河北省秦皇岛市青龙满族自治县实验中学2022-2023高三下学期3月月考物理试题（含解析）

青龙实验中学2022-2023学年度下学期高三年级3月考试题
物 理 试 题
分值：100分 考试时间：75分钟
一、选择题（本大题共11小题，共50分。其中1-8题只有一个选项符合题意，每小题4分，9-11题有多个选项符合题意，全选对的给6分，选对选不全给3分，有错选的不给分。）
一、单选题
1．了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是
A．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子
B．玻尔进行了粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型
C．约里奥·居里夫妇用粒子轰击金属铍并发现了中子
D．卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在
2．半径为R的半圆形玻璃砖如图所示放置，AB面水平，O为圆心。一束单色光与水平面成45°角照射到AB面上的D点，D为OA中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点C，光线在C点折射后照射到地面上的E点（图中未画出），将入射点从D点移到O点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的E点，不考虑光在圆弧面上的反射，则（　　）
A．玻璃砖对光的折射率为 B．玻璃砖对光的折射率为
C．C点离地面的高度为R D．C点离地面的高度为
3．在图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为5：1，电阻R1、R2的阻值分别为5Ω、6Ω，电压表和电流表均为理想电表。若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示(为正弦曲线的一部分)，下列说法正确的是（　　）
A．输入电压为55V B．电压表的示数为V
C．电流表的示数为0.2A D．R1、R2消耗的电功率之比为6：5
4．如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，电磁铁A和秤盘C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳中拉力F的大小为（ ）
A．F=Mg且大小保持不变 B．Mg＜F＜(M+m)g且大小逐渐变大
C．F＞(M+m)g且大小保持不变 D．F＞(M+m)g 且大小逐渐变大
5．甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标A，从此时开始，甲车做匀速直线运动，乙车先做加速运动后做减速运动，丙车先做减速运动后做加速运动，它们经过下一路标B时的速度相同，则三辆汽车经过下一路标B时的先后顺序是（ ）
A．乙、丙、甲 B．甲、乙、丙
C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙
6．如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，乙的速度为2v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ．乙的宽度足够大，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复．若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，重力加速度为g．则驱动乙的电动机的平均输出功率P为
A．p= B．p=
C．p= D．p=
7．两个质量均匀的球体，相距，它们之间的万有引力为10-8N，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为：
A．4×10-8N B．2×10-8N C．10-8N D．10-4N
8．甲、乙两列机械波在同一种介质中沿x轴相向传播，甲波源位于O点，乙波源位于x=8m处，两波源均沿y轴方向振动。在t=0时刻甲形成的波形如图（a）所示，此时乙波源开始振动，其振动图像如图（b）所示，已知甲波的传播速度v甲=2.0m/s，质点P的平衡位置处于x=5m处，下列说法中正确的是（　　）
A．乙波的波长为2m
B．若两波源一直振动，则质点P为振动的加强点，其振幅为7cm
C．在t=1.5s时，质点P从平衡位置开始沿y轴负方向振动
D．若两波源一直振动，则在t=4.5s时，质点P处于平衡位置且向y轴正方向振动
9．平行金属板、与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为，内电阻为零；靠近金属板的处有一粒子源能够连续不断地产生质量为，电荷量，初速度为零的粒子，粒子在加速电场的作用下穿过板的小孔，紧贴板水平进入偏转电场；改变滑片的位置可改变加速电场的电压和偏转电场的电压，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（　　）
