河南省洛阳市新安县第一高级中学2022-2023学年高三物理下学期入学检测试卷（Word版附答案）

新安一高2023届高三下期入学检测物理试题一、单选题（每题2分，共计20分）1、如图所示，倾角为θ的斜面与水平地面相接于B点，甲、乙两小球分别以速率从位于B点正上方的A点处水平向左、向右抛出，甲球落在水平地面上的C点、乙球落在斜面上的D点。甲球落到C点时速度方向与斜面平行，乙球落到D点时速度方向与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，则的值为()A.B.C.D.22、两个可视为质点的摆球质量相等，用两根长度均为l的刚性轻杆1、2连接，轻杆1可绕固定点O自由转动，轻杆2可绕摆球a自由转动。开始两球与O点等高，从静止释放后，两球在竖直面内做无序的运动。若某一时刻轻杆l与竖直方向夹角，小球b恰好运动到与O点等高处且此处为小球b运动中的最高点，如图所示。已知重力加速度为g，不计摩擦及空气阻力。此时b的速度大小为()A.0B.C.D.3、水平地面上的半圆柱体P和竖直挡板之间夹着质量为m的光滑圆柱体Q，截面如图所示，Q的圆心恰好在P左边缘的正上方，P恰好静止。已知P的横截面半径是Q横截面半径的三倍，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，地面和P之间的动摩擦因数为，则半圆柱体P的质量为() A.B.C.D.4、如图，倾角为30°、质量为m的斜面体静止于光滑水平面上。轻弹簧的上端固定在斜面体的顶端A处，下端拴接一质量为的光滑小球（可视为质点）。现让系统在水平恒力F作用下以大小为的加速度水平向左做匀加速直线运动，小球与斜面相对静止且小球未运动到水平面上。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。则撤去力F瞬间（在撤去力F的瞬间，小球与斜面之间的弹力不变）()A.弹簧的弹力大小为B.斜面体的加速度大小为C.小球的加速度大小为0D.小球对斜面的压力大小为5、如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中有相距的两点，两比荷均为的带正电粒子，从O点沿平行纸面方向同时以的初速度沿不同方向射入磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，若两粒子均能经过P点，则两粒子经过P点的时间间隔为()A.B.C.D.6、1000千伏特高压交流输变电工程的投运让电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越。在传输电能总功率不变的情况下，从原来的500千伏超高压输电升级为1000千伏的特高压输电，只考虑输电线电阻产生的能量损失，下列说法正确的是()A.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的2倍B.若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的4倍C.若损失功率不变，传输相同距离，用相同材料制成的输电线横截面积变为原来的 D.若损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线的传输距离是原来的2倍7、土星有一个显著的行星环系统，主要成分是冰的微粒和较少数的岩石块以及尘土。若环内有到土星表面距离分别为和的两块石块，围绕土星做匀速圆周运动的周期之比为。则土星的半径约为()A.54268kmB.60268kmC.74268kmD.80268km8、如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，一带负电的小球以大小为、与水平方向成角的速度射入匀强电场，经过一段时间，小球速度大小仍为，方向沿水平方向，已知小球质量为m，带电荷量为，重力加速度为g，则在该过程中()A.匀强电场的电场强度大小为B.小球的最小动能为C.小球射入电场后，经过的时间电势能最大D.小球机械能最大时，增加的重力势能为9、如图所示，光滑固定斜面底端固定一轻质弹簧，一滑块P从O点静止释放，向下滑动过程经a点接触弹簧，最低到达b点处。以O为原点、平行斜面向下为x轴正方向建立一维坐标系，处坐标分别为。设滑块在b处重力势能为0，下滑过程中，滑块的动能、重力势能、机械能E、加速度a随位移x的变化图象符合实际的是() A.B.C.D.10、质量的物块静止在水平地面上，时刻物块在水平拉力F的作用下开始运动，其运动过程中加速度随时间变化的图象如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度，则()A.0~1s内拉力F的冲量大小为B.