2021-2022学年陕西省延安市子长市中学高三上学期第一次月考物理试题含解析

这是一份2021-2022学年陕西省延安市子长市中学高三上学期第一次月考物理试题含解析，共21页。
1.本试卷共6页，全卷满分100分，答题时间90分钟；
2.答卷前，考生须准确填写自己的姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、准考证号；
3.第Ⅰ卷选择题必须使用2B铅笔填涂，第Ⅱ卷非选择题必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰；
4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题卷不回收。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，计48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4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 位移、时间、路程、速度均为标量
B. 京沪高速铁路测试时的列车最高时速可达484km/h，指的是瞬时速度
C. 调整“神州十二号”飞船姿态与天和核心舱对接过程中，可以把“神州十二号”当成质点
D. 在利用速度时间图像推导匀变速直线运动的位移公式时，应用了控制变量法
【答案】B
【解析】
【详解】A．只有大小没有方向的物理量是标量，如路程、时间、速率、质量等，而既有大小又有方向的物理量是矢量，如位移、速度、加速度、力等。故A错误；
B．京沪高速铁路测试时的列车最高时速可达484km/h，指的是某时刻的速度即瞬时速度，故B正确；
C．调整“神州十二号”飞船姿态与天和核心舱对接过程中，不能忽略飞船的大小和形状，即此时不可以把“神州十二号”当成质点，故C错误；
D．在利用速度时间图像推导匀变速直线运动的位移公式时，应用了微元法，故D错误。
故选B。
2. 甲乙两同学同时从新庆公园的西门出发，前往东门。甲步行直接穿过公园，乙骑自行车沿公园外道路绕行，两人恰好同时到达东门，关于两人的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 甲乙两人的平均速度相同B. 甲的平均速度比乙的平均速度小
C. 甲乙两人的平均速率相同D. 甲的位移比乙的位移小
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲乙两同学初末位置相同，所以位移相同，又因为两人同时出发，同时到达，所以时间相等，根据

甲乙两人平均速度相同，A正确，B错误；
C．甲乙两人的路线不同，路程不相等，所以平均速率不同，C错误；
D．甲乙两人初、末位置相同，所以位移相同，D错误。
故选A。
3. 在光电效应实验中，用某一频率的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列方法可使光电子的最大初动能变大的是（ ）
A. 仅增大入射光的强度B. 仅延长照射时间
C. 仅增大入射光的频率D. 仅增大入射光的波长
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据光电效应方程
可知增大入射光的频率可以增大光电子的最大初动能。
故选C。
4. 在杨氏双缝干涉实验中，绿色平行光源经过双缝后在光屏中间位置附近形成间距相等、明暗相间的绿色亮条纹，下列操作能减小条纹间距的是（ ）
A. 减小双缝间距B. 换用红色光源
C. 减小光照强度D. 减小光屏到双缝的距离
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】根据双缝干涉条纹间距公式
可知减小入射光的波长、增大双缝间距，以及减小屏幕与双缝的距离，可以减小条纹的间距，而与光源距离双缝间距，光照强度无关，由于红光的波长大于绿光的波长，可知换用红色激光可以增大条纹间距，故D正确，ABC错误。
故选D。
5. 甲、乙、丙、丁四个物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，甲、乙物体的位移时间图像如图1所示，丙、丁物体的速度时间图像如图2所示，其中乙、丙图线为抛物线的一部分。则下列判断正确的是（ ）
A. 甲、丁做匀加速直线运动
B. 时间内，甲的速度总比乙小
C. 时间内，丙的加速度总比丁大
D. 时间内，甲、乙的位移相同，丙的位移比丁大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，甲做匀速直线运动，丁做匀加速直线运动，故A错误；
B．根据位移时间图像切线的斜率表示速度，则由图1可知，乙的速度逐渐增大，即时间内，甲的速度先是大于乙的速度后是小于乙的速度，中间某时刻两者速度相等，故B错误；
