2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市第十三中学高三上学期第三次月考物理试题含解析

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  哈13中学2022-2023学年度高三第三次月考考试物理学科1．答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。3．答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。4．所有题目必须在答题卡上作答.在试题卷上答题无效。5．考试结束后，只交试卷答题页。教师寄语：面对山登绝顶我为峰的豪迈，面对狭路相逢勇者胜的考试，请你以自信的步调，平和的心态，务实的精神，成为最后的赢家。第I卷（共60分）一、选择题（每小题4分，共60分。1-10为单选题、11-15为多选题）1. 随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（　　）A. 频率更高 B. 衍射更明显C. 传播速度更大 D. 波长更长【答案】A【解析】【详解】A．由题目信息可知无线通信使用的电磁波频率越高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大，所以5G使用的电磁波频率比4G高，A正确；B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小，因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，B错误；C．光在真空中的传播速度都是相同的；光在介质中的传播速度公式5G的频率比4G高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，C错误；D．因5G使用的电磁波频率更高，根据可知，波长更短，D错误。故选A。2. 一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（　　）A. 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小B. 正常工作时，洗衣机波轮运转频率等于洗衣机的固有频率C. 当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率D. 切断电源后，发现洗衣机原来一定是没有放平稳【答案】C【解析】【详解】洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。此后波轮转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，所以正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大。故选C。3. 下列说法正确的是（  ）A. 当一列声波从空气传到水中时，其波长不变B. 质点的振动方向和波的传播方向互相垂直的波叫纵波C. 孔的尺寸比波的波长大得多时不会发生明显的衍射现象D. 当声源靠近时，观察者听到的声音频率变低【答案】C【解析】【详解】A．当一列声波从空气传到水中时，其频率不变，波速变大，根据可知波长变长，故A错误；B．质点的振动方向和波的传播方向互相垂直的波叫横波，故B错误；C．当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，与波长相比差不多或比波长小，波会发生明显的衍射现象，所以当孔的尺寸比波的波长大得多时，不会发生明显的衍射现象，故C正确；D．当声源靠近时，由多普勒效应可知，观察者听到的声音频率变高，故D错误。故选C。4. 利用激光笔可以在荧光纸上留下印迹的特点，有同学进行如下操作：轻质弹簧上端固定，在其下端固定一激光笔，让笔沿竖直方向自由振动，激光笔发射的激光可以垂直射到竖直放置其后的荧光纸上，将荧光纸以速度v水平向左拖动，在荧光纸上留下如图所示波形图，其中P、Q两点位于波峰，间隔为；M点位于波谷，P、M竖直间距为，则（　　）A. 激光笔振幅为B. 激光笔在留下P、Q两点时加速度均为零C. 激光笔在留下P、M两点时加速度相同D. 激光笔的振动周期为【答案】D【解析】【详解】A．由图可知激光笔振幅为，故A错误；B．激光笔在留下P、Q两点时位于正向最大位移处，加速度最大，故B错误；C．激光笔在留下P、M两点时加速度大小相同，方向相反，故C错误；D．激光笔的振动周期等于纸带运动x0距离所用的时间，即，故D正确。故选D。5. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的速度为，B球的速度为，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球速度可能为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】A．