重庆市南开中学2023-2024学年高三上学期第四次质量检测物理试题（Word版附解析）

物理试题2023.12命审单位：重庆南开中学考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像，下列说法中正确的是（）A.振幅为16cmB.振动周期为4sC.第1s末振子的速度为零D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动【答案】B【解析】【详解】A．由图可知，振幅为8cm，故A错误；B．由图可知振动周期为4s，故B正确；C．第1s末振子在平衡位置，速度达到最大值，故C错误；D．从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向下运动到达负向最大位移处，速度逐渐减小，做减速运动，故D错误。故选B。2.如图所示电路中，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表电压表均为理想电表，当变阻器的滑动片P向右端移动的过程中，下列说法正确的是（） A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.通过的电流变小D.电源总功率减小【答案】D【解析】【详解】BC．变阻器的滑动片P向右端的过程中，变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流变小，电源内压变小，外压变大，电压表示数变大，即两端的电压变大，因此通过定值电阻的电流变大，故BC错误；A．由于干路电流减小，而干路电流等于通过所在支路电流与通过电流表所在支路电流之和，通过所在支路电流增大，因此通过电流表所在支路电流一定减小，即电流表示数变小，故A错误；D．电源总功率通过电路的总电流减小，因此电源总功率减小，故D正确。故选D。3.电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂竖直挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当没有通电时，调节砝码使两臂达到平衡。当线圈中通过如图所示方向的电流I时，要使两臂重新达到平衡，在某一盘中增加了质量为m的砝码。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（） A.增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为B.增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为C.增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为D.增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为【答案】A【解析】【详解】当线圈中通过如图所示方向的电流I时，线圈受安培力向下，要使两臂重新达到平衡，在左盘中增加砝码匀强磁场的磁感应强度大小为故选A。4.如图所示，在水平地面固定倾角为的斜面体，质量为m的物体置于斜面体上恰能处于静止状态。物体与斜面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，重力加速度大小为g。现使物体平行于底边做匀速直线运动，则该物体受到平行于斜面的拉力大小为（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】质量为m的物体置于斜面体上恰能处于静止状态物体与斜面体间动摩擦因数物体做平行于底边的匀速直线运动时，物体与斜面间的动摩擦力 重力沿斜面下滑分力大小为，所以，物体受到拉力的大小为。故选B。5.如图所示，三颗星位于同一直线上，两颗质量均为m的环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行，中央星质量。引力常量为G，则环绕星绕中央星做匀速圆周运动的周期为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设环绕星绕中央星做匀速圆周运动的周期为T，对任一环绕星有解得故选C。6.伴随着一座座高楼拔地而起，城市化建设步步推进，一个新鲜的建设工种应运而生：“蜘蛛人”。将“蜘蛛人”某次工作简化为如图所示的情形，跨过定滑轮的绳一端挂水平吊板，另一端被吊板上的人拉住。已知人的质量为，吊板质量，绳及定滑轮的质量、定滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度。人与吊板一起竖直向上匀加速运动，加速度大小为时，绳的拉力大小为T，人对吊板压力大小为，则（　　）A，B.， C.，D.，【答案】A【解析】【详解】对人与吊板整体进行受力分析有解得对吊板进行受力分析有解得故选A。7.进入12月份，气温渐降，重庆一些地方降雪，许多市民兴致勃勃地参加一些滑雪、溜冰等游玩项目。