2022届湖南省长沙市雅礼中学高三（下）第七次月考物理试题含解析

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雅礼中学2022届高三月考试卷（七）物理命题人：焦景标 审题人：刘栋孔莹注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。第I卷选择题（共44分）一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止．现将滑块平行于斜面向上缓慢拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比（ ）A. 滑块对球的弹力增大 B. 挡板对球的弹力减小C. 斜面对滑块的弹力增大 D. 拉力F不变【答案】B【解析】【详解】AB．对球进行受力分析，如图（a），球只受三个力的作用，挡板对球的力方向不变，作出力的矢量图，挡板上移时，与竖直方向夹角减小，最小时垂直于，可以知道挡板和滑块对球的作用力都减小，故B正确A错误；CD．再对滑块和球一起受力分析，如图（b），其中不变，不变，减小，可以知道斜面对滑块的支持力不变，拉力F增大，故CD错误2. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端 固定在金属块Q上，Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上， 小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中P′位置)，两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是(　　)A. 细线所受的拉力变小 B. 小球P运动的角速度变小C. Q受到桌面的静摩擦力变大 D. Q受到桌面的支持力变大【答案】C【解析】【详解】AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为LP球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有，mgtanθ=mω2Lsinθ得角速度使小球改到一个更高的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，则得到细线拉力T增大，角速度ω增大．故A B错误；CD．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力等于细线的拉力大小，Q受到桌面的支持力等于重力，则静摩擦力变大，Q所受的支持力不变，故D错误，C正确；故选C。3. 如图所示，边长为L的菱形由两个等边三角形abd和bcd构成，在三角形abd内存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，在三角形bcd内存在垂直纸面向里的磁感应强度也为B的匀强磁场．一个边长为L的等边三角形导线框efg在纸面内向右匀速穿过磁场，顶点e始终在直线ab上，底边gf始终与直线dc重合．规定逆时针方向为电流的正方向，在导线框通过磁场的过程中，感应电流随位移变化的图象是（　　）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】感应电动势，电流，三角形egf向右运动，根据右手定则，开始时ef切割磁感线，产生顺时针电流，大小设为，过程，en切割磁感线产生向下的电流，nf产生向上的电流，em产生向下电流，切割磁感线的有效长度为，随着三角形的运动在减小，感应电流减小，当运动时，，电流为零，过程，继续移动根据等边三角形的几何关系，nf+em大于en，，逐渐变大，电流变大，当efg与bcd重合时，eg边和ef切割磁感线，产生电流方向均为逆时针，大小变为，L-2L过程中，继续移动gm切割磁感线，产生感应电动势，L有=gm，逐渐减小，直至全部出磁场电流为零，A正确．4. 如图所示，（核内有一个质子，没有中子）， （核内有一个质子，一个中子）， （核内有一个质子，两个中子）和（核内有两个质子，两个中子）四种原子核的混合粒子沿平行板电容器两板中线OO/射入板间的匀强电场中，射出后都打在同一个与OO/垂直的荧光屏上，使荧光屏上出现亮点．下列说法正确的是 （ ）A. 若它们射入电场时的速度相等，在荧光屏上将出现4个亮点B. 若它们射入电场时的动量相等，在荧光屏上将出现4个亮点C. 若它们射入电场时的动能相等，在荧光屏上将出现4个亮点D. 若它们都是从静止开始由同一加速电场加速后再射入此偏转电场的，则在荧光屏上将出现4个亮点【答案】B【解析】【详解】四个粒子进入匀强电场中都做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则得到加速度为偏转距离为运动时间为联立三式得A．若它们射入电场时的速度相等，y与比荷成正比，而三个粒子中质子的比荷最大，氘核和α粒子的比荷相等，在荧光屏上将出现3个亮点．故A错误．若它们射入电场时的动量相等，B．可见y与qm成正比，三个qm都不同，则在荧光屏上将只出现4个亮点．故B正确C．若它们射入电场时的动能相等，y与q成正比，在荧光屏上将只出现2个亮点．故C错误D．若它们是由同一个电场从静止加速后射入此偏转电场，满足，则 根据推论可知，y都相同，故荧光屏上将只出现1个亮点．故D错误。故选B。5. 某理想变压器原、副线圈的匝数之比为k，原线圈与定值电阻R0串联后接入输出电压大小恒定的交流电源，副线圈电路中接有理想电流表和滑动变阻器R（最大阻值等于R0），开始时滑片P位于滑动变阻器电阻丝的中央位置，如图所示。