山东省临沂市第十八名校2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题

试卷更新日期：2024-06-28 类型：月考试卷

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一、单选题

1. “嫦娥三号”探测器在月球软着陆并释放了玉兔号月球车，玉兔号配备的核电池是我国自主研发的放射性钚238（ ${}_{94}^{238}P u$ ）电池，其在发生 $α$ 衰变过程中放出能量，通过热电偶产生电能给月球车上的设备供电，给休眠中的月球车保温，并维持与地面的通讯。已知钚238的半衰期为88年，下列说法正确的是（　　）

A、其衰变后的原子核内质子数比中子数多50个 B、衰变后原子核的质量与 $α$ 粒子的质量之和等于衰变前钚238的质量 C、经过一段时间，随着钚238的减少，电池内钚238的半衰期变短 D、经过88年，该核电池内的钚238还剩一半

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2. 一同学准备设计一个绕地球纬度圈飞行的卫星，绕行方向与地球自转方向相同，且要求其在一天绕地球3周，则该卫星与地球静止同步卫星相比，下列说法正确的是（　　）

A、该卫星与地球静止同步卫星可能不在同一轨道平面内 B、该卫星离地高度与地球静止同步卫星的离地高度之比为 ${(\frac{1}{9})}^{\frac{1}{3}}$ C、该卫星线速度与地球静止同步卫星的线速度之比为 $4^{\frac{1}{6}}$ D、该卫星与地球静止同步卫星的向心加速度之比为 $3^{\frac{4}{3}}$

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3. 电机与连杆结合，可以将圆周运动转化为直线上的往复运动，工作原理可简化为如图所示的机械装置。连杆 $A B$ 、 $O B$ 可绕图中A、B、 $O$ 三处的转轴转动，连杆 $O B$ 在竖直面内的圆周运动可通过连杆 $A B$ 使滑块在光滑水平横杆上左右滑动。已知滑块质量为2kg，大小不计， $O B$ 杆长为 $L = 0.8 m$ ，绕 $O$ 点做逆时针方向匀速转动的角速度为 $ω = 10 r a d / s$ ， $O B$ 杆由竖直位置转到图示位置时，连杆 $A B$ 与水平方向夹角为 $θ = 37 °$ ， $A B$ 杆与 $O B$ 杆刚好垂直，在 $O B$ 杆由竖直位置转到此位置过程中，杆对滑块做功为（ $s i n 37 ° = 0 ． 6$ ， $c o s 37 ° = 0 ． 8$ ）（　　）

A、36J B、46J C、100J D、234J

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4. 如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。在带电小球形成的电场中，有一带电粒子在水平面内绕O点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、粒子运动的水平面为等势面 B、粒子运动的轨迹在一条等势线上 C、粒子运动过程中所受的电场力不变 D、粒子的重力可以忽略不计

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5. 一长度为L的绝缘空心管MN水平放置在光滑水平桌面上，空心管内壁光滑，M端有一个质量为m、电荷量为+q的带电小球。空心管右侧某一区域内分布着垂直于桌面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，其边界与空心管平行。空心管和小球以垂直于空心管的速度v水平向右匀速运动，进入磁场后空心管在外力作用下仍保持速度v不变，下列说法正确的是（　　）

A、洛伦兹力对小球做正功 B、空心管对小球不做功 C、在离开空心管前，小球做匀加速直线运动 D、在离开空心管瞬间，小球的速度为 $v \sqrt{1 + \frac{2 q B L}{m v}}$

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6. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿 $x$ 轴正方向运动，其电势能 $E_{p}$ 随位移 $x$ 变化的关系如图所示，其中 $0 ~ x_{2}$ 段是关于直线 $x = x_{1}$ 对称的曲线， $x_{2} ~ x_{3}$ 段是直线，则下列说法正确的是（　　）

A、 $x_{1}$ 处电场强度最小，但不为零 B、粒子在 $0 ~ x_{2}$ 段做匀变速运动， $x_{2} ~ x_{3}$ 段做匀速直线运动 C、若 $x_{1}$ 、 $x_{3}$ 处电势为 $φ_{1}$ 、 $φ_{3}$ ，则 $φ_{1} < φ_{3}$ D、 $x_{2} ~ x_{3}$ 段的电场强度大小方向均不变

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7. 如图所示，“嫦娥五号”卫星从地球上发射先经历绕地飞行调相轨道，再从调相轨道上的P点进入地月转移轨道，然后在地月转移轨道上的Q点进入到绕月飞行轨道段。假设调相轨道和绕月轨道分别是长半轴为a、b的椭圆轨道，卫星在两栖圆轨道上分别绕地球、月球运行的周期绕月轨道一为 $T_{1}$ 、 $T_{2}$ 。则下列说法中正确的是（　　）

