辽宁省抚顺市第一中学2023届高三下学期4月月考物理试卷(解析版)

抚顺市第一中学2023届高三下学期4月月考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．一个质量为100g的空心小球，从地面以的速度竖直向上弹射出去，在空中受到的空气阻力大小与速度v成正比（即），它在空中运动的图像如图所示，2s后的图线是平行于横轴的直线。取，下列说法正确的是( )
A.小球抛出瞬间的加速度大小为
B.小球上升过程中空气阻力的冲量大小为
C.空气的阻力系数
D.小球从抛出到落地瞬间克服空气阻力做的功为
2．“人造太阳”其实是一个“通俗”名字，准确的名字应该叫国际热核聚变实验堆，简称ITER。2022年10月，中科院合肥物质科学研究院升级改造后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知“人造太阳”的核反应方程是，其中氘可以从海水中提取，而氚在自然界中含量很少，但可以用某种粒子Y轰击锂核得到，核反应方程为。下列说法正确的是( )
A.X是 B.Y是
C.是核聚变反应 D.是α衰变
3．在双缝干涉和单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )
A.在做杨氏双缝干涉实验时，若遮住双缝中的一条缝，在屏幕上就看不到明暗相间的条纹了
B.在做杨氏双缝干涉实验时，若遮住双缝中的一条缝，在屏幕上仍可看到明暗相间且等间距的条纹
C.在做单缝衍射实验时，若增加狭缝的个数，则衍射条纹的宽度将变宽，亮度将减弱
D.在做单缝衍射实验时，若增加狭缝的个数，则衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加
4．以坐标原点O为界的两种介质中有两个波源和，坐标分别为（-8m，0）、（4m，0），在x轴上产生两列简谐横波相向传播。时刻，波形图如图所示，时两列波在坐标原点O相遇。下列说法正确的是( )
A.左、右两列波的频率之比为1:2
B.时，处的质点处于平衡位置
C.时，处的质点处于平衡位置
D.0~2s内，处的质点通过的路程为2m
5．天宫号空间站由中国独立研制并建造，在距地面平均高度约为390km的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上依然有一些稀薄的大气。因空气阻力的影响，空间站每天都会下降一段距离，所以需要进行轨道修正。我国空间站搭载了四台霍尔推进器，每个推进器的推力只有，它们工作一天大约可以产生的速度增量，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行时的轨道高度为h，经过一段时间t后，轨道高度下降了，能量损失了。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，空间站质量为m，空间站垂直速度方向的有效横截面积为S。认为空间站附近空气分子是静止的，与空间站相遇后和空间站共速。忽略下降过程中阻力的大小变化，下列说法正确的是( )
A.天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期大于
B.天宫号空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为
C.经过一段时间t，轨道高度下降了后，空间站的线速度变大
D.天宫号空间站附近的空气密度约为
6．如图所示，质量分别为、的两个物块叠放在一起，物块B放在水平面上，物块A放在物块B上，B的上表面与水平面的夹角。物块间的动摩擦因数，物块B与地面间的动摩擦因数为，一根轻绳通过光滑定滑轮与物块A相连（此段轻绳水平），另一边通过轻质光滑动滑轮后用手拉住，动滑轮两侧轻绳与竖直方向的夹角均为，动滑轮下面挂一重物C。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，取，下列说法正确的是( )
A.当A不受水平拉力时，物块B与地面间的摩擦力等于0
B.当且时，物块B就会运动
C.当时，只要，物块A就会和物块B一起运动
D.当、时，保持手拉轻绳的拉力不变，的共同加速度大小是
二、多选题
