2022届湖南省长沙市名校高三上学期第一次月考物理试题

2022届湖南省长沙市名校高三上学期第一次月考

物理

本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟。满分100分。

第Ⅰ卷  选择题（共44分）

一、选择题：本题共10小题，共44分，1~6题，每小题4分，只有一个选项符合题目要求，7~10题，每小题5分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，某轧钢厂热轧机上安装了一个射线测厚仪，该仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，已知车间采用放射性同位素作为放射源，通过衰变放出射线，半衰期为74天，适合透照钢板厚度，下列说法正确的是（　　）

A. 若衰变产生的新核用X表示，则的衰变方程为

B. 若有放射性同位素，经过222天有没有衰变

C. 若已知钢板厚度标准为，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙

D. 衰变时遵循能量守恒且生成物的质量等于反应物的质量

2. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车开始刹车后位移和时间的比值与t之间的关系图像，前是直线，后是曲线，若动力车开始刹车后做匀减速直线运动直至静止，下列说法正确的是（　　）

A. 动力车的初速度为 B. 刹车过程持续的时间为

C. 刹车过程动力车的加速度大小为 D. 从开始刹车时计时，经过，动力车的位移为

3. 一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b，c三点的位置如图所示，三点的电势分别为、、。则下列说法正确的是（　　）

A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点处的电势为

C. 电子在b点的电势能比在c点小 D. 电子从a点运动到b点，电场力做功为

4. 如图甲所示电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）

A. 图乙中滑动变阻器的最大功率

B. 图乙中，

C. 滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大

D. 调整滑动变阻器的阻值，可以使电源的输出电流达到

5. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取。则（　　）

A. 当拉力F逐渐增大时，物块首先相对长木板发生相对滑动 B. 在时间段物块做匀加速运动

C.  D. 木板加速度所能达到的最大值为

6. 如图为一个水平传感器的简易模型，截面为竖直放置的正三角形，D、E、F分别是三边的中点，O点为三角形的中心，在O点处用三根轻绳将一小球与D、E、F三点处的拉力传感器连接，三根轻绳刚好伸直，通过测出三根轻绳的拉力大小，信息处理单元可显示摆放处的倾角。图中边恰好处于水平状态，现将其以C为旋转中心，在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到边处于水平位置，则在转动过程中（　　）

A. 绳的拉力先减小后增大 B. 绳的拉力先增大后减小

C. 绳的拉力先减小后增大 D. 绳的拉力先增大后减小

7. 2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火“捕获”制动，成功被火星引力“捕获”实现变轨，2月15日，“天问一号”探测器实现了完美的“侧手翻”，将轨道调整为经过火星两极的环火星椭圆形轨道。“天问号”运行的轨迹图如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. “天问一号”的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B. “天问一号”要实现近火“捕获”需要在“捕获”点进行减速

C. “天问一号”在“侧手翻”前瞬间的加速度等于“侧手翻”后瞬间的加速度

D. “天问一号”在环火星两极的椭圆形轨道上运行时近火点的速度比远火点的速度小

8. 如图所示，质量为m的物块（可视为质点）从倾角为的固定斜面顶端由静止开始下滑，到达B点开始压缩弹簧（弹簧原长为），被弹簧弹回后恰能到达的中点C。已知，物块与斜面间的动摩擦因数为，设弹簧的最大压缩量为，获得的最大弹性势能为，，，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 物块与弹簧组成的系统机械能不守恒 B. 物块运动到B点的速度最大

C. 弹簧的最大压缩量为 D. 弹簧获得的最大弹性势能为

9. 如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直纸面向外的匀强磁场，与水方向的夹角为。现有氢的同位素粒子从A点沿水平方向以大小为的速度垂直射入磁场，其离开磁场时，速度方向刚好改变了；氢的另一同位素粒子以大小为的速度从C点沿方向垂直射入磁场。已知的电荷量为e，质量为m，不计粒子的重力和两粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子竖直向上射出磁场 B. 粒子在磁场中运动的时间为

C. 该匀强磁场的磁感应强度 D. 两粒子从圆形边界射出时射出点之间的距离为

10. 如图所示，倾角为斜面固定在地面上，区域内有垂直于斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场，、（与斜面底边平行）是磁场的边界，它们之间的距离为D。质量为m、边长为、总电阻为R的单匝正方形金属线框与斜面间的动摩擦因数，线框始终紧贴斜面运动，边和边保持与平行且不翻转。让线框沿斜面滑下，边到达时的速度为v，已知边滑出磁场边界时线框速度大于0。下列说法中正确的是（   ）

