榆林市四校2022-2023学年高二下学期4月第一次联考
物理
考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分，考试时间100分钟.
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效.
4. 本卷命题范围：沪科版必修1，必修2，选修3-1，选修3-2，选修3-5第1至3章.
一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 2022年10月12日，“天宫课堂”第三课开讲，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲现场展示失重环境物理现象.超重和失重现象在日常生活中是比较常见的，下列有关超重和失重的说法正确的是（ ）
A. 载人飞船中的航天员从发射到在太空运行一直处于失重状态
B. 在水平轨道上加速行驶的高铁上的乘客处于超重状态
C. 荡秋千时当秋千摆到最低位置时，人处于失重状态
D. 汽车在驶过拱形桥过程中，在拱形桥顶端时处于失重状态
2. 在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，这时（ ）
A. 锌板带正电，指针带负电 B. 锌板带正电，指针带正电
C. 锌板带负电，指针带正电 D. 锌板带负电，指针带负电
3. 如图所示，一件重量为G的衣服悬挂在等腰衣架上，已知衣架顶角，底边水平，不计摩擦.则衣架一侧对衣服的作用力大小为（ ）
A. B. C. D. G
4. 如图所示，质量为的物体静止在光滑水平地面上，时对物体施加一与水平方向夹角为、大小为的恒力，，，则下列说法正确的是（ ）
A. 1s末物体的动能大小为16J B. 经过2s力F做功为160J
C. 2s末力F的功率为128W D. 前2s力F的平均功率为80W
5. 如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源的电动势为6V、内阻为，定值电阻R的阻值为，滑动变阻器的最大阻值是.闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数变大 B. 滑动变阻器消耗的功率变小
C. 电流表的示数变小 D. 滑动变阻器最大动率为2.25W
6. 如图所示，两倾角为的光滑平行导轨间距可调，质量为m的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在垂直导体棒的匀强磁场，现在导体棒中通由a到b的恒定电流，使导体棒始终保持静止，已知磁感应强度大小为B，电流为I，重力加速度为g，忽略一切摩擦.则下列说法正确的是（ ）
A. 若磁场方向竖直向上，则两导轨间距为
B. 若磁场方向垂直斜面向上，则两导轨间距为
C. 若磁场方向水平向左，则两导轨间距为
D. 若磁场方向水平向右，则两导轨间距为
7. 假如水星和地球在同一平面内绕太阳公转，把公转轨道均视为圆形，如图所示，在地球上观测，发现水星与太阳可呈现的视角（把太阳和水星均视为质点，它们与眼睛连线的夹角）有最大值，已知最大视角的正弦值为k，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 若水星与太阳的距离为r，地球与太阳之间的距离为R，则
B. 水星的公转周期为年
C. 若地球的公转周期为，水星与太阳之间的距离为r，则水星的加速度为
D. 若水星的公转周期为，地球与太阳之间的距离为R，则太阳的质量为
8. 一个德布罗意波波长为的中子和另一个德布罗意波波长为的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（ ）
A. B. C. D.
9. 图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A. 电压表的示数为10V
B. 在0.01s末时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直
C. 若滑动触头P的位置向上移动、R不变时，电流表读数将减小
D. 若滑头P的位置不变、R不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍
10. 如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧放在光滑的水平面上，一端固定在墙上，另一端与质量为m的物块相连，弹簧处于原长时，给物块一个水平向左的恒定推力F，让物块由静止开始向左运动.弹簧的弹性势能与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为，下列说法正确的是（ ）
A. 当弹簧的压缩量为时，物块的速度最大 B. 当物块回到初始位置时，还可向右运动
C. 物块向右运动的过程中加速度先增大后减小 D. 弹簧的最大压缩量为
11. 如图所示，带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M、N水平正对放置，两板间电场强度，方向向下.M板和N板相距10cm，电场中A点距N板为4cm，B点距M板为1cm.下列说法正确的是（ ）
A. B点电势高于A点电势，AB间的电势差
B. 让N板接地，则A点的电势
C. 一个电子从A点移动到B点，电势能减少
D. 将一个电子从A点沿直线移到B点静电力做的功，与将电子先从A点移到C点再移到B点静电力做的功数值不同
12. 一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器与降压变压器都是理想变压器.已知发电机输出电压，两个变压器的匝数比，，输电线电阻为，发电机输出功率为，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上损失的电压为400V B. 输电线上损失的功率为32kW
C. 用户得到的电压为220V D. 深夜用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
二、实验题（本题共2小题，共14分）
13.（6分）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.
（1）除开关和导线若干外，现还提供以下器材：
A. 电流表（量程：0~0.6A，内阻）
B. 电压表（0~15V）
C. 电压表（0~3V）
D. 滑动变阻器（）
E. 滑动变阻器（）
实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用______.（选填相应器材前的字母）
（2）为准确测定电池的电动势和内阻，应选择的实验电路是图中的______（选填“甲”或“乙”）.
（3）根据实验记录，画出的图像如图丙所示，可得待测电池的电动势______V，内电阻______.
14.（8分）一个带喷水口的塑料瓶中装满水，用力挤压可使水从喷口射出，设计方案如图所示，估测某次手挤压瓶时对瓶所做的功，实验器材有天平、刻度尺，已知当地的重力加速度为g，回答下列问题：
（1）用天平测量塑料瓶与水的总质量为M，某次挤压使水喷出一部分后需测得______（填“塑料瓶”或“塑料瓶和剩余的水”）的质量为m.
