2023届湖南省怀化市铁路第一中学高三下学期第一次月考物理试题（解析版）

这是一份2023届湖南省怀化市铁路第一中学高三下学期第一次月考物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每题4分，共24分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙发现电子，并测定了电子的比荷
B．原子从低能级跃迁到高能级时，会向外辐射一定频率的光子
C．核反应中，X代表的是粒子，该过程表示衰变
D．如果环境温度升高，要的半衰期将会缩短
2．如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆，OA为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平地面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（ ）
A．物体所受的合力逐渐增大
B．水平拉力F保持不变
C．物体所受水平地面的支持力变小
D．物体所受水平地面的摩擦力保持不变
3．如图所示，弹簧振子在两点之间做简谐运动，其平衡位置为O点。已知相距50 cm。从小球经过O点时开始计时，经过0.3 s首次到达B点。取向右为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．小球振动的周期一定为1.2 s
B．小球振动的振幅为0.5 m
C．弹簧振子振动方程可能为
D．0.6 s末，小球可能不在平衡位置
4．“跳一跳”小游戏需要操作着控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上。如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为h，水平速度为v。若质量为m的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为g，则（ ）
A．棋子从最高点落到平台上所需时间
B．若棋子在最高点的速度v变大，则其落到平台上的时间变短
C．棋子从最高点落到平台的过程中，棋子的水平位移大小
D．棋子落到平台上时的速度大小为
5．如图所示，直线为光电子的遏止电压与入射光频率的关系，已知直线的纵、横截距分别为-a、b，电子电荷量为e，下列表达式正确的是（ ）
A．普朗克常量
B．金属的逸出功
C．若人射光频率为3b，则光电子最大初动能一定为ae
D．金属的截止频率
6．如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带的速度始终为，物品与传送带间的动摩擦因数为，假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先后经历匀加速运动和匀速运动两个阶段，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．匀加速运动阶段，物品对传送带的摩擦力对传送带做正功
B．匀速运动阶段，物品所受摩擦力的方向与传送方向相同
C．相同时，变为原来的一半，前阶段物品发生的位移也减为原来的一半
D．不变，不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同
二、多选题（每题5分，共25分）
7．中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全覆盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。空气弹簧主要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈颠簸均会引起车厢震动。上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若外界温度恒定，气缸内气体视为理想气体，则（ ）
A．乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界放热
B．乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界做正功
C．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加
D．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小
8．如图所示，真空中A、B、C三点是同一圆周上的三等分点，O点是圆心，A、B连线长，D为A、B连线中点。若将电荷量均为的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量，则（ ）
A．两点电荷间的库仑力大小为
B．将一负点电荷放在D点受到的电场力为零
C．C点的电场强度的大小为
D．从D到C电势逐渐升高
9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，图中电表均为理想交流电表，a，b间的电压如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为