C．根据速度时间图像切线的斜率表示加速度，由图2可知，时间内，丙的加速度先比丁大，之后逐渐减小，某时刻与丁的加速度相等后继续减小，之后丙的加速度比丁的小，故C错误；
D．由图1可知，0时刻甲、乙均在原点， 时刻甲、乙相遇，故时间内，甲、乙的位移相同。根据速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，由图2可知，时间内，丙的图线围成的面积比丁的图线围成的面积大，故丙的位移比丁大，故D正确。
故选D。
6. 如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射三种不同频率的光子，能量最大光子与能量最小光子的能量差为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射三种不同频率的光子可知，氢原子是从的能级向下跃迁释放的光子。由公式可知从跃迁到产生的光子能量最大，从跃迁到产生的光子能量最小，因此三种光子的最大能量差为
故选C。
7. 出租车上安装有速度表，计价器里安装有里程表和时间表，某出租车在10时10分55秒载客后做初速度为零的匀加速直线运动，经过10s时，速度表显示54km/h，则出租车上里程表示数增加了（ ）
A. 37.5mB. 75mC. 112.5mD. 150m
【答案】B
【解析】
【详解】经过10s汽车速度为，由匀变速直线运动位移公式可得
故选B。
8. 2018 年 10 月 23 日港珠澳大桥正式通车，它是目前世界上最长的跨海大桥，为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道．是港珠澳大桥中的一段，一辆小汽车在长度为L的平直桥面上提速，图乙是该车车速的平方（v2）与位移（x）的关系，图中b1、b2、L已知．则小汽车通过该平直桥面的时间为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知汽车的初速度为，汽车的末速度为，由平均速度公式可得，代入数据可得，故C正确，ABD错误．
9. 核动力航空母舰因其性能强劲堪称海上霸主，它利用可控制核裂变释放的核能获得动力，核反应方程为：。已知光在真空中速度为c，的比结合能为E1，的比结合能为E2，的比结合能为E3，反应过程中释放的核能为E。下列说法正确的是（ ）
A. X为中子，y=4
B. 反应过程中的质量亏损为
C. 三种比结合能的大小关系为E1>E2>E3
D. 此核裂变释放核能约为E=141E3+92E2-235E1
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在核反应方程中，根据质量数守恒，电荷数守恒可得X为中子，y=3，A错误；
B．根据质能方程
可知反应过程中的质量亏损为
B正确；
C．根据比结合能图像可知三种比结合能的大小关系为
E2>E3> E1
C错误；
D．此核裂变释放核能约为
E=141E3+92E2-235E1
D正确。
故选BD。
10. 如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇（即到达同一高度）（不计空气阻力）。则（ ）
A. 两球同时落地
B. 相遇时球b速度大小为v0
C. 相遇时球a刚好到达最高点
D. 球a上升的最大高度为h
【答案】BC
【解析】
【详解】两小球在处相遇，此过程小球a和小球b的位移方向相反，大小相等，且它们运动的时间、加速度也相同，所以两球的运动过程恰好是相反的，把小球a的运动反过来看，应该和小球b的运动过程一样，即在相遇时，小球a的速度刚好是0，而小球b的速度大小为v0，方向向下。
A．相遇时，两球的高度一样，但竖直方向速度不一样，不会同时落地，A错误；
B．相遇时球b速度大小为v0，B正确；
CD．相遇时，小球a速度为0，刚好到达最高点，上升的最大高度为，C正确、D错误。
故选BC。
11. 如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t = 0时的波形图，虚线为经过s后的波形图。已知（T为这列波的周期）。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A. 波速为25m/s
B. 频率为1.25Hz
C. t = 1s时，x = 2m处的质点处于波谷
D. 在内，x = 5m处的质点向左移动到了x = 0处
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．由题知该简谐横波沿x轴负方向传播，则有
T + nT = 0.2s（n = 0、1、2…）
由题知，则n = 2，T = s，由题知λ = 4m，则根据
v = = 25m/s
A正确；
B．由选项A可知，T = s，则
f = = 6.25Hz
B错误；
C．t = 1s即
t = 6T + T
则当t = 1s时x = 2m处的质点处于波谷，C正确；
