河南省洛阳中学2023年高三实验班下学期第五次月考物理试题

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河南省洛阳中学2023年高三实验班下学期第五次月考物理试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：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、下列说法正确的是（ ）
A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大
B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子
C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量
2、科学家对物理学的发展做出了重大贡献，下列描述中符合历史事实的是（　　）
A．伽利略通过理想斜面实验，否定了“力是维持物体运动的原因”，并得出了惯性定律
B．牛顿通过月一地检验证明了行星和太阳间作用力的规律与月球和地球间作用力的规律是相同的
C．安培在研究电磁现象的过程中提出了分子电流假说，发现了安培定则和右手定则，并发明了电流计
D．法拉第在研究电磁现象的过程中引入了电场线和磁感线，并得出了法拉第电磁感应定律
3、狞猫弹跳力惊人，栖息在干燥的旷野和沙漠，善于捕捉鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成θ角跳离地面，落地前其最大高度为h，最大水平位移为x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的运动时间不变
B．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的最大高度h增大
C．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值减小
D．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值增大
4、如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/1．将磁感应强度的大小从原来的变为，结果相应的弧长变为原来的一半，则：等于

A．2 B． C． D．1
5、一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下列判断正确的是（　　）

A．质点沿x方向可能做匀速运动
B．质点沿y方向一定做匀速运动
C．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速
D．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后反向加速
6、在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（　　）

A．电压表的示数增大，电流表的示数减小
B．电容器C所带电荷量减小。
C．R1的电功率增大
D．电源的输出功率一定增大
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。则（　　）

A．初始时刻金属杆的加速度为
B．金属杆上滑时间小于下滑时间
C．在金属杆上滑和下滑过程中电阻R上产生的热量相同
D．在金属杆上滑和下滑过程中通过电阻R上的电荷量相同
8、如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r．b点在小轮上，到小轮中心的距离为r．c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则（ ）

A．a点与c点的线速度大小相等 B．b点与d点的角速度大小相等
C．a点与d点的向心加速度大小相等 D．a点与b点的向心加速度大小相等
9、如图所示，在光滑的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置Ⅰ进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是（　　）

A．在位置Ⅱ时外力F为
B．在位置Ⅱ时线框中的总电流为
C．此过程中回路产生的电能为
D．此过程中通过导线横截面的电荷量为0
10、我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组(　　)

A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2
C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学研究小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：
小灯泡L（额定电压，额定电流），
电压表（量程，内阻为），
电流表A（量程内阻约），
定值电阻 （阻值为），
滑动变阻器R（阻值），
电源E（电动势，内阻很小）
开关S，导线若干．
(1)实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，请将图甲电路补画完整______________；

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示，由曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻将_________；

A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大后不变 D．先减小后不变
(3)若用多用表直接测量该小灯泡的电阻，正确操作后多用表指针如图所示，则小灯泡的电阻是_______．

(4)用另一电源（电动势，内阻）和题中所给的小灯泡L、滑动变阻器R连接成如图所示的电路，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值．在R的变化范围内，电源的最大输出功率为_______W，此时小灯泡的功率为_______W，滑动变阻器R接入电路的电阻为_______．

12．（12分）某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：

两个相同的待测电源（内阻r≈1Ω）
电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）
电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）
电压表V（内阻约为1kΩ）
电流表A（内阻约为1Ω）
灵敏电流计G，两个开关S1、S1．
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R1至最大，闭合开关S1和S1，再反复调节R1和R1，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R1的示数分别为0.40A、11.0V、30.6Ω、18.1Ω；
②反复调节电阻箱R1和R1（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V．
回答下列问题：
（1）步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电电势差UAB=_____V；A和C两点的电势差UAC=______V；A和D两点的电势差UAD=______V；
（1）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω，电流表的内阻为______Ω；
（3）结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势E为______V，内阻r为_____Ω．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，OP=3r，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从P点在纸面内沿着与OP成60°方向射出（不计重力），求：
(1)若粒子运动轨迹经过圆心O，求粒子运动速度的大小；
(2)若要求粒子不能进入圆形区域，求粒子运动速度应满足的条件。

14．（16分）如图所示，在倾角为的斜面上有质量均为的物块，两物块用平行于斜面的细线连接，细线伸直。若由静止释放两物块，两物块沿斜面下滑的加速度大小为；若用水平向左的恒力作用在物块上，两物块可沿斜面向上匀速运动，已知两物块与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度，，，求：
（1）物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）作用在物块上的水平恒力的大小。

15．（12分）如图，在x0y平面坐标系的第Ⅰ象限内有沿x轴负方向的匀强电场，它的场强大小为 E=4×105V/m，第Ⅱ象限有垂直平面向里的匀强磁场—个带正电粒子以速度大小v0=2×107m/s 从上A点沿y轴正方向射人电场，并从C点进入磁场.已知A点坐标为（0.2m，0），该粒子的比荷=2.5×109C/kg，不计粒子的重力.

