山西省应县2022-2023学年高三（上）九月第一次月考物 理 试 题(word版，含答案解析)

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山西省应县2022-2023学年高三（上）九月第一次月考物理试题第Ⅰ卷(选择题  共48分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1. 氢原子的能级图如图所示。根据玻尔理论，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时(　　)A. 原子的能量增大B. 核外电子的动能增大C. 最多发出3种不同频率的光D. 由n=2跃迁到n=1释放的光子能量最小2. 我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为，同步轨道卫星的高度约为，已知地球半径为，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，下列说法正确的是(　　)A. 倾斜同步轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能一定相等B. 静止同步轨道卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大C. 中轨道卫星的运行周期约为D. 中轨道卫星的发射速度大于3. 如图所示，质量为m的物块A叠放在物块B上无相对运动地沿固定斜面匀速下滑，已知B上表面与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g，则(　　)A. B对A的作用力大小为mgsinθ B. B对A的作用力大小为mgcosθC. B对A摩擦力大小为mgsinθ D. B对A的摩擦力大小为mgcosθ4. 如图所示，O、A、B是匀强电场中的三个点，电场方向平行于O、A、B所在的平面。OA与OB的夹角为60°，OA=3l，OB=l。现有电荷量均为q(q>0)的甲、乙两粒子以相同的初动能从O点先后进入匀强电场，此后甲经过A点时的动能为，乙经过B点时的动能为，若粒子仅受匀强电场的电场力作用，则该匀强电场的场强大小为(　　)A  B.  C.  D. 5. 如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为(    )A.                                     B. 2    C.                                     D. 36. 如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则(　　)A. A和B的位移大小相等 B. A的运动时间是B的2倍C. A的初速度是B的 D. A的末速度比B的大7. 如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为的定值电阻。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则(　　)A. 金属杆匀速运动时的速率为B. 出磁场时，dc间金属杆两端的电势差C. 从b到c的过程中，金属杆产生的电热为D. 从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为8. 如图所示，一内壁光滑的圆形管道用钢材固定在天花板上(管道不晃动)，环面位于竖直平面内，小球的直径略小于管道的孔径，小球能在管道内自由滑动，小球从管道的最高点由静止开始下滑，在小球滑动过程中，下列说法正确的是(　　)A. 小球能回到最高点，且此时对管壁的作用力为零B. 管壁给小球的力一直不做功C. 小球滑到管道水平直径AB(图中虚线)的两端时钢材受管道的力相同D. 小球从最高点滑到最低点的过程中，小球的向心力一直增加第Ⅱ卷(非选择题共62分)二、非选择题(本题包括必考题和选考题两部分，共62分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答，第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答)(一)必考题9. 某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB，用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。(1)用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径D＝______ cm。(2)要验证机械能守恒，只要比较______ A．与gh是否相等B．与2gh是否相等C．与gh是否相等D．与2gh是否相等(3)钢球通过光电门的平均速度______(选填“＞”、“＝”或“＜”)钢球球心通过光电门的瞬时速度。10. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，对给定电容值为C的电容器充电后放电，无论采用何种放电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。(1)请在图1中画出上述u－q图像_________。类比直线运动中由v－t图像求位移的方法，可以推导出两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep=  _____ (用C和U表示)。(2)在如图2所示的放电电路中，R表示电阻。通过改变电路中元件的参数对同一电容器用相同的电压充电后进行两次放电，对应的q－t曲线如图3中①②所示。a.①②两条曲线不同是  _____ 的改变造成的；b.在实际应用中，有时需要电容器快速放电，有时需要电容器均匀放电。依据a中的结论，说明实现这两种放电方式的途径 _______。(3)如图4所示，若某法拉电容的额定电压为2.7V，电容为10F，其充满电后储存的电能为___J(计算结果保留三位有效数字)。