D．质点只在平衡位置附近振动，并不沿x轴移动，D错误。
故选AC。
12. 物体以一定初速度冲上固定的光滑斜面，到达斜面最高点C时速度恰为零，如图所示。.A、E、D、B、C将斜面等分为四段，已知物体第一次运动到B点时所用时间为t，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体上滑在B点的速度为
B. 物体从B滑到C所用的时间为
C. 物体上滑在E、D、B三处的速度之比为
D. 物体上滑通过ED、DB、BC三段时间之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．到达斜面最高点C时速度恰为零，可利用逆向思维，物体由C点向下做初速度为0的匀加速直线运动，到A点速度大小还是v0，根据初速度为0的匀变速运动规律有，连续相等时内的位移之比为1:3:5，由于
则CB与BA段的运动时间相等，所以物体从B滑到C所用的时间为t，B点为CA的中间时刻，根据匀变速运动的平均速度规律有
所以A正确；B错误；
C．利用逆向思维，物体由C点向下做初速度为0的匀加速直线运动，根据
物体上滑在E、D、B三处的速度之比为，所以C错误；
D．利用逆向思维，物体由C点向下做初速度为0的匀加速直线运动，根据
物体下滑通过CB、、CD、CE、CA四段的时间之比为，所以物体上滑通过ED、DB、BC三段的时间之比为，则D正确；
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题 共52分）
二、实验探究题（本大题共2小题，计15分）
13. 某学习小组通过图甲实验装置来验证动量守恒定律。A是同定在水平桌面上光滑的斜槽。斜槽末端与水平桌面平行，B是气垫导轨，C是光电门，D是带有小孔的滑块（孔内粘有胶带，小球进入小孔即粘在胶带上），滑块上方有一窄挡光片。实验前将斜槽固定在水平桌面上，调整气垫导轨的高度，使滑块小孔与斜槽末端在同一高度处，同时调整气垫导轨水平，多次改变小球释放高度h。得到挡光片通过光电门的时间t，做出图象。小球质量为m，滑块总质量为M，挡光片宽度为d，重力加速度为g。
(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，宽度d＝______mm；
(2)请用题中所给的物理量来表示，只要满足关系式h＝______，就可以说明在误差允许范围内碰撞中动量守恒；
(3)如果图象是一条过原点______（填写“倾斜直线”或“抛物线”），同样可以验证动量守恒。
【答案】 ①. 2.150 ②. ③. 倾斜直线
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为
2mm+15.0×0.01mm＝2.150mm
(2)[2]根据动能定理得
mgh＝
得小球下滑到斜面底端的速度为
小球与斜槽当光电门的速度为
由动量守恒定律可得
mv0＝(m+M)v
即
整理得
(3)[3]由(2)分析可知，h与成正比，所以图象是一条倾斜直线时同样可以验证动量守恒
14. 两位同学在实验室使用电磁打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。
（1）部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：___________（用字母填写）。
（2）如图1所示纸带是甲同学实验得到的，纸带的左端先通过打点计时器，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔为，如果小车做的是匀加速直线运动，则计数点“E”与“起始点A”之间的距离s为___________cm，打计数点C时小车的速度为___________m/s，小车的加速度为___________m/s2。
（3）乙同学将实验得到纸带标上计数点，打的第一个计数点记为O，测出其它计数点到O点的距离s。根据实验数据绘出的s-t2图线（如图2所示），由图线求得加速度大小为___________ m/s2（保留3位有效数字）。
【答案】 ①. DCBA ②. 76 ③. 1.9 ④. 2 ⑤. 1.12
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验步骤和顺序可知先把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔，为了有效的利用纸带将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连，接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车，最后测量完毕，关闭电源，取出纸带，故顺序为DCBA；
（2）[2]依据相等的时间内，位移之差相等，则有
代入数据有
s=76cm
