襄阳市第四中学2023届高三第四次四校联考物理试题试卷

襄阳市第四中学2023届高三第四次四校联考物理试题试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、关于物理学中的思想或方法，以下说法错误的是（）A．加速度的定义采用了比值定义法B．研究物体的加速度跟力、质量的关系采用假设法C．卡文迪许测定万有引力常量采用了放大法D．电流元概念的提出采用了理想模型法2、嫦娥四号探测器（以下简称探测器）经过约110小时奔月飞行后，于2018年12月12日到达且月球附近进入高度约100公里的环月圆形轨道Ⅰ，如图所示：并于2018年12月30日实施变轨，进入椭圆形轨道Ⅱ。探测器在近月点Q点附近制动、减速，然后沿抛物线下降到距月面100米高处悬停，然后再缓慢竖直下降到距月面仅为数米高处，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球背面。下列说法正确的是（）A．不论在轨道还是轨道无动力运行，嫦娥四号探测器在P点的速度都相同B．嫦娥四号探测器在轨道I无动力运行的任何位置都具有相同的加速度C．嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行的任何位置都具有相同动能D．嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行从P点飞到Q点的过程中引力做正功3、一物块以某初速度沿水平面做直线运动，一段时间后垂直撞在一固定挡板上，碰撞时间极短，碰后物块反向运动。整个运动过程中物块的速度随时间变化的v-t图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．碰撞前后物块的加速度不变B．碰撞前后物块速度的改变量为2m/sC．物块在t=0时刻与挡板的距离为21mD．0~4s内物块的平均速度为5.5m/s4、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a，a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB．粒子的发射速度大小为C．带电粒子的比荷为D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t05、空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目，其模型如图所示，顶端转盘上吊着多个座椅，甲、乙两个儿童分别坐在A、B两个吊椅中，当转盘以一定的角速度稳定匀速转动时，连接座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为a、θ。巳知连接A、B座椅的钢丝绳长度分别为L1、L2，甲、乙两儿童的质量分别为m1、m2，两座椅的质量相等，若a>θ，则一定有A．L1>L2 B．L1<L2C．m1>m2 D．m1<m26、如图所示，斜面体放在水平地面上，物块在一外力F的作用下沿斜面向下运动，斜面体始终保持静止，则()A．若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左B．若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右C．若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D．若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向右二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图，夹角为120°的两块薄铝板OM、ON将纸面所在平面分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，两区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B1、B2。在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场B1中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点。设粒子在两区域中运动的速率分别为v1、v2，运动时间分别为t1、t2；假设带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）A．粒子带负电B．C．D．8、如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（）A．导体棒作匀减速直线运动B．当棒发生位移为时，通过棒的电量为C．在通过棒的电荷量为时，棒运动的速度为D．定值电阻R释放的热量为9、如图所示，在坐标系xoy平面的第I象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1，在第IV象限内存在垂直纸面向里的另一个匀强磁场B2，在x轴上有一点、在y轴上有一点P（0,a）。现有一质量为m，电量为+q的带电粒子（不计重力），从P点处垂直y轴以速度v0射入匀强磁场B1中，并以与x轴正向成角的方向进入x轴下方的匀强磁场B2中，在B2中偏转后刚好打在Q点。以下判断正确的是（）A．磁感应强度B．磁感应强度C．粒子从P点运动到Q点所用的时间D．粒子从P点运动到Q点所用的时间10、如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B＝T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10πrad/s的角速度匀速转动.则以下说法正确的是()A．线圈产生的是正弦交流电B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80VC．线圈转动s时瞬时感应电动势为40VD．线圈产生的感应电动势的有效值为40V三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．12．（12分）某学习小组通过如图甲所示实验装置来验证动量守恒定律。A是固定在水平桌面上光滑的斜槽，斜槽末端与水平桌面平行，B是气垫导轨，C是光电门，D是带有小孔的滑块（孔内粘有胶带，小球进入小孔即粘在胶带上），滑块上方有一窄挡光片。实验前将斜槽固定在水平桌面上，调整气垫导轨的高度，使滑块小孔与斜槽末端在同一高度处，同时调整气垫导轨水平，多次改变小球释放高度h，得到挡光片通过光电门的时间t，做出图象。小球质量为m，滑块总质量为m0，挡光片宽度为d，重力加速度为g（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，宽度d=______cm（2）只要满足关系式h=______（用题中所给的物理量符号表示），就可以说明在误差允许范围内碰撞过程动量守恒（3）如果图象是一条过原点的________（填写“倾斜直线”或“抛物线”），同样可以验证动量守恒四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，T形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成A、B两部分，活塞左、右两侧截面积分别为S1、S2，活塞与汽缸两端的距离均为L，汽缸上有a、b、c三个小孔与大气连通，现将a、b两孔用细管(容积不计)连接．已知大气压强为p0，环境温度为To，活塞与缸壁间无摩擦．(1)若用钉子将活塞固定，然后将缸内气体缓慢加热到T1，求此时缸内气体的压强；(2)若气体温度仍为T0，拔掉钉子，然后改变缸内气体温度，发现活塞向右缓慢移动了ΔL的距离(活塞移动过程中不会经过小孔)，则气体温度升高还是降低？变化了多少？14．（16分）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机。若手机的质量为150g，从离人脸约20cm的高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度g=10m/s2，试求手机对人脸的平均冲力大小。15．（12分）两根长为L的绝缘轻杆组成直角支架，电量分别为+q、-q的两个带电小球A、B固定在支架上，整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。在电场力之外的力作用下，整体在光滑水平面内绕竖直轴O以角速度ω顺时针匀速转动，图为其俯视图。不计两球之间因相互吸引而具有的电势能。试求：（1）在支架转动一周的过程中，外力矩大小的变化范围。（2）若从A球位于C点时开始计时，一段时间内（小于一个周期），电场力之外的力做功W等于B球电势能改变量，求W的最大值。（3）在转动过程中什么位置两球的总电势能变化最快？并求出此变化率。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