物块在2s末和6s末的速度相等C.物块与地面在1~2s内因摩擦产生的热量为2JD.拉力F的方向在0~7s内未改变二、多选题（每题3分，共计15分，漏选得1分，错选不得分）11、如图所示，物块放在固定光滑水平桌面上，通过跨过小定滑轮O的轻绳与质量为的小球相连，小球套在光滑竖直杆上，劲度系数的水平轻弹簧左端固定，右端与物块相连。杆上A处与O同高，A与O间的距离。开始时，用手使小球静止在A处，轻绳恰好水平伸直，弹簧处于原长状态。由静止释放小球，小球到达B点时速度为与杆的夹角为α，小球能到达的最低点为C，水平桌面足够长。已知弹簧的弹性势能为形变量，重力加速度，不计一切摩擦。下列说法正确的是()A.小球和物块组成的系统机械能守恒 B.物块的质量为C.小球到达B点时物块的速度大小为0.2m/sD.小球到达C点时，轻绳与杆的夹角的正弦值为0.612、静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件（如阴极射线示波管）中。如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，分别是轨迹与等势线的交点。已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32eV，在B点的电势能为，不计电子重力，下列说法正确的是()A.电子一定是从A点运动到C点B.电子在经过等势线c时的动能为42eVC.B点的电场强度大于A点的D.电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同13、如图所示，矩形区域内以对角线为边界，存在垂直纸面、方向相反的两匀强磁场，磁感应强度大小均为B，矩形边长为边长为。一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从a点沿方向以速度（未知大小）垂直磁场射入，不计粒子重力，下列说法正确的是()A.能穿过的粒子的最大速度为B.粒子从c点射出时的速度可能为C.粒子进入右侧磁场后直接垂直边射出时的轨迹半径为D.粒子从a到c的最短时间为14、如图所示，边长为l、匝数为N、电阻不计的正方形线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕转轴转动（可视为发电机），垂直于磁感线，在线圈两端接一含有理想变 压器的电路，已知理想变压器原、副线圈匝数比，电阻，电表均为理想交流电表，线圈以恒定角速度ω转动，则()A.开关S断开时电流表的示数为B.闭合开关S，线圈转动一周，回路消耗的电能为C.开关S闭合前、后发电机输出功率之比为1:3D.若仅线圈角速度变为，则电流表示数均变为原来的倍15、如图甲所示，两个带等量正电荷的点电荷固定在同一高度。连线中点O处竖直固定一内壁光滑绝缘管，管内有一带电小球。将小球从O点上方高度为的P处由静止释放，小球从P到O的过程中，其动能随下降高度h的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是()A.小球一定带正电B.在下降高度为时，小球所受库仑力达到最大C.该过程中，小球的电势能一直增加D.该过程中，小球的机械能先减小后增大三、实验题（10分）16、某同学想将满偏电流、内阻未知的毫安表改装成量程为0~0.6A和0~3A的 双量程电流表，改装时按照如下实验步骤进行实验。（1）该同学设计了图甲所示电路测量该毫安表的内阻，所用电源的电动势为4V，先闭合开关，调节电阻箱的阻值，使毫安表的指针满偏；保持开关闭合，再闭合开关，保持电阻箱的阻值不变，调节电阻箱的阻值，当毫安表的指针偏转到满刻度的时，的阻值如图乙所示，则该毫安表内阻的测量值_________Ω，该测量值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（2）选择合适的定值电阻连接成如图丙所示的电路，当单刀双掷开关接_________（选填“1”或“2”）时是双量程电流表的大量程。（3）若毫安表的实际内阻为，根据毫安表的内阻和改装电流表的量程要求，可知定值电阻_________Ω，_________Ω。四、计算题（共计4大题，共计55分）17、（12分）如图甲所示，一长木板A在水平地面上向右运动，在时刻将一无初速度的物块B轻放到木板上，取水平向右为正方向，B相对于A的速度用表示，在0~0.75s内，相对速度随时间t变化的关系图象如图乙所示。