故C错误：

。、管碰到障碍物后，小球从初位置下滑到最低点过程，由动能定理有：mg(R-Rcos37°)=

如城一gm诏

在最低点由牛顿第二定律有：N-mg=^

R

代入数据可得：N=5mg

由牛顿第三定律可知小球对管壁的压力等于支持力，大小为5mg,故。正确。

故选：BD»

AB,管碰到障碍物前，对小球利用牛顿第二定律可得加速度，把小球和管看作一个整体利用牛顿

第二定律可得恒力F;

C、从管与障碍物碰撞瞬间到小球上升到最高点过程，利用动能定理可得小球碰撞后瞬间的速度

大小，假设初速度为零，由运动学公式可得时间，但是小球初速度未知，不能确定时间大小；

。、小球从初位置下滑到最低点过程利用动能定理列式，在最低点由牛顿第二定律列式，两式联

立可得小球所受支持力大小，由牛顿第三定律可得小球对管壁压力大小。

本题考查了动能定理和牛顿第二定律，解题的关键是正确受力分析，选择正确的研究过程利用动

能定理，注意小球的初速度不确定。

10.【答案】②③①9.542.23

【解析】解：(1)实验时要先固定手机，调整好手机镜头的位置，然后打开手机摄像功能，开始摄

像，从刻度尺旁静止释放小球，故正确的操作顺序为：②③①；

(2)根据图乙可知三幅图中小球中心对应的刻度值分别为：

=2.50cm=0.0250m,x2=26.40cm=0.2640m,x3=76.80cm=0.7680m

.—―,.1-、一-,,Z3-x-(X2-Xi)0.7680-0.2640-(0.2640-0.0250)/

根t据逐差法求解加速度的方法可得：9=2芦=-------俞----------^m/s2=

9.54m/s2

07680250

图乙②中刻度尺下落的速度为"=^=°~；m/s=2.23m/sa

Nt

故答案为：(1)②③①；(2)9.54；2.23

(1)根据实验目的和实验方法确定实验步骤；

(2)求出根据图2可知三幅图中小球中心对应的刻度值，根据逐差法求解加速度和图乙②的速度。

本题主要是考查利用落体法测定重力加速度实验，掌握实验原理和实验方法，能够利用逐差法进

行求解重力加速度。

11.【答案】a100140160

【解析】解：(1)因为电流表G2内阻未知，所以为了消除误差需要将电流表G2外接，故导线c端应

与“a”点连接。

(2)由题意可知：&=半="普=处竺*±誓。=100。

UIQh-'i(40-8)x10-3

(3)根据分析得滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为：R'=匕铲=

12-40x10-3x100八4

----4-0--x-1-0-5---Q=140/2

3

(4)电流表G2示数为30nM时，压敏电阻两端电压为：Uo=E-1/=12,-30x10-x140V=

7.8V

压敏电阻为：Ri=患=302-30=26。0

根据甲图，直线的斜率：k=^^n/N=W/N

代入数据图甲的解析式：R=R0+kF=(100+F)n

当压敏电阻的阻值：R=R1=260。时

代入数据解得压力F=160N。

故答案为:(l)a；(2)100；(3)140、160。

(1)根据两个电表的内阻情况，结合内外接法的特点，从消除系统误差的角度判断；

(2)根据串并联电路的关系，用欧姆定律求R。的阻值；

(3)根据闭合电路的欧姆定律求解滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和；当电流表示数

为307nA时，求解压敏电阻两端电压、压敏电阻的阻值；根据图甲求解压敏电阻随压力变化的函数

表达式，最后求压力。

本实验紧贴生活实际，涉及的主要知识点为电压表的改装、欧姆定律、闭合电路的欧姆定律；难

点在于根据图甲求解压敏电阻随压力变化的函数表达式。

12.【答案】解：(1)飞机刚着舰时速度最大，产生的感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律

可得：E=Bdv

根据闭合电路欧姆定律可得最大感应电流为：/=春=萼

根据右手定则可知，通过ab的电流方向从b到a,则通过R的电流方向由M到P；

(2)根据功能关系可得产生的总的热量为：Q=-fimgx

根据焦耳定律可得：QR=含©小诏一卬ngx)；

(3)增大磁感应强度B,可以增加安培力，使得在航母和舰载机固有属性不能改变的前提下，滑行

距离更短。

答：(1)飞机滑行过程中的最大电流为整，流过电阻R的电流方向由M到P；

(2)电阻R上产生的焦耳热为点;(；m诏-卬ngx)；

(3)在航母和舰载机固有属性不能改变的前提下，增大磁感应强度B,可使舰载机滑行距离更短。

【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律可得最大感应电流，根据右手定则判断

通过R的电流方向；

(2)根据功能关系、焦耳定律求电阻R上产生的焦耳热；

(3)增大磁感应强度B,可使滑行距离更短。

对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方

程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方

程求解。

13.【答案】解：(1)从右侧看滑块,滑块竖直方向受力如下图所示:

/

bn

mg

由几何关系可知一讥。咛驾=|，可得"37。

滑块竖直方向的合力为零，则有：Ncos。=号

滑块的摩擦力/=nN

代入数据可得：f与

滑块从4到B过程，由动能定理有：网1一2八诏-0

代入数据可得：vB=lm/s

（2）两滑杆间的距离为d2=|R时，设滑块所受支持力与竖直方向的夹角为。，同理可得S讥6=i=

笆=3可得i=53。

R5

滑块竖直方向的合力为零，则有：N'cosp=

滑块的摩擦力尸=W

代入数据可得：f'=5N

滑块从B到C过程，由动能定理有：Fl2-2f/l2=G-\mvl

代入数据可得：。=0.25m

答：（