7．如图甲所示是一个简易发电机模型，正方形线圈的边长为a、匝数为N，电阻忽略不计。线圈置于匀强磁场中，且绕垂直于磁感线的转轴转动。发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中小灯泡完全相同且电阻恒定，电压表为理想电压表，若线圈以恒定角速度转动，闭合开关S后，四盏灯都能发光，副线圈输出的电压如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.时刻，线圈平面与中性面重合
B.匀强磁场的磁感应强度大小为
C.若断开开关S，则电压表的示数变大
D.若断开开关S，则、、都变暗
8．如图所示，直角三角形为透明柱状介质的横截面，，，一束平行的单色光射向，经界面发生折射，入射光与面的夹角为，，，真空中光速，介质对该单色光的折射率。下列说法正确的是( )
A.光可以从面射出
B.距离B点大于区域的入射光都能从界面射出
C.距离B点大于区域的入射光都能从界面射出
D.光从面射入后第一次射到其他界面，所用的最长时间约为
9．将一个点电荷放在一水平向右的匀强电场E中，在以点电荷为球心的球面上分布着六个点，其中平面是水平的，a在最左端，c在最右端；平面是竖直的且与匀强电场垂直，e在最下端，f在最上端，下列说法正确的是( )
A.各点电势的关系为
B.各点电场强度大小的关系为
C.试探电荷在e点的电势能可能比在f点的电势能大
D.试探电荷在所在的圆周上某两点之间移动时，电场力做功可能为零
10．如图所示，竖直固定的等腰三角形金属框架处在垂直于纸面向里的磁场中，其顶角为，金属框架电阻忽略不计。一水平金属棒从金属框架顶端以速度v恰能匀速下落，金属棒与框架接触良好且始终保持水平，金属棒单位长度的电抯为R。不考虑因磁场变化引起的感生电动势的影响，，，下列关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
11．某实验小组通过实验验证动量守恒定律，装置如协税所示。实验中使用材质不同、大小和形状相同的两个小球，质量分别为、，且，B放在O点处。该小组同学按照规范的实验步骤完成此实验，在斜面上分别打下M、P、N三点，三点到O点的距离分别为、、，回答下列问题。
（1）若不放小球B，将小球A从不同高度处由静止释放，某两次实验小球A落在斜面上时速度方向与斜面的夹角分别为α、β，则α__________（填“>”“<”或“=”）β。
（2）不放小球B时，小球A的落点是__________，碰撞后小球B的落点是__________。（均填“M”“N”或“P”）
（3）在实验误差允许的范围内，要验证动量守恒定律，则需要验证关系式__________是否成立。（用、、、、表示）
12．随着智能手机的广泛使用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择。某同学打算设计实验测量某充电宝的电动势和内阻，可以选用的器材有：
A.电压表（量程0~3V，内阻为）
B.电压表（量程，内阻约为）；
C.电流表A（量程，内阻约为）；
D.滑动变阻器；
E.定值电阻（阻值为）
F.某品牌充电宝（输出电压约为5V，最大输出电流2A，已知装输出正负极，在电路中以电源符号表示）；
G.开关和导线若干。
（1）为了能准确地进行测量，实验中应选用的电压表是__________（填写器材前面的编号）。
（2）用所给的器材在如图甲所示的方框中画出实验原理图。
（3）该同学利用通过实验检测得如表格所示的数据，并根据这些数据绘出了电源的路端电压随电流变化的图像如图乙所示，根据图线可求出充电宝的电动势__________V，充电宝的内阻__________Ω。（结果均保留三位有效数字）
序号 1 2 3 4 5
电压表示数 2.35 2.30 2.25 2.20 2.15
电流表示数 0.24 0.32 0.40 0.50 0.56
四、计算题
13．一个体积为V的简易潜水艇模型如图所示。当储水舱里的气体体积为，压强为时，潜水艇有浸没在海水中。当地大气压强为，海水的密度为ρ，假设各深度处海水温度相同，潜水艇在吸入或排出海水过程中，海水深度对潜水艇的压强变化忽略不计。
（1）当潜水艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，可以吸入一定量的海水，使潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态。此时，储水舱上方气体的压强为，求储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比；