11. 科技在我国的“蓝天保卫战”中发挥了重要作用，某科研团队设计了一款用于收集工业生产中产生的固体颗粒的装置，其原理简图如图所示。固体颗粒通过带电室时带上正电荷，颗粒从A点无初速度地进人加速区，经B点进入径向电场区，沿圆弧BC运动，再经C点竖直向下进人偏转电场区，最终打在竖直收集挡板上的G点。建立如图所示坐标系，带电室、加速区、径向电场区在第二象限，偏转电场区和挡板在第四象限。已知固体颗粒的比荷为10-3 C/kg，加速区板间电压为U=2×103V，圆弧BC上各点的场强大小相同且为E1=2.5×104V/m，方向都指向圆弧BC的圆心D点，偏转电场大小为E2=4×104V/m，方向水平向右，挡板距离y轴0.2m。不计重力、空气阻力及颗粒间的作用力，求：(1)带电固体颗粒离开加速区的速度大小及圆弧BC的半径；(2)G点与x轴之间的距离。12. 静止在水平地面上的两小物块A、B(均可视为质点)，质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；(2)若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；(3)当L=0.75m时，B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。(二)选考题(共15分．请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必修与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。【物理-选修3-3】13.分子势能E，与分子间距离r的关系图线如图中曲线所示，曲线与横轴交点为r1，曲线最低点对应横坐标为r2(取无限远处分子势能Ep= 0)。下列说法正确的是(　　)
 A. 分子间的引力和斥力都随着分子间距离r增大而减小B. 当r=r1时，分子势能零，分子间作用力最小C. 当r<r2时，分子间作用力随着分子间距离r减小而先减小后增大D. 当r>r2时，随着分子间距离r增大，分子力可能先做正功后做负功E. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离减小而增大14.如图所示，粗细均匀的管子，竖直部分长为l＝50 cm，水平部分足够长．当温度为15 ℃时，竖直管中有一段长h＝20 cm的水银柱，封闭着一段长l1＝20 cm的空气柱．设外界大气压强始终保持在76 cmHg.求：①被封空气柱长度为l2＝40 cm时的温度；②温度升高至327 ℃时，被封空气柱的长度l3.【物理-选修3-4】15.一列机械波以5m/s的速度，沿x轴负方向传播。在t1=0时，波形图如图所示，P、Q质点的平衡位置分别为1.0m、2.0m。则质点P振动的周期T= ___________s；t2=0.35s时，质点Q的振动方向为y轴___________方向(填“正”或“负”)；t3=0.45s时，质点P的加速度大小___________(填“大于”、“等于”或“小于”)质点Q的加速度大小。16.如图所示，一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上，在BD界面的中点E发生全反射，并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线)，出射光线与BD界面平行。已知AB长为2L，∠A=90°， ∠B =60°，光在真空中传播速度为c，求：①棱镜材料的折射率n；②光在棱镜中传播所用时间t。
参考答案一.选择题 1【答案】：B【解析】AB．根据波尔理论，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，原子的能级降低，能量减小，电子轨道半径减小，根据可知，电子动能变大，选项A错误，B正确；C．最多发出种不同频率的光，选项C错误；D．由n=4跃迁到n=3能级差最小，则释放的光子能量最小，选项D错误。故选B。2【答案】：B【解析】A．倾斜同步轨道卫星与静止同步轨道卫星运动速度大小相等，但质量不一定相等，因此动能不一定相等，A错误；B．根据由于同步卫星绕地球轨道半径比月球绕地球的轨道半径小，因此同步轨道卫星绕地球运行的线速度大于月球绕地球运行的线速度，B正确；C．根据开普勒第三定律同步卫星的运行周期为24h，因此中轨道卫星的运行周期一定小于24h，不可能为30h，C错误；D．中轨道卫星没有脱离地球束缚，因此发射速度小于第二宇宙速度，D错误。故选B。3【答案】：D【解析】AB．物块A随B匀速下滑，则受力平衡，则B对A的作用力与A的重力平衡，则B对A的作用力大小为mg，选项AB错误；CD．对物块A沿接触面方向由平衡知识可知，B对A的摩擦力大小为f=mgcosθ    ，选项C错误，D正确。故选D。4【答案】:C【解析】设电场方向与OA夹角为θ，则与OB夹角为60°-θ，由动能定理可知，由O到A从O到B联立解得θ=30°故选C。5【答案】：D【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的运动。电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式可知，两电子运动半径相同，由周期公式可知，周期也相同，由几何关系可知，电子1运动的圆心角为，电子2运动的圆心角为，由时间 可得：D正确。故选D。6【答案】AD【解析】A．位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得 ，A和B的位移大小相等，A正确；B．平抛运动运动的时间由高度决定，即 ，则A的运动时间是B的倍，B错误；C．平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则 ，则A的初速度是B的，C错误；D．小球A、B在竖直方向上的速度分别为，所以可得 ，即，D正确。故选AD。7【答案】:BD【解析】A．