B．滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表的示数变大
C．滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表的示数变大
D．滑动变阻器接入电阻最大时，电流表的示数为
10．如图所示，水平面上A、B两处有甲、乙两个可视为质点的小滑块处于静止状态，B点右侧水平面粗糙，左侧水平面光滑。若时刻甲在水平向右的拉力的作用下由静止向右运动，当时撤去拉力F，紧接着甲与乙发生弹性正碰，之后甲滑行停止。已知甲的质量为，甲、乙与粗糙水平面间的动摩擦因数均为0.5，取，则（ ）
A．内，拉力F的冲量大小为B．两个滑块碰撞后瞬间甲的速度大小是
C．碰撞后滑块乙的滑行距离为D．最后甲、乙相距
11．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，PQ为两个磁场的理想边界，且PQ与水平方向的夹角，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，以速度垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度为零。则下列说法正确的是（ ）
A．线框在位置Ⅱ时，安培力具有最大值
B．线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，做加速度增大的减速运动
C．线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，克服安培力做功为
D．线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，通过导线截面的电荷量为
三、实验题（18分）
12．（8分）某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中、为两个光电门，它们与数字计时器相连。两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、，当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片被遮挡的时间。
（1）先调节气垫导轨，若__________，（1分）则说明气垫导轨已水平；
（2）将B静置于两光电门之间，将A置于光电门右侧，用手轻推一下A，使其向左运动，与B发生碰撞，为了使A碰后不返回，则________。（1分）（填“＞”、“＝”或“＜”）；
（3）在上述前提下，光电门记录的挡光时间为，滑块B、A先后通过光电门时，记录的挡光时间分别为、，为了减小误差，挡光片的宽度应选择______（填“窄”或者“宽”）的，已知两挡光片宽度相同，若、、、、满足________（写出关系式，用、、、、表示）则可验证动量守恒定律；若、、还满足另一个关系式_________，（用、、表示）则说明A、B发生的是弹性碰撞。
13．（10分）某同学设计了图（1）所示电路来测量灵敏电流计G的内阻Rg，若要求测量时电表读数不得小于其量程的，且能多次测量，误差尽可能小，实验室提供了下列器材
A．待测电流计G（量程1mA，内阻Rg约为）
B．电流表A（量程10mA，内阻RA约为）
C．定值电阻R各1个（阻值分别为和）
D．滑动变阻器R，最大阻值为
E．电源电动势E=3V（内阻很小，可不计）
F．开关S及导线若干。
（1）根据上述器材完成此实验，要满足实验要求，定值电阻应选__________。（和）
（2）请你根据图（1）的电路图在图（2）中把实物器材连完整____________。
（3）用电流表A的读数I1，电流计G的读数I2和已选定值电阻R来表示电流计G的内阻Rg，则Rg=____________。
（4）若已测出此灵敏电流计G准确内阻Rg=，现将此电流计G改装成量程为5V的电压表，需要与之____________联一个阻值为____________的电阻。
四、解答题（33分）
14．（8分）如图，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积、质量、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离，在活塞的右侧距离其处有一对与汽缸固定连接的卡环，两卡环的横截面积和为。气体的温度，外界大气压强。现将汽缸开口向下竖直放置（g取）。
（1）求此时活塞与汽缸底部之间的距离h；
（2）如果将缸内气体加热到，求两卡环受到的压力大小（假定活塞与卡环能紧密接触）。
15．（12分）制造芯片，要用电磁场精准控制粒子的轨迹，其部分电磁场简化如图所示。在三维坐标系Oxyz中，平面xOy位于纸面，z轴垂直纸面向外（图中未画出）。在平面xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从y轴上P点（0，h，0）以初速度v0垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点沿与x轴正方向成45°角进入第四象限。在第四象限内有沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为；第三象限有沿z轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为。粒子重力不计，求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）粒子第四次经过y轴所用时间t；