A．粒子的竖直偏转距离与成正比
B．滑片向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小
C．飞出偏转电场的粒子的最大速率
D．飞出偏转电场的粒子的最大速率
10．如图所示，x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场。有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的离子（不计重力），以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x轴均夹θ角。则正、负离子在磁场中（ ）
A．运动时间相同
B．运动轨道半径相同
C．重新回到x轴时速度大小和方向均相同
D．重新回到x轴时距O点的距离相同
二、实验题（本大题共2个小题，共16分）
11．某实验小组利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______（填选项前的字母）；
A．安装打点计时器时，打点计时器的两个限位孔应该在同一竖直线上
B．打点计时器可以用干电池作为电源
C．实验时．应先接通电源，再释放纸带
D．该实验必须要测量重物的质量
（2）实验小组按正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。A、B、C、D、E、F、G为纸带上连续打出的七个点，测得B、F两点之间的距离为h，A、C两点之间的距离为x1，E、G两点之间的距离为x2。若当地重力加速度为g，打点计时器所用交流电源的频率为f。设重物的质量为m，从打B点到打F点的过程中，重物的重力势能减少量为_________，动能增加量为_________（均用题目中所给的字母表示），通过比较二者的关系来验证机械能守恒定律。
12．研究小组欲测一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率．步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图2可知其直径为______cm；
（3）该同学想用伏安法测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R（阻值约为200欧）
电流表A1（量程0~4mA，内阻约50Ω）
电流表A2（量程0~15mA，内阻约30Ω）
电压表V1（量程0~3V，内阻约10kΩ）
电压表V2（量程0~15V，内阻约25 kΩ ）
直流电源E（电动势3V，内阻不计）
滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R2（阻值范围0~20kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S、导线若干
电流表应用______，电压表应用______，滑动变阻器应用______（填所用器材的代号）
计算题（本大题共3个小题共34分）
13．（10分）一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.25．若斜面足够长，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：
(1)小物块沿斜面上滑时的加速度大小；
(2)小物块上滑的最大距离；
(3)小物块返回斜面底端时的速度大小．
14．（11分）如图所示，CD和EF是固定在水平面上的光滑金属导轨，DF与EF垂直，∠CDF=45°，D F间距L=4m，R=4Ω的电阻连接在D、F之间，其余部分电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=1T垂直纸面向里的匀强磁场中 质量m=1kg 电阻不计的导体棒以一定的初速度从DF开始沿FE向右运动（不计电阻R的尺寸大小），棒始终垂直于EF并与导轨接触良好 运动过程中对棒施加一外力，使电阻R上消耗的功率P=1W保持不变 求：
（1）导体棒向右运动过程中接入回路中的部分导体产生的感应电动势的大小；
（2）导体棒从DF处向右运动2m时的速度大小；
（3）导体棒从DF处向右运动2m的过程中外力所做的功
15．（13分）简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为m的物体在受到形如F=-kx的回复力作用下，物体的位移x与时间t遵循变化规律的运动，其中角频率（k为常数，A为振幅，T为周期）。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示，一竖直光滑的管内有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为m的小球A相连，小球A静止时所在位置为O。另一质量也为m的小球B从距A为H的P点由静止开始下落，与A发生瞬间碰撞后一起开始向下做简谐运动。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为x时，弹性势能为。已知，重力加速度为g。求：
