新乡市部分中学2023-2024学年高三上学期11月阶段测试
物理试题
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是( )
A．爱因斯坦在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说
B．汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构
C．卢瑟福的α粒子散射实验，揭示了原子核具有复杂的结构
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
2．一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如下图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0．1倍，重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A．该汽车的质量为3000kg
B．
C．在前5s内，阻力对汽车所做的功为50kJ
D．在内，牵引力对汽车做功250kJ
3．经长期观测发现，A行星运行轨道的半径近似为，周期为，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且周期性地每隔（）发生一次最大的偏离，如图所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，已知行星B与行星A同向转动，则行星B的运行轨道（可认为是圆轨道）半径近似为( )
A． B．
C． D．
4．如图所示，小球在水平面内运动时，摄像机以每秒5帧的频率记录下小球的位置，用平滑的虚线连接起来即可看成是小球的运动轨迹，图中四点处表示小球所受合力F与速度v可能正确的是( )
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
5．2022年是抗战胜利77周年（1945——2022）。铁道游击队是在洪振海、王志胜建立的抗日情报站基础上发展起来的一支由中国共产党领导的抗日武装力量。为了破坏日寇的火车，一位具有“扒飞车”本领的游击队队员接到命令后，适时从高处飞身跃到一列以速度运动的日寇的火车上。假设该队员的质量为m，接触火车瞬间前的速度方向竖直向下，且大小为，然后与火车具有相同的速度。则该过程中队员受到的冲量大小为( )
A． B． C． D．
6．如图所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q的离子（初速度不计、重力不计），经加速电场加速后从垂直电场方向射入两平行板左侧中央，受偏转电场作用，从两平行板右侧飞出时的偏转距离为y，则( )
A．y与q成正比 B．y与m成反比 C．y与比荷成正比 D．y与均无关
7．如图甲，矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈匝数为n，面积为S，电阻为r，磁场的磁感应强度为B，线圈与阻值为R的电阻连接。线圈产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙，下列说法中正确的是( )
A．时刻与时刻穿过线圈的磁通量相同
B．边始终不受安培力作用
C．内，通过电阻R的电荷量为
D．电阻R的功率为
8．两小球沿直线同向行驶，其图像如图所示。已知时相遇，以下判断正确的是( )
A．时，A在B前面22 m处 B．再次相遇的时刻是
C．时，相距12 m D．两次相遇位置间的距离为144 m
9．如图甲所示，一环心为O的绝缘圆环固定在竖直平面内，环上均匀分布着负电荷。一光滑绝缘细杆固定在环的中心轴上，杆上依次有五点，相邻两点间的距离均为d。正半轴上各点的电场强度E随位置坐标x变化的规律如图乙所示。一质量为m的带正电小球（套在杆上，视为质点）从A点由静止释放后，小球通过B点时的速度大小为v。下列说法正确的是( )
A．在轴上各点中，O点的电势最低
B．小球从A点运动到O点的过程中加速度先减小后增大
C．两点间的电势差大于两点间的电势差
D．小球通过O点时的速度小于
10．用同种导线制成的圆环水平同心放置，环a半径为r，环b半径为R，，环a中有与环面成角的匀强磁场，时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。则( )
A．时间内，环a一直有收缩的趋势
B．时间内，两环间一直存在相互作用的引力
C．时间内，环a与环b中的电流之比为
D．时间内，环b产生的感应电动势大小为
二、非选择题：本题共5小题，共70分。
11．（6分）利用如图甲所示的装置可以测量滑块在气垫导轨上运动时的加速度。滑块上安装有遮光条，光电门1和2分别固定在气垫导轨上的适当位置，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门。
（1）利用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，则_______cm；
（2）若数字计时器记录的遮光条通过光电门1所用的时间为，通过光电门2所用的时间为，遮光条从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2所用的时间为，则滑块的加速度______；
（3）若忽略偶然误差的影响，则加速度的测量值与真实值相比______（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。