已知的质量相等，A与B及A与地面之间均有摩擦（动摩擦因数不等），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B始终没有滑出A，重力加速度。求：（1）A与B间、A与地面间的动摩擦因数；（2）从时刻到A与B均停止运动时，B相对于A的位移大小。 18、（12分）如图所示，光滑水平面上固定有一光滑圆弧槽和平台，圆弧槽的圆心角、半径，平台可通过C端调节长度，右端D与水平面右侧对齐，在同一水平线上，水平面右方有一距离平台台面深度为的深坑，深坑底是一平面。有一与平台等高的长木板置于之间，左侧紧靠圆弧槽并且其上表面在B点与圆弧槽相切，现使小物块以速度沿A点切线方向从圆弧槽顶端A点滑下，恰好不滑出长木板，之后长木板与平台碰撞，碰撞后小物块滑上平台，到达D点后能落入深坑。已知，长木板的质量，小物块质量，小物块与长木板间的动摩擦因数，与平台间的动摩擦因数，小物块可视为质点。（1）求长木板的长度L；（2）求平台的最大长度；（3）若使小物块从D点抛出后在平面上的落点与C点的水平距离s最长，求此时平台的长度和最大距离。19、（15分）某同学设计了一个利用重力发电照明的装置，工作原理如图1所示。一个半径为的圆形金属导轨固定在竖直平面内。一根长为a的导体棒，质量不计，电阻为端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为的圆盘，圆盘和导体棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的足够长的细线，下端挂着一个质量为的石块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度。小灯泡L一端通过电刷与O端相连，另一端与导轨相连。灯泡的额定电压，曲线如图2所示。石块从静止释放后，速度逐渐增加，最终达到匀速。已知圆盘匀速转动时，细线张力T与导体棒所受安培力F满足关系式。不计各处摩擦及空气阻力，导轨及电刷电阻不计，重力加速度。 （1）当石块下落速度时，求灯泡的电功率P；（2）求石块匀速下落时灯泡的电功率；（3）若改变石块质量，石块匀速下落时灯泡恰好达到额定功率，求石块质量及匀速下落的速度。20、（16分）如图所示，在平面直角坐标系第一、四象限中存在电场强度大小未知、方向沿y轴正方向的匀强电场，在第二、三象限中存在电场强度大小未知、方向沿y轴负方向的匀强电场，一带电荷量为、质量为m的粒子A锁定在点处，质量为的不带电粒子B（图中未画出）以平行于x轴、大小为的速度从左侧向粒子A运动，发生碰撞前瞬间解除对粒子A的锁定，两粒子发生正碰。已知碰撞过程中粒子B的动能减少了75%，碰后粒子A恰好从坐标原点进入第四象限，在处放置一接收屏，粒子A恰好打到接收屏上坐标为的点，不计粒子的重力，碰撞过程A所带电荷量不变。 （1）求碰撞过程中两粒子构成系统的机械能的损失量； （2）求两个电场的电场强度大小和粒子A打到点时的速度大小； （3）在第一、四象限中加上沿y轴负方向的匀强磁场（图中未画出），沿x轴方向或垂直平面方向移动接收屏使粒子A仍能打到接收屏上的点，且粒子A打到接收屏上时速度方向与接收屏相切，应如何移动接收屏？所加磁场磁感应强度大小为多少？ 参考答案1、答案：A解析：设之间的高度差为，有；设间的高度差为，水平距离为x，有，，，由几何关系有，解得，A正确。2、答案：D解析：设此时的速度大小分别为，如图所示，a的速度方向始终与杆1垂直，当b速度方向水平向右时，二者沿杆2方向的分速度相等，有，由系统机械能守恒，有，可得，方向向右下方，与水平方向的夹角为，方向水平向右。当b速度方向水平向左时情况类似，D正确。3、答案：A解析：设两圆心连线和水平方向的夹角为θ，由几何关系可得，对Q进行受力分析，如图所示，可得，解得，对P和Q整体受力分析可得，地面对P的摩擦力大小为，地面对P的支持力大小为，摩擦力，解得，A正确。 4、答案：B解析：未撤去力F时，由题意得，说明小球恰好不离开斜面，斜面对小球无作用力，弹簧拉力大小，撤去力F的瞬间，弹簧弹力不发生突变，仍为，小球与斜面之间的弹力不变，故小球对斜面的压力为零，AD错误；设撤去力F瞬间斜面体的加速度大小为，则，解得，B正确；小球受力不变，加速度不变，大小仍为，C错误。5、答案：C解析：两粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，粒子在磁场中运动的轨迹圆半径为，由几何关系可知，则两粒了在磁场中的运动时间分别为，故两粒子经过P点的时间间隔为，又因为，故，C正确。