通榆县第一中学2023-2024学年高三上学期第四次质量检测
物 理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0．5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0．5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第一、二册，必修第三册第9-12章，动量。
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题只有一项是符合题目要求的，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．如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车在水平面上向右做匀加速运动时，杆对小球作用力的方向可能沿图中的（ ）
A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向
2．参加拉力赛的汽车由沙滩驶上山坡，如图所示．车在沙滩上行驶时的最大速率为v，当其驶上山坡后，其阻力变为汽车在沙滩上行驶时所受阻力的3倍．已知汽车在行驶过程中发动机功率保持不变，则汽车在山坡上行驶的最大速率为nv，则n等于（ ）
A．2 B． C．3 D．
3．下列图象中能正确反映给定的电容器的电容C、电荷量Q、电压U之间关系的是（ ）
A． B．
C． D．
4．2021年2月，“天问一号”探测器成功被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步．如图，为“天问一号”被火星捕获的简易图，其中1为椭圆轨道，2为圆轨道．则下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在轨道2运行的周期大于在轨道1运行的周期
B．“天问一号”沿轨道1运行时在P点的加速度大于在Q点的加速度
C．“天问一号”由轨道1进入轨道2，在Q点的喷气方向与速度方向相反
D．“天问一号”在轨道1由Q点向P点运动的过程中，速度减小
5．质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球以原速率被反向弹回．关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法正确的是（ ）
A．子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等
B．子弹对墙的冲量最小
C．橡皮泥对墙的冲量最小
D．钢球对墙的冲量最小
6．已知串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻等于各个电池内阻之和．用电动势为、内阻为的干电池5节串联，给一个“ ”的用电器供电，若要使该用电器在额定电压下工作，应采用的方法是（ ）
A．电路中还需要串联一个阻值为的电阻
B．电路中还需要串联一个阻值为的电阻
C．电路中还需要并联一个阻值为的电阻
D．电路中还需要并联一个阻值为的电阻
7．如图所示的图像中，一条为电源的图线，一条为定值电阻的图线，若将该电源与定值电阻构成闭合回路，下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为 B．电源的输出功率为
C．定值电阻的阻值为 D．电源的内阻为
8．如图所示，AB为空间匀强电场的等势面，一电荷量为的质点（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿直线由A匀速运动到C，已知AC与AB间的夹角为，A、C两点间的距离为d，则（ ）
A．A、C两点间的电势差可能为
B．匀强电场的电场强度大小为
C．带电小球由A运动到C的过程中，电势能一定减少了
D．若要使带电小球由C向A做匀速直线运动，则拉力F保持不变
9．一个正点电荷Q静止在正方形的一个顶点上，另一个带电粒子（不计重力）射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则有（ ）
A．a、b、c三点的电势关系是
B．粒子由a点运动到b点的过程中，电势能减小，且在b点的动能最大
C．粒子在a、b、c三点的加速度大小之比是
D．若改变带电粒子经过a处时的速度大小和方向，有可能使其经过a、c两点做匀速圆周运动
10．将一质量为的小球水平抛出，其运动轨迹上有A、B、C三点，如图所示．其中A为抛出点，小球从A到B和B到C所用时间均为1s，且位移大小之比为，忽略空气阻力，重力加速度g取．下列说法正确的是（ ）
A．小球从A到C动量变化量大小为
B．小球从A到C重力的平均功率为10W
C．小球平抛的初速度大小为5m/s
D．小球在B点的动量大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动加速度”的实验，装置如图甲所示，其中斜面倾角可调．
甲 乙
（1）下列是部分实验步骤，正确顺序是：________（用字母填写）．
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
（2）打点计时器的工作频率为50Hz，纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔________s．计数点4对应的瞬时速度大小的计算式为________．为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为________________．（后两空结果均用题中出现的物理量符号表达）
12．（9分）有一个额定电压为、额定电流约为的小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：
A．电压表（量程为0~3V，内阻约为）;
B．电压表（量程为0~15V，内阻约为）;
C．电流表（量程为，内阻约为）;
D．电流表（量程为0~3A，内阻约为）;
E．滑动变阻器（阻值范围，额定电流为）;
F．滑动变阻器（阻值范围，额定电流为2A）;
G．蓄电池（输出电压恒为4V）．
（1）若要求小灯泡的电压从零开始增大，且实验误差较小，应选择图甲中的电路图________（填“a”“b”或“c”）．
甲
（2）用正确的电路进行测量，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．（均用字母代号表示）
