安徽省定远中学2023届高三物理下学期3月第二次月考试卷（Word版附解析）

2022-2023学年下学期第二次月考（3月份）

高三物理试题

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共10小题，共30分）

1.  质量为的物块在光滑的水平面上受到水平拉力的作用，从静止开始做匀加速直线运动，计时开始的图像如甲所示，图像如图乙所示，据图像的特点与信息分析，下列说法正确的是(      )

A. 图乙的斜率是图甲的斜率的倍 B. 水平拉力为
C. 前的中点时刻的速度为 D. 前中点位置的速度为

2.  一同学叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为，相互接触。球与地面间的动摩擦因数均为，则(    )
 

A. 上方球对下方其中一个球的弹力大于下方一个球对上方球的弹力
B. 下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C. 水平地面对下方三个球的支持力均为
D. 水平地面对下方三个球的摩擦力均为

3.  如图所示，将一滑块从粗糙斜面上某点由静止释放，滑块沿斜面下滑后与固定在斜面底端的挡板碰撞后反弹，碰撞的时间极短，可忽略不计，且碰撞没有机械能损失。以沿斜面向下为正方向，能正确反映滑块速度随时间变化的图像是

A.  B.
C.  D.

4.  如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为，最低点为，有两个可视为质点且质量相同的小球和，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，球的轨迹平面高于球的轨迹平面，、两球与点的连线与竖直线间的夹角分别为和，则

A. A、两球所受支持力的大小之比为 B. A、两球运动的周期之比为
C. A、两球的角速度之比为 D. A、两球的线速度之比为：

5.  如图所示是发射同步卫星的原理：先将卫星送入近地圆轨道Ⅰ，在近地点加速使卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动，在远地点再一次加速使卫星进入圆形同步轨道Ⅲ运动。设地球半径为，地球表面附近重力加速度为。下列判断正确的是
 

A. 卫星在轨道Ⅲ上运动的速率大于在轨道Ⅰ上运动的速率
B. 卫星在轨道Ⅰ上的运动速率约为
C. 卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时，在点的速率小于在点的速率
D. 卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时，在点的加速度大于在点的加速度

6.  如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的点，另一端与质量为的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于点图中未标出。现用水平向左的外力把物块压至点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过点到达点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是(       )

A. 物块经过点时所受合外力为零
B. 物块经过点时速度最大
C. 物块在、点时，弹簧的弹性势能相等
D. 物块从到速度先增加后减小，从到加速度一直增大

7.  如图所示，竖直面内有矩形，，以为圆心的圆为矩形的外接圆，为竖直直径，空间存在范围足够大、方向由指向的匀强电场。将质量均为的小球、以相同速率从点抛出，小球经过点时的动能是小球在点时动能的倍。已知小球不带电，小球带正电，电荷量为，重力加速度为，该电场的电场强度大小为。则小球经过点时的动能是小球在点时动能的

A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍

8.  空间存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一束速率不同的带正电粒子从左边界中点垂直射人磁场，速度方向与边夹角，已知粒子质量为，电荷量为，粒子间的相互作用和粒子重力不计，则(    )
 

A. 粒子在磁场中运动的最长时问间为
B. 从边射出的粒子在磁场中的运动时间都相等
C. 入射速度越大的粒子，在磁场中的运动时间越长
D. 运动时间相同的粒子，在磁场中的运动轨连可能不同

9.  氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知(    )

A. 在状态下，分子速率大小的分布范围相对较大
B. 两种状态氧气分子的平均速率相等
C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D. 状态的温度比状态的温度低

10.  如图，边长为的正方形为一棱镜的横截面，其折射率为，为边的中点。在截面所在平面，一光线自点射入棱镜，入射角为，经折射后在边的点发生反射，到达边的点。下列说法正确的是

A. 段长度为
B. 光线在处的反射不是全反射
C. 光线不能从点射出
D. 光线在空气与棱镜中的传播速度比为

二、多选题（本大题共5小题，共20分）

11.  某滑杆游戏可简化为如图所示的模型，质量的滑环套在固定光滑水平杆上，滑环可沿着水平杆左右滑动，滑环通过长的轻绳连着质量的小球，开始时滑环静止在点，轻绳水平，现将它们由静止释放，小球和滑环都可看作质点，取，下列说法正确的是(    )