设每个球的质量均为m，碰前系统总动量p=mvA1+mvB1=6m+2m=8m碰前的总动能Ek==40m若碰后vA=1m/s，vB=6m/s，碰后总动量p′=mvA+mvB=7m动量不守恒，选项A错误；B．若vA=4.5m/s，vB=3.5m/s，明显vA>vB不合理，选项B错误；C．若vA=3.5m/s，vB=4.5m/s，碰后总动量p′=mvA+mvB =8m总动能E′k==16.25m动量守恒，机械能不增加，选项C可能实现；D．若vA=-1m/s，vB=9m/s，碰后总动量p′= mvA+mvB=8m总动能E′k==41m动量守恒，但机械能增加，违反能量守恒定律，选项D错误。故选C6. 如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m，三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度，B、C由静止释放，三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为（　　）A. 1次 B. 2次 C. 3次 D. 4次【答案】C【解析】【分析】【详解】由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地，A、B第一碰撞后水平速度互换，B、C发生第二碰撞后，由于B的质量小于C的质量，则B反向；B、A发生第三次碰撞后，B、A水平速度互换，A向左，B竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞。故选C。【点睛】关键是A球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，与B、C竖直方向的运动情况相同，所以一定可以发生碰撞。7. 水平推力和分别作用于水平面上原来静止的等质量的a、b两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间停下，两物体的v-t图线如图所示，已知图中的线段AB∥CD，则（　　）A. 的冲量大于的冲量 B. 的冲量等于的冲量C. 的冲量小于的冲量 D. 两物体受到的摩擦力大小不等【答案】C【解析】【详解】D.由图知AB与CD平行，根据速度时间图像的斜率表示加速度，则说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，故D错误；ABC.根据动量定理，对整个过程研究，分别可得，则有， 由图可知，则有，即的冲量小于的冲量，故C正确，AB错误。故选C。8. 冰壶比赛是2022年北京冬奥会比赛项目。蓝壶（实心圆）以动能碰撞静止的红壶（与蓝壶材料相同，质量相等）（空心圆），某兴趣小组将碰撞前后两壶的位置标记如图所示，A、B分别为碰前瞬间蓝壶、红壶所在位置，C、D分别为碰撞后蓝壶、红壶停止的位置。则由图可得碰撞过程中损失的动能约为（　　）A. 0 B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】ABCD．假设方格边长为x，则碰撞后，由动能定理可得， 可知碰撞后红壶的动能时蓝壶的4倍，则 得假设碰撞后，，则碰撞过程中由动量守恒可得得由题意知可知碰撞后，所以碰撞过程中损失的动能约为故C正确，ABD错误。故选C。9. 如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，S为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（　　）A. 点电势低于点电势 B. 点电场强度方向指向O点C. 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点 D. 将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功【答案】B【解析】【详解】A．在直线上，左边正电荷在右侧电场强度水平向右，右边负电荷在直线上电场强度水平向右，根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知点电势高于等势面与交点处电势，则点电势高于点电势，故A错误；C．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在N左侧电场强度不可能为零，则右侧，设距离为，根据可知除无穷远处外，直线MN电场强度为零的点只有一个，故C错误；D．由A选项分析可知：点电势低于电势，则正电荷在点的电势能低于在电势的电势能，将正试探电荷从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误；B．设等势圆的半径为，距离为，距离为，如图所示根据结合电势的叠加原理、满足解得由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势可知可知T点电场方向指向O点，故B正确。故选B。10. 