（1）B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度；
（2）小球A被碰后向下运动离O点的最大距离；
（3）小球A从O点开始向下运动到第一次返回O点所用的时间。
参考答案：
1．D
【详解】A、汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故A错误；
B、卢瑟福通过α 粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故B错误；
C、居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故C错误；
D、卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子，并预言了中子的存在，原子核是由质子和中子组成的，故D正确；
故选D．
【点睛】汤姆生发现电子，卢瑟福提出了原子核式结构学说．居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，卢瑟福预言了原子核是由质子和中子组成的．
2．C
【详解】AB．画出光路如图，则光线在AB面上的入射角为
折射角
则
折射率
选项AB错误；
CD．因DC平行于OE，则
解得
CF=R
选项C正确，D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．根据电流的热效应，有
得
U1=55V
故A错误；
B．根据可得，副线圈两端的电压
U2=11V
故B错误；
C．副线圈中电流
根据可得，电流表的示数
I1=0.2A
故C正确；
D．根据P=I2R，通过R1、R2的电流相等可知，R1、R2消耗的电功率之比为5：6，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】当电磁铁通电前，绳的拉力应为（M+m）g；当电磁铁通电后，铁片被吸引上升。常识告诉我们，铁片被吸引，向电磁体运动靠近，其运动情况是变加速运动，即越靠近电磁铁，吸力越大，加速度越大。根据F=ma可知，此过程中超重，吸引力大于铁片重力。由于磁力，将整个电磁铁装置与铁片联系到一起。因为电磁铁吸引铁片的吸引力大于铁片的重力，则根据作用力与反作用力原理，铁片吸引电磁铁的力F'为F的反作用力，大小相等、方向相反，且作用在两个不同的物体上。所以绳的拉力大于（M+m）g。且随着铁片向磁铁逐渐靠近的过程中，加速度越来越大，超重现象越来越严重，即绳的拉力逐渐变大，故ABC错误，D正确；
故选D。
5．D
【详解】由于乙先加速后减速，所以它在整个运动过程中的平均速度都比甲大，经过相同的位移，它的时间肯定比匀速运动的甲小；而乙因先减速后加速，它在整个运动过程中的平均速度都比甲小，所以在相等位移内它的时间比甲大。由此可知，乙将最先到达下一个路标，丙最后一个到达下一个路标。故ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】此题考查了匀变速直线运动规律的应用；解答此题的方法是通过平均速度去解题，此题还也可以通过画v-t图像去分析，图像与坐标轴所围成的面积即为位移，即保证三个物体的“面积”相同，末速度相同时看时间关系。
6．D
【详解】工件在乙上滑动时侧向位移为x，沿乙方向的位移为y，由题意知，ax=μgcosθ，ay=μgsinθ，摩擦力与侧向的夹角为θ，，很小的△t时间内，侧向、纵向的速度增量△vx=ax△t，△vy=ay△t，解得：，且由题意知，=1/2，则=1/2，所以摩擦力方向保持不变，在侧向上，在纵向上，2ayy=（2v0）2﹣0，工件滑动时间，乙前进的距离y1=2v0t．工件相对乙的位移，则系统摩擦生热Q=μmgL，依据功能关系，则电动机做功：，由，解得，故D正确，ABC错误．
7．C
【详解】原来的万有引力为
后来变为
即
F′=F=10-8N
故选C．
8．ABD
【详解】A．由图（b）可知，乙的周期为1s，所以
解得
故A正确；
B．在同一介质中，甲乙传播速度相同，由图（a）知甲的波长为2m，所以甲的周期为
甲乙周期相同，对于甲波，需要2s到达P点，则t=2s时，P点处于平衡位置且向y轴负方向振动，对于乙波，需要1.5s到达P点，由图（b）可知，乙波的起振方向为向y轴正方向振动，则t=2s时，乙波在P点已经振动了半个周期处于平衡位置且正向y轴负方向振动，故P点为振动加强点，因此振幅为两波振幅的和，等于7cm，故B正确；
C．根据上述分析，在t=1.5s时，乙波先到达P点，乙波的起振方向为向y轴正方向振动，质点P开始向y轴正方向振动，故C错误；
D．若两波源一直振动，则在t=4.5s时，甲波在P点振动了2.5s，即两个半周期回到平衡位置正向y轴正方向运动，而乙波在P点振动了3s，即3个周期正处于平衡位置向y轴正方向运动，故P质点处于平衡位置且向y轴正方向振动，故D正确。