A. 小球第一次运动至最低点时的速度大小为
B. 小球再次返回最高点时的速度大小为
C. 小球第二次运动至最低点时的速度大小为
D. 小球运动轨迹的左、右两端点间的距离为

12.  如图所示，倾角为的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧，点固定一个电荷量为的小球。整个装置处在电场强度大小为、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个质量为、电荷量为的小球从点由静止释放，释放后沿着斜面向下运动。点与弹簧的上端和点的距离均为。、的连线以及弹簧的轴线与斜面平行。两小球均可视为质点和点电荷，弹簧的劲度系数为且始终在弹性限度内，静电力常量为，重力加速度大小为。下列说法正确的是(    )
 

A. 小球沿着斜面向下运动的过程中，其电势能一定减小
B. 小球在点的加速度大小为
C. 小球返回时，不可能越过点撞到小球
D. 当弹簧的压缩量为时，小球的速度最大

13.  如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为匝，副线圈的匝数为匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为。导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻，图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为，则下列说法正确的是(        )

A. 水平外力为恒力
B. 电压表的示数为
C. 的功率为
D. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为

14.  如图所示，甲是一固定的水平放置内阻不计的圆形导体线圈，线圈匝数匝，面积。线圈的两端分别与原副线圈匝数比的理想变压器原线圈相连接，变压器的副线圈并联一小灯泡和滑动变阻器。在线圈所在的空间存在着与线圈平面垂直的磁场，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，此时小灯泡恰好能够正常发光。规定垂直于线圈平面向上为的正方向，则下列说法中正确的是
 

A. 在时间内，点的电势低于点的电势
B. 线圈中产生的感应电动势的有效值为
C. 小灯泡的额定电压为
D. 滑动变阻器的滑动端向上滑动时，小灯泡的亮度将减小

15.  如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是(    )
 

A. 光电管阴极金属材料的逸出功为
B. 这些氢原子跃迁时共发出种频率的光
C. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D. 氢原子跃迁放出的光子中共有种频率的光子可以使阴极发生光电效应现象

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共12分）

16.  （6分）某实验小组利用竖直上抛运动测当地的重力加速度，设计了如图所示的装置，实验过程如下：

调整弹射装置和光电门的位置，使小球被弹射后，在上升和下落过程中均可通过光电门。

测量时，应_______填“”或“”，其中为“先启动弹射装置，后接通数字计时器”，为“先接通数字计时器，后启动弹射装置”。记录小球第一次和第二次通过光电门的挡光时间、以及两次挡光之间的时间，如果小球受到的空气阻力可以忽略，则有_______填“大于”“小于”或“等于”，由此可以推断当地的重力加速度_______用字母、、和表示。

为了减小实验误差，应选用直径稍_______填“大”或“小”点的小球，抛出点离光电门的距离稍_______填“远些”或“近些”。

17.  （6分）为研究一只额定电压为、额定电流为的小灯泡的伏安特性，要求测量尽量准确，器材除小灯泡、开关、导线外，实验室还提供器材如下：

A.电池组电动势，内阻

B.电流表量程，内阻约

C.电流表量程，内阻

D.电阻箱阻值

E.电阻箱阻值

F.滑动变阻器阻值

G.滑动变阻器阻值

为测电压，需将表改装为量程的电压表，上述器材中，电阻箱应选__________填写所选器材后的字母

为了测量尽量准确，请在图示虚线框内画出实验电路图

根据所设计的电路研究小灯泡的伏安特性。具体操作为：利用、表测得多组数据，并作出图线。图中纵轴为表的示数值，横轴为表的示数值

由图可知，当通过小灯泡的电流为时，小灯泡的实际功率为__________结果取两位有效数字

若将小灯泡直接接在一个电动势，内阻的电池两端，小灯泡的实际功率为__________结果取两位有效数字。

四、计算题（本大题共3小题，共38分）

18. （10分） 游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来如图甲我们可以把它抽象成图乙所示的由曲面轨道和圆轨道平滑连接的模型不计摩擦和空气阻力若质量为的小球从曲面轨道上的点由静止开始下滑，并且可以顺利通过半径为的圆轨道的最高点已知点与点的高度差，求：