一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图如图甲所示，此时简谐横波恰好传到质点P，处的质点的振动图像如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）A 该简谐横波向x轴负方向传播B. 该简谐横波的传播速度为C. 波源的起振方向为y轴正方向D. 从时刻开始计时，经过时，处的质点通过的路程为【答案】D【解析】【详解】A．由同侧法可知简谐横波向x轴正方向传播，A错误；B．由图甲可知由图乙可知简谐横波的传播速度的大小为B错误；C．时刻P点向y轴负方向振动，故波源起振方向为y轴负方向，C错误；D．质点P的平衡位置为，简谐横波传播到处的质点所需的时间为处的质点振动的时间为处的质点通过的路程为D正确。故选D。11. 如图所示为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明用下面的实例来检验广告的科学性：设一个质量为50g的鸡蛋从25楼顶自由落下，相邻楼层的高度差为3.2m，鸡蛋与地面撞击时间约为0.002s，不计空气阻力，g=10m/s2。则（　　）A. 从下落到即将落地，鸡蛋的动量变化约为B. 该鸡蛋对地面平均冲击力约为C. 鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动量变化相等D. 鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动能变化相等【答案】BC【解析】【详解】A．相邻楼层的高度差为3.2m，鸡蛋落下的高度为落地速度所以鸡蛋的动量变化约为故A错误；B．由动量定理有得故该鸡蛋对地面平均冲击力约为，故B正确；C．鸡蛋在空中运动过程中，由动量定理可知，任意相等时间内动量变化等与这段时间合力的冲量都相等，故C正确；D．鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内下落的高度不相等，由动能定理可知h不相等，故动能变化量不相等，故D错误；故选BC。12. 两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示。己知两列波传播速度的大小均为2.5m/s，质点P位于x=0.25m的位置，下列说法正确的是（  ）A. 两列波相遇时会发生干涉现象B. 质点P开始振动时的方向沿y轴正方向C. 质点P第一次到达波峰的时刻是t=0.4sD. 在0～0.5s时间内质点P通过的路程是1.2m【答案】ACD【解析】【详解】A．两列波波长均为周期频率频率相同，两列波相遇时会发生干涉现象，故A正确；B．根据同侧法，两列波的质点的起振方向均沿y轴负方向，质点P开始振动时的方向沿y轴负方向，故B错误；C．两列波的波峰传到P点的时间均为所以质点P第一次到达波峰的时刻是故C正确；D．在0~0.5s时间内质点P振动了一个周期的时间，质点P通过的路程是s=4×2A=4×0.3m=1.2m故D正确。故选ACD。13. 如图所示，在匀强电场中有边长为5 cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为=2V、=4V、=6V，，下列说法正确的是（　　）A. O点电势为4 VB. 匀强电场的场强大小为80 V/m，方向由A指向CC. 将电子由E点移到F点，电子电势能增加了1eVD. 在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低【答案】AC【解析】【详解】A．三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，F为AC边的中点，故B、F电势相等，BF为等势线，O点在BF上，故O点电势为4 V，A正确；B．场强方向垂直于BF斜向上方向从C到A，B错误；C．因为电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV，C正确；D．过圆心O，做平行于AC的电场线，相交于内接圆上的两点分别为圆上电势最高点和最低点，交点不是D点，故电势最高点的点不是D点，D错误。故选AC。14. 如图所示，真空中有两个相互平行、圆心在同一竖直轴线OO＇上的圆，a、b、c、d和e、f、g、h分别是大、小圆上的点，其中直径ab与直径cd垂直，直径ef与直径ab平行、直径gh与直径cd平行；在a、b两点固定两个正点电荷，g、h两点固定两个负点电荷，且四个点电荷所带电荷量相等。不计电荷重力，下列说法正确的是（　　）A. c、d两点的电场强度大小相等B. e、f两点的电势不相等C. 将一正试探电荷从O点沿竖直轴线移到O'点电场力一直做正功D. 将一负试探电荷从O点自由释放，该电荷在竖直轴线上可能做往复运动【答案】ACD【解析】【详解】A．两个正点电荷在c、d两点产生的电场强度大小相等，两个负点电荷在c、d两点产生的电场强度大小相等，根据电场的叠加原理可知, c、d两点的电场强度大小相等，A正确；B．同理可知e、f两点的电势相等，B错误；C．