（2）将塑料瓶水平放置，用力挤压使水从喷口射出做平抛运动，使水的落点______（填“在”或“不在”）同一位置.
（3）用刻度尺测量平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y，则初速度为______，写出估测所做功的表达式为______.
（4）实际上手对塑料瓶做的功______（填“大于”“等于”或“小于”）上述表达式所对应的值，因为塑料瓶的______（填“动能”“热能”或“弹性势能”）增加了.
三、计算题（本题共4小题，共50分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）如图所示，质量为3kg的长木板静止在光滑水平面上，两个质量分别为2kg、3kg的滑块A、B同时从木板的左、右两端以2m/s和4m/s的速度滑上木板，最终两物块均相对木板静止，且恰好没有发生碰撞，滑块与木板间的动摩擦因数均为0.2，重力加速度g取.求木板的长度.
16.（12分）如图所示的xOy坐标系中，y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场.P点为x轴上的点，，一电荷量为、质量为的正粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场，经过一段时间粒子通过y轴进入电场，速度方向与y轴的负方向成，粒子在电场中垂直x轴经过Q点.忽略粒子的重力，求：
（1）粒子射入磁场的初速度大小以及电场强度E；
（2）粒子从开始到第三次经过y轴的时间.
17.（14分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度一端连接的电阻.导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度.质量为的导体棒MN放在导轨上，其电阻，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好并始终与导轨垂直，导轨的电阻可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右做匀速运动，速度，并开始计时.求：
（1）感应电动势E和M、N两点间的电势差；
（2）在2s时间内，拉力做的功；
（3）在2s末，撤去拉力，导体棒会逐渐减速直至停止运动.求从开始至停止的全过程中电阻R上产生的焦耳热.
18.（16分）如图所示，长度为的轻绳，系一质量为的小物块（可视为质点）在竖直平面内做圆周运动，当小物块运动到圆周的最低点时轻绳刚好断裂，小物块以水平速度从光滑水平面A处滑出，绳断前瞬间轻绳能承受的最大张力为74N，绳断时物块与水平面刚好未接触，光滑水平面AB与倾角为足够长的传送带在B点平滑相连，传送带以速度逆时针匀速转动，小物块在A点向左运动后从传送带的底端B点滑上传送带，小物块与传送带间的动摩擦因数为，忽略空气阻力，，，重力加速度g取，求：
（1）小物块运动到圆周的最低点时速度大小；
（2）小物块在传送带上向上运动过程中的加速度大小；
（3）从开始至小物块滑到最远处时，小物块与传送带间摩擦产生的内能.
参考答案
1. D 2. B 3. A 4. C 5. D 6. B 7. D 8. A 9. AD 10. AD 11. BC 12. BC
13.（1）C D（每空1分） （2）乙（1分） （3）1.5（1分） 0.8（2分）
解析：（1）一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选0~3V的C；为方便实验操作，滑动变阻器应选总阻值较小的D；
（2）由于电流表内阻已知，而电压表内阻未知，故可以采用将电流表作为等效内阻采用相对电源的内接法，应选乙图；
（3）由图示电源图像可知，图像与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势；电源等效内阻为，故电源实际内阻为.
14.（1）塑料瓶和剩余的水（1分） （2）在（1分） （3）（2分） （2分）
（4）大于（1分） 弹性势能（1分）
解析：（1）用天平测量塑料瓶与水的总质量为M，水喷完后测得塑料瓶和剩余的水的质量为m；
（2）水的落点在同一位置，这样这些水有同一平抛运动的初速度；
（3）由平抛运动的规律可得初速度为，手对塑料瓶做的功为；
（4）实际上手对塑料瓶做的功大于上述表达式所对应的值，因为塑料瓶的弹性势能增加了.
15. 解：木板和A、B两滑块组成的系统动量守恒
解得（1分）
A、B减速运动的加速度均为（1分）
A从滑上木板到相对木板静止过程所用时间（1分）
B从滑上木板到相对木板静止过程所用时间（1分）
，向右（1分）
，向左（1分）
，向左（1分）
故（1分）
16. 解：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出运动轨迹示意图如图所示，
由几何关系得（1分）
解得（1分）
根据洛伦兹力提供向心力，有（1分）
解得（1分）
带电粒子在电场中运动时，沿y轴方向做匀速直线运动，
有（1分）
沿x轴方向做匀变速直线运动，有
其中（1分）
解得，（1分）
（2）带电粒子进入电场前在磁场中运动的时间（1分）
之后带电粒子在电场中运动的时间为（1分）
带电粒子再次进入磁场后转过的角度为，所用时间（1分）
则带电粒子从开始运动到第三次经过y轴所用的时间（2分）
17. 解：（1）感应电动势（3分）
M、N两点间的电势差（2分）
（2）棒匀速，（2分）
拉力做的功（3分）
（3）撤去拉力之前，拉力做功等于回路中产生的焦耳热，撤去之后棒动能全部转化为焦耳热
，（2分）
又因为R与r串联，R产生的焦耳热（2分）
18. 解：（1）小物块运动到圆周的最低点时由牛顿第二定律得
（1分）
将代入解得（1分）
即小物块运动到圆周的最低点时速度大小是8m/s（1分）
（2）当时，对小物块由牛顿第二定律得（1分）
解得（1分）
，则小物块速度与传送带速度相同后会继续减速.
时，有（1分）
解得（1分）
（3）设物块从滑上传送带到共速时间为，再减速到零时间为
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