A. 线框通过所用的时间比通过的时间短

B. 自边进入磁场到边刚好进入磁场这段时间内，通过线框某截面的电荷量是

C. 边刚滑出时，线框速度

D. 自边进入磁场到边滑出磁场这段时间内，线框中产生的焦耳热为

第Ⅱ卷  非选择题（共56分）

二、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。

15、16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

11. 某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”。把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上，小车放在长木板上。在数字测力计的右侧拴有一细线，细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，在重物的牵引下，小车在木板上加速运动，数字测力计可以直接显示细线拉力的大小。

（1）采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比________（填选项前的字母）

A．可以不用平衡摩擦力

B．直接测量小车（包括测力计）所受的拉力， 可以减少误差

C．利用此实验装置不用测量重物的质量

D．重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量

（2）下图是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度a=_______m/s2。

①保持小车和数字测力计的总质量一定，改变钩码的质量，测出相应的加速度。采用图象法处理数据。请同学们根据测量数据做出a-F图象______。

②试分析上图中图象不过坐标原点的原因：______。

12. 某中学物理兴趣小组的同学们想通过实验探究某热敏电阻的阻值与温度的关系。实验中有如下器材：

A．热敏电阻；

B．定值电阻；

C．学生电源（通过调节可输出的电压）；

D．电流表（，内阻）；

E．电流表（，内阻约为）；

F．温控箱（能显示温度并可调温度）；

G．开关S，导线若干。

（1）为了更准确地描述出电阻随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框内图甲电路图的设计________。

（2）闭合开关S，记下电表的读数为，的读数为________A（如图乙所示），得________（用题给字母表示）。

（3）实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的图像。根据所给的图像可以看出，该热敏电阻的阻值与温度的关系式是_________。由图像分析可知，当温控箱中的温度达到时，热敏电阻此时的阻值为________。

13. 如图所示，和都是处于同一竖直平面内固定光滑圆弧形轨道。是半径为的圆弧轨道，是半径为的半圆轨道，段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接，已知段水平轨道长，现让一个质量为的小球从A点正上方距A点高处自由落下，运动到圆弧轨道最低点B时，与质量为的滑块发生弹性碰撞，碰后立即取走小球，使之不影响滑块的后续运动。已知滑块与轨道之间的动摩擦因数取，不计空气阻力，小球和滑块均可视为质点，求：

（1）小球与滑块碰前瞬间，小球对轨道的压力大小；

（2）通过计算试判断滑块是否能到达最高点O？若能，请求出滑块离开O点后落在轨道上的具体位置。

14. 如图a所示，水平直线下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过后，电荷以的速度通过进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过时为时刻），计算结果可用表示。

（1）求正电荷在正向磁场和负向磁场中运动的半径及周期；

（2）如果在O点右方处有一垂直于的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。

（二）选考题：共13分。请考生从15、16两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做第一题计分。

15. 一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，体积为，压强为，温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的图线如图所示，其中延长线过坐标原点，在同一竖直线上，在同一水平直线上。下列说法正确的是（　　）

A. 由C到A的过程中，气体的体积没有发生变化

B. 从B到C的过程中，理想气体的每个气体分子的动能都增大

C. 由A到B的过程，气体对外界放热

D. 从B经过C到A的过程，气体的内能一直在增加

E. 从B经过C到A的过程，气体从外界吸热为

16. 如图，开口向上的气缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀，长为l=24cm且下端开口的细玻管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻管露出水银面的高度和进入玻管中的水银柱长度均为h1=6cm，轻质活塞到水银面的高度为h0=12cm，水银面上方的气体压强为p0=76 cm Hg。现施外力使活塞缓慢向下移动，当玻管上端恰好与水银面齐平时，进入玻管中的水银柱长度为h2=12cm。活塞与气缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻管的横截面积远小于气缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持不变，求：

（1）玻管上端恰好与水银面齐平时，玻管内气体的压强；

（2）整个过程中活塞向下移动距离。

17. 如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图。图乙表示该波传播的介质中处的a质点从时刻起的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A. 波沿x轴正方向传播

B. 波传播的速度为

C. 时，处的质点b的速度沿y轴正方向

D. 从开始，经过，质点b通过的路程为

E. 该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象

18. 某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为、折射率的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面（如图所示），设光在真空中传播速度为c，求：

（1）光入射到大气层外表面处时发生全反射的临界角；

（2）当入射光刚好在大气层外表面发生全反射时，求光在大气层中传播的时间。（不考虑光在行星表面的反射）

长沙市名校2022届高三上学期第一次月考

物理 答案版

本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟。满分100分。

第Ⅰ卷  选择题（共44分）

一、选择题：本题共10小题，共44分，1~6题，每小题4分，只有一个选项符合题目要求，7~10题，每小题5分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，某轧钢厂热轧机上安装了一个射线测厚仪，该仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，已知车间采用放射性同位素作为放射源，通过衰变放出射线，半衰期为74天，适合透照钢板厚度，下列说法正确的是（　　）