（3）通过实验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为________．（结果保留两位有效数字）
乙
13．（12分）如图所示，两平行金属板A、B竖直放置，且两极板间的电压为，紧贴着A、B极板的右侧水平放置两金属板C、D，且B极板的中间有一小孔正对着金属板C、D的中线．一质量为m、带电荷量为的粒子在靠近A板处由静止释放，从B板间的小孔沿虚线射入电场中，并打在D极板的中点处．已知C、D极板的长度为L、两极板间的距离为d，粒子重力忽略不计．
（1）求粒子进入C、D极板时的速度．
（2）求C、D两极板间的电压．
14．（12分）如图所示的电路中，电源电动势为20V，内阻为，，为电阻箱，开始时接入电路的电阻为，电容器的电容．电动机的额定电压，额定功率，线圈的电阻，开关断开，闭合，电动机恰好正常工作，求：
（1）电动机输出的机械功率和电容器的带电量；
（2）再将闭合，要使电动机仍能正常工作，需将电阻箱的阻值改变多少．
15．（15分）如图所示，光滑的半圆弧绝缘轨道BC竖直固定放置，与光滑的水平绝缘轨道AB相切于B点，C是最高点，P是轨道上与圆心O等高的点，半圆形轨道所在的平面内存在场强为E、水平向右的匀强电场，电场的上边界正好沿OP所在的直线，质量为m带正电小球（视为质点），从水平轨道上的A点由静止开始释放，运动到圆弧轨道的M点刚好脱离轨道．已知A、B两点的距离等于圆弧轨道的半径，，重力加速度为g，、，求：
（1）小球的带电量；
（2）若圆弧轨道的半径为R，则在A点给小球水平向右多大的初速度，小球刚好能到达C点？
（3）让小球从A点的左侧Q点由静止释放，当A、Q两点之间的距离为L时小球离开C点到刚进入电场时平抛运动的水平位移恰好等于圆弧轨道的直径，则圆弧轨道的半径为多少？
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物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则球和小车具有相同的水平加速度，由牛顿第二定律可知，小球所受重力和杆对小球作用力的合力水平向右，杆对小球作用力方向只可能沿图中的OC方向，C正确．
2．D 根据可知，当P不变，f变为原来的3倍时，则最大速率变为原来的，故D正确．
3．B 电容是描述电容器储存电荷特性的物理量，仅由电容器本身决定，对于给定的电容器，其电容C与电荷量Q、电压U均无关．
4．D 由开普勒第三定律可知，由于轨道1的半长轴大于轨道2的半径，所以“天问一号”在轨道2运行的周期小于在轨道1运行的周期，A错误；
由得，“天问一号”在P的加速度小于在Q的加速度，B错误；
“天问一号”由轨道1进入轨道2，“天问一号”做向心运动，因此在Q点制动减速，则在Q点的喷气方向应与速度方向相同，C错误；
若“天问一号”在轨道1由Q点向P点运动的过程中，速度减小，D正确．
5．B 钢球受冲量最大，子弹受冲量最小，B正确．
6．B 用电器的额定电流．设5节干电池串联，总电动势为E，总内阻为r，串联的电阻阻值为R，其两端电压为U，则，，根据闭合电路欧姆定律得，代入数据解得．选项B正确．
7．B b图线为电源的图线，由图可知，电源的电动势为，内阻为，故A、D均错;
根据两图线交点可知，电源的输出功率为，故B正确;
根据a图线可知，定值电阻的阻值为，故C错误．
8．AD 由于带电质点做匀速直线运动，故电场力与拉力F大小相等，方向相反，故电场强度大小，选项B错；
若电场强度方向垂直于AB向左，则带电小球由A运动到C的过程中，电场力做功，故电势差，而电势能是增加的，故选项A对、C错；
若要使带电小球由C向A做匀速直线运动，拉力F和电场力仍平衡，故拉力F不变，故选项D正确．
9．CD 若正方形边长为L，则a、b、c点到Q的距离分别为L、、L，由于Q带正电，所以，选项A错误；
粒子由a点运动到b点的过程中，电势能增大，电场力做负功．由b点运动到c点的过程中，电场力做正功，故在B点的动能最小，选项B错误；
由知，粒子在a、b、c三点的加速度大小之比是，选项C正确；
由于a、c两点到Q的距离相等，故改变带电粒子在a点的速度大小和方向，当库仑力恰好提供向心力时可以使粒子绕Q做匀速圆周运动，选项D正确．
10．BC 小球从A到C，重力的冲量，由动量定理有，选项A错误；
小球从A到C，下落的高度，重力的平均功率为，选项B正确;
AB的高度差为，BC的高度差为，AB的长度为，BC的长度为，由题意知，解得，选项C正确；
小球在B点时的速度大小，则小球在B点的动量大小为，选项D错误．
11．（1）DCBA（1分）（2）（1分）（2分）（2分）
解析：（1）按常规实验步骤，先安装再操作后整理，可知正确步骤为DCBA．
（2）打点计时器的打点周期为，因为相邻两计数点间有4个记录点未画出，故相邻两计数点的时间间隔．由，得．为了充分利用数据，减小误差，应采用逐差法计算加速度，即．
12．（1）a（2分）（2）A（2分）C（2分）F（2分）（3）（1分）
解析：（1）要使小灯泡的电压从零开始增大，应采用分压式接法，待测电阻约为，应采用外接法，故电路图应选择图甲中的a．
（2）由题意可知，灯泡的额定电压为，故电压表的量程应稍大于，故电压表选0~3V的量程，选A；灯泡额定电流为，电流表应选D；本实验中选用分压式接法，滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器应选E．
（3）由题图乙可知，当电压为时，电流为，故电阻．
13．解：（1）由题可知，粒子在A、B极板间的电场中，有（2分）
解得（2分）
（2）粒子从小孔运动到D极板中点所用的时间（2分）
又（2分）
其中（2分）
解得（2分）
14．解：（1）开关断开，闭合，电动机恰好正常工作，
这时电路中的电流（1分）
电动机械输出的机械功率（1分）
根据闭合电路欧姆定律，电容器两端的电压（1分）
因此电容器的带电量（2分）
（2）再将闭合，调节电阻箱的阻值使电动机正常工作，通电阻的电流
（1分）
电路中的总电流（1分）
未闭合电键时，根据闭合电路欧姆定律（1分）
解得（1分）
闭合，调节，使电动机正常工作，根据闭合电路欧姆定律（1分）
解得（1分）
因此电阻箱的电阻改变量（1分）
15．解：（1）在M点对小球受力分析，轨道对小球的弹力刚好为0，把重力分别沿着OM方向和垂直OM方向分解，
由牛顿第二定律可得（2分）
小球从A到M点由动能定理可得（2分）
解得（1分）
（2）小球从A到C点由动能定理可得（2分）
在C点由牛顿第二定律可得（2分）
解得（1分）
（3）小球离开C点到刚进入电场时，由平抛运动的规律可得（1分）
（1分）
小球从Q到C点由动能定理可得（2分）
解得（1分）
