湖南省长沙市长郡中学2022-2023学年高三上学期月考卷（一）物理试题（Word版含答案）

长郡中学2023届高三月考试卷（一）

暨暑假作业检测  物理

得分：_______

本试题卷分选择题和非选择题两部分，共10页。时量75分钟。满分100分。

第Ⅰ卷  选择题（共44分）

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一，2019年2月13日日本宣布福岛核电站核残渣首次被“触及”，其中部分残留的放射性物质半衰期可长达1570万年，下列有关说法正确的是（    ）

A．衰变成要经过4次衰变和7次衰变

B．的比结合能小于的比结合能

C．天然放射现象中产生的射线的速度与光速相当，穿透能力很强

D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期

★2．我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为、速度由减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力．若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（    ）

A．     B．     C．     D．

3．如图所示，光滑的三角形框架竖直固定在墙上，夹角为，两个相同的金属小环C、D分别套在上，环C和D用长为L的轻绳连接，初始时C环在水平外力控制下静止，C、D状态如图，，很长，现使C环缓慢向左移动，则下列说法错误的是（    ）

A．C受支持力一直增大           B．绳拉力一直增大

C．D受杆的弹力先减小后增大     D．C移动的距离可能为

4．某同学利用所学知识测水龙头水流对地面的冲击速度，该同学先用大型容器接水，接水。然后将质量为的杯子放在台秤上，水龙头开始往杯中注水，注至末时，台秤的读数为。假设水流垂直打在杯子底面后没有反弹，两次水龙头的水流是相同的，水的密度，。则此时注入杯中水流的速度大约是（    ）

A．     B．     C．     D．

★5．如图，空某域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（    ）

A．     B．     C．     D．

6．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，其中射线足够长，。其他地方磁场的范围足够大。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内从a点垂直于射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。以下说法正确的是（    ）

A．从边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等

B．从a点入射的速度越大，则在磁场中运动的时间越长

C．粒子在磁场中最长运动时间不大于

D．粒子在磁场中最长运动时间不大于

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题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。

7．某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图所示的入射光线与折射光线（边出射光线未画出），若入射角，测出折射角，光在真空中的光速为c，则（    ）

A．玻璃砖的折射率      B．光在玻璃中传播的时间为

C．光在玻璃中传播的时间为

D．若实验时不小心将玻璃砖向上平移一小段，其他操作无误，则测得的折射率将偏大

8．如图，与水平面的夹角为的倾斜传送带以恒定速度顺时针转动，上端与一倾角也为的足够长的斜面对接，物块从传送带底端以速度沿传送带向上滑上传送带。物块与斜面和传送带间的动摩擦因数相同。从物块刚滑上传送带开始计时，下列关于物块在传送带和斜面上滑动的速度v随时间t变化的关系图像可能正确的是（    ）

A．     B．

C．     D．

★9．如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），A对水平桌面的压力刚好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于静止状态。以下判断正确的是（    ）

A．               B．

C．在B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B先做正功后做负功

D．在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的减少量

10．如图，固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在处相切构成，导轨的间距为L，区域内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放第根棒时，第根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m，电阻均为R，重力加速度大小为g，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好。则（    ）

A．第1根棒在穿越磁场的过程中，棒两端的电压逐渐减小

B．第3根棒刚进入磁场时的加速度大小为

C．第n根棒刚进入磁场时，第1根棒的热功率为

D．第n根棒与第根棒在磁场中运动的时间相等

第Ⅱ卷非选择题（共56分）

三、填空题：本题共2小题，第11题6分，第12题9分，共15分。

11．某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为__________，钩码的动能增加量为__________，钩码的重力势能增加量为__________。

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是________________________________________________________________________。

★12．小李在实验室测量一电阻的阻值。

（1）因电表内阻未知，用如图1所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后，合上开关S，将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1，电压表的读数，电流表的示数如图2所示，其读数为_______A；将K掷到2，电压表和电流表的读数分别为。由此可知应采用电流表____（填“内”或“外”）接法。

（2）完成上述实验后，小李进一步尝试用其他方法进行实验：

①器材与连线如图3所示，请在虚线框中画出对应的电路图；

②先将单刀双掷开关掷到左边，记录电流表读数，再将单刀双掷开关挪到右边，调节电阻箱的阻值，使电流表的读数与前一次尽量相同，电阻箱的示数如图3所示。则待测电阻_______。此方法_____（填代“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是______________________________________________________。

四、计算题：本题共3小题，其中第13题12分，第14题14分，第15题15分。共41分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。

13．如图（a）所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氮气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图（b）为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气（可视为理想气体），副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定，左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氮气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的，已知地面大气压强，温度，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。

