物理-河南省焦作市博爱一中2023—2024学年高三（上）8月月考物理试卷及参考答案

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焦作市博爱一中2023—2024学年高三（上）8月月考物 理注意事项：1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示，取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的图像正确的是( )A. B.C. D.2.如图所示，从倾角为θ的斜面顶端分别以和的速度水平抛出a、b两个小球，若两个小球都落在斜面上且不发生反弹，不计空气阻力，则a、b两球( )A.水平位移之比为1∶2B.下落的高度之比为1∶2C.在空中飞行的时间之比为1∶2D.落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1∶23.嫦娥五号“绕、落、回”三步走规划完美收官，是我国航天事业发展的里程碑。若在本次任务中封装月壤的仪器在月球表面的重力为，返回地球表面时的重力为，月球与地球均视为质量均匀分布的球体，其半径分别为，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，则( )A.月球的第一宇宙速度为B.嫦娥五号环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为C.月球的质量为D.月球的密度为4.如图所示，在边长为a的正方形ABCD的A、B、C三个顶点上各放置一个带电荷量为q的点电荷，已知静电力常量为k，则正方形中心点O处的电场强度大小为( )A. B. C. D.5.如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为，B的质量为，。最初人和车都处于静止状态。现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车( )A.向左运动 B.左右往返运动 C.向右运动 D.静止不动6.如图所示为一种新型的电磁船的俯视图，为固定在船上的水平平行金属板，直流电源接在之间，船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q，若船在海水的反冲作用下水平向左运动，虚线框中的磁场方向应该( )A.竖直向下 B.竖直向上 C.水平向左 D.水平向右7.如图所示，有关分子力和分子势能曲线的说法中，正确的是( )A.当时，分子为零，分子势能最小也为零B.当时，分子力和分子势能都随距离的增大而增大C.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功D.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先增大，后减小，最后又增大8.某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示.已知传送带与水平面的夹角，正常的运行速度是.现在传送带的A端轻轻放上一个小物体（可视为质点），已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，间距离（已知，取），则( )A.如果传送带不运行，小物体从A端运动到B端的时间为4 sB.如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体速度不可能超过皮带速度C.如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间小于传送带不运行时小物体从A端运动到B端的时间D.如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间大于传送带不运行时小物体从A端运动到B端的时间9.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径的大圆弧和的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心的距离。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的径向最大静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一周时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g取，），则赛车( )A.在绕过小圆弧弯道后加速 B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC.在直道上的加速度大小约为 D.通过小圆弧弯道的时间约为5.85 s10.已知无限长的通电直导线在空间某点形成的磁感应强度大小，其中k为常数，I为通电直导线中的电流大小，d为该点到导线的距离。两根无限长平行通电直导线a、b中的电流方向如图中箭头所示，其中导线a中的电流大小为，P为两根导线所在平面内的一个点，且P点到两导线a、b的距离相等，P点的磁感应强度大小为。若导线b中的电流大小不变，仅改变其电流方向，P点的磁感应强度大小变为，则可知导线b中的电流大小为( )A. B. C. D.二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.（8分）物理兴趣小组为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量（不含滑轮），m为砂和砂桶的质量，为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验时，一定要进行的操作是________；A.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力B.用天平测出砂和砂桶的质量C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________（结果保留三位有效数字）；（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像（如图）是一条直线，图线与横坐标轴的夹角，图线的斜率为k，则小车的质量可表示为________；（填写字母）A. B. C. D.