如图所示，在水平冰面上，开始时人坐在滑板上，滑板上堆有两个完全相同雪球，设人、滑板、雪球总质量为M，每个雪球质量为m。随后，人将两雪球先后水平向右抛出滑板，每个雪球离开滑板时相对滑板的速度都是v，滑板与冰面摩擦及空气阻力不计，则人抛出两雪球后，人、滑板整体的速度大小为（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】以水平向左为正方向，设抛出第一个雪球后，人、滑板整体的速度大小为，根据动量守恒定律得设抛出第二个雪球后，人、滑板整体的速度大小为，根据动量守恒定律得 联立解得：故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。8.法拉第为电磁学的发展做出了巨大贡献，下列关于电场线和磁感线的说法正确的是（）A.同一电场中，电场线越密处电场越强B.同一磁场中，磁感线越密处磁场越强C.沿着电场线的方向电势一定降低D.沿着磁感线的方向磁感应强度一定减小【答案】ABC【解析】【详解】A．同一电场中，电场线越密处电场越强，故A正确；B．同一磁场中，磁感线越密处磁场越强，故B正确；C．沿着电场线的方向电势一定降低，故C正确；D．磁感应强度的大小跟磁感线的疏密有关，与磁感线的方向无关，故D错误。故选ABC。9.一汽车在水平路面上，从静止开始做直线运动。先保持牵引力不变，达到额定功率后以额定功率继续行驶，经过时间达到最大速度，此后做匀速直线运动。若汽车运动过程中所受阻力恒定，则关于汽车动能，牵引力F、加速度a、功率P随时间t变化的关系正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】BD【解析】【详解】A ．由于汽车从静止开始做直线运动，先保持牵引力不变，即先做匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率继续行驶，根据，解得可知，之后汽车做加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动，在匀加速直线运动过程中，汽车的动能可知，动能与时间成二次函数的关系，不是一条直线，故A错误；B．根据上述可知，汽车的牵引力先大于阻力，且为一个定值，当功率达到额定功率时，牵引力逐渐减小，当牵引力减小至大小等于阻力时，保持恒定，汽车开始做匀速直线运动，故B正确；C．根据上述，汽车先做匀加速直线运动，再做加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动，即加速度先一定，后减小至为0，故C错误；D．根据上述，在汽车做匀加速直线运动时有此过程，功率与时间成线性关系，图像为一条过原点的倾斜直线，之后，汽车保持以额定功率运动，即图像为一条平行于时间轴的直线，故D正确。故选BD。10.如图所示电路中，电键S断开，滑动变阻器的滑片P位于中点，已知滑动变阻器的最大阻值为2R，，水平放置的平行板电容器C的两板间，一带电油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（）A.保持电键S断开，滑动变阻器的滑片P向b端滑动，板间油滴向上B.保持电键S断开，滑动变阻器的滑片P向b端滑动，板间油滴向下 C.保持滑动变阻器的滑片P位于中点不动，将电键S闭合，板间油滴仍处于静止状态D.保持滑动变阻器的滑片P位于中点不动，将电键S闭合，板间油滴向下【答案】AC【解析】【详解】AB．保持电键S断开，变阻器的滑片P向b端滑动，变阻器接入电路电阻减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流增大，电阻与串联后的电阻、并联，由于则电阻所在支路与串联后的电阻、所在支路的电流比为，干路电流增大，支路电流分流比不变，则可知两支路电流均增大，即该并联电路电压增大，而电容器与定值电阻并联，因此电容器两端电压增大，初始时，对电容器极板间的带电油滴由平衡条件有当板间电压增大，电场强度变大，油滴将向上加速运动，故A正确，B错误；CD．保持变阻器的滑片P位于中点不动，由已知，滑动变阻器的最大阻值为2R，且有则在未闭合S时，电路图如图所示电路中的总电阻为则由闭合电路的欧姆定律可得干路电流可知电容器两端的电压大小即为两端的电压大小，根据串并联电路的特点可得 而将电键S闭合后，电路图如图所示电路中的总电阻则由闭合电路的欧姆定律可得干路电流可知内电压由此可知，外电压由电路图可知电容器两端的电压大小即为两端的电压大小，根据串并联电路的特点可得显然，未闭合S与闭合S后，电阻两端电压不变，电容器两端电压不变，板间油滴仍处于静止状态，故C正确，D错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共57分。11.如图所示，用频闪照相法记录了平抛物体在不同时刻的位置。已知频闪周期一定，观察图片可知，物体在水平（横线）方向上做______运动，若图中每个小方格的边长都是1.6cm，则闪光频率是______Hz，小球的初速度是______m/s。（重力加速度g取） 【答案】①.