（1）设气球升空过程中氨气温度不变，求目标高度处的大气压强p；

（2）在（1）的大气压下，气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。

★14．某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s。比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到时，再以做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为，如图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g。

（1）求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；

（2）求在加速跑阶段球拍倾角随速度v变化的关系式；

（3）整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为，而球拍的倾角比大了并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求应满足的条件。

15．如图所示，将一个倾角为的足够大的光滑绝缘斜面固定在地面上。一质量为的足够长的金属导轨放在斜面上。是电阻不计、质量为的导体棒放在导轨上，长度略大于轨道宽度，垂直于和且平行于，导体棒始终与导轨接触良好。导体棒与导轨间的动摩擦因数为，导体棒左侧有两个垂直固定于斜面的光滑立柱。导轨段长为，开始时左侧导轨的总电阻为，右侧导轨单位长度的电阻为以为界，其左侧匀强磁场方向垂直于斜面向上，右侧匀强磁场方向平行于斜面向下，磁感应强度大小均为（各自区域磁场范围足够大）。时，用一平行于斜面向下且垂直作用于导轨b边上的力F，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为。取。

（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；

（2）经过多少时间拉力F达到最大值？拉力F的最大值为多少？

（3）某一过程中回路产生的焦耳热为，导轨克服摩擦力做功为，求导轨动能的增加量。

长郡中学2023届高三月考试卷（一）

暨暑假作业检测

物理参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．B  【解析】设衰变成要经过m次衰变和n次衰变，根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可得，解得

可知衰变成要经过6次衰变和8次衰变，A错误；

衰变成要释放能量，比更稳定，故的比结合能小于的比结合能，B正确；

天然放射现象中产生的射线的速度大的为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱，C错误；

半衰期只由原子核内部决定，将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，不会改变放射性元素的半衰期，D错误。

2．B  【解析】忽略星球的自转，万有引力等于重力，则

解得，着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知

解得，匀减速过程，根据牛顿第二定律得，解得着陆器受到的制动力大小为，ACD错误，B正确。故选B。

3．D  【解析】对D单独进行受力分析可知，D受到重力，绳子的拉力以及杆的弹力。在C环缓慢向左移动的过程中，D受到的重力不变，杆给的弹力的方向垂直于杆，如图所示，题意可知三个力处于平衡状态。可知其中绳子的拉力由竖直向上偏右，慢慢变为竖直向上偏左，一直增大。杆子给的弹力先减小为0，然后再增大，方向由竖直向上偏左，减为0，然后竖直向下偏右。BC正确；

图中可知拉力的方向不可能到垂直于杆。垂直于杆时，有

初始时，为L，故运动距离小于L，D错误；

对C、D整体进行受力分析，受重力，杆的弹力，外力。在竖直方向上，重力与C，D受到的弹力竖直方向分力平衡。C受到的弹力竖直向上，由上面分析可知，D受到的杆的弹力竖直分力先向上，慢慢减小，然后竖直分力向下，慢慢增大。所以C受到的弹力一直增大。A正确；故选D。

4．C  【解析】根据题意，每秒流出水的体积为

则每秒时间内水的质量为

设水的流速为v，每秒时间内水对被子底部的冲击力大小为F，则杯底对水的冲击力大小也为F，规定向上为正方向，根据动量定理有

则台秤的示数为，其中m为水杯质量

联立上式解得。

5．B  【解析】由题意知，，所以加，故B正确，ACD错误。

6．D  【解析】画出带电粒子在磁场中运动的动态分析图，如图1所示。粒子入射的速度越大，其做圆周运动的半径越大，当粒子都从边射出，所用时间均为半个周期，用时相等；当粒子从边射出时，速度越大，轨道半径越大，圆心角越大，运动时间越长，故AB错误；

当粒子的速度足够大，半径足够大时，忽略段长度，运动情况可简化为如图2所示，在直线边界磁场问题中，根据粒子运动轨迹的对称性，结合几何关系可知此时圈心角大小趋向于

可得粒子在磁场中运动的最长时间趋向于

故C错误，D正确。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题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。

7．AB  【解析】由折射率的定义公式，可得玻璃砖的折射率，A正确；

光在玻璃中传播的距离为

光在玻璃中传播的速度为

光在玻璃中传播的时间为，B正确，C错误；

若画图时误将玻璃砖向上平移一小段，导致描出的上界面比实际位置高，则有光路图如图所示，由解析图可知，入射角和折射角均不变，则测得的折射率将不变，D错误。故选AB。

8．AC  【解析】物块的初速度，则所受滑动摩擦力向上，若，则物体在传送带上一直匀速上滑，冲上斜面后匀减速直线运动；若，则物体在传送带上匀减速上滑，若在冲上斜面之前速度减为零向下做匀加速直线运动，回到出发点速度为，故C正确；