将滑片P向下滑至电阻丝长度四分之一处的a点时，电流表的示数记为I1，将滑片P向上滑至电阻丝长度四分之三处的b点时，电流表的示数记为I2.已知I2=2I1，则（　　）A. k=2 B. k=4 C. k=6 D. k=8【答案】A【解析】【分析】【详解】设当滑动变阻器阻值为R时，电流表读数为I，则次级电压为IR，初级电压为kIR；初级电流为，则为定值；根据题意则 其中I2=2I1，R=R0解得k=2故选A。6. 如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动（碰撞时间极短）。已知木杆质量为M，长度为L，子弹质量为m，点P到点O的距离为x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为。下面给出的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，的合理表达式应为（　　）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】B．从单位的推导判断，B中表达式的单位为，是线速度的单位，故B错误；D．假设点P到点O的距离则角速度为零，把代入各表达式，D中表达式不为零，故D错误；AC．如果是轻杆，则即轻杆对子弹没有阻碍作用，相当于子弹做半径为的圆周运动，则A错误C正确。故选C。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7. 下列说法正确的是（　　）A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B. U在中子轰击下生成Ba和Kr的过程中，原子核中的平均核子质量变小C. 太阳辐射能量主要来自于太阳内部的轻核聚变反应D. 根据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大【答案】BCD【解析】【详解】A．β衰变放出的电子是由中子转变成质子而产生的，不是原子核内的，A错误；B．此过程是裂变反应，原子核中的平均核子质量变小，有质量亏损，以能量的形式释放出来，B正确；C．太阳辐射能量主要来自太阳内部的轻核的聚变反应，C正确；D．根据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，克服库仑力做功因此电势能增大，且原子总能量增大，D正确。故选BCD。8. 如图甲所示，固定斜面AC长为L，B为斜面中点，AB段光滑。一物块在恒定拉力F作用下，从最低点A由静止开始沿斜面上滑至最高点C，此过程中物块的动能Ek随位移s变化的关系图像如图乙所示。设物块由A运动到C的时间为t0，下列描述该过程中物块的速度v随时间t、加速度大小a随时间t、加速度大小a随位移s、机械能E随位移s变化规律的图像中，可能正确的是（　　）A. B. C. D. 【答案】CD【解析】【详解】A．根据动能随s的表达式知，动能先均匀增加，然后均匀减小，即合力先做正功再做负功，知物块先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速直线运动的位移和匀减速直线运动的位移大小相等，匀减速直线运动的平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，则匀减速运动的时间小于匀加速直线运动的时间，故A错误；BC．前半段和后半段均做匀变速直线运动，两段过程中加速度分别不变，但是两段过程中的时间不等，故B错误，C正确。D．根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量，知前半段恒力F做正功，可知机械能随s均匀增加，后半段只有重力做功，机械能守恒，故D正确。故选CD。【点睛】解决本题的关键得出物块在整个过程中的运动规律，注意前半段和后半段的运行时间不同，这是容易错误的地方。9. 真空中放置平行金属板可以作为光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电。以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变，a和b为接线柱。已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大初动能为Ekm，元电荷为e。图示装置可看作直流电源。下列说法正确的是（　　）A. A板和B板之间的最大电势差为B. 该电源的电动势为C. 该电源的内阻为D. 在a和b之间连接一个外电阻时，外电阻上的消耗电功率设为P，单位时间内到达B板的电子在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为。则【答案】B【解析】【详解】AB．根据动能定理可得解得当断路时，电源电动势等于断路时的路端电压，即A错误，B正确；C．短路时，所有逸出电子都到达B板，故短路电流为则电源内阻为C错误；D．在a和b之间连接一个外电阻时，外电阻上的消耗电功率设为P，单位时间内到达B板的电子在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为，由于损失的动能一部分还被电源内阻消耗，故可得D错误。故选B。10. 假设地球可视为质量分布均匀的球体。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，地球的半径为R，地球的自转周期为T，引力常量为G，由此可知（ ）A. 