(1)求C点的坐标；
(2)求粒子刚进入磁场时的速度；
(3)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的大小.



参考答案

一、单项选择题：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、D
【解析】
A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；
B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；
C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；
D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。
故选D。
2、B
【解析】
A．伽利略通过理想斜面实验，说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，牛顿得出了惯性定律，A错误；
B．牛顿通过月一地检验证明了行星和太阳之间作用力的规律与月球和地球之间作用力的规律是相同的，B正确；
C．安培在研究电磁现象的过程中提出了分子电流假说，发现了安培定则，并发明了电流计，但右手定则不是安培发现的，C错误；
D．法拉第在研究电磁现象的过程中引入了电场线和磁感线，纽曼和韦伯总结出了法拉第电磁感应定律，D错误。
故选B。
3、B
【解析】
A．狞猫做斜抛运动，在竖直方向则有

狞猫在空中的运动时间

保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的运动时间增大，故A错误；
B．狞猫在空中的最大高度

保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的最大高度增大，故B正确；
CD．狞猫最大水平位移为

最大水平位移与最大高度的比值为

保持起跳角度不变，增大起跳速度，与的比值不变，故C、D错误。
故选B。
4、B
【解析】
画出导电粒子的运动轨迹，找出临界条件好角度关系，利用圆周运动由洛仑兹力充当向心力，分别表示出圆周运动的半径，进行比较即可．
【详解】
磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠POM=120°，如图所示：

所以粒子做圆周运动的半径R为：sin60°=，得：
磁感应强度为B2时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠PON=60°，如图所示：

所以粒子做圆周运动的半径R′为：sin10°=，得：
由带电粒子做圆周运动的半径：得：


联立解得：．
故选B．
【点睛】
带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解．
5、D
【解析】
AB．物体做曲线运动，合力大致指向轨迹凹的一侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧，由图可知：x轴方向有分加速度，所以x轴方向不可能匀速，y方向可能有分加速度，故质点沿y方向可能做变速运动，也可能做匀速运动，故A、B错误；
CD．物体在y方向匀速，则合力在水平方向，合力指向轨迹的凹侧可知合力水平向左，因此物体在水平方向先向右减速后向左加速，C错误，D正确。
故选D。
6、A
【解析】
A．滑动变阻器的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2阻值变大，电阻总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，总电流减小，电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压

总电流减小，电压表示数增大，故A正确；
B．容器两端电压即电压表两端电压，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B错误；
C．流过电阻R1的电流减小，由公式可知，消耗的功率变小，故C错误；
D．当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D错误。
故选A。

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、BD
【解析】
A．ab开始运动时，ab棒所受的安培力

根据牛顿第二定律得，ab棒的加速度

选项A错误；
B．物体下滑时加速度满足

根据可知金属杆上滑时间小于下滑时间，选项B正确；
C．克服安培力做功等于回路产生的热量，上滑过程中安培力较大，则克服安培力做功较大，产生的热量较大，选项C错误；
D．根据

可知，在金属杆上滑和下滑过程中通过电阻R上的电荷量相同，选项D正确。
故选BD。
8、ABC
【解析】
AB．根据圆周运动的规律可得：a点与c点在相等时间内转过的弧长是相等的，所以二者的线速度大小相等；b点与d点在相等时间内转过的角度是相等的，所以二者角速度大小相等；AB正确．
CD．设a点的线速度大小为v，则c点的线速度大小为v，c、b、d三点的角速度大小均为；据向心加速度公式：可得，a点的向心加速度大小为，c点的向心加速度大小为，b点的向心加速度大小为：，d点的向心加速度大小为：．故C正确，D错误．
9、AD
【解析】
AB．在位置Ⅱ时，根据右手定则可知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流为