设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得解得根据欧姆定律有所以金属杆匀速运动的速度为故A错误；B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为故B正确；C．设整个过程电路中产生的总电热为，根据能量守恒定律得代入可得所以金属杆上产生的热量为故C错误；D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为故D正确。故选BD。8【答案】：BD【解析】A．小球在最高点时的最小速度为零，则小球能回到最高点，且此时对管壁的作用力为mg，选项A错误；B．管壁给小球的力总是沿半径方向，则对小球一直不做功，选项B正确；C．小球滑到管道水平直径AB(图中虚线)的两端时钢材受管道的力大小相同，但是方向相反，选项C错误；D．小球从最高点滑到最低点的过程中，小球的速度增加，根据可知，小球的向心力一直增加，选项D正确。故选BD。二. 非选择题9【答案】：(1). 0.950    (2). D    (3). <【解析】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为0.9cm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm所以最终读数为0.9cm+0.50mm=0.950cm(2)[2]球通过两个光电门的速度分别为和；要验证的关系是即故要验证机械能守恒，只要比较与2gh是否相等。选项D正确，ABC错误。故选D。(3)[3]由于钢球向下做加速运动，所以钢球通过光电门的平均速度(中间时刻的速度)小于钢球球心通过光电门的瞬时速度(中间位移的速度)。10【答案】：(1).         (2). R    减小电阻R，可以实现对电容器更快速放电；增大电阻R，可以实现更均匀放电   (3). 36.5【解析】(1)[1][2]由电容的定义式可知则u-q图象为斜率恒定的直线，如图所示图象和横轴围成的面积为所储存的电能又由于电容器的定义式则有(2)[3]可知，①②两次放出电荷量相等，由知，两次电源电动势相等，故①②两条曲线不同并不是E的改变造成的，只能是R的改变造成的。[4] 减小电阻R时，刚开始放电瞬间电流I大，曲线上该点切线斜率大，即为曲线①，短时间内放出的电荷量更多，故可以实现对电容器快速放电；增大电阻R时，放电瞬间电流I小，即为直线②，可以实现更均匀放电。(3)[5]根据公式有11.解：(1)从A到B的加速过程则解得从B到C的过程，固体颗粒受到的径向电场力提供向心力解得(2)在C到G过程固体颗粒做类平抛运动则，，解得12.解：(1)设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为，以向右为正方向，由动量守恒定律：①两物块获得的动量之和为：②联立①②式并代入数据得：(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为加速度为③设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为，则有：④弹簧释放后A先向右匀减速运动，与墙碰撞后再反向匀减速。因，B先停止运动。设当A与墙距离为时，A速度恰好减为0时与B相碰⑥设当A与墙距离为时，B刚停止运动A与B相碰⑦联立③④⑤⑥⑦得 范围为： (3)当时，B刚停止运动时A与B相碰，设此时A的速度为v⑧故A与B将发生弹性碰撞。设碰撞后AB的速度分别为和，由动量守恒定律与机械能守恒定律有：⑨⑩联立⑧⑨⑩式并代入数据得碰撞后B继续向左匀减速运动，设通过位移为⑪最终B离墙的距离为S解得13【答案】：AE【解析】：A．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，故A正确；B．当r=r2时，分子间作用力为零，分子势能最小，故B错误； C．当r<r2时，分子间作用力表现为斥力，随着分子间距离r减小而增大，故C错误；D．当r>r2时，分子间作用力表现为引力，随着分子间距离r增大，分子间作用力做负功，分子势能增加，故D错误；E．当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离减小，分子间作用力做负功，分子势能增大，故E正确；故选AE。14.解：①气体在初态时有：p1="96" cmHg，T1="288" K，l1="20" cm．末态时有：p2="86" cmHg，l2="40" cm．由理想气体状态方程得：=所以可解得：T2="516" K②当温度升高后，竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内，甚至水银柱全部进入水平管．因此当温度升高至327℃时，水银柱如何分布，需要分析后才能得知．设水银柱刚好全部进入水平管，则此时被封闭气柱长为l="50" cm，压强p="76" cmHg，此时的温度为T=•T1==570K现温度升高到600K＞T=570K，可见水银柱已全部进入水平管内，末态时p3="76" cmHg，T3="600" K，此时空气柱的长度l3=•l1=="52.6" cm答：①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度为516K；②温度升高至327℃时，被封空气柱的长度l3为52.6cm．15【答案】:0.4  ； 正   ；等于【解析】[1]由图可知，波长则波的周期质点P振动的周期与波的周期相同。[2]由于波沿x轴负方向传播，可知在t1=0时，质点 Q向y轴正方向振动，由于所以t2=0.35s时，质点Q的振动方向为y轴正方向。[3]由于波沿x轴负方向传播，可知在t1=0时，质点 P由平衡位置向y轴负方向振动，质点 Q由平衡位置向y轴正方向振动，由于所以P、Q离开平衡位置的位移大小相等，回复力大小相等，加速度大小相等。16.解:①光在直角三棱镜中传播的光路图如图所示：
 设光在AD界面的入射角为r，折射角为i ，根据几何关系和折射定律可得解得②根据直角三角形的边角关系可得解得