小球通过最低点时速度有多大？
小球通过点时对圆轨道的压力有多大？
若小球在运动中需要考虑摩擦和空气阻力，当小球从点由静止开始下滑，且刚好能通过最高点，则小球从点运动到点的过程中克服摩擦和空气阻力所做的功为多少？

19.  （12分）如图所示，一弹枪将质量的弹丸从筒口斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘处质量的滑块，打击过程为完全弹性碰撞，此滑块放在质量的“形”薄板上。已知弹丸抛射角，与的高度差，薄板长度，最初滑块在薄板的最左端薄板在平台的最左端，滑块与薄板间的动摩擦因数为，薄板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，不计碰撞过程的时间，不计空气阻力，重力加速度，。
 

求、间的水平距离

求开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量

若撞击后与粘在一起，薄板右端未滑出平台，平台至少需要多长。

20. （16分） 如图所示，间距的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接的储能装置可保证回路电流恒为，且电流的方向不变。空间分布两个宽度分别为和、间距的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两磁场磁感应强度大小均为，方向均竖直向下。质量、电阻为的导体棒静止于区域Ⅰ左边界，质量、边长为、电阻的正方形单匝线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为。某时刻闭合开关，导体棒开始向右运动。已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力。求：
 

导体棒第一次离开区域Ⅰ时的速度大小

线框第一次穿过区域Ⅱ过程中，线框产生的焦耳热

导体棒在整个运动过程中的总路程。

答案和解析

1.答案： 

解析：根据匀变速直线运动规律可得，变形可得，而，
故图乙的斜率为，图甲的斜率为，图乙的斜率是图甲的斜率的倍      
可知图像的斜率为

解得物块的加速度为

根据牛顿第二定律可知，故AB错误；

C.由图像可知，当时，物块的速度为

根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，前的中点时刻的速度为，故C正确；

D.前物块通过的位移为

前中点位置的速度为，故D错误。

  2.答案： 

解析：A、上方球对下方其中一个球的弹力与下方一个球对上方球的弹力为作用力与反作用力，大小相等，A错误
B、下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受静摩擦力作用，故B错误
C、对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为，每个小球受支持力为，故C正确
D、三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故 D错误。
故选：。  

3.答案： 

解析：小滑块与挡板碰撞，碰撞没有机械能损失，因此速度瞬间反向但大小不变，故 A、B错误；
设斜面的倾角为，小滑块下滑的加速度大小为，小滑块上滑的加速度大小为，可知小滑块下滑的加速度比沿斜面上滑的加速度小，故 C错误， D正确。

4.答案： 

解析：A、由于小球在运动的过程中受到的合力沿水平方向，且恰好提供向心力，受力如图所示：




，

根据平行四边形定则得：，，
则、两球所受的支持力大小之比：，故A错误；
B、根据牛顿第二定律得：，解得：，
则，故B正确；
C、角速度，因为、两球的周期之比为，则角速度之比为，故C错误；
D、根据牛顿第二定律得：，解得：，
则，故D错误。  

5.答案： 

解析：A.根据，卫星在圆轨道上的运动的速率为，所以卫星轨道半径越大，速率越小，故卫星在轨道Ⅲ上运动的速率小于在轨道Ⅰ上运动的速率，故A错误；
B.卫星在近地圆轨道Ⅰ上运行时，，即，所以卫星在轨道Ⅰ上的运动速率约为，故B正确；
C.卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时，根据开普勒行星运动定律，近地点速率大于远地点，故在点的速率大于在点的速率，故C错误；
D.卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时，在点的万有引力小于在点的万有引力，故在点的加速度小于在点的加速度，故D错误。故选B。  

6.答案： 

解析：撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，开始的时候弹力大于摩擦力，物块加速运动，当二力平衡时，速度达到最大，加速度为零即合外力为零，此时弹簧仍处于压缩状态且位于点的左边，然后弹力将小于摩擦力，物块做减速运动，到达点后弹力方向改变，并且开始增大，由牛顿第二定律可得：，易知物块加速度一直增大。故AB错误；D正确；
C.设物块到达点时动能为，、两点弹簧弹性势能分别为、，、过程中克服摩擦力做功分别为和，由功能关系和动能定理可知物块从到过程有：，物块从到过程有：，联立可得，故C错误。  