A. 若衰变产生的新核用X表示，则的衰变方程为

B. 若有放射性同位素，经过222天有没有衰变

C. 若已知钢板厚度标准为，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙

D. 衰变时遵循能量守恒且生成物的质量等于反应物的质量

答案：C

2. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车开始刹车后位移和时间的比值与t之间的关系图像，前是直线，后是曲线，若动力车开始刹车后做匀减速直线运动直至静止，下列说法正确的是（　　）

A. 动力车的初速度为 B. 刹车过程持续的时间为

C. 刹车过程动力车的加速度大小为 D. 从开始刹车时计时，经过，动力车的位移为

答案：C

3. 一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b，c三点的位置如图所示，三点的电势分别为、、。则下列说法正确的是（　　）

A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点处的电势为

C. 电子在b点的电势能比在c点小 D. 电子从a点运动到b点，电场力做功为

答案：B

4. 如图甲所示电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）

A. 图乙中滑动变阻器的最大功率

B. 图乙中，

C. 滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大

D. 调整滑动变阻器的阻值，可以使电源的输出电流达到

答案：B

5. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取。则（　　）

A. 当拉力F逐渐增大时，物块首先相对长木板发生相对滑动 B. 在时间段物块做匀加速运动

C.  D. 木板加速度所能达到的最大值为

答案：D

6. 如图为一个水平传感器的简易模型，截面为竖直放置的正三角形，D、E、F分别是三边的中点，O点为三角形的中心，在O点处用三根轻绳将一小球与D、E、F三点处的拉力传感器连接，三根轻绳刚好伸直，通过测出三根轻绳的拉力大小，信息处理单元可显示摆放处的倾角。图中边恰好处于水平状态，现将其以C为旋转中心，在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到边处于水平位置，则在转动过程中（　　）

A. 绳的拉力先减小后增大 B. 绳的拉力先增大后减小

C. 绳的拉力先减小后增大 D. 绳的拉力先增大后减小

答案：B

7. 2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火“捕获”制动，成功被火星引力“捕获”实现变轨，2月15日，“天问一号”探测器实现了完美的“侧手翻”，将轨道调整为经过火星两极的环火星椭圆形轨道。“天问号”运行的轨迹图如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. “天问一号”的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B. “天问一号”要实现近火“捕获”需要在“捕获”点进行减速

C. “天问一号”在“侧手翻”前瞬间的加速度等于“侧手翻”后瞬间的加速度

D. “天问一号”在环火星两极的椭圆形轨道上运行时近火点的速度比远火点的速度小

答案：BC

8. 如图所示，质量为m的物块（可视为质点）从倾角为的固定斜面顶端由静止开始下滑，到达B点开始压缩弹簧（弹簧原长为），被弹簧弹回后恰能到达的中点C。已知，物块与斜面间的动摩擦因数为，设弹簧的最大压缩量为，获得的最大弹性势能为，，，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 物块与弹簧组成的系统机械能不守恒 B. 物块运动到B点的速度最大

C. 弹簧的最大压缩量为 D. 弹簧获得的最大弹性势能为

答案：AC

9. 如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直纸面向外的匀强磁场，与水方向的夹角为。现有氢的同位素粒子从A点沿水平方向以大小为的速度垂直射入磁场，其离开磁场时，速度方向刚好改变了；氢的另一同位素粒子以大小为的速度从C点沿方向垂直射入磁场。已知的电荷量为e，质量为m，不计粒子的重力和两粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子竖直向上射出磁场 B. 粒子在磁场中运动的时间为

C. 该匀强磁场的磁感应强度 D. 两粒子从圆形边界射出时射出点之间的距离为

答案：AD

10. 如图所示，倾角为斜面固定在地面上，区域内有垂直于斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场，、（与斜面底边平行）是磁场的边界，它们之间的距离为D。质量为m、边长为、总电阻为R的单匝正方形金属线框与斜面间的动摩擦因数，线框始终紧贴斜面运动，边和边保持与平行且不翻转。让线框沿斜面滑下，边到达时的速度为v，已知边滑出磁场边界时线框速度大于0。下列说法中正确的是（   ）