（3）若在xOz平面下方再施加沿z轴的匀强电场，场强大小为E0，求粒子第四次经过yOz平面的位置坐标。
16．（13分）如图，竖直平面内有一光滑的平台，其左侧有小球1和处于压缩、弹性势能为的弹簧（球与弹簧不连接），其右侧有一半径、圆心角的光滑圆弧轨道，圆弧轨道最底端D处平滑连接另一光滑平台，质量的小球2静止在D点，E端有一质量为的小球3，用轻杆悬吊，轻杆长度和悬点位置可调，始终保持小球3刚好接触E点。现小球1解除锁定被弹簧弹出，恰好沿C点的切线方向进入圆弧轨道，后与小球2粘在一起运动，小球2与小球3之间会发生弹性碰撞，取，求：
（1）小球1与小球2碰撞前瞬间小球1的速度大小；
（2）小球3第一次被撞后瞬间的速度大小；
（3）若小球3第一次被撞后能做完整圆周运动，在最高点时轻杆对小球3的作用力大小为，求轻杆的长度L。
参考答案：
1．A
【详解】A．汤姆孙发现了电子，并利用电磁场测量出了电子的比荷，A正确；
B．原子从低能级跃迁到高能级时，需要吸收一定频率的光子，B错误；
C．由质量数守恒和电荷数守恒得
，
解得
，
所以代表的是，即粒子，故该过程为衰变，C错误；
D．半衰期与温度无关，D错误。
2．D
【详解】A．物体始终处于平衡状态，其所受合力始终为零，A错误；
BD．设开始时A离物体上表面的高度为L，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力大小为
其竖直向上的分力
故物体所受水平地面的支持力大小为
所以物体所受水平地面的支持力保持不变；又因为
所以物体所受水平地面的摩擦力也保持不变，D正确，B错误；
C．水平拉力
随着θ的增大，水平拉力F逐渐增大，C错误。
故选D。
3．C
【详解】A．小球经过O点时开始计时，经过0.3 s首次到达B点，若小球计时是向右运动，则小球振动的周期
若小球计时是向左运动，则
小球振动的周期
小球振动的周期可能为1.2 s或。
A错误；
B．由题意可知
小球振动的振幅为
B错误；
C．当时，有
可知弹簧振子的振动方程为
C正确；
D．无论周期是0.4 s还是1.2 s，0.6 s末，小球都在平衡位置，D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．从最高点到平台的过程可以看作是平抛运动，根据
得
A错误；
B．从最高点到平台过程为平抛运动，运动的时间由高度决定，与最高点的速度无关，B错误；
C．棋子从最高点落到平台的过程中，棋子的水平位移大小
选项C正确；
D．棋子落到平台上竖直方向的速度为
落到平台上时的速度大小为
D错误。
故选C。
5．B
【详解】AB．根据光电效应方程
根据动能定理得
解得
变形得
根据图像得
解得
故A错误，B正确；
C．若入射光频率为3b，则光电子最大初动能为
故C错误；
D．金属的截止频率
故D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．匀加速运动阶段，物品对传送带的摩擦力方向与传送带的运行方向相反，则物品对传送带的摩擦力对传送带做负功，故A错误；
B．匀速运动阶段，物品所受摩擦力为零，故B错误；
C．物品做匀加速时的加速度为
物品做匀加速运动发生的位移为
可知相同时，变为原来的一半，前阶段物品发生的位移减为原来的，故C错误；
D．物品做匀加速时，所用的时间为
物品做匀加速时与传送带发生的相对位移为
物品与传送带因摩擦产生的热量为
可知不变，不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，故D正确。
故选D。
7．AC
【详解】AB．乘客上车造成气体压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能不变，则空气弹簧内气体对外界放热，A正确，B错误；
CD．剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，气体与外界来不及热交换，外接对气体做功，则，空气弹簧内气体的内能增加，气体分子的平均动能增大，C正确，D错误。
故选AC。
8．BC
【详解】A．根据库仑定律可知，A、B两点电荷间的库仑力大小为
解得
故A错误；
B．在等量同种正点电荷周围的电场中，连线中点处的电场强度为零，则放在点的负点电荷受到的电场力为零，故B正确；
C．两点电荷在C点产生的电场强度大小相等，均为
根据电场叠加原理和几何关系，两点电荷在C点产生的合电场强度大小为
解得
电场强度的方向水平向右，故C正确；
D．在等量同种正点电荷周围的电场中，连线中垂线上从中点到无穷远处电势逐渐降低，由此可知，从点到C点电势逐渐降低，故D错误。
故选BC。
9．ABD
【详解】A．由图乙可知该交流电的周期为
频率为
A正确；
BC．滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电阻变大，滑动变阻器两端电压升高，电压表示数增大，用电电流减小原线圈所在电路电流也减小，电流表示数减小，B正确，C错误；
