黑龙江省鹤岗市工农区鹤岗一中2023年高三年级第四次调研诊断考试物理试题理试题

黑龙江省鹤岗市工农区鹤岗一中2023年高三年级第四次调研诊断考试物理试题理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，固定在同一平面内有三条彼此绝缘的通电直导线，导线中的电流，方向为图中箭头方向，在三根导线所在平面内有a、b、c、d四个点，四个点距相邻导线的距离都相等，则四个点中合磁感应强度最大的点是（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点2、一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为 B．小球过最高点的速度为C．该星球的第一宇宙速度为 D．该星球的密度为3、在空间P点以初速度v0水平抛出一个小球，小球运动到空中A点时，速度与水平方向的夹角为60°，若在P点抛出的初速度方向不变，大小变为，结果小球运动到空中B点时速度与水平方向的夹角也为60°，不计空气阻力，则下列说法正确的是A．PB长是PA长的2倍B．PB长是PA长的4倍C．PA与水平方向的夹角小于PB与水平方向的夹角D．PA与水平方向的夹角大于PB与水平方向的夹角4、双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且，于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为（）A．， B．，C．， D．，5、如图所示，一个小球从地面竖直上抛．已知小球两次经过较低点A的时间间隔为TA，两次经过较高点B的时间间隔为TB，重力加速度为g，则A、B两点间的距离为(

)A． B．C． D．6、如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．副线圈两端电压的变化频率为0.5HzB．电流表的示数表示的是电流的瞬时值C．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大D．为保证电容器C不被击穿，原副线圈匝数比应小于10：1二、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，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好静止，下列说法中正确的是（）A．断开开关S瞬间，电阻中有向上的电流B．只减小的光照强度，电源输出的功率变小C．只将电容器上板向下移动时，带电微粒向上运动D．只将向上端移动时，下板电势升高8、如图甲所示，物块A与木板B叠放在粗糙水平面上，其中A的质量为m，B的质量为2m，且B足够长，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。对木板B施加一水平变力F，F随t变化的关系如图乙所示，A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A．在0～t1时间内，A、B间的摩擦力为零B．在t1～t2时间内，A受到的摩擦力方向水平向左C．在t2时刻，A、B间的摩擦力大小为0.5μmgD．在t3时刻以后，A、B间的摩擦力大小为μmg9、倾角为的传送带在电动机带动下始终以的速度匀速上行。相等质量的甲、乙两种不同材料的滑块（可视为质点）分别无初速放在传送带底端，发现甲滑块上升高度处恰好与传送带保持相对静止，乙滑块上升高度处恰与传送带保持相对静止。现比较甲、乙两滑块均从静止开始上升高度的过程中（）A．甲滑块与传送带间的动摩擦因数大于乙滑块与传送带间的动摩擦因数B．甲、乙两滑块机械能变化量相同C．甲运动时电动机对皮带所做的功大于乙运动时电动机对皮带所做的功D．甲滑块与传送带间摩擦产生的热量等于乙滑块与传送带间摩擦产生的热量10、如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置，导轨间距为L且电阻不计，其顶端接有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端M点上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点N后，又返回底端M点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好，其接入电路中的电阻为r，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为B．整个过程中电阻R中的电流先从b到a后从a到bC．金属棒下滑时间大于上滑时间D．金属棒上滑时间为三、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）某实验小组测定一电流表的内阻，实验室提供如下器材：A．待测电流表（量程为，内阻约）；B．电阻箱（最大阻值为）；C．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）；D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）;E.电源（电动势约，内阻不计）；F.开关两个，导线若干。设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下：①根据实验设计的电路图连接好电路，正确调节滑动变阻器；②先闭合，使保持断开状态，调节滑动变阻器滑片的位置，使得待测电流表示数达到满偏电流。③保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合，并多次调节变阻箱，记下电流表的示数和对应的电阻箱的阻值。④以为纵坐标，为横坐标作出了图线，如图乙所示；⑤根据图线的相关数据求解电流表的内阻；回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_____（填“”或“”），实验前，先将滑动变阻器滑片移到____（填“”或“”）端；(2)在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变，则与的关系式为______（用题中所给出物理量的字母表示），根据图象中的数据求出电流表的内阻_____（结果保留两位有效数字）；(3)用这种方法测量出的电流表内阻比电流表内阻的真实值_____（填“偏大”“相等”或“偏小”）。12．（12分）很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。（当地重力加速度大小g取9.8m/s2）(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用D1，D2，…，D15字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。(2)根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为=______。（计算结果保留两位有效数字）(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。（填“正确”或“错误”）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，哑铃状玻璃容器由两段完全相同的粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。容器粗管的截面积为S1=2cm2，细管的截面积S2=1cm2，开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm。整个细管长为h=4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强取p0=76cmHg，气体初始温度为27。求：(i)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K？(ii)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变，封闭气体的温度应为多少K？14．（16分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验．当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程．（2）为了测定中子的质量，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是．已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．15．（12分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和恢学设备中。回旋加速器的工作原理如图甲所，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速器按一定频率的高频交流电源，保证粒子每次经过电场都被加速，加速电压为U。D形金属盒中心粒子源产生的粒子，初速度不计，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求把质量为m、电荷量为q的静止粒子加速到最大动能所需时间；(2)若此回旋加速器原来加速质量为2m，带电荷量为q的α粒子（），获得的最大动能为Ekm，现改为加速氘核（），它获得的最大动能为多少？要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一种简单可行的办法；(3)已知两D形盒间的交变电压如图乙所示，设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T，若存在一种带电荷量为q′、质量为m′的粒子，在时进入加速电场，该粒子在加速器中能获得的最大动能？（在此过程中，粒子未飞出D形盒）

