湖南省长沙市长郡中学2022-2023学年高三上学期月考卷（一）物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省长沙市长郡中学2022-2023学年高三上学期月考卷（一）物理试卷（Word版附解析），共23页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
长郡中学2023届高三月考试卷（一）暨暑假作业检测物理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【答案】B【解析】【详解】A．设衰变成要经过次衰变和次衰变，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；B．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；C．天然放射现象中产生的射线的速度大约为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱，C错误；D．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。故选B。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t0、速度由v0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. 【答案】B【解析】【详解】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. 如图所示，光滑的三角形框架OAB竖直固定在墙上，夹角为30°，两个相同的金属小环C、D分别套在OA、OB上，环C和D用长为L的轻绳连结，初始时C环在水平外力控制下静止，C、D状态如图，OC=L，OA、OB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1.1L【答案】D【解析】【详解】
 BC．对D单独进行受力分析可知，D受到重力，绳子的拉力以及杆子的弹力。在C环缓慢向左移动的过程中，C受到的重力不变，杆子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F1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；D．图中可知拉力F1的方向不可能到垂直于杆。垂直于杆时，有初始时，OC为L，故运动距离小于L，D错误；A．对C、D整体进行受力分析，受重力，杆子的弹力，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受到的杆子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. 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， 2min接水108L。然后将质量为500g的杯子放在台秤上，水龙头开始往杯中注水，注至10s末时，台秤的读数为98.6N。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，。则注入杯中水流的速度大约是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】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联立上式解得5. 如图，空间某区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ma，mb，mc，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. ma>mb>mc B. mb>ma>mcC. mc>ma>mb D. mc>mb>ma【答案】B【解析】【详解】由题意知mag=qEmbg=qE+Bqvmcg+Bqv=qE所以故选B。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bc足够长，∠abc＝135°。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ab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bc边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等B. 若从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【答案】D【解析】【详解】AB．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ab边射出，所用时间均为半个周期，用时相等；当粒子从bc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；CD．当粒子的速度足够大，半径足够大时，忽略ab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圆心角大小为可得粒子在磁场中运动的最长时间为故C错误，D正确。故选D。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（CD边出射光线未画出），若入射角i=60°，测出折射角r=30°，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【答案】AB【解析】【详解】A．由折射率的定义公式，可得玻璃砖的折射率为故A正确；BC．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故B正确，C错误；D．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，光路图如图所示
 由解析图可知，入射角和折射角均不变，则测得折射率将不变，故D错误。故选AB。8. 如图，与水平面的夹角为30°的倾斜传送带以恒定速度v=5.5m/s顺时针转动，上端与一倾角也为30°的足够长的斜面对接，物块从传送带底端以速度v0=3m/s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. 【答案】AC【解析】【详解】C.物块的初速度v0=3m/s<v=5.5m/s，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3m/s，故C正确；D.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，加速度为之前速度减零向下做匀加速直线运动，由图可知，v轴上半轴图线与t轴围成的面积小于下半轴图线与t轴围成的面积，故D错误；A.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速直线运动到速度等于零静止，故A正确；B.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斜面向上减速到零，然后保持静止，故B错误。故选AC。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. M<2mB. 2m <M<3mC. 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【答案】ACD【解析】【详解】AB．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T=2mg；对A分析，设绳子与桌面间夹角为θ，则依题意有故有，故A正确，B错误；C．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；D．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，即等于B克服弹簧弹力所做的功，故D正确。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CD处相切构成，导轨的间距为L，区域CDEF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PQ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【答案】BC【解析】【详解】A．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E=BLv速度v不变，E不变，A错误；B．第3根棒刚进入磁场时则有棒产生的感应电动势为E=BLv=BL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R＇=R+=电路中电流为由牛顿第二定律可得解得B正确；    C．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根棒热功率为C正确；D．第n根棒与第根棒在磁场中运动的时，有解得In≠In−1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。故选BC。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L0，钩码的质量为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______。【答案】    ①.     ②.     ③. mgh5    ④. 见解析【解析】【详解】（1）[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有[2]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[3]钩码的重力势能增加量为Ep重 = mgh5（2）[4]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. 小李在实验室测量一电阻Rx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___________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它方法进行实验：①器材间连线如图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“有”或“无”）明显的实验误差，其理由是___________。【答案】    ①. 0.34    ②. 见解析    ③. 外    ④. 5    ⑤. 有    ⑥. 电阻箱的最小分度与待测电阻比较接近（或其它合理解释）【解析】【分析】【详解】（1）[1]由电流表的表盘可知电流大小为0.34A[2]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严重，因此不能让电流表分压，采用外接法（2）①[3]电路图如图
 ②[4]两次实验中电路电流相同，因此可有可得读数可得[5][6]电阻箱的最小分度和待测阻值阻值接近，这样测得的阻值不够精确，如待测电阻阻值为5.4Ω，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. 如图（a）所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，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，氦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p0=1.0×105Pa、温度T0=300K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。（1）设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p；（2）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。
 【答案】(1) 5.0×104Pa；(2) 266K【解析】【详解】（1）汽缸中的温度不变，则发生的是等温变化，设气缸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）有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，即设此时气缸内气体的压强为，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. 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v0时，再以v0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θ0，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比例系数；
 （2）求在加速跑阶段球拍倾角θ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v0，而球拍的倾角比θ0大了β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β应满足的条件。
 【答案】（1）tanθ0（2）tanθ=+tanθ0（3）a’t2≤r【解析】【详解】（1）在匀速运动阶段，有mgtanθ0=kv0，解得：k=tanθ0．（2）加速阶段，设球拍对球的支持力为N’，有N’sinθ-kv=ma，N’cosθ=mg联立解得：tanθ=+tanθ0．（3）以v0做匀速直线运动时，设空气阻力与重力的合力为F，有F=．球拍倾角为θ0+β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a’，有Fsinβ=ma’，设匀速跑阶段所用时间为t，有：t=-，球不从球拍上掉落的条件为a’t2≤r．解得sinβ≤cosθ0．15. 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M=1kg的足够长的金属导轨abcd放在斜面上。PQ是电阻不计、质量为m=1kg的导体棒放在导轨上，PQ长度略大于轨道宽度，PQ垂直于ab和cd且平行于bc，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μ=0.5，导体棒左侧有两个垂直固定于斜面的光滑立柱。导轨bc段长为L=1m，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R=10Ω，右侧导轨单位长度的电阻为R0=0.2Ω。以ef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B=1T（各自区域磁场范围足够大）。t=0时，用一平行于斜面向下且垂直作用于导轨bc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a=2m/s2。取g=10m/s2。（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Q=16J，导轨克服摩擦力做功为W=320J，求导轨动能的增加量。【答案】（1），；（2），；（3）【解析】【详解】（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）由动能定理可知摩擦力做功为得又因此题中，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