2024-2025学年重庆市高三（上）第四次质检物理试卷（12月份）（含答案）

2024-2025学年重庆市高三（上）第四次质检物理试卷（12月份）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.汽车爱好者喜欢在汽车中控台上摆放物件来装饰自己的爱车。如图所示为一汽车爱好者在倾斜中控台上摆放的叮当猫，当汽车在水平路面上匀速行驶时，中控台对叮当猫的作用力方向是( )
A. 竖直向上
B. 垂直中控台的方向斜向上
C. 与汽车前进的方向成锐角
D. 与汽车前进的方向成钝角
2.雨滴在空中由静止开始下落，下落过程中雨滴所受空气阻力与其速率成正比，则雨滴在下落过程中的位移时间图像图像可能是( )
A. B. C. D.
3.如图所示，竖直平面内固定一内壁光滑的、半径为的圆形轨道，一质量为的光滑小球从轨道内壁最低点以冲入轨道，已知重力加速度为，不计一切阻力，则( )
A. 小球向上运动过程中机械能逐渐减小
B. 小球向上运动过程中重力的功率逐渐减小
C. 小球向上运动过程中加速度始终指向圆形轨道的圆心
D. 小球速度为零时对轨道的压力大小为
4.年月日时，神舟十九号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱的前向端口，神舟十九号名航天员进驻中国空间站，与神舟十八号名航天员成功在太空会师。设两飞船对接前分别在同一平面内的两圆形轨道、上绕沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图所示。图中、分别是轨道、上的两点，且、、三点在同一直线上，轨道的半径大于轨道的半径。则( )
A. 轨道上飞船的角速度大于轨道上飞船的角速度
B. 轨道上飞船的加速度小于轨道上飞船的加速度
C. 轨道上飞船的动能一定大于轨道上飞船的动能
D. 为了完成对接，当轨道上的飞船运动到点时，轨道上的飞船此时必在点且立即加速
5.如图所示，为一光敏电阻，其电阻阻值随光照强度的减小而增大。在、之间接一恒流源电流大小、方向均不变，当光照强度减小时( )
A. 上两端电压减小
B. 电容器所带的电荷量增大
C. 电流表的示数增大
D. 电源的输出功率不变
6.同心鼓运动又称“同心协力”是一种多人协作游戏。该游戏在一个鼓面直径大约的鼓身上固定沿圆周均匀分布长度相同的绳子，参赛选手由名队员组成。游戏时，每个队员牵拉一根绳子，保证鼓面水平并齐心协力将球颠起。如图所示，某次游戏时球从离鼓面高为处由静止开始下落，球与鼓面作用后离开鼓面上升的最大高度为。已知排球质量为，重力加速度，不计一切阻力。则鼓面与排球作用的过程中( )
A. 鼓对球的冲量大小为
B. 鼓对球的冲量大小为
C. 鼓对球的平均作用力大小为
D. 鼓对球一定不做功
7.如图所示，水平面上固定一足够长的斜面，斜面倾角为。一质量为的带电小球从斜面顶端点以初速度水平抛出，结果落在斜面上距点为的点。现加一方向竖直向下、场强大小为的匀强电场，让该小球以同样的初速度从斜面顶端点水平抛出，结果落在斜面上距点为的点图中未画出。已知重力加速度为，不计一切阻力。则( )
A. 小球的带电量大小为
B. 小球到达点的竖直分速度大小为
C. 若保持电场强度大小不变，只将电场的方向变为竖直向上，现仍让该小球从点以速度水平抛出，则小球在斜面上的落点距点为
D. 若保持电场强度大小不变，只将电场的方向变为竖直向上，现仍让该小球从点以速度水平抛出，则小球在斜面上的落点距点为
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，断开开关用两根相同的橡皮绳满足胡克定律把一根长度为的铜棒水平悬挂在足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面，每根橡皮绳的劲度系数均为。橡皮绳上端固定，下端与铜棒绝缘连接，系统处于平衡状态。闭合开关之后通过铜棒的电流为，系统再次平衡后，两根橡皮绳的伸长量均增加了。橡皮绳始终在弹性限度内，导线和铜棒之间始终接触良好，则( )
A. 磁场的方向垂直纸面向里
B. 磁场的方向垂直纸面向外
C. 磁感应强度大小
D. 磁感应强度大小
9.如图所示，磁流体发电机和电容器通过导线连接，两个仪器的极板间距相同，极板间均存在垂直纸面向里的匀强磁场，大小分别为和，两磁场不会相互影响。现在从磁流体发电机左侧持续喷入速度大小为的等离子体。在磁流体发电机稳定工作的过程中，有一个电子正在以速度匀速通过电容器。等离子体和电子的速度方向均与极板平行，与磁场垂直。忽略等离子体、电子的重力以及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是( )
A.