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【解题分析】

由安培定则可知在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，和在a点产生的磁场合磁感应强度为零，所以a点的合磁感应强度等于在a点产生的磁感应强度，同理可得b点和d点的合磁感应强度等于在这两点产生的磁感应强度，c点的合磁感应强度等于、和在c点产生的磁感应强度同向叠加的矢量和，所以c点的合磁感应强度最大，故C正确，ABD错误。故选C。2、D【解题分析】

AB．由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点在最低点由机械能守恒定律得解得，故AB错误。C．在星球表面该星球的第一宇宙速度故C错误；D．星球质量密度故D正确。故选D。3、B【解题分析】

CD．小球到达A点时，PA为位移，设PA与水平方向的夹角为，则，小球到达B点时，PB为位移，设PB与水平方向的夹角为，则，因此PA与水平方向的夹角等于PB与水平方向的夹角，选项CD错误；AB．因为，可知P、A、B在同一直线上，假设PAB为斜面，小球从P点运动到A点的时间水平位移则，同理得因此PB长是PA长的4倍，选项A错误，选项B正确.故选B.4、D【解题分析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得r1=r2①两星绕连线的中点转动，则有：②所以③由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则④又⑤解③④⑤式得可知D正确，ABC错误。故选D。5、D【解题分析】

本题考查竖直上抛和自由落体运动的规律。【题目详解】ABCD.设小球两次经过A点的时间为，小球两次经过B点的时间为，则物体从顶点到A点的时间为，物体从顶点到B点的时间为，则从顶点到A点的距离为从顶点到B点的距离为所以高度差为：故D正确ABC错误。故选D。6、C【解题分析】

A．根据图乙知交流电周期为0.02s，周期与频率的关系为所以频率为50Hz，故A错误；B．电流表、电压表的示数表示的都是有效值，故B错误；C．滑动变阻器的触头向下滑动，电阻减小，而副线圈电压不变，副线圈电流增大，由P=UI可得副线圈的输出功率变大，变压器的输入功率等于输出功率增大，所以输入电流也变大，即两个电流表的示数都增大，故C正确；D．由题意知，原线圈的最大电压为311V，而电容器的耐压值为22V，即为最大值，根据原副线圈的变压比可知匝数比应大于，故D错误。故选C。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【解题分析】

A．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，因下极板带正电，故电阻中有向上的电流，故A正确；B．若只减小的光照强度，电阻变大，但由于不知道外电阻和内阻的大小关系，因此无法判断电源输出的功率的变化情况，故B错误；C．电压不变，只将电容器上板向下移动时距离d减小，根据可知电场强度增加，则电场力增大，所以带电粒子向上运动，故C正确；D．由于下极板接地，只将P1向上端移动时，下板电势不变，依然为零，故D错误。故选AC。8、AD【解题分析】

A．AB间的滑动摩擦力fAB=μmg，B与地面间的摩擦力f=3μmg，故在0～t1时间内，推力小于木板与地面间的滑动摩擦力，故B静止，此时AB无相对滑动，故AB间摩擦力为零，故A正确；B．A在木板上产生的最大加速度为此时对B分析可知F-4μmg=2ma解得F=6μmg，故在在t1～t2时间内，AB一起向右做加速运动，对A可知，A受到的摩擦力水平向右，故B错误；C．在t2时刻，AB将要发生滑动，到达最大静摩擦力，故A、B间的摩擦力大小为μmg，故C错误；D．在t3时刻以后，AB发生滑动，故A、B间的摩擦力大小为μmg，故D正确。9、BC【解题分析】

A．相等质量的甲，乙两种不同材料的滑块分别无初速放在传送带底端，最终都与传送带速度相等，动能增加量相同，但甲的速度增加的慢，说明甲受到的摩擦力小，故甲滑块与皮带的动摩擦因数小于乙滑块与皮带的动摩擦因数，故A错误；B．由于动能增加量相同，重力势能增加也相同，故甲、乙两滑块机械能变化量相同，故B正确；CD．动能增加量相同，即得相对位移滑块与皮带间摩擦生热为等于系统内能的增加量，根据知甲滑块与皮带摩擦产生的热量大于乙滑块与皮带摩擦产生的热量，电动机对皮带做的功等于系统摩擦产生的内能和滑块机械能的增加量，由于滑块机械能增加相同，则甲运动时电动机对皮带所做的功大于乙运动时电动机对皮带所做的功，故C正确，D错误。故选BC。10、ACD【解题分析】

A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为故A正确；B．由楞次定律，金属棒上滑过程电阻R中电流从a到b，下滑过程电阻R中电流从b到a，故B错误；C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置上，上滑到此位置的速度大于下滑到此位置的速度，则上滑的平均速度大于下滑的平均速度，所以t上<t下故C正确；D．上滑过程，以向上为正方向，由动量定理得两边求和又解得故D正确。故选ACD。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、偏小【解题分析】

(1)[1]．电流表满偏时电路中的总电阻为所以滑动变阻器的电阻不能小于，滑动变阻器选择；[2]．实验前，先将滑动变阻器连入电路中的电阻调至最大，所以滑片应移到端。(2)[3]．因为电流表满偏时在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变有整理得[4]．由图象得图线斜率由表达式可得其中，解得(3)[5]．电流表内阻根据求得，闭合后，电路中的总电阻略有减小，所以干路电流稍微增大，即大于满偏电流，而用来计算内阻时仍用，所以测量值比真实值偏小。12、匀速直线5.00.51错误【解题分析】

(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后根据可得木块运动的加速度大小为由可得μ=0.51(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。