6、答案：C解析：在功率不变时，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的，若输电线不变，则输电线上损失的电压，变为原来的，A错误；输电线上损失的功率，因此输电线上损失的功率变为原来的，B错误；如果损失功率不变，则有，解得，如果输电线材料相同，则电阻率不变，传输距离不变时，根据电阻定律，可知输电线横截面积要变为原来的，如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传 输距离是原来的4倍，C正确，D错误。7、答案：B解析：设土星半径为R，对距离土星表面高度分别为和的两块石块，根据开普勒第三定律有，代入数据得，B正确。8、答案：D解析：对小球，在竖直方向由动量定理有，在水平方向由动量定理有，解得，A错误；设带电小球所受合力的方向与水平方向的夹角为φ，则有，解得，如图所示，当小球沿合力方向的速度变为0时，小球的动能最小，小球在垂直于合力方向的分速度大小为，对应的动能为，B错误；该过程中小球电势能最大时，小球运动到最右侧，在水平方向有，解得，C错误；小球速度沿水平方向时，小球机械能最大，此时，此时小球增加的重力势能为，D正确。9、答案：D解析：设斜面倾角为θ，滑块接触弹簧前，在经过一小段位移过程中，由动能定理有，有，动能随位移均匀增加，滑块接触弹簧后，经过一小段位移过程中，由动能定理有，有，由于逐渐增加，图象斜率绝对值先减小后增大，符合实际的图象如图1所示。取整个过程中任一小段位移，由功能关系有，有，重力势能随位移均匀减 小，符合实际的图象如图2所示；滑块的机械能是否改变取决于除重力外有无其他外力做功，接触弹簧前滑块机械能守恒，接触弹簧后到最低点过程中，弹簧弹力对滑块做负功，滑块机械能减小。符合实际的图象如图3所示。由牛顿第二定律，滑块接触弹簧前，有，加速度不变，接触弹簧后，有，有，加速度随位移线性变化，故D符合实际。10、答案：D解析：图线与坐标轴围成的面积大小表示速度改变量的大小，由图可知，物块在1s末的速度大小为，根据动量定理可知，0~1s内合外力的冲量大小为，由，可得，A错误；由图可知，物块在2s末和5s末速度相等，B错误；物块在1~2s内的位移为，因摩擦产生的热量，C错误；物块速度不为0时，若拉力，则物块的加速度为，若拉力F反向，加速度为负值，且大小必定大于，图中加速度为负值时大小没有超过，所以力F的方向在0~7s内未改变，D正确。11、答案：BC解析：小球、物块和弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；小球到达B点时速度大小为，物块的速度大小，小球从A运动到B，弹簧伸长量，根据机械能守恒定律有，结合弹簧弹力做功有，解得物块的质量为，BC正确；设两点间的高度差为h，小球到达C点时，物块、小球的速度均为零，，根据机械能守恒定律有，代入等式不成立，D错误。12、答案：BC解析：分析可知粒子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32eV，又题图中为等差等势线，B点的电势为15V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10V，则电子在经过等势线c时 的动能为42eV，B正确；根据等差等势线的密疏表示电场强度的大小可知B点的电场强度大于A点的，C正确；电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误。13、答案：ACD解析：如图甲，要使粒子能穿过边界，临界情况是粒子的运动轨迹与边相切，由几何关系知，粒子的运动轨迹半径，由，得，A正确；要使粒子从a到c的时间最短，其运动轨迹如图乙所示，由可知，粒子的运动周期，根据几何知识可知粒子在两磁场中运动轨迹对应的圆心角之和为240°，则从a到c所用的最短时间为，D正确；粒子要能从c点射出，可能在磁场中经过2、4、6、…次偏转，则有，粒子轨迹半径，速度，B错误；当粒子经左侧磁场偏转进入右侧磁场后直接垂直边射出时，根据几何关系有，解得，C正确。14、答案：BC解析：发电机输出电压的有效值为，根据可得副线圈两端电压，则开关S断开时，副线圈通过的电流为，A错误；闭合开关S，电阻被短路，仅接入电路，原线圈两端的电压不变，副线圈两端的电压不变，副线圈中的电流，线圈转动一周，回路消耗的电能为，B正确；开关S闭合前、后，发电机的输出功率之比为，C正确；线圈转速加倍后，发电机的最大输出电压加倍，则输出电压的有效值加倍，则电流表示数均变为原来的2倍，D错误。 