福建省平潭县新世纪学校2023届高三下学期精英对抗赛物理试题

福建省平潭县新世纪学校2023届高三下学期精英对抗赛物理试题注意事项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、如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是

A．2.0V B．9.0VC．12.7V D．144.0V2、如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=55：4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图（b）所示，则下列说法正确的是（）A．由图（b）可知交流发电机转子的角速度为100rad/sB．灯泡L两端电压的有效值为32VC．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数减小D．交流电压表V的读数为32V3、2018年12月8日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将嫦娥四号发射；2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面软着陆。如图，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上P点时的速度为v0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R，嫦娥四号的质量为m，在近月轨道上运行周期为T，引力常量为G，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是（）A．嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等B．月球的平均密度ρ=C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为D．“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为4、竖直向上抛出一个小球，图示为小球向上做匀变速直线运动时的频闪照片，频闪仪每隔0.05s闪光一次，测出ac长为23cm，af长为34cm，则下列说法正确的是（）A．bc长为13cmB．df长为7cmC．小球的加速度大小为12m/s2D．小球通过d点的速度大小为2.2m/s5、下列说法中正确的是（）A．原子核发生一次衰变，该原子外层就一定失去一个电子B．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为可以判断x为质子C．若氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光有可能使该金属发生光电效应D．质子、中子、粒子的质量分别是，质子和中子结合成一个a粒子，释放的能量是6、如图所示，两金属板平行放置，在时刻将电子从板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）。分别在两板间加上下列哪一种电压时，有可能使电子到不了B板（）A． B．C． D．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、卡文迪许把自己测量引力常量的实验说成是“称量地球重量”。若已知引力常量，下列说法正确的是（）A．根据火星的半径和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度B．根据土星绕太阳公转的半径和周期，可估算出土星的质量C．根据金星绕太阳公转的半径、周期和太阳半径，可估算出太阳表面的重力加速度D．根据月球公转的周期、月地距离和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度8、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．9、如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自t=0时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，在物体上升过程中，空气阻力不计，以下说法正确的是（）A．物体做匀变速直线运动B．时刻物体速度最大C．物体上升过程的最大速度为D．时刻物体到达最高点10、如图，等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间，平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两极板间的距离为10cm，两极板间等离子体的电阻r=1Ω。小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点，沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，上半部分为S极，R0=2.0Ω，闭合开关后，当液体稳定旋转时电压表（视为理想电压表）的示数恒为2.0V，则A．玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘B．由上往下看，液体做逆时针旋转C．通过R0的电流为1.5AD．闭合开关后，R0的热功率为2W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）某同学在“探究功与速度变化之间的关系”的实验中，同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所用实验装置如图所示，已知小球质量为m。具体实验步骤如下：(1)将小球放在木板上，木板左端抬高一个小角度，以平衡摩擦力。(2)将原长为OM的橡皮绳一端固定在木板右端的O点，另一端通过力传感器连接小球，将小球拉至P点（M点左侧），测得OM的距离为ll，OP的距离为l2，力传感器示数为F，则橡皮绳的劲度系数为______（用F、l1、l2表示）。(3)将小球从P点由静止释放，在M点右侧放置一速度传感器，可测出传感器所在位置的速度v。将小球连上2根、3根…橡皮绳，重复操作过程，测出多组速度数值，如下表所示。橡皮绳1根2根3根4根5根6根做功W2W3W4W5W6W速度1.011.411.732.002.242.45速度平方1.021.992.994.005.026.00在坐标系中描点、连线，作出W-v2图像。（_______）(4)由图像可知，橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为_______________。12．（12分）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为20g的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．(1)正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示．已知打点周期T＝0.02s，则木块的加速度a＝________m/s2.(2)将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图丙所示．已知当地重力加速度g＝9.8m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，原因是________________________(写出一个即可)．(3)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．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，地面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面底端固定一挡板，一轻质弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至B点，初始时刻，物块a在外力的作用下被压至E点，，撤去外力后，物块a沿斜面从B点射出，到达传送带右端时速度恰好水平向左，大小，与物块b粘在一起向左运动，其中物块a、b质量均为，传送带长为，始终以v=3m/s的速度顺时针转动，物块和传送带之间的动摩擦因数，为不计空气阻力，重力加速度．求：（1）初始时刻的弹性势能；（2）ab在传送带上运动时产生的划痕长度；（3）由于传送物块电动机需要多消耗的电能。14．（16分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=52(1)a粒子的发射速率(2)匀强电场的场强大小和方向(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值15．（12分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（1）抽气前氢气的压强；（2）抽气后氢气的压强和体积．

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、A【解析】

由得，其中，得，因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0V，故选项A正确．2、D【解析】

A．根据图像可知周期T=0.02s，则角速度故A错误；B．原线圈电压的有效值为根据理想变压器的电压规律求解副线圈的电压，即交流电压表的示数为因为小灯泡和二极管相连，二极管具有单向导电性，根据有效值的定义解得灯泡两端电压故B错误，D正确；C．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，副线圈接入的总电阻减小，副线圈两端电压不变，所以电流表示数增大，根据单相理想变压器的电流规律可知电流表的示数也增大，故C错误。故选D。3、B【解析】