（2）当潜水艇静止潜在深度h处时（潜水艇全部浸入海水后，储水舱内气体的变化忽略不计），用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为的气体后，打开阀门排出部分海水使潜水艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积为，求打开阀门前，储水舱内气体的压强。
14．如图所示，一个长、质量的木板在光滑的水平面上匀速向右运动，速度为；在木板上表面上方高处有一质量的物块A以的速度水平向右抛出，正好落在木板的中央位置，反弹到最大高度时正好在木板左端正上方，高度仍为h。已知发生碰撞时弹力远大于mg，取，忽略空气阻力。求：
（1）物块弹起时的速度大小；
（2）物块与木板之间的动摩擦因数。
15．在空间中存在周期性变化的电场和磁场，电场强度、磁感应强度随时间变化的、图像分别如图甲、乙所示，时，电场和磁场的方向如图丙（坐标系位于竖直面内，y轴正方向竖直向上）所示。时，一个质量为，电荷量为的带正电小球从坐标原点以沿y轴负方向抛出。时恰好第一次从第一象限垂直通过x轴上的A点（图中未画出）。取，求：
（1）及A点坐标；
（2）时间内小球电势能的变化量；
（3）时间内小球的位移大小。
参考答案
1．答案：C
解析：C.2s后的图线是平行于横轴的直线，则有
解得空气的阻力系数
选项C正确；
A.根据牛顿第二定律可知小球抛出瞬间的加速度大小
选项A错误；
B.小球上升过程中根据动量定理有
解得空气阻力的冲量大小为
选项B错误；
D.小球从抛出到落地瞬间根据动能定理有
选项D错误。
故选C。
2．答案：C
解析：AB.根据核反应过程质量数和电荷数守恒可知，X和Y均为中子，故AB错误；
C.为轻核聚变反应，故C正确；
D.为人工核反应，故D错误。
故选C。
3．答案：D
解析：AB.在做杨氏双缝干涉实验时，若遮住双缝中的一条缝，则能得到单缝衍射条纹，则屏上仍有明暗相间但不等间距的条纹，选项AB错误；
CD.在做单缝衍射实验时，若增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度将变窄，亮度将增加，选项C错误，D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：A.根据题意可知左右两列波的传播速度为
所以
故A错误；
B.根据波的平移法，时，处的质点处于负的最大位置处，故B错误；
C.根据波的平移法，时，处的质点处于平衡位置，故C正确；
D.0~2s内，即半个周期内处的质点通过的路程为2A，即0.08m，故D错误。
故选C。
5．答案：C
解析：A.天宫号空间站运行高度小于同步卫星的轨道高度，根据开普勒第三定律可知，天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期小于，故A错误；
B.天宫号空间站正常在轨做圆周运动
解得
故B错误；
C.经过一段时间t，轨道高度下降了后，根据万有引力提供向心力可知，空间站的线速度变大，故C正确；
D.因为，所以“天宫”仍可认为是做圆周运动，在t时间内“天宫”运动的路程为
设空气对“天宫”的作用力大小为f，根据功能关系有
“天宫”与空气作用的时间内，根据动量定理有
联立解得
故D错误。
故选C。
6．答案：C
解析：A.当A不受水平拉力时，由于
即
由此可知，物块A将沿接触面下滑，受力情况如图所示
对B，有
解得
故A错误；
B.当时，B恰好不动时，有
对滑轮，有
解得
所以当C的质量大于3.6kg时物块A就会和物块B一起运动，故B错误；
C.同理，当时，B恰好不动时，有
对滑轮，有
解得
所以当C的质量大于1.6kg时物块A就会和物块B一起运动，故C正确；
D.当、时，物块A就会和物块B一起运动，则
解得
故D错误。
故选C。
7．答案：AC
解析：A.由图可知时刻，电压为零，则电流为零，所以此时刻线圈平面与中性面重合，选项A正确；
B.由图可知
副线圈电压最大值为U，则原线圈中的电压最大值为
副线圈中的最大电流为
则原线中的最大电流为
则原线圈中灯泡电压的最大值为2U，即线圈两端电压的最大值为
解得
选项B错误；