匀速直线②.25③.0.8【解析】【详解】[1]水平方向的位移差相等，说明水平方向上做匀速直线运动。[2]根据可得则闪光频率为[3]小球的初速度为12.某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有：A.电流表（内阻，满偏电流）B.电流表（内阻，满偏电流）C.定值电阻（100Ω，）D.电阻箱（，）E.滑动变阻器（100Ω，）F.电源（36V，内阻不计）G.多用电表H.开关S和导线若干某同学进行了以下操作：（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，发现指针偏转角度过小，为了更准确地测量该电阻丝的阻值，将多用电表的欧姆挡位换到______（填“×1”或“×100”）进行再次测量，并重新进行______ （填“机械调零”或“欧姆调零”），若测量时指针位置如图甲所示，则示数为______。（2）测量电阻丝阻值，某同学设计电路图如图乙所示。为采集到多组数据，应尽可能让电表同时接近满偏状态。所以图乙中，处应选择______（填“”或“”）与电阻箱串联，改装成量程为36V的电压表（3）调节滑动变阻器的滑片到合适位置测得电流表的示数为，电流表的示数为，则该种材料的电阻______【答案】①.②.欧姆调零③.④.⑤.【解析】【详解】（1）[1][2][3]用多用电表粗测电阻丝的阻值时，指针偏转角度过小，说明电阻较大，应该换用大倍率的，即将多用电表的欧姆挡位换到进行再次测量，并重新进行欧姆调零。则图甲的读数为（2）[4]根据题意可知，让电表同时接近满偏状态，处电表改装后量程为，由欧姆定律可知，流过的电流为若处选择，和并联后量程为，不能满足实验要求，则应处选择，处选择。（3）[5]由于与内阻相等，则流过的电流为，则流过的电流为两端的电压为由欧姆定律可得 13.如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量，导轨间有效电阻，与导轨接触良好；电源电动势，内阻，电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上；ab与导轨间动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，取重力加速度，ab处于静止状态。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：（1）ab受到的安培力；（2）重物重力G的最大值。【答案】（1）2.5N，方向水平向左；（2）7.5N【解析】【详解】（1）电路的电流ab受到安培力方向水平向左。（2）ab受到的最大静摩擦根据平衡可知，摩擦力方向向左时，重物重力最大对重物可知14. 光导纤维是利用光在光密介质中的全反射来传递信息，具有传播速度快、抗噪能力强、信号衰减弱等优点，已经广泛运用于各行业信息采集、传输过程中。如图所示为光导纤维传输的示意图，单色光从空气中射向长为L的玻璃介质O点。已知光在真空中速度为。其中、、分别为入射光线、折射光线、反射光线与法线的夹角，求：（1）入射光在介质中折射率为，当时，的大小（2）入射光b在介质中的折射率为，若要保证入射光全部从介质的另一端射出，则范围（3）当（2）问中入射光b，以入射时，在介质中的传播时间【答案】（1）60°；（2）小于等于60°；（3）【解析】【详解】（1）根据题意，由折射定律有解得即由几何关系有解得（2）根据题意有由几何关系有 解得由折射定律有解得即若要保证入射光全部从介质的另一端射出，则小于等于60°。（3）根据题意由折射定律有解得由数学知识有解得由几何关系可得，光的传播距离为由折射定律有解得 则传播时间为15.如图所示，空间存在场强大小、方向水平向右的匀强电场。足够长的绝缘木板C放在粗糙的水平地面上，木板上相距的A、B金属小滑块，从静止释放。其带电量分别为，。已知，，A、B与C间的动摩擦因数均为，C与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B碰撞时均分电荷且为弹性碰撞。不计A、B间库仑力作用和A、B在电场中的静电感应现象，重力加速度。求：（1）释放后A、B的加速度大小；（2）A、B第一次碰撞后，A的速度；（3）A、B发生第二次碰撞前，A、B的最远距离。【答案】（1），；（2），方向水平向左；（3）0.60m【解析】【详解】（1）A与C间的最大静摩擦力为A受到的电场力为B与C间的最大静摩擦力为B受到的电场力为C与地面间的最大静摩擦力为 以A、B与C为整体进行分析，由于可知B、C静止，即根据牛顿第二定律可得（2）取水平向右为正方向，对A，释放后做匀加速直线运动，碰前的速度为A、B碰撞，根据动量守恒与机械能守恒可得解得（3）A、B碰后均分电荷，则碰撞后各自电荷量为碰撞后A向左运动，B向右运动，则A、B对C的合摩擦力大小为故此时C依然静止，对A向左匀减速直线运动，对B向右匀减速直线运动，当A减速为零时 此时B的速度此时A、B的距离为此后A、C一起向右匀加速，B仍然向右匀减速，由于三者组成系统所受合外力为零，因此该系统动量守恒解得则则二碰前AB相距最大距离为