2023屆湖北省武漢市鋼城四中高三下學期5月質量檢測試題物理試題試卷

2023屆湖北省武漢市鋼城四中高三下學期5月質量檢測試題物理試題試卷注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、用某單色光照射金屬表面，金屬表面有光電子飛出．若照射光的頻率增大，強度減弱，則單位時間內飛出金屬表面的光電子的A．能量增大，數量增多 B．能量減小，數量減少C．能量增大，數量減小 D．能量減小，數量增多2、2016年8月16日l時40分，我國在酒泉用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空．如圖所示為“墨子號”衛(wèi)星在距離地球表面500km高的軌道上實現兩地通信的示意圖．若己知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，則下列說法正確的是()A．工作時，兩地發(fā)射和接受信號的雷達方向一直是固定的B．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度小于7.9km/sC．可以估算出“墨子號”衛(wèi)星所受到的萬有引力大小D．可以估算出地球的平均密度3、有關科學發(fā)現，下列說法中正確的是（）A．查德威克在原子核人工轉變的實驗中發(fā)現了質子B．湯姆孫通過α粒子散射實驗，發(fā)現了原子核具有一定的結構C．盧瑟福依據α粒子散射實驗，提出了原子核內部存在著質子D．最近探測到13億年前兩個黑洞撞擊產生的引力波是利用了激光干涉的原理4、氫原子光譜在可見光區(qū)域內有四條譜線Hα、Hβ、A．HαB．同一介質對HαC．同一介質中HδD．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應，則H5、已知太陽到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉的周期約為27天.利用上述數據以及日常的天文知識，可估算出太陽對月球與地球對月球的萬有引力的比值約為A．0.2 B．2 C．20 D．2006、如圖所示，左側是半徑為R的四分之一圓弧，右側是半徑為2R的一段圓弧．二者圓心在一條豎直線上，小球a、b通過一輕繩相連，二者恰好等于等高處平衡．已知，不計所有摩擦，則小球a、b的質量之比為A．3:4 B．3:5 C．4:5 D．1:2二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、某機車發(fā)動機的額定功率為P=3.6×106W，該機車在水平軌道上行駛時所受的阻力為f=kv（k為常數），已知機車的質量為M=2.0×105kg，機車能達到的最大速度為vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A．機車的速度達到最大時所受的阻力大小為9×104NB．常數k=1.0×103kg/sC．當機車以速度v=20m/s勻速行駛時，機車所受的阻力大小為1.6×104ND．當機車以速v=20m/s勻速行駛時，機車發(fā)動機的輸出功率為9×105W8、如圖所示，在光滑水平的平行導軌MN、HG左端接一阻值為的電阻（導軌電阻不計），兩軌道之間有垂直紙面向里的勻強磁場。一電阻也為的金屬桿，垂直兩導軌放在軌道上。現讓金屬桿在外力作用下分別以速度v1、v2由圖中位置1勻速運動到位置2，兩次運動過程中桿與導軌接觸良好，若兩次運動的速度之比為，則在這兩次運動中下列說法正確的是（）A．R0兩端的電壓之比為U1:U2＝1:2B．回路中產生的總熱量之比Q1:Q2＝1:4C．外力的功率之比P1:P2＝1:2D．通過導體橫截面的電荷量q1:q2＝1:19、理論表明，圍繞地球轉動的衛(wèi)星，其機械能只與衛(wèi)星的質量和軌道的長軸大小有關。如圖所示，A為地球，b、c為質量相同的兩顆衛(wèi)星圍繞地球轉動的軌道形狀分別為圓和橢圓，兩軌道共面，P為兩個軌道的交點，b的半徑為R，c的長軸為2R。關于這兩顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．它們的周期不同 B．它們的機械能相等C．它們經過P點時的加速度不同 D．它們經過P點時的速率相同10、某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力。其推進原理可以簡化為如圖所示的模型：PQ和MN是固定在水平地面上的兩根足夠長的平直導軌，導軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強磁場B1和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實驗車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場間隔相等。當磁場B1和B2同時以速度v沿導軌向右勻速運動時。金屬框受到磁場力，并帶動實驗車沿導軌運動，已知金屬框垂直導軌的ab邊的邊長L、金屬框總電阻R，列車與線框的總質量m，，懸浮狀態(tài)下，實驗車運動時受到的阻力恒為其對地速度的K倍。則下列說法正確的是（）A．列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直不變B．列車在運動過程中金屬框產生的最大電流為C．列車最后能達到的最大速度為D．列車要維持最大速度運動，它每秒鐘消耗的磁場能為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某學習小組在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，除導線和開關外，可供選擇的實驗器材如下：A．小燈泡L，規(guī)格2.5V，1.0WB．電流表A1，量程0.6A，內阻約為1.5ΩC．