C.将变压器与副线圈中的灯泡看成一个等效电阻断开开关S，等效电阻增大，灯中的电流减小，其两端电压减小，原线圈的电压增大，电压表的示数为副线圈的电压，而原线圈电压和匝数比不变，则电压表示数增大，选项C正确；
D.若断开开关S，副线圈总电阻变大，总电流变小，则变暗，由于电流变小，电压变小，而副线圈的电压不变，则的电压变大，将变亮，选项D错误。
故选AC。
8．答案：ACD
解析：ABC.做出光线的光路图如下所示
由题意可得
根据折射定律有
可得
则由几何关系可知
由临界角的正弦值与折射率之间的关系有
显然
因此可知，光线经AB面折射到AC面以后将发生全反射，则光不可以从AC面射出，做出光路图如下图所示
当光线从P点入射时恰好到达C点，由几何关系可得
分析可知P点以上的光全部被AC边反射均能到达BC边且从BC边射出，P点以下的光可射到BC边上，然后经BC发生全反射垂直射到AC边上射出，故AC正确，B错误；
D.折射光恰好到达C点时的路程最长，则可知时间最长，做出光路图如下
有几何关系可得
而由
可得
故D正确。
故选CD。
9．答案：AD
解析：A.四点既处于点电荷电场的同一等势面上，也处于匀强电场的同一等势面上，所以四点的电势相等，故A正确；
B.根据电场强度叠加原理可知，点电场强度不等，故B错误；
C.由于ef两点电势相等，所以电荷的电势能相等，故C错误；
D.由于bd两点电势相等，所以电荷的电势能相等，若电荷在bd两点之间移动时，电场力做功为零，故D正确。
故选AD。
10．答案：AD
解析：导体棒运动时间为t时位移
回路中有效的切割长度为
感应电动势为
感应回路的电阻为
金属棒从金属框架顶端以速度v恰能匀速下落，则有
解得
所以图像为一倾斜的直线，图像为指数函数的图线。
故选AD。
11．答案：（1）=（2）P；N（3）
解析：（1）设斜面倾角为θ，则
速度方向与斜面的夹角为φ，则
所以
（2）根据
且，所以不放小球B时，小球A的落点是P点，碰撞后小球B的落点是N点。
（3）在斜面上
，
整理得
所以
即在实验误差允许的范围内，要验证动量守恒定律，则需要验证关系式
12．答案：（1）
（2）
（3）5.00；1.25
解析：（1）充电宝输出电压是5V，量程太大，可选用电压表进行改装；
（2）根据实验原理作出电路图如图
（3）根据闭合电路的欧姆定律得
由图示图像可知，充电宝的电动势
内阻为
13．答案：（1）（2）
解析：（1）潜水艇有浸没在海水中时，根据平衡条件有
潜水艇全部浸没在海水中静止时，根据平衡条件有
解得
根据理想气体状态方程可知储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比为
（2）根据玻意耳定律可得
解得
14．答案：（1）（2）0.05
解析：（1）物块被弹起向上运动的过程有
两物体组成的系统水平方向动量守恒，有
物块弹起时的速度大小为
（2）对物块，运用动量定理有
联立解得
15．答案：（1），A点坐标为（6.4m,0m）（2）-32J（3）（16m，0m）
解析：（1）在0~1s内，小球只有到竖直向上的电场力和重力，由牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向上；
当时，规定竖直向下为正方向，小球的速度和位移为
可知当时，小球回到坐标原点，速度大小为5m/s，方向竖直向上
在1~3s内，小球在竖直方向上
可知，小球在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，时恰好第一次从第一象限垂直通过x轴上的A点，由几何关系知小球恰好运动半个圆周，则圆周运动的周期为
而
解得
则A点的横坐标为
A点坐标为（6.4m,0m）
（2）在3～4s内小球的运动情况和在0～1s内的运动情况一样，根据运动的对称性可知，在4s时，小球在x轴上，沿y轴正方向的速度为
在4～5s内小球又做匀速圆周运动，此时
有
小球运动了半个圆周，此时横坐标为
小球5s坐标为（3.2m,0m）
同理可知，在6s时与5s时的位置相同，速度等大反向，在6～7s内小球又做匀速圆周运动转了个周期，则纵坐标为
所以时间内小球电势能的变化量为
（3）由图可知小球以5s为一个运动周期，在5s时小球的坐标为（R，0），即（3.2m,0m），同理可得15s时的坐标为3个完整的运动周期，其坐标为（3R，0），在18s的横坐标为
所以在18s的横坐标为（16m，0m）