根据电场的叠加原理可知，轴线上的电场方向沿轴线竖直向上，正的试探电荷在轴线上所受的电场力竖直向上，从O点沿竖直轴线移到点的过程，正试探电荷所受电场力一直做正功，C正确；D．同理可知，负试探电荷在O点受到的电场力沿轴线竖直向下，从O点自由释放后，可能先向下做加速运动，后向下做减速运动，到达某点速度减为零，之后会返回到O点，并在竖直轴线上可能做往复运动，D正确。故选ACD。15. 如图所示，一轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与物体A连接，物体A又与一跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端悬挂着物体B和C，A、B、C均处于静止状态。现剪断B和C之间的绳子，则A和B将一起振动，且它们均各在某一位置上下振动，振动过程中离开那一位置向上或向下距离相同。已知物体A质量为3m，B和C质量均为2m，弹簧的劲度系数为k。下列说法正确的是（  ）A. 剪断B和C间绳子之前，A、C均处于静止状态时，弹簧形变量为B. 物体A振动过程中的最大速度时弹簧的形变量为C. 振动过程中，绳对物体B的最大拉力为2.8mgD. 物体A振动过程中的最大速度为【答案】AC【解析】【详解】A．剪断B和C之间的绳子前，对BC进行分析有可知，此时弹簧处于拉伸状态，对A进行分析有解得A正确；B．剪断B和C之间的绳子后，物体A振动过程中达到最大速度时，A、B的合外力均为0，此时对B有可知，此时弹簧处于压缩状态，对A进行分析有解得B错误；C．根据分析可知，剪断B和C之间的绳子瞬间加速度最大，此时绳对物体B的拉力最大，对物体B有对物体A有解得C正确；D．物体A振动过程中达到最大速度时，AB的合外力均为0，根据上述，此时弹簧处于压缩状态，压缩量为，且大小等于初始状态的拉伸量，物体A运动至该位置过程，对物体AB与弹簧系统有解得D错误。故选AC。第Ⅱ卷（共40分）二、实验题（共10分）16. 根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。（1）如图甲所示，组装单摆时，应在下列器材中选用___________。A.长度为左右的细线     B.长度为左右的细线C.直径为的塑料球     D.直径为的铁球（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________。A.在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定B.摆线偏离平衡位置的角度不能太大C.测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时（3）测出悬点O至小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度___________（用L、n、t表示）。（4）用上面的方法测得的g值比当地的实际值偏大，可能的原因是___________。A.摆球的质量偏大     B.计算摆长时，把悬线长当作了摆长lC.摆动的偏角偏小     D.测量周期时，将n次全振动误记成了次全振动（5）某同学在实验中改变摆长重复实验，他只测出了悬线的长度及对应的周期T，得到几组数据，再以为横坐标，为纵坐标作出图线如图乙所示。已知图线与纵轴的截距为，图线上P点坐标为，则由此计算重力加速度___________。（用题中字母表示）【答案】    ①. AD##DA    ②. AB##BA    ③.     ④. D    ⑤. 【解析】【详解】（1）[1]摆线一般1米左右，摆球密度要大，故AD正确，BC错误。故选AD。（2）[2] A．为使重力加速度的测量结果更加准确，在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定，防止振动过程中摆长变化，故A正确；B．摆线偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过10°，故B正确；C．测量周期时应该从摆球运动到最低点时开始计时，这样会减小误差，故C错误。故选AB。（3）[3]由可得单摆周期为解得（4）[4]A．根据知，重力加速度的表达式与摆球的质量无关，故A错误；B．根据知，计算摆长时，把悬线长当作了摆长l，则摆线的长度偏小，计算的重力加速度的值偏小，故B错误；C．根据知，重力加速度的表达式与摆球的偏转角无关，故C错误；D．根据知，实验中误将n次全振动数为（n+1）次，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大，故D正确。故选D。（5）[5]由单摆周期公式得解得结合图像的斜率解得重力加速度17. 用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验，即研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。