[3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为
[4]根据匀变速直线运动的推论公式
可以求出加速度的大小为
（5）[5]打的第一个计数点记为O，可知此时的速度为零，根据位移时间关系可得
根据数学知识可得s-t2图线的斜率为
解得
三、计算题（本大题共4小题，计37分。解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 音乐喷泉不仅通过喷射的水柱来展示一种形态之美，更通过绚烂的灯光折射出色彩之美。音乐喷泉的色彩是通过水池底部的灯光来制造的，当靠近音乐喷泉观察时，人会发现水中的灯光照亮水面。某喷泉水池中水的深度为h，水池底部一射灯发出一束光，光线照射在水面上，入射的角度α=37°，从水面上出射的角度β=53°，如图所示。已知真空中的光速为c=3.0×108m/s，sin37°=0.6，sin53°=0.8.求：
（1）水池中水的折射率n；
（2）灯光在水中的传播速度v；
（3）灯光可以照亮水面的面积S。
【答案】（1）；（2）2.25×108m/s；（3）
【解析】
【分析】（1）已知光线在水面上的入射角和折射角，由折射定律求水的折射率。
（2）由n=求灯光在水中的传播速度v；
（3）灯光照亮水面的形状为圆形，在圆形边缘上光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，根据sinC=求出临界角C，再由几何知识求灯光可以照亮水面的面积S。
【详解】解：（1）光线从水中射入空气中折射，则
解得
（2）由n=得灯光在水中的传播速度
v=2.25×108m/s
（3）灯光照亮水面的形状为圆形，在圆形边缘上光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，如图所示。
根据全反射临界角公式有sinC=，设圆形半径为r，由几何关系有
sinC=
灯光照亮水面的面积
S=πr2
联立解得
S=
【点睛】本考查光的折射和全反射，解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，通过光路图进行分析。
16. 为安全着陆火星，质量为240kg的探测器先向下喷气，使其短时悬停在距火星表面高度100m处。已知火星表面重力加速度，不计一切阻力，忽略探测器的质量变化。
（1）若悬停时发动机相对火星表面竖直向下喷气速度为v=3.7km/s，求每秒喷出气体的质量；
（2）为使探测器获得水平方向大小为0.1m/s的速度，需将12g气体以多大速度沿水平方向喷出？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设每秒喷出气体质量为m，则t时间喷出的气体质量为。以t时间喷出的气体为研究对象，取竖直向下为正方向，FN为飞船对气体的作用力，根据动量定理
又因为远大于，则忽略不计，则有
为气体对飞船的作用力，根据牛顿第三定律，得
M是探测器的质量，对探测器，由平衡条件得
联立可得
（2）取探测器获得的水平速度方向为正方向，根据水平方向动量守恒得
又
可得喷出气体的速度大小为
17. 在一次低空跳伞训练中，当直升机悬停在离地面高处时，伞兵离开直升机做自由落体运动。运动一段时间后，打开降落伞，展伞后伞兵以大小为的加速度匀减速下降。为了伞兵的安全，要求伞兵落地速度最大不得超过，取，求：
（1）伞兵离开直升机后至少经多长时间，展开降落伞；
（2）伞兵在空中的最短时间t。
【答案】（1）5.6s；（2）10.8s
【解析】
【详解】（1）设伞兵展伞时，离地面的高度至少为h，此时速度为，则有
即
又因为
即
联立解得
所以时间
（2）伞兵展开伞后运动的时间为
故伞兵在空中的最短时间
18. 货车A正在公路上以20m/s的速度匀速行驶，因疲劳驾驶，司机注意力不集中，当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时，两车距离仅有75m。
（1）若此时B车立即以2m/s2的加速度启动，通过计算判断：如果A车司机没有刹车，是否会撞上B车；若不相撞，求两车相距最近时的距离；若相撞，求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间。
（2）若A车司机发现B车，立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s2(两车均视为质点)，为避免碰撞，在A车刹车的同时，B车立即做匀加速直线运动(不计反应时间)，问：B车加速度至少多大才能避免相撞。(这段公路很窄，无法靠边让道)
【答案】(1)两车会相撞 5s (2)0.67m/s2
【解析】
【详解】(1)当两车速度相等时，设经过的时间为t，则：
vA＝vB
对B车
vB＝at
联立可得：
t＝10 s
A车的位移为：
xA＝vAt＝200 m
B车的位移为：
xB＝at2＝100 m
因为xB＋x0＝175 m