黑龙江省牡丹江市普通高中共同体第二共同体2023-2024学年高三上学期1月大联考物理试题（含解析）

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牡丹江市第二共同体高三大联考
物理试题
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．游乐场里的旋转飞椅是很多小朋友都喜欢玩的项目，其运动模型可以简化为下图所示，将飞椅看作是两个小球，两根长度不同的缆绳分别系住1、2两个质量相同的飞椅，缆绳的上端都系于点，绳长大于现使两个飞椅在同一水平面内做匀速圆周运动，下列说法中正确的有（ ）
A．球2运动的角速度大于球1的角速度 B．球1运动的线速度比球2大
C．球2所受的拉力比球1大 D．球2运动的加速度比球1大
2．如图1所示小王开着新能源汽车去外婆家，在笔直的公路上以某一速度匀速行驶，发现正前方处有一队小朋友要过马路，小王为了礼让行人立即刹车。假设刹车过程中新能源汽车运动的图像如图2所示，则新能源汽车（ ）
A．刹车的加速度大小为 B．在时停下来
C．最终停在人行道前10米处 D．在内行驶的位移大小为
3．如图所示，水平光滑长杆上套有小物块，细线跨过位于点的轻质光滑定滑轮，一端连接，另一端悬挂小物块，物块质量相等。为点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离，重力加速度为。开始时位于点，与水平方向的夹角为，现将由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．物块运动到点过程中机械能变小
B．物块经过点时的速度大小为
C．物块在杆上长为的范围内做往复运动
D．在物块由点出发第一次到达点过程中，物块克服细线拉力做的功等于重力势能的减少量
4．如图所示，静止悬挂着一正方形线框，质量为，电阻为，边长为1，一个三角形磁场垂直于线框所在平面，磁场方向垂直纸面向里，且线框中磁场面积为线框面积的一半，磁感应强度变化规律为，已知重力加速度为，则（ ）
A．线框保持静止时，整个线框受到向下的安培力
B．从时刻至线框开始运动，线框中的感应电动势大小为
C．线框开始运动的时刻为
D．从时刻至线框开始运动这段时间，线框产生的热量为
5．汽车轮胎内气体压强过高或过低都将缩短轮胎的使用寿命，夏季轮胎内气体压强过高还容易爆胎。假设某型号轮胎容积是30升，冬天最低气温时胎内压强值为，为了确保夏季某天最高气温为时胎内压强不超过，当天早晨给轮胎放气，以避免温度最高时胎内压强过高，则放出气体的质量与轮胎内原有气体质量比至少约为（已知时大气压强为。）（ ）
A． B． C． D．
6．在如图一所示的光电管的实验中（电源正负极可以对调），用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线（如图二）。下列说法中正确的有（ ）
A．同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的截止频率
B．图二中如果乙光是黄光，则丙光可能是红光
C．由图二可判断，丙光激发的光电子的最大初动能最大
D．在图一中电流表的电流方向可以是流向
7．为了探索宇宙中是否还有可以适合人类居住的星球，假如有一天你驾驶着宇宙飞船登上某未知星球，在飞船上有表、钧码、天平、弹簧测力计等器材，以下判断正确的是（ ）
A．你不能测出该星球表面的重力加速度
B．如果知道该星球的赤道线，则你可以测出该星球的密度
C．利用手头上的器材，你可以测出该星球的质量
D．即使知道该星球的半径你也不能得到该星球的第一宇宙速度
8．如图，某玻璃工艺品的横截面是由一个等腰直角三角形和一个圆组成，，一束单色光从边中点垂直进入透明体，第一次到达边上的点，恰好发生全反射，再经过边上的点到达边上的点（部分光路未画出），已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A．光线从点到点的时间为
B．光线从点到点的时间为
C．光线在点也恰好发生全反射
D．光线在点的折射角等于在点的折射角
9．如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压为的交流电源上，副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器，原、副线圈币数比为．已知的最大阻值为。下列说法正确的是（ ）
A．当向下移动时，电压表示数不变，电流表示数变大
B．副线圈交变电流频率为
C．当时，电压表示数为
D．当时，获得的功率最大
10．如图所示，宽为的足够长“”形倾斜导轨与水平面的夹角为，导轨电阻忽略不计导轨底部连着一个电阻为的小灯泡。一根电阻为、质量为的金属棒与导轨垂直且接触良好，金属棒与导轨之间的动摩擦因数，磁感应强度大小为的匀强磁场垂直导轨平面向上，现用一个方向沿斜面向上大小为的恒力将金属棒由静止向上拉动，则（ ）
A．灯泡的功率一直保持不变
B．金属棒的最大速度为
C．金属棒的最大加速度为
D．若从开始到金属棒速度刚好最大时，金属棒向上运动了，则这个过程中小灯泡消耗的电能约为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某同学用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度大小，实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量小球的直径如图乙所示，小球的直径________。
