甘肃省天水市第二中学2023年高三下第四次大考物理试题

甘肃省天水市第二中学2023年高三下第四次大考物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，一人用钳碗夹住圆柱形茶杯，在手竖直向上的力F作用下，夹子和茶杯相对静止，并一起向上运动。夹子和茶杯的质量分别为m、M假设夹子与茶杯两侧间的静摩擦力在竖方向上，夹子与茶杯两侧间的弹力在水平方向上，最大静摩擦力均为f，则下列说法正确的是（）A．人加大夹紧钳碗夹的力，使茶杯向上匀速运动，则夹子与茶杯间的摩擦力增大B．当夹紧茶杯的夹子往下稍微移动一段距离，使夹子的顶角张大，但仍使茶杯匀速上升，人的作用力F将变小C．当人加速向上提茶杯时，作用力下可以达到的最大值是D．无论人提着茶杯向上向下做怎样的运动，若茶杯与夹子间不移动，则人的作用力F=(M+m）g2、2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面，着陆前在离月球表面的高空仅在月球万有引力作用下环月球做匀速圆周运动，向心加速度大小为，周期为；设贴近地面的近地卫星仅在地球万有引力作用下环地球做匀速圆周运动，向心加速度大小为，周期为。已知月球质量，半径；地球质量，半径。则（）A．，B．，C．，D．，3、某天体平均密度为ρ，第一宇宙速度为v，已知万有引力恒量为G，天体可视为均匀球体，则（）A．该天体半径为B．该天体表面重力加速度为C．绕该天体表面附近飞行的卫星周期为D．若考虑天体自转，则维持该天体稳定的最小自转周期为4、“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．B星球的轨道半径为B．A星球运行的周期为C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零5、质量相等的A、B两个物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力、的作用而从静止开始做匀加速直线运动，经过时间和4，A、B的速度分别达到2和时，分别撤去和，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止，两个物体速度随时间变化的图象如图所示，设和对A、B的冲量分别为和，和，对A、B做的功分别为和，则下列结论正确的是A．，B．，C．，D．，6、如图所示，四根相互平行的固定长直导线、、、，其横截面构成一角度为的菱形，均通有相等的电流，菱形中心为。中电流方向与中的相同，与、中的相反，下列说法中正确的是（）A．菱形中心处的磁感应强度不为零B．菱形中心处的磁感应强度方向沿C．所受安培力与所受安培力大小不相等D．所受安培力的方向与所受安培力的方向相同二、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、下列说法正确的是A．声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快B．受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象8、水平地面上有一个质量为6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x=2.5m位置处拉力逐渐减小，拉力F随位移x变化规律如图所示，当x=7m时拉力减为零，物体也恰好停下，取g=10N/kg，下列说法正确的是（）A．2.5m后物体做匀减速直线运动B．合外力对物体所做的功为－27JC．物体在减速阶段所受合外力的冲量为－12N•SD．物体匀速运动时的速度大小3m/s9、如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。则A．M点的电势高于N点B．杆运动的最大速度是10m/sC．杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等D．当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V10、宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB，则A．恒星A的质量大于恒星B的质量B．恒星A的动能大于恒星B的动能C．恒星A的动量与恒星B的动量大小相等D．恒星A的向心加速度大小小于恒星B的向心加速度大小三、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）某同学用如图甲所示的实验装置某测量木块与木板间动摩擦因数：(1)从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条，纸带上A、B、C、D、E这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。打点计时器的电源频率是50Hz，根据测量结果计算：则打C点时纸带的速度大小为___________m/s；纸带运动的加速度大小为___________m/s2。（结果保留3位有效数字）(2)通过(1)测得木块的加速度为a，还测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数μ=_________。12．（12分）如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图.（1）本实验采用的实验方法是____．A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是______．A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.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，打开水龙头，流出涓涓细流。将乒乓球靠近竖直的水流时，水流会被吸引，顺着乒乓球表面流动。这个现象称为康达效应（CoandaEffect）。某次实验，水流从点开始顺着乒乓球表面流动，并在乒乓球的最低点与之分离，最后落在水平地面上的点（未画出）。已知水流出水龙头的初速度为，点到点的水平射程为，点距地面的高度为，乒乓球的半径为，为乒乓球的球心，与竖直方向的夹角，不计一切阻力，若水与球接触瞬间速率不变，重力加速度为。(1)若质量为的水受到乒乓球的“吸附力”为，求的最大值；(2)求水龙头下端到的高度差。14．（16分）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，每边电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在垂直磁场边界向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）线框中电流I的大小和方向；（2）拉力所做的功W；（3）ab边产生的焦耳热Q。15．（12分）如图所示，水平传送带与质量为m的物块间的动摩擦因数为，传送带做匀速运动的速度为，物块在经过传送带上方长为的虚线区域时会受到，恒定的向下压力。已知压力区左边界距传送带左端的距离为，物块自传送带左端无初速释放后，经过1s到达传送带的右端.重力加速度g取。（1）物块到达压力区左边界的速度（2）压力区右边界到传送带最右端的长度。