電流表A2，量程3A，內阻約為0.5ΩD．電壓表V1，量程3V，內阻約為3kΩE．電壓表V2，量程15V，內阻約為9kΩF．滑動變阻器R1，阻值范圍0~1000ΩG．滑動變阻器R2，阻值范圍0~5ΩH．學生電源4V，內阻不計(1)為了調節(jié)方便，測量盡量準確，電流表應選用______、電壓表應選用______、實驗電路應選用如下電路中的______（一律填選項序號）。A．B．C．D．(2)實驗測得該燈泡的伏安特性曲線如圖所示，由此可知，當燈泡兩端電壓為2.0V時，小燈泡的燈絲電阻是_______Ω（保留兩位有效數字）。12．（12分）如圖甲所示是一個多用電表的簡化電路圖。請完成下列問題。(1)測量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個量程。當選擇開關S旋到位置5、6時，電表用來測量____________（選填“直流電流”、“直流電壓”或“電阻”）。(2)某同學用此多用表測量某電學元件的電阻，選用“×l0”倍率的歐姆擋測量，發(fā)現多用表指針偏轉很小，因此需選擇____________（填“×l”或“×l00”）倍率的歐姆擋。(3)某實驗小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理，組裝如圖乙、丙所示的簡易歐姆表。實驗器材如下：A．干電池（電動勢E為3.0V，內阻r不計）；B．電流計G（量程300μA，內阻99Ω）；C．可變電阻器R；D．定值電阻R0=4Ω；E．導線若干，紅黑表筆各一只。①如圖乙所示，表盤上100μA刻度線對應的電阻刻度值是____________Ω；②如果將R0與電流計并聯(lián)，如圖丙所示，這相當于歐姆表換擋，換擋前、后倍率之比為____________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，xOy坐標系中存在垂直平面向里的勻強磁場，其中，x≤0的空間磁感應強度大小為B；x>0的空間磁感應強度大小為2B。一個電荷量為+q、質量為m的粒子a，t=0時從O點以一定的速度沿x軸正方向射出，之后能通過坐標為（，）的P點，不計粒子重力。(1)求粒子速度的大??；(2)在a射出后，與a相同的粒子b也從O點以相同的速率沿y軸正方向射出。欲使在運動過程中兩粒子相遇，求。（不考慮粒子間的靜電力）14．（16分）如圖（a），一水平面內固定有兩根平行的長直金屬導軌，導軌間距為L；兩根相同的導體棒M、N置于導軌上并與導軌垂直，長度均為L；棒與導軌間的動摩擦因數為μ（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）；整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。從t＝0時開始，對導體棒M施加一平行于導軌的外力F，F隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示。已知在t0時刻導體棒M的加速度大小為μg時，導體棒N開始運動。運動過程中兩棒均與導軌接觸良好，重力加速度大小為g，兩棒的質量均為m，電阻均為R，導軌的電阻不計。求：(1)t0時刻導體棒M的速度vM；(2)0~t0時間內外力F的沖量大小；(3)0~t0時間內導體棒M與導軌因摩擦產生的內能。15．（12分）在電磁感應現象中，感應電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種。產生感應電動勢的那部分導體就相當于“電源”，在“電源”內部非靜電力做功將其它形式的能轉化為電能。(1)利用圖甲所示的電路可以產生動生電動勢。設勻強磁場的磁感應強度為B，金屬棒ab的長度為L，在外力作用下以速度v水平向右勻速運動。此時金屬棒中電子所受洛侖茲力f沿棒方向的分力f1即為“電源”內部的非靜電力。設電子的電荷量為e，求電子從棒的一端運動到另一端的過程中f1做的功。(2)均勻變化的磁場會在空間激發(fā)感生電場，該電場為渦旋電場，其電場線是一系列同心圓，單個圓上的電場強度大小處處相等，如圖乙所示。在某均勻變化的磁場中，將一個半徑為r的金屬圓環(huán)置于相同半徑的電場線位置處。從圓環(huán)的兩端點a、b引出兩根導線，與阻值為R的電阻和內阻不計的電流表串接起來，如圖丙所示。金屬圓環(huán)的電阻為R0，圓環(huán)兩端點a、b間的距離可忽略不計，除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場外。此時金屬圓環(huán)中的自由電子受到的感生電場力F即為非靜電力。若電路中電流表顯示的示數為I，電子的電荷量為e，求∶a.金屬環(huán)中感應電動勢E感大?。籦.金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場力F的大小。(3)直流電動機的工作原理可以簡化為如圖丁所示的情景。在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內，相距為L，電阻不計。電阻為R的金屬桿ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。軌道端點MP間接有內阻不計、電動勢為E的直流電源。桿ab的中點O用水平繩系一個靜置在地面上、質量為m的物塊，最初細繩處于伸直狀態(tài)（細繩足夠長）。閉合電鍵S后，桿ab拉著物塊由靜止開始做加速運動。由于桿ab切割磁感線，因而產生感應電動勢E'，且E'同電路中的電流方向相反，稱為反電動勢，這時電路中的總電動勢等于直流電源電動勢E和反電動勢E'之差。a.請分析桿ab在加速的過程中所受安培力F如何變化，并求桿的最終速度vm；b.當電路中的電流為I時，請證明電源的電能轉化為機械能的功率為。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解題分析】

