重庆市2023届高三下学期2月质量检测物理试卷（答案）考试试卷

重庆市2023届高三下学期2月质量检测物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端。如图沿地球直径挖一个通道AB，地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，地心处为O点，则乘客( )
A.在O处速度最大 B.从A到O受到的万有引力一直增大
C.从A到O的时间大于O到B的时间 D.在A、B处加速度相同
2、轻轨是重庆市的一道名片。轨道交通3号线中铜元局站到两路口站的轨道近似为直线轨道；一辆轻轨从铜元局站静止开始做匀加速直线运动，加速一段时间后做匀减速直线运动，最后经过时间t、行驶距离x后恰好在两路口站停下。下列说法正确的是( )
A.轻轨行驶的平均速度为
B.轻轨行驶的平均速度为
C.轻轨在加速运动中的平均速度大小大于在减速运动中的平均速度大小
D.轻轨在加速运动中的平均速度大小小于在减速运动中的平均速度大小
3、如图用货车运输规格相同的两块水平水泥板，底层水泥板车厢间的动摩擦因数为0.6，两块水泥板之间动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，为保证底层水泥板与车厢、两块水泥板之间均不发生相对运动，货车行驶的最大加速度为( )
A. B. C. D.
4、如图所示是某同学跳远的频闪图，该同学身高180cm，起跳点为O点。图中辅助标线方格横竖长度比为2:1，请你估算他起跳时的初速度最接近的值是( )
A.4m/s B.5m/s C.6m/s D.7m/s
5、如图所示，在y轴与直线之间区域有垂直纸面向外的匀强磁场，在直线与直线之间区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。现有一直径为L的圆形导线框，从图示位置开始，在外力F（未画出）的作用下沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。线框中感应电流（逆时针方向为正方向）与导线框移动的位移x的变化关系图像中正确的( )
A. B.
C. D.
6、如图所示，半径为R的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内。某时刻，质量为1kg、直径略小于细圆管内径的小球A（可视为质点）从细管最高点静止释放，当小球A和细圆管轨道圆心连线与竖直方向夹角为37°时，小球对轨道的压力大小为( )（）
A.38N B.40N C.42N D.44N
7、如图所示，光滑足够长斜面底端有一垂直斜面的挡板。A、B、C三个半径相同质量不同的小球（均可视为质点），从图中位置同时静止释放（其中C球离挡板距离为H）；所有碰撞均为弹性碰撞，且三球在第一次到达斜面底端时碰后B、C恰好静止，则A球碰后沿斜面向上运动最大位移为( )
A.4H B.6H C.9H D.16H
二、多选题
8、如图所示，甲图中、、为两个等量异种点电荷连线上的四等分点。乙图中、、为垂直于纸面向里的两等大恒定电流连线上的四等分点。下列说法正确的是( )
A.、两点的电场强度大小相等、方向相反
B.、两点的电场强度相同
C.、两点的磁感应强度大小相等、方向相反
D.、两点的磁感应强度相同
9、如图所示为某电站向其他地区远距离输电的原理图，图中交流电表均为理想电表，变压器、均为理想变压器。输电线电阻为，可变电阻R为用户端负载，发电机输出电压有效值保持不变。当输电功率时，输电线上损失的功率为输电功率的，电压表示数为220V。下列说法正确的是( )
A.输电线上的电流为
B.升压变压器的原、副线圈匝数比为
C.降压变压器的原、副线圈匝数比为450:1
D.随着用电高峰到来，电压表的示数将变小
10、质量为m的小球以初速度竖直向上抛出，经过时间t后落回到抛出点位置。已知小球所受阻力大小与小球的速率成正比（，k为常数），重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.小球落回到抛出点时速度大小为
B.小球上升时间小于
C.小球上升过程克服阻力做功小于下降过程克服阻力做功
D.全过程小球克服阻力做功
三、实验题
11、重庆南开中学某兴趣小组的同学想通过测量单摆周期，进而测量重庆市区的重力加速度大小。
（1）为了比较准确地测量出重庆市区重力加速度的数值，选定器材有秒表、毫米刻度尺、游标卡尺、铁架台、金属夹，除此之外在下列所给的器材中，还应选用______（填序号）。
A.长约1m的轻质细线 B.长约10cm的轻质细线
C.直径约为1cm的钢球 D.直径约为1cm的塑料球
（2）组装实验装置并进行测量，n次全振动的时间如图甲所示为______s。