A．嫦娥四号在椭圆轨道上P点时要刹车，机械能减小，则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大，选项A错误；B．由于解得选项B正确；C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为选项C错误；D．根据动能定理，“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为选项D错误。故选B。4、C【解析】

C．根据题意可知，cf长为11cm，则根据匀变速直线运动的位移差公式可得其中所以C正确；D．匀变速直线运动中，某段的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度，则d点的速度为所以D错误；B．根据匀变速直线运动的位移公式得所以B错误；A．同理可得b点的速度为则所以A错误。故选C。5、D【解析】

A．原子核发生一次β衰变，该原子核内中子变成质子，放出一个电子，选项A错误；B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，x的质量数为零，电荷数为-1，则x是电子，选项B错误；C．根据玻尔理论可知，氢原子从n=1能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量为hv=E1-E1=-3.4eV-（-13.6eV）=10.1eV，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量为hv'=E6-E1=-0.38eV-（-3.4eV）=3.01eV，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从n=1能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故C错误；

D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m1、m3，质子和中子结合成一个α粒子的过程中亏损的质量为（1m1+1m1-m3），根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是（1m1+1m1-m3）c1．故D正确。

故选D。6、B【解析】

加A图电压，电子从板开始向板做匀加速直线运动；加B图电压，电子开始向板做匀加速运动，再做加速度大小相同的匀减速运动，速度减为零后做反向匀加速运动及匀减速运动，由电压变化的对称性可知，电子将做周期性往复运动，所以电子有可能到不了板；加C图电压，电子先匀加速，再匀减速到静止，完成一个周期，电子一直向板运动，即电子一定能到达板；加D图电压，电子的运动与C图情形相同，只是加速度是变化的，所以电子也一直向板运动，即电子一定能到达板，综上所述可知选项B正确。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、ACD【解析】

A．根据物体在火星表面受到重力等于万有引力可知解得可以求出火星密度，故A正确；

B．只能求出中心天体的质量，环绕天体的质量无法求出，故土星质量无法求出，故B错误；

C．金星绕太阳公转解得太阳的质量太阳半径R已知，则表面重力加速度故C正确；

D．月球绕地球做匀速圆周运动可求解地球的质量M，地球表面重力加速度g已知，根据黄金代换式GM=gR2，可以求出地球半径R，根据可以求出地球的第一宇宙速度，故D正确。

故选ACD。8、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。9、BD【解析】

由图可得力F与时间的关系为，则可得物体的合外力与时间的关系为，由牛顿第二定律可得加速度与时间的关系式为，则可知物体先向上做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，然后再向下做加速度增大的加速运动，在上升过程中，当加速度为零时，速度最大，即，可得，故A错误，B正确；由初速度大小为零，所以末速度大小等于速度的变化大小，由前面的分析可知，加速度与时间成线性关系，所以最大速度大小为，故C错误；由前面的分析可知在t=t0时，加速度为，根据运动的对称性规律可知，此时间速度减小为0，物体运动到最高点，故D正确。故选：BD。10、BD【解析】

AB．由左手定则可知，正离子向上偏，所以上极板带正电，下极板带负电，所以由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误，B正确；C．当电场力与洛伦兹力相等时，两极板间的电压不变，则有得由闭合电路欧姆定律有解得R0的热功率故C错误，D正确。故选BD。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、橡皮筋做功与小球获得的速度平方成正比或W∝v2【解析】

(2)[1]根据胡克定律有：F=k（l2-l1）求得橡皮绳的劲度系数为：(3)[2]做出W-v2图象，如图所示：(4)[3]由图象可知，W-v2图象为过原点的一条直线，所以橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为：橡皮绳做功与小球获得的速度平方成正比。12、(1)3.33(2)0.32～0.36大于滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等(3)不需要【解析】（1）已知打点周期T＝0.02s，根据逐差法可得木块的加速度为：．（2）设木块的质量为M，根据牛顿第二定律有，，，联立可解得加速度为：，由丙图可知，当m=0时，a==3.3，则木块与木板间动摩擦因数μ＝0.34，因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值．（3）实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．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、（1）24.5J；（2）2.4m（3）24J。【解析】

（1）将物块a在B点的速度沿水平和竖直方向分解，则物块a由E到B的过程中根据能量守恒有（2）物块a、b碰撞过程中根据动量守恒解得对ab整体，根据牛顿第二定律有解得减速位移故先减速到0再反向加速减速时间相对位移加速时间相对位移：故划痕长度（3）由于物块动能未变，故电动机多消耗的电能用来补充系统损失掉的热量14、（1）粒子发射速度为v=（2）