B. 仅增大，电子将向上偏转
C. 仅减小，电子将向下偏转
D. 仅增大单个等离子体所带的电荷量，电子将向上偏转
10.如图所示，用轻质橡皮绳连接两质量均为的小球，球始终受到竖直向上的恒力。最初锁定和球，使其处于静止状态，此时连接和球的橡皮绳恰好处于原长。将解除锁定的时刻作为计时起点。运动过程中橡皮绳始终未断裂，球的运动方向没有发生改变，重力加速度为，则( )
A. 若且时刻球的速度大小为，则此时球的速度大小也为
B. 若且时刻球的速度大小为，则此时球的速度大小为
C. 若，某时刻球的加速度大小为，则此时球的加速度大小可能为
D. 若，某时刻球的加速度大小为，则此时球的加速度大小可能为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某校举办科技节活动，小开同学设计了可以测量水平面上运动小车加速度的简易装置，如图甲所示。接通气泵，调平气垫导轨固定于小车内，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接质量为的滑块。当滑块与小车相对静止时，根据弹簧的形变量，便可得到小车的加速度。
为了制作加速度计的刻度盘，需要测量弹簧的劲度系数。如图乙所示，弹簧上端固定，在弹簧旁竖直方向上固定一刻度尺，不挂钢球时，弹簧下端指针位于刻度尺处；弹簧下端悬挂钢球，静止时指针位于刻度尺处，已知钢球质量为，重力加速度，则弹簧劲度系数 ______。
当滑块与小车相对静止时，弹簧的形变量为，忽略滑块与气垫导轨间的摩擦力，则小车的加速度大小为 ______用、和表示，该加速度测量仪的刻度是______的选填“均匀”或“不均匀”。
12.随着智能手机耗电的增加，充电宝成了为手机及时充电的一种重要选择。小南同学利用下列所给器材研究了不同电量时某充电宝的电动势和内阻变化规律。
A.电压表量程，内阻约
B.电流表量程，内阻约
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
E.待测充电宝电动势约，内阻约
F.开关，导线若干
为减小实验误差，滑动变阻器应选______填或，电路应选图甲中的______填“”或“”。
连接电路，电源用电量的充电宝，闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的读数。作出图像，如图乙所示。由图像求得电量充电宝的电动势 ______，内阻 ______。结果均保留位有效数字
由于电压表内阻不是无穷大，充电宝内阻的测量值______真实值选填“大于”“小于”或“等于”。
小南同学又测量了不同电量某充电宝的电动势和内阻，如表所示。根据实验数据的分析处理方法可以发现，随着该充电宝电量的减少，电动势和内阻的变化规律是：电动势______，内阻______。
电量
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示，装卸工人利用斜面将一箱子缓慢地推到货车上。在箱子上移的过程中，人对箱子推力的方向始终平行斜面向上，已知箱子的质量为，箱子与斜面间的动摩擦因数为，斜面的长度为，斜面顶端距水平地面的距离为，重力加速度为，货车和斜面始终保持静止。求：
人对箱子推力的大小；
箱子从斜面底端到顶端过程中，人对箱子推力做的功。
14.如图所示，在直角三角形区域中充满垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，，，。把一个粒子源固定在的中点，粒子源能够向磁场中连续发射带正电的粒子，速度方向在直角三角形所在的平面内且垂直于边界。粒子所带的电荷量均为，质量均为，忽略粒子重力和粒子间的相互作用。
若粒子从边界离开磁场时速度方向与边界垂直，求粒子的速度大小以及在磁场中运动的时间；
若把磁场方向改为垂直纸面向里，磁场大小不变。粒子的速度方向不变，大小在之间，求粒子打在边界上的区域长度。
15.如图所示，质量为的小球甲用长为的细线系于点，静止时恰好与光滑水平地面的点接触但不挤压。质量也为的物块乙置于小球左侧、以动能水平向右撞击小球甲，且在撞击发生时对小球甲施加位于竖直平面的未知恒力以后过程中当小球甲在最低点时，若速度为零则撤去，否则一直存在。把小球甲所受重力与恒力的合力记为，撞击后小球甲在竖直平面内做完整的圆周运动，过最高点时动能，且运动过程中经过点图中未画出时动能最小为。在水平面的左右两侧各静置有若干个质量均为为整数且的物块，在以后的运动过程中，物块乙可能与它们发生碰撞，且物块间、物块与小球间的所有碰撞均为弹性碰撞。小球及所有物块均可视为质点，不计一切阻力。小球甲被物块乙第一次撞击后，从点运动到最高点的过程，所做的功记为；从点运动到点的过程，所做的功记为。
求与的比值；
求的大小和方向；
若要求小球甲在运动中一直不会脱离圆轨迹，求的大小。
参考答案
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10.
11. 均匀
12. 小于 基本不变 基本不变
13.解：对箱子受力分析，设人对箱子的推力大小为，根据物体平衡条件，沿斜面方向，又，代入数据解得；
根据功的公式，人的推力做功为。
答：人对箱子推力的大小为；
人对箱子推力做的功为。
14.解：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子垂直于边界进入磁场，垂直于边界离开磁场，其在磁场中的运动轨迹为圆周，易知粒子运动的半径为。
由洛伦兹力提供向心力得：
解得：
在磁场中运动的时间为：
解得：
把磁场方向改为垂直纸面向里，粒子在磁场中做逆时针偏转，临界的运动轨迹如下图所示：
当粒子速度为时，从点离开边界，根据牛顿第二定律得：
解得：
根据圆心为点，易知
在中由余弦定理的：
解得：
当粒子的轨迹圆恰好与边界相切于点时其轨迹圆心在点，轨迹半径为。
由几何关系可得：，
解得：
可得粒子打在边界上的区域长度为：
解得：
答：粒子的速度大小为，在磁场中运动的时间为；
粒子打在边界上的区域长度为。
15.解：由动能定理：
有：
得：
令与竖直方向夹角为，有：
得：
即与竖直方向夹角为偏左或偏右
物块乙与两侧物块碰撞，以的方向为正方向：
根据能量守恒有
得：
小球能做完整圆周运动，恰好过等效最高点时需要满足：
与此对应的点动能由
得
过圆心垂直于的直线，小球不越过的临界情况
由
得：
要保证小球不脱离圆轨迹，需：碰第次小球能做完整的圆周运动，即：
碰第次小球不越过，即：
分别代入、、、进行验证，得：、、满足。
答：与的比值为；
的大小为，与竖直方向夹角为；
若要求小球甲在运动中一直不会脱离圆轨迹，、、。
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