(1)下列关于本实验条件的叙述，正确的是___________（选填选项前的字母）A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量C．轨道倾斜部分必须光滑D．轨道末端必须水平(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有___________。（选填选顶前的字母）A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2B．入射小球开始的释放高度hC．小球抛出点距地面的高度HD．两球相碰后的平抛射程OM、ON(3)在实验误差允许范围内，若满足关系式__________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。(4)有同学认为，在上述实验中更换两个小球的材质，并增大入射球的质量m1，其他条件不变，可以使被撞小球的射程增大。请你分析被撞小球m2，射程ON不能超过___________。（用实验中测量的物理量表示）【答案】    ①. ABD    ②. AD    ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]A．从同一位置静止释放以保证入射小球的初速度一致，A正确；B．入射小球质量必须更大，以免撞后弹回，导致再次从轨道射出时速度与碰后速度不一致，B正确；C．轨道无需光滑，保证入射小球运动轨迹每次都一样即可，C错误；D．轨道末端必须水平以保证平抛，D正确。故选ABD。（2）[2] 根据动量守恒抛出后各自做平抛运动，则水平方向竖直方向联立代入具体射程可得故仅需要测量入射小球和被碰小球的质量、以及两球相碰后的平抛射程OM、ON。故选AD。（3）[3]根据（2）可知，验证动量守恒的表达式为（4）[4]发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据得因此，最大射程为三、计算题（共30分）18. 如图所示，水平光滑绝缘轨道MN处于水平向右的匀强电场中，一个质量为M、电荷量为 + q的滑块（可视为质点）。从轨道上的A点由静止释放，滑块在静电力作用下向右做匀加速直线运动，当到达B点时速度为v。设滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变。（1）求滑块从A点运动到B点的过程中，静电力所做的功W；（2）求电势差；（3）若规定A点电势为，求滑块运动到B点时的电势能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据动能定理，静电力所做的功（2）根据电势差的定义式，有（3）根据电势差与电势的关系可得根据电势的定义式可得：则19. 一列简谐波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻的波形图如图虚线所示，a，b，c，P，Q是介质中的质点。（1）求这列波的波速可能值；（2）若质点振动的周期T > 0.6s，从波传到P质点开始计时，请写出c质点的振动方程。【答案】（1）（n = 0，1，2，…）；（2）【解析】【详解】（1）由图可知，这列波的波长λ = 40m，则（n = 0，1，2，…）故周期为（n = 0，1，2，…）波速为（n = 0，1，2，…）（2）若质点振动的周期T > 0.6s，根据（1）中周期计算可知，只能取n = 0，故波的周期和波速为T = 0.8s，v = 50m/s由图像可知A = 10cm波由P传播到c所用的时间为则从波传到P质点开始计时，c质点的振动方程为20. 如图所示，在桌面上有质量分别为2kg和1kg的A、B两不带电小物块，A、B相距L=1m，A与桌面动摩擦因数为0.45，B在桌面的右边缘，桌子边缘在地面投影为P点，桌面到地面高度为H=1.25m，在桌子右边有竖直固定的光滑圆弧轨道，半径R=0.3m，轨道边缘Q点和圆心O连线与竖直方向成53°，轨道上边缘F在圆心正上方，在过Q点的虚线N右侧有方向向右的匀强电场，在Q点固定一电荷量为-q、质量为m的物块C；现给A一个初速度v=5m/s，A、B碰撞后A落地点距离P点x=1.25m，B恰好沿切线方向进入圆弧轨道跟C发生弹性碰撞，碰撞前瞬间解除C的固定，且C电荷量不变；g=10m/s2。求：（1）C的质量为多少时，C恰能到达圆弧轨道最高点？（2）在（1）问的条件下，求C到达圆弧轨道最高点时对轨道的压力大小和从离开轨道到落地的时间（C未与桌子相碰）。【答案】（1）1kg；（2）20N，【解析】【详解】（1）A与B碰撞前，有解得A与B碰撞后A做平抛运动，有解得A与B碰撞，有解得C在电场中，等效重力方向与竖直方向成53°角，设C碰撞后速度为，恰能到达等效重力最高点D，在D点，有
 C碰撞后到D点，有解得B到达圆弧速度B、C碰撞过程，有解得（2）C从碰撞后到轨道最高点F，有解得在F点，有解得N由牛顿第三定律可知压力等于20N，桌子边缘到圆弧左边缘高度为所以F点到地面的高度为所以从F点落到地面所用时间满足解得