（3）该兴趣小组的小南同学设计实验并进行了多次测量，测出不同摆长L下对应的周期T，并作出的图像如图乙所示，可求得重力加速度大小______。
12、小南同学设计如图甲所示实验测量电源电动势与内阻，再利用该电源和表改装成欧姆表。
实验步骤如下：
（1）如图甲所示，，改变电阻箱R的阻值进行多次测量，读出多组U、R数值，根据测得数据描绘图线如图乙所示。根据图线求得电源的电动势______V，内阻______Ω。
（2）利用该电源、电阻箱、量程为内阻约为的表改装成如图丙所示的欧姆表。进行欧姆调零后，正确使用该欧姆表测量某待测电阻，欧姆表示数如图丁所示，被测电阻阻值为______Ω。
（3）若考虑图甲中电压表内阻影响，则图丁电阻测量值______（选填“大于”“等于”“小于”）真实值。
四、计算题
13、看到永不停息的海浪，有人想到用海浪来发电，设计了如图方案：浮筒通过长度不变的细绳与重锤相连，细绳上固定一根长为L的水平导体棒PQ；地磁场的水平分量视为匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。在限位装置（未画出）作用下整个系统始终只在竖直方向上近似作简谐振动，振动位移方程为；求：
（1）浮筒的速度随时间的变化关系式；
（2）试证明：导体棒PQ两端产生的电压u为正弦交流电，并求出其有效值。
14、在清洁外墙玻璃时可以用磁力刷。如图：厚度的玻璃左右表面平整且竖直；两个相同特制磁力刷A、B（均可视为质点）之间的吸引力始终沿AB连线方向，大小与AB距离成反比。已知A的质量为m，与玻璃间的动摩擦因数为0.5，滑动摩擦与最大静摩擦大小相等；当A、B吸附在玻璃两侧表面且水平正对时，A、B间的吸引力；
（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，要A不下滑，求AB的最远距离；
（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，求AB连线与竖直方向夹角。
15、地球周围不但有磁场，还有电场。如图，在赤道上一个不太高的空间范围内，有垂直纸面向里（水平向正北）的匀强磁场，磁感应强度大小为B；有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E。一群质量均为m，电量均为q的带正电宇宙粒子射向地面；取距水平地面高度为h的P点观察，发现在如图所示水平线以下180°方向范围内都有该种粒子通过P点，且速度大小都为v；所有粒子都只受匀强电磁场的作用力，求：
（1）若有些粒子到达了地面，这些粒子的撞地速度大小；
（2）若要所有粒子都不能到达地面，v的最大值是多少；
（3）若，且，过P点的这些粒子打在地面上区域的长度。注：本小问结果用h表示，，。
参考答案
1、答案：A
解析：A.乘客达到地心时处于平衡位置，故其速度最大，加速度等于零，故A正确；
B.乘客达到地心时受到的万有引力为零，故B错误；
C.地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，所以从A到O的时间等于O到B的时间，故C错误；
D.根据牛顿第二定律可知，在A、B处受万有引力大小相同，方向相反，所以在A、B处加速度方向相反，故D错误。
故选A。
2、答案：B
解析：AB.轻轨行驶的平均速度为，故A错误，B正确；
CD.设轻轨开始减速时的速度大小为v，则轻轨在加速运动中的平均速度大小，轻轨在减速运动中的平均速度大小为，可知轻轨在加速运动中的平均速度大小等于在减速运动中的平均速度大小，故CD错误。
故选B。
3、答案：C
解析：要使上层水泥板不发生相对滑动，上层水泥板的最大静摩擦力，要使两块水泥板均不发生相对滑动，则，所以最大加速度应，故选C。
4、答案：D
解析：从图中可知，人的高度约占三格竖直线，所以一格竖直线的长度约为，则一格水平线的长度约为，从起跳到最高点过程，重心在竖直方向运动了约2格，根据逆向思维有，解得，水平方向运动了约2格，则有，解得，起跳时的初速度为，故选D。
5、答案：B
解析：设导线框匀速运动的速度为v，导线框电阻为R。在过程，导线框进入左侧磁场，导线框的磁通量向外增大，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向(负方向），导线框切割磁感线的有效长度先增大后减小，根据，可知导线框的电流先增大后减小，其中最大电流为，在过程，导线框从左侧磁场进入右侧磁场，导线框的磁通量从向外减小到向里增大，根据楞次定律可知，感应电流为逆时针方向(正方向），导线框切割磁感线的有效长度先增大后减小，根据，可知导线框的电流先增大后减小，其中最大电流为，在过程，导线框离开右侧磁场，导线框的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向（负方向），导线框切割磁感线的有效长度先增大后减小，根据，可知导线框的电流先增大后减小，其中最大电流为，故选B。