根據E=hv知，照射光的頻率增大，則光子能量增大，光的強度減弱，單位時間內發(fā)出光電子的數目減少．故C正確，ABD錯誤．2、B【解題分析】由于地球自轉的周期和“墨子號”的周期不同，轉動的線速度不同，所以工作時，兩地發(fā)射和接受信號的雷達方向不是固定的，故A錯誤．7.9km/s是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大環(huán)繞速度，則衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度小于7.9km/s，故B正確．由于“墨子號”衛(wèi)星的質量未知，則無法計算“墨子號”所受到的萬有引力大小，故C錯誤．根據知，因周期未知，則不能求解地球的質量，從而不能估算地球的密度，選項D錯誤；故選B．點睛：解決本題的關鍵知道衛(wèi)星做圓周運動向心力的來源，知道線速度、周期與軌道半徑的關系，理解第一宇宙速度的意義．3、D【解題分析】

A．查德威克在原子核人工轉變的實驗中發(fā)現了中子，A錯誤；B．湯姆孫發(fā)現了電子，揭示了原子具有一定的結構，B錯誤；C．盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現了原子核內部存在著質子，C錯誤；D．最近探測到13億年前兩個黑洞撞擊產生的引力波是利用了激光干涉的原理，D正確。故選D。4、A【解題分析】試題分析：根據hν=Em-波長越大，頻率越小，故Hα的頻率最小，根據E=hν可知Hα對應的能量最小，根據hν=Em-En可知Hα對應的前后能級之差最小，A正確；Hα的頻率最小，同一介質對應的折射率最小，根據v=cn可知Hα的傳播速度最大，BC錯誤；【題目點撥】光的波長越大，頻率越小，同一介質對其的折射率越小，光子的能量越小．5、B【解題分析】

由日常天文知識可知，地球公轉周期為365天，依據萬有引力定律及牛頓運動定律，研究地球有G＝M地r地，研究月球有G＝M月r月，日月間距近似為r地，兩式相比＝·.太陽對月球萬有引力F1＝G，地球對月球萬有引力F2＝G，故＝·＝·＝=2.13，故選B.6、A【解題分析】

對a和b兩個物體受力分析，受力分析圖如下，因一根繩上的拉力相等，故拉力都為T；由力的平衡可知a物體的拉力，b物體的拉力，，則聯(lián)立可解得，A正確．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AD【解題分析】

A．機車的速度達到最大時所受的阻力故A項正確；B．據阻力為f=kv可得故B項錯誤；CD．機車以速度20m/s勻速行駛時，則有機車以速度20m/s勻速行駛時，機車發(fā)動機的輸出功率故C項錯誤，D項正確。8、AD【解題分析】