A、 $\frac{a^{3}}{T_{1}^{2}} = \frac{b^{3}}{T_{2}^{2}}$ B、从地月转移轨道切入到绕月轨道时，卫星在Q点必须加速 C、从调相轨道切入到绕月转移轨道时，卫星在P点必须加速 D、“嫦娥五号”卫星在地月转移轨道上运行的速度应大于11.2km/s

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8. 某兴趣小组的同学设计了一个测量电流的装置。如图所示，质量为m=0.01kg的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的劲度系数k=2.0N/m的弹簧相连。在矩形区域abcd内有垂直纸面向外、大小B=0.20T的匀强磁场。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合且仪表内部构造不允许反偏；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。若ab=0.2m，bc=0.05m（不计通电时电流产生的磁场的作用），则下列说法正确的是（）

A、MN的N端与电源负极相接，则会导致电表反偏出现故障 B、当电流表示数为零时，弹簧长度为0.05m C、此电流表的量程是2.5A D、量程扩大倍数与磁感应强度增加倍数相等

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二、多选题

9. 如图所示，直角坐标系xOy在水平面内，z轴竖直向上。坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场B。质量为m带电量为q的小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球A的速度大小为v₀ ，小球与坐标原点O的距离为r ， O点和小球A的连线与z轴的夹角θ=37°。重力加速度为g ， m、q、r已知。（cos37°=0.8，sin37°= 0.6）则下列说法正确的是（　　）

A、小球A与点电荷之间的库仑力大小为 $\frac{5}{4} m g$ B、从上往下看带电小球只能沿逆时针方向做匀速圆周运动 C、v₀越小所需的磁感应强度B越小 D、 $v_{0} = \sqrt{\frac{9}{20} g r}$ 时，所需的磁感应强度B最小

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10. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为2：1，定值电阻 $R_{1} = R_{2} = R$ ，滑动变阻器 $R_{3}$ 的最大阻值也为 $R$ ，图中电表均为理想电表。M、N两端输入电压为U的交流电，初始时滑动变阻器的滑片Р处于a端，当滑片Р向b端滑动至中间某一位置时，电压表、电流表的示数变化量分别为 $△ U$ 、 $Δ I$ 。则（）

A、初始时电压表的示数为 $\frac{2}{9} U$ B、滑片Р向b端滑动过程中，电流表的示数增大，电压表的示数减小 C、 $| \frac{△ U}{△ I} | = \frac{R}{2}$ D、滑片P向b端滑动过程中， $R_{3}$ 消耗的功率逐渐增大

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11. 如图所示，abcd是一个均质正方形导线框，其边长为l、质量为m、电阻为R。在 $x \leq 0$ 的范围内存在大小为B₀ ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场I，在 $x \geq 2 l$ 的范围内存在大小为 $2 B_{0}$ ，方向垂直于纸面向外的匀强磁场II，在 $0 < x < 2 l$ 范围内无磁场。线框以某一初速度从图示位置在光滑水平面上沿x轴向右运动，cd边刚好不能进入右侧磁场，边界含磁场，导线框始终垂直于磁场。则下列说法正确的是（　　）

A、线框穿出磁场I的过程中和进入磁场II的过程中，线框中产生的感应电流方向反 B、线框ab边刚穿出磁场I时，ab两点间的电势差为 $U_{a b} = \frac{5 B_{0}^{3} l^{4}}{4 m R}$ C、线框恰好有一半进入磁场II时，ab边受到的安培力大小为 $\frac{4 B_{0}^{4} l^{5}}{m R^{2}}$ D、线框穿出磁场I的过程中与进入磁场II的过程中产生的焦耳热之比为9：16

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12. 如图1为一自动卸货矿车工作时的示意图：矿车空载时质量为100kg；矿车载满货物后，从倾角 $α = 30 °$ 的固定斜面上A点由静止下滑，下滑一段距离后，压缩固定在适当位置的缓冲弹簧，当弹簧产生最大形变时（仍在弹性限度内），矿车立即自动卸完全部货物，然后借助弹簧的弹力作用，返回原位置A ，此时速度刚好为零，矿车再次装货。设斜面对矿车的阻力为车总重量的 $k_{0}$ 倍，已知矿车下滑过程中，加速度a与位移x的部分关系图象如图2所示。矿车可视为质点，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力，则（　　）

A、 $k_{0} = 0.25$ B、矿车的载货量为200kg C、弹簧的劲度系数为75N/m D、卸货点距A点32m

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三、实验题

13. 一热敏电阻 $R_{t}$ 阻值随摄氏温度 $t$ 变化满足 $R_{t} = 20 (1 + 0.01 t) (Ω)$ ，某实验小组利用此热敏电阻及其它元件制作了一个电子温度计。其电路如图甲所示，电路中所使用其它器材如下：
定值电阻 $R_{1}$ （阻值为10.0Ω）
电阻箱 $R_{2}$ （阻值为0~100.0Ω）
毫伏表（量程为200mV，内阻非常大）
电源（电动势为1.5V，内阻不计）
开关、导线若干。