（2）将小球从点由静止释放，小球通过光电门的遮光时间为。
（3）用刻度尺测量出小球下落的高度
（4）调整的大小，重复上述过程，得到多组数据，以为纵轴、为横轴，画出图像，该图像为过原点、斜率为的直线，则当地的重力加速度大小________（用表示）。
（5）若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心。大家都没注意到这个问题，用这样的装置完成了实验，这会导致重力加速度的测量值________（填“偏小”“偏大”或“不变”）。
12．（8分）日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量充电宝的电动势及内阻（约为约为）。实验室提供的器材如下：（8分）
A．充电宝； B．电压表（量程，内阻约）：
C．电阻箱（限值范围）； D．充电宝； E．开关、导线若干。
（1）根据题中的器材，设计一个实验原理图；
（2）实验时，改变电阻箱的值，记录下电压表的示数，得到若干组的数据：
（3）根据实验数据绘出如图所示的图线，由图像得出电池组的电动势________，内电阻________。（结果保留两位有效数字）
（4）本实验系统误差产生的原因是________，内阻测量值比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
13．（10分）舰载飞机被称为“航母之矛”，受限于航母的起降距离，为完成安全起降，航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统，使飞机在较短时间内获得一定的初速度，之后飞机在跑道上的运动看作匀加速直线运动。设航空母舰处于静止状态。某次飞机起飞过程，从离开弹射器开始计时，前内运动的位移为，前内运动的位移，最后飞机以的速度起飞；问：
（1）该次起飞过程，飞机的加速度；
（2）飞机依靠弹射系统获得的初速度以及匀加速段的位移；
（3）飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为，飞机钧住阻拦索后经过停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机滑行的距离是多少？
14．（13分）实验室的粒子分析装置由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成。如图所示，在平面直角坐标系中，第二象限内有竖直向下的匀强电场，第一象限内有一静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心的均匀幅向电场。自点沿与轴夹角为的方向发射一个初速度为、带正电的粒子，粒子会沿平行于轴的方向从点进入静电分析器，且恰好在分析器内做匀速圆周运动，运动轨迹处的电场强度大小为。若带电粒子质量为，电荷量为，不计粒子重力。求：
（1）间的距离；
（2）第二象限匀强电场的电场强度大小；
（3）粒子在静电分析器中运动的时间。
15．（17分）如图，一小车静止于光滑水平面上，小车由两部分组成，左侧倾角的粗糙斜面通过一小段圆弧（图中未画出）和右侧半径为的四分之一光滑圆周平滑连接，小车整体质量，刚开始靠在竖直墙壁上，一质量为的滑块（可视为质点）从斜面上与圆心等高的位置以一定的初速度沿斜面滑下，第一次恰好可以沿圆周上升到圆周最高点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.125，重力加速度，求：
（1）滑块沿斜面滑下的初速度；
（2）滑块第一次返回斜面上升的最大高度；
（3）经足够长的时间，滑块与小车组成的系统因摩擦产生的热量。
牡丹江市第二共同体高三大联考
物理试题
1．B 【详解】CD．设细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为，加速度大小为，细线的拉力大小为，小球在竖直方向合力为零，则 ①
在水平方向根据牛顿第二定律有 ②
根据①②解得
因为，所以
故CD错误；
A．设小球的角速度大小为，在水平方向根据牛顿第二定律有 ③
根据①③解得
因为两小球在同一水平面上做匀速圆周运动，则相同，所以两小球的角速度大小相同，故A错误；
B．球1的运动半径比球2的运动半径大，根据可知球1运动的线速度比球2大，故B正确。故选B。
2．B 【详解】A．根据
可得
由图像可知
即
选项A错误；
BC．停下的时间
停下来的位移
则选项B正确，C错误。
D．在内已经停下，则行驶的位移大小为，选项D错误。
故选B。
3．【答案】D
【详解】A．物块A运动过程中，细线对始终做正功，其他力不做功，则物块的速度始终增大，故A错误；
B．物块经过点时，细线与物块的运动方向垂直，则物块的速度为0，根据系统机械能守恒
此时物块的速度为
故B正确；
C．由于机械能守恒，物块在水平光滑杆上往复运动，运动范围为
故C错误；
D．在物块由点出发第一次到达点过程中，物块的动能变化量为0，则物块克服细线拉力做的功等于重力势能的减少量，故D正确。
故选D。
4．【答案】D
【详解】A．根据磁场变化规律可知，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中的电流为逆时针方向，根据右手定则，安培力向上，故A错误；
B．从时刻至线框开始运动，线框中的感应电动势大小为
故B错误；
C．设线框开始运动时刻为，线框开始运动时有
又
解得
故C错误；
D．从时刻至线框开始运动这段时间，线框产生的热量为
故D正确。
故选D。
5．答案 C解析：对轮胎内气体初态温度、体积、压强分别为