故选ABD。
9．BC
【详解】A．在加速电场中，由动能定理得
在偏转电场中，加速度为
则偏转距离为
运动时间为
联立上式得
其中 l是偏转极板的长度，d是板间距离。粒子的竖直偏转距离与成正比，故A错误；
B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角的正切值
联立解得
滑片向右滑动的过程中，U1增大，U2减小，可知偏转角逐渐减小，故B正确；
CD．紧贴M板飞出时，电场做功最多，粒子具有最大速率。由动能定理
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
10．BCD
【详解】A．根据左手定则，正离子逆时针运动，负离子顺时针运动，速度大小相同，正离子的轨迹长，运动时间长，A错误；
B．根据牛顿第二定律
解得
运动轨道半径相同，B正确；
C．洛仑兹力不做功，离子的速度大小不变，重新回到x轴时速度大小相同；射入方向与x轴均夹θ角，重新回到x轴时速度方向与x轴也均夹θ角，速度方向均相同，C正确；
D．两个离子的轨迹组合是一个圆周，如图
所以重新回到x轴时距O点的距离相同，D正确。
故选BCD。
11． AC mgh
【详解】（1）[1]A．安装打点计时器时，打点计时器的两个限位孔应该在同一竖直线上,可以减小实验过程中纸带与限位孔的摩擦。故A正确；
B．打点计时器需要接在交流电源上，不可以用干电池作为电源。故B错误；
C．实验时，应先接通电源，再释放纸带。故C正确。
D．从打B点到打F点的过程中，重物重力势能的减少量为
动能的增加量为
表达式中均包含重物的质量，验证机械能守恒时，有
公式两边均有重物的质量，可以消去。所以该实验没有必要测量重物的质量。故D错误。
故选AC。
（2）[2]从打B点到打F点的过程中，重物的重力势能减少量为
[3]根据一段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，可得
又
动能增加量为
联立，可得
12． 50.15 0.1200 A2 V1 R1
【详解】（1）[1]．由图示游标卡尺可知，其示数为：50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）[2]．由图示螺旋测微器可知，其示数为：1mm+20.0×0.01mm=1.200mm=0.1200cm；
（3）[3][4][5]．通过电阻的最大电流：
电流表选择A2；电源电动势为3V，电压表应选择V1；为方便实验操作滑动变阻器应选择R1。
13．（1）小物块沿斜面上滑时的加速度大小为8m/s2．
（2）小物块上滑的最大距离为1.0m．
（3）小物块返回斜面底端时的速度大小2m/s．
【详解】试题分析：（1）根据牛顿第二定律求出小物块上滑的加速度大小．
（2）通过匀变速直线运动的速度位移公式求出小物块上滑的最大距离．
（3）根据牛顿第二定律求出下滑的加速度，通过速度位移公式求出下滑到斜面底端的速度大小．
解：（1）小物块在斜面上的受力情况如右图所示，重力的分力
根据牛顿第二定律有
FN=F2①
F1+Ff=ma②
又因为 Ff=μFN③
由①②③式得a=gsinθ+μgcosθ=10×0.6m/s2+0.25×10×0.8m/s2=8.0m/s2④
（2）小物块沿斜面上滑做匀减速运动，到达最高点时速度为零，则有
⑤
得 ==1.0m⑥
（3）小物块在斜面上的受力情况如右图所示，根据牛顿第二定律有
FN=F2⑦
F1﹣Ff=ma'⑧
由③⑦⑧式得a'=gsinθ﹣μgcosθ=10×0.6m/s2﹣0.25×10×0.8m/s2=4.0m/s2⑨
因为 ⑩
所以 ==（或2.8m/s）
答：（1）小物块沿斜面上滑时的加速度大小为8m/s2．
（2）小物块上滑的最大距离为1.0m．
（3）小物块返回斜面底端时的速度大小2m/s．
【点评】本题考查牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设导体棒向右运动过程中接入回路中的部分导体产生的感应电动势的大小为E，由题意可得
解得
（2）导体棒向右运动时的有效切割长度为
此时导体棒的速度大小为
（3）根据（2）中分析同理可得导体棒在DF处的速度大小为
导体棒从DF处向右运动2m的过程中回路所围面积的变化量为
设该过程所经历时间为，根据法拉第电磁感应定律有
解得
由功能关系得该过程中外力做的功为
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）B自由下落H的速度，根据机械能守恒有
解得
B与A碰撞过程动量守恒，则有
解得
（2）A在O位置，弹簧被压缩，根据平衡条件得
A与B共同体继续向下运动离O点的最大距离为
根据能守恒定律
根据平衡条件有
整理得
得，（舍去）
即
（3）由题意
又振幅
振动图像如图
由余弦函数知
所求时间
得

河北省秦皇岛市青龙满族自治县实验中学2022-2023高三下学期3月月考物理试题（含解析）