6、答案：D
解析：以小球为对象，根据动能定理可得，解得，根据牛顿第二定律可得，解得，根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为44N。
故选D。
7、答案：C
解析：因为A、B、C三球由静止同时释放，所以C球与挡板碰撞前瞬间三球速度相等，由匀加速直线运动位移速度公式可得，解得，由题意可知，C球与挡板碰撞后反向碰B球，B球再反向碰A球，由于都是弹性碰撞，以沿斜面向上为正方向，由动量守恒和机械能守恒，C球与B球碰撞过程有，，B球与A球碰撞过程有，，联立解得，，则A球碰后沿斜面向上运动最大位移为，故选C。
8、答案：BC
解析：AB.根据等量异种点电荷电场分布特点可知，、两点的电场强度大小相等、方向相同，故A错误，B正确；
CD.根据右手螺旋定则可得，左侧电流在、两点的磁场方向向下，右侧电流在、两点的磁场方向向上，由于点离左侧电流较近，所以点的磁场方向向下，点离右侧电流较近，所以点的磁场方向向上，根据对称性可知，、两点的磁感应强度大小相等、方向相反，故C正确，D错误。
故选BC。
9、答案：CD
解析：A.设输电线上的电流为，则有，解得，故A错误；
C.设降压变压器副线圈输出电流为，则有，解得，则降压变压器的原、副线圈匝数比为，故C正确；
B.降压变压器的原线圈输入电压为，升压变压器的副线圈输出电压为，升压变压器的原、副线圈匝数比为，故B错误；
D.随着用电高峰到来，输电功率变大，则升压变压器的原线圈电流变大，副线圈电流变大；输电线电阻损失电压变大，则降压变压器的原线圈输入电压变小，降压变压器的副线圈输出电压变小，电压表的示数将变小，故D正确。
故选CD。
10、答案：ABD
解析：A.设小球上升时间为，小球下降时间为，小球落回至抛出点时的速度大小为v。取向下为正方向，根据动量定理，由于上升的高度等于下降的高度，则，又因为，联立解得，故A正确；
B.小球上升阶段的加速度，下降阶段的加速度，则上升阶段加速度较大，根据，可知小球上升时间小于，选项B正确；
C.小球上升过程平均阻力大于下降过程的平均阻力，则上升阶段克服阻力做功大于下降过程克服阻力做功，选项C错误；
D.全过程小球克服阻力做功，选项D正确。
故选ABD。
11、答案：（1）AC（2）126（3）
解析：（1）在下列所给的器材中，还应选用长约lm的轻质细线和直径约为lcm的钢球，故选AC。
（2）由图可知，n次全振动的时间为。
（3）根据，可得，则，解得。
12、答案：（1）1.5；0.5（2）6000（3）小于
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律可得，可得，可知图像的纵轴截距为，解得电源电动势为，图像的斜率为，解得内阻为。
（2）欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律有，解得欧姆表内阻为，根据欧姆中间刻度可知欧姆表倍率为，测量某待测电阻，欧姆表示数如图丁所示，则被测电阻阻值为。
（3）若考虑图甲中电压表内阻影响，设电压表内阻为，由图甲根据闭合电路欧姆定律可得，可得，可知图像的纵轴截距为，可得，则欧姆调零时，有，设图丁指针对应电流为I，根据闭合电路欧姆定律可得，，可得，则有，则电阻测量值小于真实值。
13、答案：（1）（2）
解析：（1）根据
因为
通过求导可得
（2）导体棒PQ两端产生的电压
所以是正弦式交流电，有效值
14、答案：（1）（2）
解析：（1）控制B从图中位置水平向右缓慢移动，设AB的最远距离为，则有
以A为对象，有
又
联立解得AB的最远距离为
（2）控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，设AB连线与竖直方向夹角为θ，则有
又
以A为对象，有
联立解得
15、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）对到达地面的粒子，从P点到地面，由动能定理可得
解得
（2）所用粒子的速度都可以按
进行分解，其中，方向水平向东；即所有粒子的运动都可以分解为两个分运动：以水平向东的匀速直线运动，以的竖直平面内逆时针的匀速圆周运动。水平向西通过P点的粒子，其最大，为
做圆周运动的半径最大，向竖直向下走的距离最远，故只要该粒子不打到地面，所有粒子都不会打到地面。当该粒子轨迹刚好与地面相切时，v最大；则有
解得
（3）当v向下偏东，且恰好竖直向下时
其匀速圆周运动的半径为
故其轨道刚好在做圆周后与地面相切与，该粒子为能打到地面最东边的粒子。令P点在地面的投影点为，有
当v水平向西时，粒子的
方向水平向西，匀速圆周运动轨道半径最大，能打到地面的最西点，有
令其从P点到打到地面做圆周运动的圆心角为α，则有
可得
故
故粒子能打在地面区域的长度为