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、C【解析】

AB．无论人手夹紧还是夹子下移使夹子顶角变化，茶杯向上匀速运动时，茶杯处于平衡状态，合力为零。故摩擦力不变，故AB错误；C．当向上加速时，茶杯所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，力F的值最大，则有联立解得，故C正确；D．当茶杯的运动状态改变，如向上匀加速运动时，F大于（M+m）g，故D错误。故选C。2、C【解析】

根据万有引力提供向心力有：，解得：，根据万有引力提供向心力有：，解得：，可得：，即a月＜a地；周期比为：，所以T月＞T地。A．，，故A不符合题意；B．，，故B不符合题意；C．，，故C符合题意；D．，，故D不符合题意。故选C正确。3、C【解析】

A.设该天体的质量为M，半径为R，则：根据万有引力提供向心力可得：联立可得该天体半径为:选项A错误；B.根据第一宇宙速度的公式有：解得：选项B错误；C.绕该天体表面附近飞行的卫星周期：选项C正确；D.若考虑天体自转，则维持该天体稳定的自转周期最小时，天体表面的物体受到的万有引力恰好提供向心力，有：解得：选项D错误。故选C。4、B【解析】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：对B星球有得又得故A错误；B．根据解得周期，故B正确；C．A星球和B星球的线速度大小之比故C错误；D．O点处的质点受到B星球的万有引力受到A星球的万有引力故质点受到两星球的引力之和不为零，故D错误。故选B。5、B【解析】从图象可知，两物块匀减速运动的加速度大小之都为，根据牛顿第二定律，匀减速运动中有f=ma′，则摩擦力大小都为m．根据图象知，匀加速运动的加速度分别为：，，根据牛顿第二定律，匀加速运动中有F-f=ma，则F1=，F1=，F1和F1的大小之比为11：5；所以：，则I1＜I1；图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移，则位移之比为；两个物体的初速度、末速度都是0，所以拉力做的功与摩擦力做的功大小相等，所以：，则W1＞W1．故选B.点睛：解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，根据牛顿第二定律，得出两个力的大小之比，以及知道速度-时间图线与时间轴所围成的面积表示位移．6、A【解析】

AB．由右手螺旋定则可知，L1在菱形中心处的磁感应强度方向OL2方向，21在菱形中心处的磁感应强度方向OL3方向，L3在菱形中心处的磁感应强度方向OL2方向，L4在菱形中心处的磁感应强度方向OL3方向，由平行四边形定则可知，菱形中心处的合磁感应强度不为零，方向应在OL3方向与OL2方向之间，故A正确，B错误；C．L1和L3受力如图所示，由于四根导线中的电流大小相等且距离，所以每两根导线间的相互作用力大小相等，由几可关系可知，所受安培力与所受安培力大小相等，方向不同，故CD错误；故选A。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、BDE【解析】

A．声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A错误；B．在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B正确；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故C错误；D．字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D正确；E．障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E正确。故选BDE。8、BD【解析】

A．由题意知2.5m后拉力逐渐减小，摩擦力不变，所以合外力在改变，根据牛顿第二定律可知加速度也在改变，不是匀减速直线运动，故A错误；B．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知物体做匀速运动时，受力平衡，则f=F=12N所以所以滑动摩擦力做的功所以合外力做的功为故B正确；CD．根据动能定理有代入数据解得；根据动量定理可知，物体在减速过程中合外力的冲量等于动量的变化量，即故C错误，D正确。故选BD。9、BC【解析】

A、根据右手定则可知，MN产生的感应定律的方向为，则N相当于电源在正极，故M点的电势低于N点，故选项A错误；B、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：由于代入数据整理可以得到最大速度，故选项B正确；C、由于杆上电阻与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C正确；D、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN感应电动势为：根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：则此时MN两点间的电势差大小为：，故D错误。10、BC【解析】

A．根据万有引力提供向心力有可得因为，所以有即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B．双星系统中，恒星的动能为因为，所以有恒星A的动能大于恒星B的动能，故B正确；C．双星系统中，恒星的动量大小为所以有恒星A的动量大小等于恒星B的动量大小，故C正确；D．双星系统中，恒星的加速度大小为因为，所以有恒星A的向心加速度大小大于恒星B的向心加速度大小，故D错误；故选BC。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、1.18m/s1.50m/s2【解析】

(1)[1][2]．因纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，设s1=9.50cm、s2=11.00cm、s3=12.5cm、s4=14.00cm，打C点时纸带的速度大小为代入数值得vc=1.18m/s加速度代入数值得a=1.50m/s2(2)[3]．对木块、砝码盘和砝码组成的系统，由牛顿第二定律得mg－μMg=(M+m）a解得12、ABD0.541.5未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量【解析】

（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为为