7.答案： 

解析：设圆的半径为，初动能为，
不带电小球从到重力做功为：
，
由动能定理，得：，
故，
带正电小球从到重力做功为：
，
电场力做功为，
由动能定理，得：，
解得。
故选B。

8.答案： 

解析：、粒子对应的圆心角越大，在磁场中运动的时间越长，最长时间对应的轨迹如图所示：

从边射出对应的轨迹的圆心角最大，为，故最长时间为：，故A错误；
B、因粒子的质量和电量相同，则周期相同，从边射出的粒子的速度不同，做圆周运动的半径不同如图所示，所对的圆心角不同，则所用的时间不相等，故B错误；
C、由图可知，若粒子从、或边射出，入射速度越大的粒子在磁场中的运动弧所对的圆心角越小，则时间越短，故C错误；
D、运动时间相等的粒子，在磁场中的运动轨迹可能不同，例如从边射出的粒子运动时间均为，但轨迹不同，故D正确；
故选：。
9.答案： 

解析：A、无论是高温还是低温，氧气都有速率小的分子和速率大的分子，分子速率大小的分布范围相同，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，而两种状态的温度不相同，所以两种状态氧气分子的平均动能不相等，平均速率不相等，故B错误；
C、由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误；
D、由图可知，中速率大分子占据的比例较大，则说明对应的平均动能较大，故对应的温度较高，故D正确。
故选：。  

10.答案： 

解析：B.光线自点射入棱镜，入射角为，根据折射定律可得，其在界面的折射角为，故光线到达界面时的入射角为，由于棱镜的折射率为，故其临界角的正弦值，故光在发生全反射，B错误；
A.根据几何关系知，故A正确；
C.由几何关系知，光线到达界面时的入射角为，故光能从点射出，C错误；
D.根据折射定律可知光线在空气与棱镜中的传播速度比为，故D错误；
故选A。

11.答案： 

解析：自开始释放至小球运动至最低点的过程，小球和滑环组成的系统水平方向动量守恒，有
由能量守恒定律得
联立解得小球在最低点时的速度大小
A错误，C正确；
B.小球每次在最高点时和滑环都有相同的速度，由动量守恒得
解得共同速度
B正确；
D.由机械能守恒定律可知，小球左、右两侧最高点在同一水平线上，设其水平距离为  ，在小球从左侧最高点运动到右侧最高点的过程，设滑环运动左、右两点的距离为  ，则
 ， 
解得小球运动轨迹左、右两端点间的距离
D正确。故选BCD。  

12.答案： 

解析：A.小球沿着斜面向下运动过程中，匀强电场的电场力做正功，电荷产生的电场对做负功，两个电场力的合力不一定沿斜面向下，则电场力不一定做正功，可能做负功，则电势能可能增大，A错误；
B.根据牛顿第二定律得，小球在点的加速度，故B正确；
C.根据动能定理知，当小球返回到点，由于重力做功为零，匀强电场的电场力做功为零，电荷的电场对做功为零，则合力做功为零，知道到达点的速度为零．所以小球不可能撞到小球，故C正确；
D.当小球所受的合力为零时，速度最大，即，则压缩量等于，小球的速度不是最大，故D错误。
故选BC。  

13.答案： 

解析：B.原线圈的电动势，输入端电压有效值：，输出端电压有效值为：，则电压表读数为，故B正确；
C.副线圈中电流：，的功率，故C错误；
A.因速度随时间变化，则感应电流随时间变化，安培力随时间变化，外力不是恒力，故A错误；
D.原线圈感应电动势的最大值为，则根据，得变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为，故D正确。
故选BD。  

14.答案： 

解析：A.由题意磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，根据楞次定律可判断在时间内，线圈中产生的感应电动势方向为从上向下看逆时针，产生电动势的线圈看成电源，为电源的正极，为电源的负极，所以点的电势低于点的电势，故A正确；
B.根据题意可知线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式，所以感应电动势的最大值，由图乙知周期为，所以，则最大值，所以线圈中产生的感应电动势的有效值为，故B正确；
C.原线圈电压，根据变压器的基本关系可知，所以，小灯泡恰好能够正常发光，所以小灯泡的额定电压为，故C错误；
D.滑动变阻器的滑动端向上滑动时，副线圈的电压不变，即小灯泡上的电压不变，所以小灯泡的亮度将不变，故D错误。
故选AB。  