12．（10分）在物理课外活动中，小明同学制作了一个简单的多用电表，图甲为电表的电路原理图。已知选用的电流表内阻、满偏电流，该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于粗心上排刻度线对应数值没有标出。
(1)为了测该多用电表欧姆挡的电阻和表内电源的电动势，小明同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：
①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节的阻值使电表指针______mA处。
②将多用电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度应为________Ω。
③计算得到多用电表内电池的电动势为________V（保留2位有效数字）
(2)将选择开关接2，调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图 乙中电流挡7．0mA位置处，则待测电阻的阻值为________Ω（保留2位有效数字）
(3)若只将实验中的电流表换成满偏电流为100mA的电流表，则欧姆表的倍率将________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
13．（11分）如图甲所示，用质量为10kg的活塞在竖直气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸顶部装有卡扣。开始时活塞距气缸底部高度为40cm，对气缸内的气体缓慢加热，活塞距气缸底部的高度h随温度T的变化规律如图乙所示，自开始至温度达到400K的过程中，缸内气体吸收的热量为700J。已知活塞的横截面积为，外界大气压强为，活塞与气缸壁间的摩擦忽略不计，重力加速度g取。
（1）求由状态A到C，气体内能的变化量；
（2）用p表示缸内气体的压强，请作出气体由状态A经过B变为C的图像，并标出A、B、C的坐标值。
14．（15分）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面DE，一轻质弹簧左端固定，右端连接着挡板；装置的中间是长度为的水平传送带CD，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以的速率顺时针转动；装置的右边是光滑平台CB，其与竖直面内半径为的光滑圆弧面平滑连接。质量的小物块（可以视为质点）从右边的光滑圆弧面顶端无初速度下滑，已知小物块与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）小物块第一次滑到圆弧面最低点时对圆弧面的压力大小；
（2）小物块压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能；
（3）小物块返回到光滑圆弧面能够上升的最大高度。
15．（18分）如图所示，间距均为的两段水平光滑导轨和足够长的倾斜导轨平行固定，两段水平导轨通过外层绝缘的导线交叉连接，倾斜导轨底端接有阻值为的定值电阻，水平导轨处只存在竖直向上的匀强磁场，倾斜导轨处只存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为2 T。倾斜导轨顶端与水平导轨最右端的高度差为、水平间距为。两质量均为、阻值均为的导体棒垂直静置在两段水平导轨上，某时刻给导体棒1一水平向左的初速度，一段时间后导体棒2刚好由倾斜导轨上端无碰撞地滑上倾斜导轨。已知导体棒2与倾斜导轨间的动摩擦因数为，在导轨上运动过程导体棒始终与导轨垂直且接触良好，忽略空气阻力，重力加速度。求：
（1）倾斜导轨与水平面间夹角α的正切值；
（2）导体棒2离开水平导轨前的瞬间，导体棒1的加速度大小；
（3）整个过程系统产生的电热和因摩擦产生的热量。
答案以及解析
1．答案：D
解析：A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说。故A错误；
B．卢瑟福通过α粒子实验，表明原子具有核式结构。故B错误；
C．汤姆孙发现了电子，揭示了原子核具有复杂的结构。故C错误；
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷。故D正确。
故选D。
2．答案：D
解析：A．第5s时，汽车的功率达到额定功率，前5s由牛顿第二定律可知
联立解得
故A错误；
B．汽车的最大速度
故B错误；
C．在前5s内，汽车做匀加速直线运动，由图像可知前5s的位移
阻力对汽车所做的功为
故C错误；
D．在内，牵引力恒定，则牵引力做的功
联立解得
在内，汽车功率恒定，则牵引力做的功
在内，牵引力对汽车做功
故D正确。
故选D。
3．答案：A
解析：A行星运行的轨道发生最大偏离，一定是B对A的引力引起的，且B行星在此时刻对A有最大的引力，故此时A、B行星与恒星在同一直线上且位于恒星的同一侧，设B行星的运行周期为T，运行的轨道半径为R，根据题意有
所以
由开普勒第三定律可得
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．答案：A
解析：做曲线运动物体所受的合力指向曲线凹的一侧，由题图轨迹弯曲形状可判断小球从A到C是减速运动，合力F与速度v应夹钝角，从C到D是加速运动，合力与速度夹锐角。A点合力F与速度v可能正确，B点F与速度v夹角不是钝角，C点F方向没有指向曲线凹的一侧，D点速度方向没有与轨迹相切，F方向没有指向曲线凹的一侧。