A. 线框通过所用的时间比通过的时间短

B. 自边进入磁场到边刚好进入磁场这段时间内，通过线框某截面的电荷量是

C. 边刚滑出时，线框速度

D. 自边进入磁场到边滑出磁场这段时间内，线框中产生的焦耳热为

答案：AD

第Ⅱ卷  非选择题（共56分）

二、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。

15、16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

11. 某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”。把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上，小车放在长木板上。在数字测力计的右侧拴有一细线，细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，在重物的牵引下，小车在木板上加速运动，数字测力计可以直接显示细线拉力的大小。

（1）采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比________（填选项前的字母）

A．可以不用平衡摩擦力

B．直接测量小车（包括测力计）所受的拉力， 可以减少误差

C．利用此实验装置不用测量重物的质量

D．重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量

（2）下图是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度a=_______m/s2。

①保持小车和数字测力计的总质量一定，改变钩码的质量，测出相应的加速度。采用图象法处理数据。请同学们根据测量数据做出a-F图象______。

②试分析上图中图象不过坐标原点的原因：______。

答案：    ①. BC    ②. 0.39    ③.     ④. 没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小

12. 某中学物理兴趣小组的同学们想通过实验探究某热敏电阻的阻值与温度的关系。实验中有如下器材：

A．热敏电阻；

B．定值电阻；

C．学生电源（通过调节可输出的电压）；

D．电流表（，内阻）；

E．电流表（，内阻约为）；

F．温控箱（能显示温度并可调温度）；

G．开关S，导线若干。

（1）为了更准确地描述出电阻随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框内图甲电路图的设计________。

（2）闭合开关S，记下电表的读数为，的读数为________A（如图乙所示），得________（用题给字母表示）。

（3）实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的图像。根据所给的图像可以看出，该热敏电阻的阻值与温度的关系式是_________。由图像分析可知，当温控箱中的温度达到时，热敏电阻此时的阻值为________。

答案：    ①. 见解析    ②. 0.50    ③.     ④.     ⑤. 25

13. 如图所示，和都是处于同一竖直平面内固定光滑圆弧形轨道。是半径为的圆弧轨道，是半径为的半圆轨道，段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接，已知段水平轨道长，现让一个质量为的小球从A点正上方距A点高处自由落下，运动到圆弧轨道最低点B时，与质量为的滑块发生弹性碰撞，碰后立即取走小球，使之不影响滑块的后续运动。已知滑块与轨道之间的动摩擦因数取，不计空气阻力，小球和滑块均可视为质点，求：

（1）小球与滑块碰前瞬间，小球对轨道的压力大小；

（2）通过计算试判断滑块是否能到达最高点O？若能，请求出滑块离开O点后落在轨道上的具体位置。

答案：（1）；（2）能，中点

14. 如图a所示，水平直线下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过后，电荷以的速度通过进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过时为时刻），计算结果可用表示。

（1）求正电荷在正向磁场和负向磁场中运动的半径及周期；

（2）如果在O点右方处有一垂直于的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。

答案：（1）见解析；（2）

（二）选考题：共13分。请考生从15、16两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做第一题计分。

15. 一定质量的理想气体，其内能与温度成正比。在初始状态A时，体积为，压强为，温度为，该理想气体从状态A经一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的图线如图所示，其中延长线过坐标原点，在同一竖直线上，在同一水平直线上。下列说法正确的是（　　）

A. 由C到A的过程中，气体的体积没有发生变化

B. 从B到C的过程中，理想气体的每个气体分子的动能都增大

C. 由A到B的过程，气体对外界放热

D. 从B经过C到A的过程，气体的内能一直在增加

E. 从B经过C到A的过程，气体从外界吸热为

答案：ACE

16. 如图，开口向上的气缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀，长为l=24cm且下端开口的细玻管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻管露出水银面的高度和进入玻管中的水银柱长度均为h1=6cm，轻质活塞到水银面的高度为h0=12cm，水银面上方的气体压强为p0=76 cm Hg。现施外力使活塞缓慢向下移动，当玻管上端恰好与水银面齐平时，进入玻管中的水银柱长度为h2=12cm。活塞与气缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻管的横截面积远小于气缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持不变，求：

（1）玻管上端恰好与水银面齐平时，玻管内气体的压强；

（2）整个过程中活塞向下移动距离。

答案：（1）；（2）

17. 如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图。图乙表示该波传播的介质中处的a质点从时刻起的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A. 波沿x轴正方向传播

B. 波传播的速度为

C. 时，处的质点b的速度沿y轴正方向

D. 从开始，经过，质点b通过的路程为

E. 该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象

答案：BCE

18. 某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为、折射率的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面（如图所示），设光在真空中传播速度为c，求：

（1）光入射到大气层外表面处时发生全反射的临界角；

（2）当入射光刚好在大气层外表面发生全反射时，求光在大气层中传播的时间。（不考虑光在行星表面的反射）

答案：（1）；（2）