地球的质量为B. 地球表面赤道处的重力加速度大小为C. 近地卫星在轨道运行的加速度大小为D. 地球同步卫星在轨道上运行的加速度大小为【答案】BD【解析】【详解】A．在两极，万有引力等于重力，则有解得A错误；B．在赤道上，则有又，联立解得地球表面赤道处的重力加速度为B正确；C．近地卫星围绕地球做匀速圆周运动，则有又联立解得C错误；D．同步卫星所受万有引力等于向心力结合A解得D正确。故选BD。第Ⅱ卷 非选择题（共56分）三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。11. 某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计，实验过程如下：（1）测量小球质量m，摆线长L。（2）将小球拉离平衡位置在某一高度处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时动能的表达式为___________（用上面给定物理量的符号表示）。（3）改变释放高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F­h坐标系中描点连线。（4）通过描点连线，发现F与h成线性关系，如图乙所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒。（5）根据F­-h图线中数据，可知小球质量m=___________kg，摆线长L=___________m（计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取10 m/s2）。【答案】 ①. ②. 0.10 ③. 0.80【解析】【详解】（2）[1] 小球摆到最低点时，根据牛顿第二定律得小球动能为联立解得，小球摆到最低点时动能的表达式为（5）[2] 小球在下摆到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得解得可知在F­-h图象中，纵轴截距即为重力大小，即解得[3] 可知在F-­h图象中，图象的斜率为解得12. 为了测量“3.8V 2.5W”小灯泡正常发光的电阻值。实验室有下列器材，规格如下：A.两只相同的电压表（量程5V，内阻很大）B.电阻箱R1（0~999Ω，最小调节量为1Ω）C.电阻箱R2（0~99.9Ω，最小调节量为0.1Ω）D.滑动变阻器R3（0~500Ω，额定电流0.1A）E.滑动变阻器R4（0~10Ω，额定电流为3A）F.直流电源（电动势9V，内阻不计）G.开关一个、导线若干、待测灯泡利用现有器材，请设计本实验：（1）以上器材中电阻箱应选用__________，滑动变阻器应选用__________（填序号字母）；（2）在方框中画出同时使用两个电压表，并且滑动变阻器分压使用的实验原理图；（ ）（3）根据你所设计电路图，写出测量小灯泡正常发光时的电阻值的方法：______。【答案】 ①. C ②. E ③. ④. 调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8V，读出电阻箱的阻值R即为小灯泡正常发光时的电阻，R2=R【解析】【详解】（1）（2）[1][2][3]本实验采用的是等效替代法，电路图如图所示。由于小灯泡的电阻故选电阻箱R2，即为C；为方便调节，选择与灯泡阻值相近的滑动变阻器R4，即为E。（3）[4]电阻箱与灯泡串联电流相等，故分压相等时，阻值相等，故方法为：调节电阻箱和滑动变阻器，当两电压表示数都达到3.8V，读出电阻箱的阻值即为小灯泡正常发光时的电阻，R2=R（其他方法合理也正确）。13. 如图所示，粗的水平面上静止放置三个质量均为m的小木箱，相邻两小木箱的距离均为L。工人用沿水平方向的力推最左边的小木箱使之向右滑动，逐一与其他小木箱碰撞。每次碰撞后小木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速运动。已知小木箱与水平面间的动摩擦因数都为μ，重力加速度为g。设每次碰撞时间极短，小木箱可视为质点。求第一次碰撞和第二次碰撞中木箱损失的机械能之比。【答案】【解析】【详解】最后三个木箱匀速运动，则有水平力推最左边的木箱时，根据动能定理有木箱发生第一次碰撞，根据动量守恒定律有碰撞中损失的机城能为第一次碰后，水平力推两木箱向右运动，根据动能定理有木箱发生第二次碰撞，根据动量守恒定律有碰拉中损夫的机械能为联立解得木箱两次碰撞过程中损失的机械能之比为14. 如图甲所示，空间存在一范围足够大、方向垂直于竖直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。让质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子从坐标原点O沿xOy平面入射，不计粒子重力，重力加速度为g。（1）若该粒子沿y轴负方向入射后，恰好能经过x轴上的A（a，0）点，求粒子速度v0的大小；（2）若该粒子以速度v沿y轴负方向入射的同时，一不带电的小球从x轴上方某一点平行于x轴向右抛出，二者经过时间恰好相遇，求小球抛出点的纵坐标；（3）如图乙所示，在此空间再加入沿y轴负方向、大小为E的匀强电场，让该粒子改为从O点静止释放，研究表明：粒子在xOy平面内将做周期性运动，其周期，且在任一时刻，粒子速度的水平分量vx与其所在位置的y轴坐标绝对值的关系为。若在粒子释放的同时，另有一不带电的小球从x轴上方某一点平行于x轴向右抛出，二者经过时间恰好相遇，求小球抛出点的纵坐标。