故选A。
5．答案：D
解析：本题考查动量定理。根据题意，考虑矢量叠加原则，由动量定理可知，故D正确。
6．答案：D
解析：设加速电场电压为，离子加速后速度大小为v，有
设偏转电场电压为，平行板长为L、间距d，离子从两平行板右侧飞出时的偏转距离为
联立
可知y与均无关。
7．答案：D
解析：由题意可知，若时刻穿过线圈的磁通量为，则时刻穿过线圈的磁通量为，A错；边从图示位置转到中性面之前受到安培力的作用，B错；0~内，通过电阻R的电荷量为，C错；电阻R的功率可根据电流或电压的有效值求解，电动势有效值为，故电阻R的功率为，D对。
8．答案：AB
解析：图线与横轴围成的面积表示位移，内，B的位移为30 m，A的位移为8 m，时相遇，则时，A在B前面22 m处，A对；从开始，经时间T，再次相遇，有，由题图知，，，，得，则，B对；时，A在B前面22 m处，内，A向前运动2 m，B向前运动10 m，则时，相距14 m，C错；两次相遇位置间的距离，D错。
9．答案：ACD
解析：本题考查电场，目的是考查学生的推理能力。在轴上各点中，O点的电势最低，选项A正确；根据对称性可知在轴上各点中，两点的电场强度相等且最大，小球在两点受到的电场力最大，加速度最大，小球从A点运动到O点的过程中加速度先增大后减小，选项B错误；因为图像中图线与x轴所包围的面积表示电势差，而的“面积”小于的“面积”，即，根据对称性可知，选项C正确；根据动能定理，对小球从A点运动到B点的过程有，对小球从B点运动到O点的过程有，解得，选项D正确。
10．答案：BD
解析：时间内，通过a环的磁通量先减少后增加，所以a环有先扩大再收缩的趋势，故A项错；根据楞次定律可知，时间内，b环与a环产生同方向的感应电流，两环相互吸引，故B正确；两环有效面积相等，所以感应电动势相等，两环由同种材料制成，长度之比是，根据电阻定律得电阻之比是，则感应电流之比是，故C错；由图乙可知，磁感应强度的变化率是，b环的有效面积是，根据法拉第电磁感应定律可得，故D项正确。
11．答案：（1）0．300
（2）0．018
（3）偏小
解析：（1）由图乙可知，该遊标卡尺为20分度的遊标卡尽，由游标卡尺的读数规则可知，遮光条的宽度为；
（2）遮光条通过光电门1时的速度大小为，通过光电门2时的速度大小为，由可得滑块的加速度大小为；
（3）取遮光条开始遮住光电门1时为0时刻，则是时刻的瞬时速度，是时刻的瞬时速度，故从到，滑块运动的真实时间为，则滑块加速度的真实值为，故滑块加速度的测量值比真实值小。
12．答案：（1）10；150；1．5
（2）64
（3）变小
解析：(1)①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏，即指10mA处。
②将多用电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在C处，此时电阻箱读数为150Ω，则C处刻度应为150Ω。
③由闭合电路的欧姆定律可知
计算得到多用电表内电池的电动势为
(2)将选择开关接2，调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙中电流挡7．0mA位置处，则
解得
即待测电阻的阻值为64Ω；
(3)若只将实验中的电流表换成满偏电流为100mA的电流表，则根据
可知欧姆表的内阻减小，指针指到相同的位置表示待测电阻的值变小，即欧姆表的倍率将减小。
13．答案：（1）280J（2）见解析
解析：（1）对活塞受力分析如图
由平衡方程得
气体由状态A到C先做等压变化再做等容变化
由热力学第一定律得
解得
，
（2）气体由状态B到C由查理定律得
解得
气体由状态A经过B变为C的图像如图所示
14．答案：（1）30 N
（2）28 J
（3）2．4 m
解析：（1）小物块（可以视为质点）从右边的圆弧面顶端无初速度下滑，机械能守恒，有
解得
设第一次到B点时，光滑圆弧面对小物块的支持力为F，
由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知，小物块滑到圆弧面最低点时对圆弧面的压力大小为30 N
（2）小物块滑上传送带后，在传送带作用下做匀减速运动，由动能定理有
解得到达D点的速度大小为
由能量守恒定律可知，弹簧获得的最大弹性势能为
（3）由机械能守恒定律，可知小物块被弹簧弹开后仍以的速度从左端滑上传送带，由于大于传送带速率，假设小物块在滑动摩擦力作用下一直做减速运动，由动能定理有
解得，假设成立
小物块以大小为的速度滑上光滑圆弧面，设上升的最大高度为h，由机械能守恒定律有
解得
15．答案：（1）
（2）
（3）15 J
解析：（1）导体棒2离开水平导轨后做平抛运动，设在空中运动的时间为t，竖直方向上有
水平方向有
又
可得
（2）设导体棒2抛出时，导体棒1的速度大小为，导体棒2在水平导轨上运动过程中，1、2所受安培力始终相等。
设导体棒2在水平导轨上运动过程安培力的冲量为，对导体棒2由动量定理有
对导体棒1由动量定理有
解得
此时回路中的感应电动势为
由欧姆定律得回路中的电流为
由牛顿第二定律有
联立解得
（3）导体棒在水平导轨上运动时，产生的电热为
由（1）中分析可知，导体棒2进入倾斜导轨前瞬间的速度为
导体棒2沿倾斜导轨向下运动过程中，重力沿导轨向下的分力等于导体棒2与导轨间的滑动摩擦力，导体棒2所受的合力等于导体棒2所受安培力，最终导体棒2的速度减为零。
导体棒2在倾斜导轨上运动时，产生的电热为
整个过程系统产生的电热为
对导体棒2在倾斜导轨上运动的过程，由动量定理有
解得
由法拉第电磁感应定律得
又
解得
导体棒2在倾斜导轨上运动时，因摩擦产生的热量为