(1)、请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路补充完整；（）

(2)、为使毫伏表零刻度线对应0℃，则电阻箱 $R_{2}$ 的阻值应调节为 $Ω$ ；

(3)、改装后该温度计的刻度线是否均匀（选填“是”或“否”）；

(4)、该温度计所能测量的最高温度为℃。

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14. 某实验小组利用手机内置的加速度传感器探究碰撞中的动量是否守恒，主要实验步骤如下：
①将两手机A、B放入防撞包内，然后用等长的轻细绳分别悬挂在同一高度处的O、 $O^{'}$ 点，静止时A、B刚好接触，如图甲所示；
②将手机A拉高至某一位置，然后由静止释放，手机A摆动到最低点时与手机B发生碰撞，如图乙所示；
③利用电脑软件远程控制手机并记录两手机水平方向的加速度随时间变化图像，如图丙（a）、丙（b）所示；
④将图像进一步处理，如图丁所示，根据图像数据进行分析，从而验证手机碰撞过程中是否满足动量守恒。
分析实验，回答以下问题：

(1)、为达到实验目的，本实验还必须测量的物理量有____

A、手机A、B的质量 B、细绳的绳长 C、手机A拉高的高度

(2)、软件中设置加速度水平向左为正，图丙（填“（a）”或者“（b）”）图为·A手机的 $a - t$ 图像；

(3)、若测得手机A的质量为 $0.23$ kg，手机B的质量为 $0.25$ kg，根据图丁所示数据可知，碰撞过程中手机A的动量变化量大小为，手机B的动量变化量大小为， ·由实验结果可知两手机在碰撞过程中满足动量守恒。（结果保留3位有效数字）

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四、计算题

15. 航空母舰的舰载战斗机着舰过程被称为“在刀尖上跳舞”，指的是舰载战斗机着舰有很大的风险，一旦着舰不成功，飞行员必须迅速实施“逃逸复飞”。“逃逸复飞”是指制动挂钩挂拦阻索失败后飞机的复飞。设航空母舰的跑道是平直的，长度为L = 300m、某飞行员在一次训练“逃逸复飞”科目时，战斗机在跑道一端着舰时的速度为v₀ = 55m/s，经过t = 2.5s时的速度为v₁ = 25m/s，此时制动挂钩应挂住拦阻索但却失败，于是战斗机立即以a = 6.25m/s²的最大加速度复飞，起飞需要的最小速度为v₂ = 50m/s。

(1)、求战斗机着舰过程的位移大小；

(2)、本次“逃逸复飞”能否成功？若不能，请说明理由；若能，求战斗机在跑道上复飞过程的最短时间。

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16. 如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧，其一端固定在墙上，离地面高度为 $0.80 m$ 。用质量为 $0.50 k g$ 的小球压弹簧的另一端，使弹簧的弹性势能为 $1.0 J$ 。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹簧分离后，从桌面水平飞出。当小球与水平地面碰撞时，其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等；垂直于地面的速度分量大小发生变化。测得小球第二次落点与桌面上飞出点的水平距离为 $2.0 m$ 。取重力速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，忽略空气阻力。求：

(1)、弹簧对小球冲量的大小；

(2)、小球与地面第一次碰撞过程中，小球损失动能与碰撞前动能的比值。

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17. 如图所示，长木板最左端静止放置一质量为 $m_{1} = 1.0 k g$ 的小物块，其左侧固定有挡板。木板质量为 $m_{2} = 2.0 k g$ ，与挡板的距离为 $x = 1.33 m$ 。长为 $L = 1.0 m$ 且不可伸长的轻质细线将质量为 $m_{0} = 2 k g$ 的小球悬挂于O点。现将小球从与O点等高的A点由静止释放，下降 $h = 0.6 m$ 后在B点细线绷直（绷直时间极短），然后绕O点做圆周运动至O点正下方的C点。已知小球与木板、木板与挡板之间均发生弹性正碰（碰撞时间极短），小物块与木板间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.2$ ，木板与地面间的动摩擦因数 $μ_{2} = \frac{1}{3}$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。小球与小物块均可视为质点，所有运动及相互作用均发生在同一竖直面内，空气阻力不计。求：

(1)、小球与木板碰撞前的速度 $v_{C}$ （结果保留1位有效数字）；

(2)、木板运动到挡板所需时间t；

(3)、木板与小物块间摩擦产生的热量Q。

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18. 如图所示，一个质量为m ，电荷量为-q ，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a ， 0）点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度B；

(2)、在第一象限内的运动时间；

(3)、粒子射出磁场位置距O点的距离。

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