15、答案：AC解析：若小球带负电，重力和库仑力对小球都做正功，小球的动能一直增大，与图乙不符，所以小球带正电，A正确；小球下降高度从到过程，动能减小，取一小段位移，由动能定理有，得，可见在下降高度从到过程图象的斜率绝对值最大时，小球所受合外力最大，此时库仑力最大，在下降高度为时，小球所受库仑力等于重力，不是最大，B错误；该过程中库仑力对小球一直做负功，电势能一直增加，C正确；小球机械能和电势能的总和保持不变，电势能一直增加，则机械能一直减小，D错误。16、答案：（1）14；小于（2）1（3）0.6；2.4解析：（1）由图甲可知，当毫安表的指针偏转到时，通过电阻箱的电流为，则电阻箱的阻值等于毫安表内阻的2倍，由图乙可知电阻箱的读数为，则毫安表的内阻为；闭合后，电路总电阻变小，总电流变大，通过电阻箱的电流大于，则该实验测出的毫安表的内阻偏小。（2）若要将该毫安表改装成双量程电流表，将单刀双掷开关接1时，电阻与毫安表串联，根据并联电路的分流规律有，而改装后的电流表能够测量的最大电流为，同理接2时有，故当单刀双掷开关接1时是双量程电流表的大量程。（3）若，改装为小量程时有，改装为大量程时有，代入数据联立解得。17、答案：（1）见解析（2）解析：（1）开始B受到A向右的滑动摩擦力，相对于地面向右做匀加速运动，A相对于地面向右做匀减速运动，到0.5s时二者共速。设B与A间、A与地面间的动摩擦因数分别为，在0~0.5s内，根据牛顿第二定律， 对B有对A有由图乙可知相对加速度在0.5~0.75s内，，故B受到的滑动摩擦力向左，相对于地面向右做匀减速运动，A相对于地面向右做匀减速运动根据牛顿第二定律，对B有对A有由图乙可知相对加速度联立解得（2）在0~0.5s内，B相对于A的位移可用图乙中0~0.5s内图线与横轴围成的面积计算，故时刻，B相对于地面的速度为由图乙可知时刻，故A相对于地面的速度为之后，A减速到0的位移为B减速到0的位移为B相对于A的位移为所以，从时刻到B与A均停止运动时，B相对于A的位移为即B相对于A的位移大小为1.125m18、答案：（1）（2）（3）见解析解析：（1）从A到B，根据机械能守恒定律有 解得对小物块和长木板组成的系统，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得（2）对长木板有解得物块与长木板共速时木板的位移长木板与平台相碰，假设小物块在平台上滑行后恰好停在D点对小物块根据动能定理有解得故平台的最大长度（3）设小物块从平台抛出时的速度为，抛出后的水平位移为x，平台的长度为d，则解得令，即根据数学知识可知，当，即时小物块从D点抛出后在平面上的落点与C点的水平距离最长把代入得最大距离19、答案：（1）（2）（3）见解析 解析：（1）设当石块下落的速度时，导体棒转动的角速度为取一小段时间导体棒转过的角度为导体棒扫过的面积为回路磁通量变化量由法拉第电磁感应定律得，回路产生的电动势得由闭合电路欧姆定律可得，灯泡两端的电压为假设E保持不变，图线为直线，时时，，画出图线，与灯泡的曲线相交，交点坐标（0.6A，0.2V）表示此时灯泡的工作电流和电压灯泡的电功率（2）石块匀速下落时，设速度大小为，电动势为，灯泡的工作电流为，电压为细线张力导体棒所受安培力细线张力与导体棒所受安培力满足得由灯泡的曲线可得电压灯泡的电功率（3）若石块质量变为，匀速下落时，速度大小为，设电动势为由灯泡的曲线可得，电压时电流 由（2）可知得由闭合电路欧姆定律有结合（1）可得20、答案：（1）（2）见解析（3）见解析解析：（1）碰撞过程中粒子B的动能减少了75%，故碰后粒子B的速度大小变为若碰后两粒子速度同向，碰撞过程动量守恒，有可得，因，与事实相违背若碰后两粒子速度反向，同理可得，符合实际则两粒子构成系统的机械能的损失量为 （2）碰后粒子A沿x轴正方向做匀速直线运动，在y轴左侧和右侧的运动时间相等，设粒子A在一侧的运动时间为t，粒子A经过坐标原点时沿y轴方向的速度大小为，则在y轴左侧运动时沿x轴方向有沿y轴方向有解得设粒子A在点时沿y轴方向的速度大小为则解得 粒子打到点时的速度设第一、四象限内电场强度大小为，第二、三象限内电场强度大小为E根据动量定理，在第二、三象限有在第一、四象限有解得（3）在第一、四象限加上沿y轴负方向的匀强磁场，粒子沿y轴方向的运动不变，粒子射到接收屏的点所用时间不变；垂直磁场平面内，粒子A以速度做匀速圆周运动，当粒子A转过圆周时，粒子A速度方向与接收屏相切，设粒子A在磁场中的运动周期为T，则有，解得由，可得所加磁场的磁感应强度大小为粒子A在磁场中的轨迹半径为故要使粒子A仍能打到接收屏上的点，接收屏应沿x轴负方向移动，且垂直纸面向里移动