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）由题意可知，粒子在x轴下方的轨迹为半圆，设轨道半径为，有洛伦兹力提供向心力，有解得（2）洛伦兹力提供向心力，有解得粒子做匀速圆周运动的周期为，有则相遇时间为在这段时间内粒子转动的圆心角为，有如图所示，相遇点的纵坐标绝对值为小球抛出点的纵坐标为（3）相遇时间由对称性可知相遇点在第二个周期运动的最低点，设粒子运动到最低点时，离轴的距离为，水平速度为，由动能定理，有联立解得故小球抛出点的纵坐标为（二）选考题：共13分。请考生从15题和16题任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。[选修3-3]（13分）15. 下列说法中正确的是（　　）A. 一定量气体膨胀对外做功200J，同时从外界吸收220J的热量，则它的内能增大20JB. 在使两个分子间的距离由很远（r>10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大C. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力D. 用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可E. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢【答案】ACE【解析】详解】A．根据热力学第一定律知A正确；B．在使两个分子间的距离由很远（r>10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，B错误；C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力，C正确；D．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的摩尔体积即可，D错误；E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，E正确。故选ACE。16. 如图所示，水平放置的汽缸A和容积为VB=3.6L的容器B由一容积可忽略不计的长细管经阀门C相连．汽缸A内有一活塞D，它可以无摩擦地在汽缸内滑动，A放在温度恒为T1=300K、压强为P0=1.0×105Pa的大气中，B放在T2=400K的恒温槽内，B的器壁导热性能良好．开始时C是关闭的，A内装有温度为T1=300K、体积为VA=2.4L的气体，B内没有气体．打开阀门C，使气体由A流入B，等到活塞D停止移动一段时间后，求以下两种情况下气体的体积和压强：①汽缸A、活塞D和细管都是绝热的；②A的器壁导热性能良好，且恒温槽温度调高为500K．【答案】①3.6L 8.89×104Pa ②3.84L 1.0×105Pa【解析】【详解】①设活塞D最终停止移动时没有靠在汽缸A左壁上，此时气体温度为，压强设为，体积为，则对活塞，由平衡条件，有：①解得由理想气体状态方程可如②①②联立，解得:小于，由此可知活塞D最终停止移动时靠在了汽缸A左壁上，则此时气体体积为．设此时气体压强为，由理想气体状态方程可知③解得内．②设活塞D最终停止移动时靠在汽缸A左壁上，此时气体温度为，压强设为，体积为，由理想气体状态方程可知:④解得大于由此可知活塞D最终停止移动时没有靠在汽缸A左壁上，则此时气体压强为．设此时气体体积为，由理想气体状态方程可知⑤解得[选修3-4]（13分）17. 某横波在介质中沿x轴正方向传播，t=0时波源O开始振动，振动方向沿y轴负方向，图示为t=0.7s时的波形图，已知图中b点第二次出现在波谷，则该横波的传播速度v=________m/s；从图示时刻开始计时，图中c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为____________________m．【答案】 ①. 10 ②. y=﹣0.03sin5πt【解析】【详解】由题意得：，得该波的周期为T=0.4s，由图知波长为，则波速为，横波在介质中沿x轴正方向传播，图示时刻c质点向下振动，则c质点的振动位移随时间变化的函数表达式为 ．【点睛】本题要根据简谐波的特点：一个周期内传播一个波长，简谐波传播过程中，各个质点的起振方向都相同，与波源的起振方向也相同，来确定波的周期．18. 如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，MN为截面的直径，Q是MN上的一点且与M点的距离（R为半圆形裁面的半径）。MN与水平光屏P平行，两者的距离为d，一束与截面平行的红光由Q点沿垂直于MN的方向射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，在光屏上得到红光。玻璃砖对该红光的折射率为，，求：（1）红光由于玻璃砖的折射在屏上向什么方向移动？移动距离是多少？（2）如果保持入射光线和光屏的位置不变，而使玻璃砖沿MN向左移动，移动的距离小于，请定性说明屏上的光点如何移动？亮度如何变化？并求出玻璃砖向左移动多远距离时光点的亮度或增强到最强或减弱到最弱。【答案】（1）左，；（2）左移亮度减弱至消失，【解析】【详解】（1）光线应向屏的左侧移动（2）发生会反特的临界角所以C=37°当玻璃砖左移时，入射角增大，折射角增大，所以光线左移。当增大到37°时发生全反射，以后折射光线消失，所以光，点左移亮度减弱至消失。移动距离由几何知识有‍