若，则物体在传送带上匀减速上滑，

若速度未减为零就冲上斜面，加速度为

速度减为零向下做匀加速直线运动，，故D错误；

若，则物体在传送带上匀加速上滑，当物体和皮带共速后一起匀速，此后冲上斜面后匀减连直线运动到速度等于零静止，故A正确；

若，则物体在传送带上匀加速上滑，当物体和皮带还未共速就进入针面向上减速到零，然后保持静止，故B错误。故选AC。

9．ACD  【解析】由题意可知B物体可以在开始位置到最低点之间做简谐振动，故在最低点时有弹簧弹力；对于A物体，设绳子与桌面间夹角为，则依题意有

故有，故A正确，B错误；

由题意可知B从释放位置到最低点过程中，开始弹簧弹力小于重力，物体加速，合力做正功；后来弹簧弹力大于重力，物体减速，合力做负功，故C正确；

对于B，在从释放到速度最大过程中，B机械能的减少量等于弹簧弹力所做的负功的绝对值，即等于B克服弹簧弹力所做的功，故D正确。

10．BC  【解析】第1根棒在穿越磁场的过程中，第2棒还没有释放，没有组成闭合回路，无感应电流，棒不受安培力作用，棒在磁场中做匀速运动，此时棒产生的感应电动势为

速度v不变，E不变，A错误；

第3根棒刚进入磁场时则有

棒产生的感应电动势为

此时第1、2根棒并联，电阻为，第3根棒等效于电源，电路中总电阻为

电路中电流为

由牛顿第二定律可得，解得，B正确；

第n根棒刚进入磁场时，前根棒并联电阻为

电路总电阻为，电路总电流

第一根棒中电流，解得，

第1根棒的热功率为，C正确；

第n根棒与第根棒在磁场中运动时，有，

解得

因此有第n根棒与第根棒在磁场中的电流不相等，棒受安培力不相等，运动的时间不相等，D错误。

三、填空题：本题共2小题，第11题6分，第12题9分，共15分。

11．（1）（2分）       （1分）  （1分）

（2）钩码和纸带运动的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，以至于空气阻力做的功也逐渐增大（2分）

【解析】（1）从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为

整理

打F点时钩码的速度为

由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出A点，则钩码动能的增加量为

钩码的重力势能增加量为

（2）钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是钩码和纸带运动的速度逐渐增大，导致空气阻力逐渐增大，以至于空气阻力做的功也逐渐增大。

12．（1）0.34（1分）  外（1分）

（2）①见解析（2分）  ②5（2分）  有（1分）  电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其他合理解释）（2分）

【解析】（1）由电流表的表盘可知电流大小为

电压表的百分比变化为

电流表的百分比变化为

因此可知电压表的示数变化更明显，说明电流表的分压更明显，因此不能让电流表分压，采用外接法

（2）①电路图如图

②两次实验中电路电流相同，因此有

，可得读数可得

电阻箱的最小分度为和待测电阻阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为，则实验只能测得其为，误差较大。

四、计算题：本题共3小题，其中第13题12分，第14题14分，第15题15分。共41分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。

13．【解析】（1）气球中的温度不变，则发生的是等温变化，设气球内的气体在目标位置的压强为，由玻意耳定律，解得

由目标处的内外压强差可得，解得

（2）由胡克定律可知弹簧的压缩量变为原来的，则活塞受到弹簧的压力也变为原来的，即

设此时汽缸内气体的压强为，对活塞压强平衡可得

由理想气体状态方程可得

其中

解得

14．【解析】（1）在匀速运动阶段，有，

解得：

（2）加速阶段，设球拍对球的支持力为，有，

联立解得：

（3）以做匀速直线运动时，设空气阻力与重力的合力为F，有

球拍倾角为时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为，有

设匀速跑阶段所用时间为t，有：

球不从球拍上掉落的条件为

解得

15．【解析】（1）由感应电动势为

又得，

感应电流为

又

得

代入数据得

（2）导轨所受安培力

得

导轨所受摩擦力为得

由牛顿第二定律有

得

F要最大，即安培力要最大

对于

则当时，有最大值，且最大值，

（3）由动能定理可知，由可得

克服摩擦力做功．

又因此题中，克服安培力做功全部转化为电能，而纯电阻电路中，电能又全部转化为热能Q，即

由上述几式得