对轮胎内气体末态：留在轮胎内的部分温度、体积、压强分别为
，
对轮胎内气体末态：留在轮胎内的部分温度、体积、压强分别为
，
根据理想气体状态方程分态式，代入数据可得
对轮胎内剩余气体，在时将它等温变化到压强为的体积为，对这部分气体由等温变化过程有，代入数据可得；
放出气体质量与轮胎内原有质量比为，答案
6．答案C 解析光电管的截止频率由光电管本身决定，与入射光的颜色无关，故A错误；
三种光中，当丙光照射光电管，遏止电压最大，即光电子的最大初动能较大，根据光电效应方程
知丙光的频率最大，如果乙光是黄光，则丙光不可能是红光，丙光激发的光电子的最大初动能最大，故B错误，C正确；光电子从光电管的右端逸出，流过电流表的电流方向为到，故D错误。故选C。
7．答案B 解析利用天平可以测出钩码质量，利用弹簧测力计可以测出钩码的重力，利用可得星球表面的重力加速度，故A错误；知道该星球的赤道线，驾驶飞船绕星球转一圈，利用表测出绕行周期，利用公式和可得星球密度为，故B正确；根据公式可知，星球半径未知，则不能得出星球质量，故C错误。由第一宇宙速度公式或可知星球半径未知，第一宇宙速度无法求出。故D错误。
8．BD 【详解】光线图如图所示
AB．第一次到达边上的点，恰好发生全反射，则全反射临界角为，则有
解得折射率为
光在透明体中的传播速度为
根据几何关系，光线从点到点的传播距离为
光线从点到点的时间为
故A错误，B正确；
C．设光线在点的入射角为，则有
可得
可知光线在点不能发生全反射，故C错误；
D．由图中几何关系可知，光线在点的入射角为，在点的入射角也为，则光线在点的折射角等于在点的折射角，故D正确。
故选BD。
9．【答案】BD
【详解】AB．由理想变压器的特点可知
可得
滑动变阻器的滑片向下滑动，减小，所以变大，则变大，可知电流表示数变大，而电源的输出功率为
则电源的输出功率变大，原线圈两端电压
因为变大，所以减小，减小，电压表示数减小，故A正确；
根据，可以知道，则，B正确；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
当时，电压表示数为
故C错误；
D．获得的功率
当时，获得的功率最大，此时
故D错误。
故选BD。
10．答案：BD
解析：导体棒在外力拉动下向上运动，设某时刻速度为，则感应电动势为，
电路中的电流为，
灯泡功率为，可见，金属棒速度越大，灯泡功率越大，故A错误；
速度为时金属棒所受安培力大小为，根据牛顿第二定律有
，将代入可得
，可见，变大变小，时时，代入数据可求得最大加速度，故C错误；
由可知当时最大，代入数值可求得最大速度为故B正确。
从开始到速度最大，对金属棒用动能定理有
，将和代入求得，则电路中产生的电能即为，根据灯泡和金属棒串联，且电阻之比为可得，该过程中灯泡消耗的电能为，故D正确。
11．（1）3.340 （4） （5）偏大
【详解】（1）[1]由题图乙，主尺读数未知，则
（4）[2]根据运动学公式有
得
则
解得
（5）若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心，则实际挡光宽度小于小球直径，则
可知重力加速度的测量值偏大
12．【答案】原理图如详解 2.8/2.90.65/0.66/0.67/0.68/0.69/0.70/0.71/0.72/0.73/0.74 电压表分流 偏小
【详解】（1）实验的原理图如下图所示，
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
可得
可知，图像的斜率和截距分别为
结合图像可知
解得
本实验误差原因是电压表分流，导致流过电阻电流偏小，电源内阻与电压表并联，则电阻测量值偏小。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）飞机第2秒内的位移为，由
得
（2）设初速度为，前内的位移
得
匀加速段的位移为
得
（3）飞机停下来时，速度为零。根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得
代入数据可得，减速过程飞机加速度的大小为
根据匀变速直线运动速度与位移的关系可得
代入数据可得，减速过程飞机滑行的距离为
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意粒子到达点的速度为
粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，静电力提供向心力有
解得
（2）粒子在第二象限中做反向类平抛运动，竖直方向上由运动学公式有
联立得
（3）粒子运动的周期为
粒子运动时间为
联立得
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）经受力分析可知，滑块刚开始从斜面上滑下时小车不动，当滑块滑到斜面底端时，设其速度为，以后的运动过程中滑块和小车系统水平方向动量守恒，滑块在光滑圆周上运动的过程中二者组成的系统机械能守恒，从滑块滑到斜面底端到光滑圆周最高点过程中，设最高点时滑块速度为，有
联立解得
滑块在斜面上的运动过程，由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得
解得
（2）滑块滑到斜面底端开始到滑块第一次返回斜面到达最高点时，滑块和小车系统水平方向动量守恒，则有
联立解得
（3）经足够长时间，滑块最终会相对静止在最低点，由动量和能量守恒定律可知
联立解得

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