A．兩種情況下桿產生的電動勢分別為、回路中的總電阻為R。故回路中兩次的電流分別為、故電流之比為根據歐姆定律，R0兩端的電壓之比故A正確；B．兩次運動所用的時間為故產生的熱量之比為故B錯誤；C．由于棒做勻速直線運動，故外力的功率等于回路中的功率，故故C錯誤。D．兩種情況下磁通量的變化量相同，則通過導體橫截面的電荷量為故通過電阻橫截面的電荷量為q1:q2=1:1故D正確。故選AD。9、BD【解題分析】

A．衛(wèi)星b的軌道半徑與衛(wèi)星c運行軌道的半長軸大小相等，都是R，根據可知，兩顆衛(wèi)星運行周期相同，A錯誤；B．由題意可知，兩顆衛(wèi)星質量相同，衛(wèi)星b的軌道半徑與衛(wèi)星c運行軌道的半長軸大小相等，故機械能相等，B正確；C．衛(wèi)星經過P點時的加速度為所以加速度相同，C錯誤；D．因為衛(wèi)星b的軌道半徑與衛(wèi)星c運行軌道的半長軸大小相等，且質量相等，所以兩顆衛(wèi)星經過P點時的勢能相同，又因為B選項中兩衛(wèi)星的機械能相等，則動能相同，速率相同，D正確。故選BD。10、BC【解題分析】

A．當磁場向右運動過程中，穿過閉合線框中的磁場有時垂直于紙面向外的磁場增大，有時垂直于紙面向內的磁場增大，根據楞次定律可知列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直改變，A錯誤；B．金屬框中和導體棒切割磁感線，最大的感應電動勢為根據閉合電路歐姆定律可知B正確；C．列車速度最大為，此時切割磁感線的速率為，金屬框中和導體棒切割磁感線，此時產生的感應電動勢為通過線框的電流為列車所受合外力為0時，速度最大，即所受安培力等于阻力解得C正確；D．列車要維持最大速度運動，每秒消耗的磁場能為D錯誤。故選BC。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、BDC5.1(或5.2或5.3)【解題分析】

(1)[1][2]小燈泡L的額定電壓為2.5V，故電壓表選D(3V)，額定電流為故電流表選B(0.6A)；[3]小燈泡的電阻為由于故采用電流表外接法，要求小燈泡兩端的電壓從零開始，所以滑動變阻器采用分壓式接法，故實驗電路應選C。(2)[4]由圖像可知，當燈泡兩端電壓為2.0V時，小燈泡的電流約為0.38A，則小燈泡的電阻為(5.1或5.2)12、直流電源×10020000100：1【解題分析】

(1)[1]由圖所示可知，當轉換開關旋到位置5、6時，表頭與電阻串聯(lián)，此時可用來測量直流電壓。(2)[2]測量某電學元件的電阻，選用“”倍率的電阻擋測量，發(fā)現多用表指針偏轉很小，待測阻值較大，說明所選擋位太小，為準確測量電阻阻值，需選擇“”倍率的電阻擋，重新歐姆調零后再測量。(3)①[3]歐姆表中值電阻等于歐姆檔內部電阻，則中間刻度值對應示數為有解得所以表盤上100μA刻度線對應的電阻刻度值是。②[4]當電流計滿偏時：流過的電流電流計內阻為，給電流計并聯(lián)的電阻，根據并聯(lián)分流的規(guī)律可知電流表量程擴大100倍，用該電流表改裝成歐姆表，同一刻度對應的電阻值變?yōu)樵瓉淼?，歐姆表換擋前、后倍率之比等于。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)；(2)和【解題分析】

(1)設粒子速度的大小為v，a在x>0的空間做勻速圓周運動，設半徑為，則有由幾何關系有解得聯(lián)立以上式子解得(2)粒子a與b在x≤0的空間半徑相等，設為，則解得兩粒子在磁場中運動軌跡如圖只有在M、N、O、S四點兩粒子才可能相遇。粒子a在x>0的空間做勻速圓周運動的周期為，則粒子a和b在x≤0的空間作勻速圓周運動的周期為，則(i)粒子a、b運動到M的時間(ii)同理，粒子a、b到N的時間粒子不能在N點相遇。(iii)粒子a、b到O的時間；粒子不能在O點相遇。(iv)粒子a、b到S的時間；所以粒子b與a射出的時間差為和時，兩粒子可以相遇。14、(1)；(2)；(3)。【解題分