根据左手定则可知线框左右两边所受安培力的方向均向左，为

联立可得

故A正确，B错误；
C．金属线框从开始到位移为L过程中，只有一边切割磁感线，故电流为

产生的电能为

从位移为L到过程中，线框两边切割磁感线，电流为I，产生的电能为

所以整个过程产生的电能为

故C错误；
D．此过程穿过线框的磁通量变化为0，根据


可得

故D正确。
故选AD。
10、BD
【解析】
启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；设每一节车厢的质量是m，阻力为，做加速运动时，对6、7、8车厢进行受力分析得：，对7、8车厢进行受力分析得：，联立可得：，故B正确；设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：，又，可得：，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C错误；设每节动车的功率为P，当只有两节动力车时，最大速率为v，则：，改为4节动车带4节拖车的动车组时，最大速度为，则：，所以，故D正确．

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、 A 1.5 0.4 0.28 3
【解析】
(1)[1]因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用和电压表串联，故原理图如图所示

(2)[2]图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；
A.与分析相符，故A正确；
B.与分析不符，故B错误；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误；
(3)[3]灯泡正常工作时的电阻为：

则多用电表可以选择欧姆挡的×1挡；由图示多用电表可知，其示数为；
(4)[4]当电源内阻等于外电路电阻时，电源的输出功率最大，电源的最大输出功率为：

[5]此时小灯泡的电流为：

由图可知，此时灯泡电压为：

此时小灯泡的功率为：

[6]此时小灯泡的电阻为：

滑动变阻器接入电路的电阻为：

12、0 11.0V -11.0V 1530Ω 1.8Ω 11.6V 1.5Ω
【解析】
（1）[1][1][3]当电流计示数为0时，A、B两点电势相等，即；
电压表示数即为A、C两点电势差，即；
由闭合电路欧姆定律可知，D、A和A、C之间的电势差相等，故；
（1）[4][5]由欧姆定律可得

解得

由可得

（3）[6][7]由步骤①可得

由步骤②可得

联立可解得



四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2)或
【解析】
(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，圆心为，依图题意作出轨迹图如图所示：

由几何知识可得：


解得

根据牛顿第二定律可得

解得

(2)若速度较小，如图甲所示：

根据余弦定理可得

解得

若速度较大，如图乙所示：

根据余弦定理可得

解得

根据

得
，
若要求粒子不能进入圆形区域，粒子运动速度应满足的条件是
或
14、（1）0.5；（2）。
【解析】
（1）两物块沿斜面加速下滑，由牛顿第二定律知

解得

（2）两物块沿斜面向上匀速运动，设水平恒力的大小为，根据力的平衡有


解得

15、（l）（0，0.4m）；（2），与y轴的夹角为；（3）．
【解析】
试题分析：（1）粒子在第一象限内做类平抛运动，即沿y轴正方向做匀速直线运动，沿x轴负方向做匀加速直线运动，由类平抛运动规律可以求出水平位移．（2）在第一问手基础上，求出类平抛运动的末速度即为进入磁场的初速度．（3）粒子进入第二象限后做匀速圆周运动，若要使粒子不进入第三象限，则当粒子的运动轨迹恰与x轴相切时，是粒子的最大的半径，对应最小的磁感应强度．
（l）粒子在第I象限内的运动类似平抛运动，轨迹如图

沿x轴负方向做匀加速运动，则有：，
沿y轴正方向做匀速运动，则有：
联立解得：y=0.4m
故粒子经过y轴时的坐标为（0，0.4m）
（2）设粒子进入磁场时的速度为v
则x轴方向的速度为，y轴方向的速度为
由，解得：
设速度v的方向与y轴的夹角为
则有：
解得：，即速度v的方向与y轴的夹角为
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，其最大半径为R的圆弧
在运动轨迹图中，由几何关系得：，
又
联立解得：磁感应强度最小值为
则第 II象限内的磁场磁感应强度
【点睛】本题是带电粒子在组合的匀强电场和匀强磁场中做类平抛运动和匀速圆周运动的综合题，需要考虑的是带电粒子在匀强磁场中运动的极端情况，要使粒子不进入第三象限，则带电粒子最大的运动半径恰恰与x轴相切，由几何关系求出最大半径，再由洛仑兹力提供向心力从而求出最小的磁感应强度．