（4）乙同学根据测量数据作出如图所示的图线，该同学做实验时存在的问题是________。（填写字母）A.先释放小车，后接通电源 B.砂和砂桶的质量m没有远小于小车的质量MC.平衡摩擦力时木板没有滑轮的一端垫得过高D.没有补偿阻力或补偿阻力不够12.（6分）某同学要将量程为3mA的毫安表G改装成量程为30mA的电流表。他先测量出毫安表G的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用一标准毫安表对改装后的电流表进行校准，可供选择的器材如下：毫安表头G（量程3mA，内阻约为几百欧姆）A.滑动变阻器（0~1kΩ）；B.滑动变阻器（0~10kΩ）；C.电阻箱R（0~9999.9Ω）；D.电源（电动势约为1.5V）；E.电源（电动势约为9V）；开关、导线若干具体实验步骤如下：①按电路原理图a连接电路；②将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关后调节滑动变阻器的阻值，使毫安表G的指针满偏；③闭合，保持滑动变阻器不变，调节电阻箱的阻值，使毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置；④记下电阻箱的阻值。回答下列问题：（1）为减小实验误差，实验中电源应选用________（填器材前的字母），滑动变阻器应选用________（填器材前的字母）；（2）如果按正确操作步骤测得电阻箱的阻值为90.0Ω，则毫安表G内阻的测量值________Ω，与毫安表内阻的真实值相比，________（填“>”“=”或“<”）；（3）若按照第（2）问测算的，将上述毫安表G并联一个定值电阻R改装成量程为30mA的电流表，接着该同学对改装后的电表按照图b所示电路进行校准，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要想达到实验目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将定值电阻R换成一个阻值为kR的电阻即可，其中________；（4）若用该电流表量程3mA，内阻按照第（2）问测算的按正确的步骤改装成欧姆表并测标准电阻的阻值时（如图d），理论上其测量结果与标准电阻实际阻值相比较________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。13.（10分）2023年5月30日9时31分，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功，进入预定轨道。航天员随后从神舟十六号飞船进入我国空间站天和核心舱。在天和核心舱工作生活期间，神舟十六号航天员乘组将进行出舱活动，开展空间科学实验，完成舱内外设备安装、调试、维护维修等各项任务。已知地球半径为R，天和核心舱围绕地球圆周运动过程中离地高度约为地球半径的万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转。求：（1）天和核心舱的线速度大小；（2）天和核心舱内宇航员的加速度大小。14.（12分）一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置。活塞的质量，横截面积，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离，离汽缸口的距离。外界气温为，大气压强为，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，取，求：（1）此时气体的温度为多少？（2）在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收的热量，则气体增加的内能多大？15.（18分）如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域内有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两金属棒a、b分别以大小相同的速率，分别从磁场的边界EF、GH进入磁场。经过一段时间后，其中有一棒恰好停在磁场边界处，且在这个过程中，金属棒a、b没有相碰，相距最近时b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b是由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和2R，a棒的质量为2m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）在时刻b棒的加速度大小；（2）两棒在整个过程中相距最近的距离；（3）在整个过程中，b棒产生的焦耳热。参 考 答 案一、选择题1.答案：C解析：在内，，物体从静止开始沿正方向做加速运动，图像是一条倾斜直线，1 s末时速度；在内，，物体仍沿正方向运动，但做减速运动，2 s末时速度；在内重复在内的运动，在内重复在内的运动，C正确.2.答案：C解析：因为两个小球均落到斜面上，所以二者的位移偏转角相同，又由于初速度之比为1∶2，所以根据位移偏转角的正切值，所以运动时间之比为1∶2，C正确；再结合，可得水平位移之比为1：4，A错误；再根据，下落的高度之比为1：4，B错误；再根据速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍可知，速度偏转角相同，速度方向与斜面夹角之比为1∶1，D错误3.答案：C解析：设月球质量为M，则月球的第一宇宙速度，已知本次任务中封装月壤的仪器在月球表面的重力为，返回地球表面时的重力为，地球表面重力加速度为g，设封装月壤的仪器质量为，则，设月球表面重力加速度是，则，在月球表面有，联立以上式子可解得，故A错误，C正确；嫦娥五号环绕月球表面做匀速圆周运动的周期，故B错误；月球的密度，故D错误。选C。4.答案：C解析：A，C带有同种电荷，根据对称性，A、C处点电荷在O点处产生的合电场的电场强度，B到O的距离，B处点电荷在O点处产生的电场的电场强度，故O点处合电场的电场强度，故C正确，ABD错误。