15.答案： 

解析：A、由图甲可知光子的能量，由图丙可知遏止电压为，所以光电子的初动能，所以金属材料的逸出功，故A错误；
B、由排列组合的规律可知，处于激发态的氢原子跃迁时能够发出种频率的光，故B正确；
C、光电子由阴极向对面的极板运动，形成的电流在图乙中从右向左流动，要阻止该电流，需要施加反向电压，即电源左侧应该为正极，故 C错误；
D、跃迁产生的光子能量大于金属材料的逸出功时，能产生光电效应，其中到跃迁产生的光子能量为，到跃迁产生的光子能量为，这种跃迁产生的光子能量均大于逸出功，可以使阴极发生光电效应现象，从到跃迁产生的光子能量为，小于金属的逸出功，不会发生光电效应， 故D正确。  

16.答案：；等于；； 小；近些 

解析：测量时应该是先接通数字计时器，后启动弹射装置，这样能够避免测不到数据的情况出现；如果小球受到的空气阻力可以忽略，小球上升和下落通过同一位置时速度大小相等，所以光电门记录的挡光时间应该相等，以向下为正方向，由竖直上抛运动有，所以。
对于本实验，小球的直径越小，通过光电门的时间越短，平均速度越接近瞬时速度；抛出点离光电门越近，通过光电门时速度越大，光电门记录的时间越短，误差越小。
故答案为：；；
                 小，近些  

17.答案：；
；
 ；  。 

解析：当电流满偏时，改装电压表两端的电压为，有
代入数据解得，故电阻箱选择；
根据题意，电路如图所示：
；
由图可知，当通过小灯泡的电流为时，流过的电流为，则小灯泡的电压为，小灯泡的实际功率为；
在上图中由作出电源的图线，如图所示：

其与小灯泡的图线交点即为两者串联灯泡的工作点，由，
可得：时，，
故其中一点为，电源路端电压，而
故当时，，
故另外一个交点为，可得交点坐标约为
故小灯泡的实际功率为，  代入数据得：。
故答案为：；
；
 ；  。  

18.答案：解：设小球在最低点的速度为，由动能定理得：
取小球为研究对象，小球在点的速度为，设轨道对小球的弹力为，
由动能定理得：
       
由向心力定义和牛顿第二定律得：
联立得
由牛顿第三定律得：小球对轨道的压力
设小球刚好通过点的速度为，由向心力定义和牛顿第二定律得：
即
设小球从点运动到点的过程中摩擦和空气阻力所做的功，由动能定理得：
得 
所以小球克服阻力做功
19.答案：解：设弹丸在筒口的速率为，弹丸从到可视为平抛运动的逆过程，
由运动学规律有，，，
将，代入，解得，，；
弹丸与滑块发生完全碰撞，系统动量和机械能均守恒，设碰后两者速率分别为、，
因，故两者速度互换，即弹丸此后掉落，，
薄板所受滑块的滑动摩擦力为，
薄板所受平台的最大静摩擦力为，
因，故薄板静止不动，滑块滑至薄板右侧与薄板右端相碰时，；
滑块与薄板发生非弹性碰撞，系统动量守恒，
，，
，，
两者共速滑行至停止滑行，，
代入数据得，
。 

20.答案：解：对棒，在区域中
根据动能定理
解得
导体棒与线框弹性碰撞，设碰后棒的速度大小为，线框的速度大小为
解得，
设线框刚好第一次向右穿过磁场区域Ⅱ时的速度为，则线框在穿越磁场区域Ⅱ过程中
根据动量定理有设向右为正方向
，，
根据能量守恒
解得
线框以与挡板第次碰后，向左通过磁场速度减小，再以与棒相碰
速度交换，线框静止，棒以速度向左运动，棒进入磁场，因安培力不变，棒作匀减速运动，
有
解得
棒在磁场中向左匀减速的位移
然后棒以向右匀加速，以速度出磁场，再与线框第次碰撞，线框以向左
与棒第次碰撞后，棒以进入磁场，在磁场中向左匀减速的位移
同理，棒以进入磁场，在磁场中向左匀减速的位移
之后棒以与线框相碰后静止。
所以，棒在整个运动过程中的总路程为
解得