A．加速度的定义式为a=，知加速度等于速度变化量与所用时间的比值，采用了比值定义法，故A正确，不符合题意；B．研究物体的加速度跟力、质量的关系应采用控制变量法，故B错误，符合题意；C．卡文迪许通过扭秤实验，测定了万有引力常量，采用了放大法，故C正确，不符合题意；D．电流元是理想化物理模型，电流元概念的提出采用了理想模型法，故D正确，不符合题意。故选B。2、D【解析】

A．嫦娥四号探测器在Ⅰ轨道P点处的速度大于在Ⅱ轨道P点处的速度，故A错误；B．因为加速度是矢量，有方向，加速度的方向时刻都在变化，故B错误；C．因为轨道II是椭圆形轨道，所以嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行的速度大小一直在变化，所以不是任何位置都具有相同动能，故C错误；D．因为嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行从P点飞到Q点的过程中，引力与速度的方向夹角小于，所以做正功，故D正确。故选D。3、C【解析】

根据速度图像的斜率分析物块的加速度。读出碰撞前后物块的速度，即可求速度的改变量。根据图像与时间轴所围的面积求物块在内的位移，即可得到物块在时刻与挡板的距离。根据内的位移来求平均速度。【详解】A．根据v-t图像的斜率大小等于物块的加速度，知碰撞前后物块的加速度大小相等，但方向相反，加速度发生了改变，故A错误；B．碰撞前后物块的速度分别为v1=4m/s，v2=-2m/s则速度的改变量为：故B错误；C．物块在时刻与挡板的距离等于内位移大小为：故C正确；D．内的位移为：平均速度为：故D错误。故选C。4、D【解析】

A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有可得粒子在磁场中做圆周运动的半径选项A错误；B．根据几何关系可得所以圆弧OP的长度所以粒子的发射速度大小选项B错误；C．根据洛伦兹力提供向心力有结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比选项C错误；D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。设从P点射出的粒子转过的圆心角为，时间为，从E点射出的粒子转过的圆心角为，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为，选项D正确。故选D。5、A【解析】

设座椅做匀速圆周运动时转速为n，由重力和绳子的拉力的合力提供座椅圆周运动的向心力，如图，则有：解得据题知：n相同，r也相同，则当L变长时，θ变大，与m无关。A.L1>L2与计算结果相符，故A正确。B.L1<L2与计算结果不符，故B错误。C.m1>m2与计算结果不符，故C错误。D.m1<m2与计算结果不符，故D错误。6、D【解析】当物块与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ时，则物块对斜面体的压力、摩擦力的水平分量大小相等，斜面体不受地面的摩擦力；μ>tanθ时，物块对斜面体的摩擦力的水平分量大于压力的水平分量，地面对斜面体有向右的摩擦力；μ<tanθ时，地面对斜面体有向左的摩擦力．当物块沿斜面向下加速运动时，μ的大小与tanθ的关系无法确定，故地面对斜面体的摩擦力方向无法确定，故A、B均错；但当物块沿斜面向下减速运动时，则μ>tanθ，地面对斜面体的摩擦力一定向右，即C错误，D正确．故选D.点睛：此题首先要知道斜面体与水平面无摩擦力的条件，即μ＝tanθ，然后根据物体的运动情况确定摩擦力μmgcosθ和mgsinθ的关系.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

A．根据左手定则可判定粒子带负电，故A正确；B．由题意知，故，故B错误；C．根据洛伦兹力提供向心力得：，由题意知r1＝r2，故，故C正确；D．由粒子在磁场中的周期公式知，粒子在磁场中的周期相同，运动时间之比等于圆周角之比，即t1：t2＝120°：240°＝1：2，故D错误。8、BD【解析】

A.由于导体棒向右减速运动，则电动势减小，则电流减小，则导体棒的安培力减小，即合力减小，根据牛顿第二定律可知其加速度减小，则导体棒做变减速运动，故A错误；B.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：当棒发生位移为时，则通过棒的电量为，故B正确；C.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：当流过棒的电荷为时，棒发生的位移为：根据牛顿运动定律可得棒运动的加速度为：设棒运动的时间为，则有：所以有：即：当流过棒的电荷为时，则有：当流过棒的电荷为时，则有：解得：故C错误；

D.棒的速度减为零的过程中，定值电阻R释放的热量为：故D正确；故选BD。9、BC【解析】

AB．粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知解得在B2磁场中根据几何知识有解得粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得将半径代入解得故A错误，B正确；CD．粒子做圆周运动的周期为，粒子的运动时间为解得故C正确，D错误。故选BC。10、BD【解析】

A．线圈在有界磁场中将产生正弦半波脉动电流，故A错误；B．电动势最大值E=nBSω=80V，故B正确；C．线圈转动s、转过角度，瞬时感应电动势为e=nBSωsin=40V，C项错误；D．在一个周期时间内，只有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有，可得电动势有效值U==40V，故D正确；三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．12、2.150倾斜直线【解析】

(1)[1]螺旋测微器的读数为；(2)[2]根据动能定理得得小球下滑到斜面底端的速度为小球与斜槽到光电门的速度为由动量守恒定律可得即整理得(3)[3]由可知，成正比，所以图象是一条倾斜直线时同样可以验证动量守恒四、计算题：本题共2