D．由图乙可知a，b间的电压有效值为
滑动变阻器接入电阻最大时，电流表的示数为I，由理想变压器电流电压关系可知
解得
D正确；
故选ABD。
10．AC
【详解】A．拉力F与t成线性关系，力F对甲的冲量为
故A正确；
B．设碰后甲的速度为，对甲碰撞后的过程运用动能定理得
解得
故B错误；
C．设碰撞前甲的速度为，碰撞后乙的速度为，乙的质量为m，碰撞前对甲由动量定理可知
解得
根据动量守恒得
又弹性碰撞可知
解得
，
对乙碰撞后的过程运用动能定理得
解得
故C正确；
D．最后甲、乙相距
故D错误。
故选AC。
11．CD
【详解】A．线框在位置Ⅱ时，线框的速度为零，所以感应电动势为零，感应电流为零，则安培力为零，故A错误；
B．线框在位置Ⅰ时，磁通量不会发生变化，感应电流为零，安培力为零，物体速度减小到0，安培力由零到零，必然存在一个先增大，后减小的过程，所以加速度先增大后减小，故B错误；
C．线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，只有安培力做功，安培力做功等于物体动能的变化，由动能定理有
解得
故C正确；
D．线框在位置Ⅰ时磁通量
线框在位置Ⅱ时磁通量为零，此过程中通过导线截面的电荷量
，，
联立解得
故D正确。
故选CD。
12． 滑块通过两个光电门时间相等（或将其轻放在气垫导轨上任何位置都能静止） > 窄
【详解】（1）[1]实验开始，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，滑块通过两个光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，或将其轻放在气垫导轨上任何位置都能静止，说明气垫导轨已经水平；
（2）[2]根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知，要想“动”的物体碰撞“静”的物体不返回，必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量，即m1>m2；
（3）[3]滑块通过光电门的速度是用遮光片通过光电门的平均速度替代，则遮光片的宽度要越小，则遮光片通过光电门的平均速度越接近于滑块过光电门的瞬时速度，因此挡光片应选择“窄”的；
[4]滑块A两次经过光电门G1的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度，分别为
，
滑块B经过光电门G2的速度
根据动量守恒
整理得
[5]若为弹性碰撞，则动能也是守恒的
整理得
由上面的动量守恒推导出来的等式变换得
代入上式
13． 15 串 4850
【详解】（1）[1]根据串并联电路的特点有
，
则电流表A与电流计G的电流关系为
若，则
则当电流表A达到满偏电流时，电流计G电流可以达到，超过其量程的，满足要求；若，则，则电流计G达到满偏电流时，电流表A的电流只能达到，不满足对电表测量的要求，所以应该选择的电阻。
（2）[2]根据电路图完成的实物连接图如下所示，电流表A的正接线柱连接滑动变阻器的上端接线柱，开关一端连接滑动变阻器的下端接线柱。
（3）[3]根据串并联电路的特点有
，
联立解得
（4）[4][5]电流表改装电压表，需要串联一个较大的电阻进行分压，有
代入数据解得
14．（1）0.45m；（2）60N
【详解】（1）汽缸竖直放置时，封闭气体的压强
由玻意耳定律
得
解得
（2）温度升高，活塞刚达到卡环，气体做等压变化，此时
汽缸内气体温度继续升高，气体做等容变化
代入数据得
活塞受力平衡，有
代入数据得
由牛顿第三定律可知，两卡环受到活塞的压力为。
15．（1）；（2）；（3）（0，-6h，）
【详解】（1）带电粒子在第一象限中做类平抛运动，所以
联立解得
（2）粒子进入第四象限做匀速圆周运动，有
解得
粒子进入第三象限做匀速圆周运动，有
解得
粒子的运动轨迹如图所示
所以粒子第四次经过y轴所用时间
（3）若在xOz平面下方再施加沿z轴的匀强电场，粒子的运动可以看成xOy平面内的交替变化的匀速圆周运动和z方向的初速度为零的匀加速直线运动，所以粒子第四次经过yOz平面时的x坐标为零，此时
所以粒子第四次经过yOz平面的位置坐标为（0，-6h，）。
16．（1）；（2）4m/s；（3）0.3m或0.34m
【详解】解：（1）小球1解除锁定被弹簧弹出，设小球1速度为，根据功能关系有
解得
平台光滑，小球以离开平台做平抛运动，设到C点的速度为，如图所示
根据平抛运动规律有
代入数据解得
则小球在C点的速度为
设小球1到D点的速度为，从C到D根据动能定理有
代入数据解得
则小球1与小球2碰撞前瞬间小球1的速度大小为
（2）小球1与小球2碰撞后粘在一起运动，动量守恒，设碰后的速度为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
平台光滑，碰后一起做匀速运动，小球12与小球3之间会发生弹性碰撞，动量守恒，设碰后小球12的速度为，小球3的速度为，根据动量守恒定律有
根据能量守恒有
联立解得
（3）小球3从最低点到最高点，设最高点速度为，根据动能定理有
小球3第一次被撞后能做完整圆周运动，若在最高点时轻杆对小球3的作用力竖直向下，根据牛顿第二定律有
联立解得
若在最高点时轻杆对小球3的作用力竖直向上，根据牛顿第二定律有
联立解得