故选：C。5.答案：A解析：两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零，两人与大小相等的速度相向运动，A的质量大于B的质量，则A的动量大于B的动量，AB的总动量方向与A的动量方向相同，即向右，要保证系统动量守恒，系统总动量为零，则小车应向左运动，故A正确，BCD错误。6.答案：A解析：闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q，船水平向左运动，则海水对船体的作用力方向水平向左，根据牛顿第三定律，可知船体对海水的作用力方向水平向右，再根据左手定则，可知磁场方向竖直向下，故A正确，BCD错误。7.答案：C解析：A.当时，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，故分子间作用力为零，分子势能是否为0与零势能点的选取有关，则此时分子势能不一定为0，A错误；B.由图可知，当分子间距离时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，B错误；CD.当时，分子力表现为引力；当时，分子力表现为斥力；当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小；当r减小到继续减小，分子力做负功，分子势能增大，C正确，D错误。故选C。8.答案：AC解析：因为小物体重力沿斜面的分力大于最大静摩擦力，当传送带静止或顺时针转动时，小物体均加速下滑，根据牛顿第二定律有，联立解得，故A正确，D错误；如果传送带沿逆时针方向正常转动，开始时小物体速度小于传送带速度，小物体所受摩擦力斜向下，根据牛顿第二定律得，解得，设速度达到和传送带相同时位移为，则有，联立两式解得，小物体继续加速下滑，此时，设小物体到达传送带底端时速度为，根据运动学公式有，联立并代入数据解得，全程时间，故C正确，B错误.9.答案：ABC解析：赛车在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈的时间最短，则在弯道上都由径向最大静摩擦力提供向心力，速度最大，由向心力公式分析可知，赛车在绕过小圆弧弯道后加速，A正确；设赛车经过大圆弧弯道的速率为v，经过大圆弧弯道时由径向最大静摩擦力提供向心力，有，代入数据解得，B正确；设赛车经过小圆弧弯道的速率为，经过小圆弧弯道时由径向最大静摩擦力提供向心力，有，代入数据解，由几何关系可得直道的长度为，再由，代入数据解得，C正确；由几何关系可得小圆弧弯道对应的圆心角为120°，赛车通过小圆弧弯道的时间为，D错误。10.答案：CD解析：设导线b中的电流大小为I，在图示电流方向时，两导线在P点形成磁感应强度方向均垂直于纸面向里，根据矢量叠加原理可知改变导线b中的电流方向，两导线在P点形成的磁感应强度方向相反，根据矢量叠加原理可知即或联立解得或CD正确。故选CD。二、非选择题11.（8分）答案：（1）AC（2）2.00（3）C（4）D解析：（1）A、由于木板摩擦阻力客观存在，但要用拉力代替合力，必须平衡摩擦力，故A正确；B、由于装置图给了拉力传感器，所以拉力直接读出，则不需要测量砂和砂桶的总质量，故B错误；C、小车靠近打点计时器，能尽最大限度使用纸带，且先通电再释放小车，故C正确；D、由于拉力传感器测拉力，不需要满足，故选项D错误。故选：AC；（2）由题意知，两相邻计数点的时间间隔，由逐差推论，求加速度。（3）对小车和滑轮整体据牛顿第二定律有：，变形有：，所以图象的斜率，从而，故ABD错误，故C正确。故选：C。（4）如图所示的图线是某组的结果，从图象看，当F为某一正的值时，加速度却为零，说明有力小车却未动，故说明该组同学未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故ABC错误，D正确。故选：D。12.（6分）答案：（1）E；B（2）180；<（3）（4）相等解析：（1）根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，则当毫安表G的指针偏转到量程的三分之一位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，会产生误差；为了使得当闭合后电路总电阻变化较小，则滑动变阻器用电阻阻值较大的，这样的话要想能使毫安表能调节到满偏，则所用电源的电动势应该较大，即采用。（2）根据以上分析可知，如果按正确操作步骤测得的阻值为，因认为通过电阻箱的电路等于毫安表电流的2倍，则毫安表G内阻等于电阻箱的阻值的2倍，即毫安表G内阻的测量值实际上因通过电阻箱的电流会大于毫安表读数的2倍，则毫安表内阻的真实值偏大，即与毫安表内阻的真实值相比（3）当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的读数为15.0mA，则当改装表满偏时，对应的真实电流为32.0mA，即把毫安表G改装成32mA的电流表时把毫安表G改装成30mA的电流表时所以。（4）测量时欧姆表进行欧姆调零，表头的内阻的误差不影响欧姆表的内阻，所以，测量值等于真实值。13.（10分）答案：（1）（2）解析：（1）在地球表面，重力可视为等于万有引力，则设天和核心舱的线速度大小为v，根据万有引力定律和牛顿第二定律有联立以上两式解得（2）天和核心舱内宇航员的加速度大小为14.（12分）答案：（1）（2）解析：（1）当汽缸水平放置时，有，，；当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析图如图所示此时有则此时体积整个过程由理想气体状态方程得解得；（2）当汽缸口向上，未加热稳定时由玻意耳定律得解得加热后气体做等压变化，外界对气体做功为根据热力学第一定律得15.（18分）答案：（1）（2）（3）解析：（1）根据电阻定律有，可得根据，可得a进入磁场的速度方向向右，b的速度方向向左，根据右手定则可知，a产生的感应电流方向是E到F，b产生的感应电流方向是H到G，即两个感应电流方向相同，所以，流过a、b的感应电流是两个感应电流之和，则有对于b，根据牛顿第二定律有联立解得在时刻b棒的加速度大小为（2）取向右为正方向，相距最近时，两棒具体相同速度，根据系统动量守恒有解得此时，电路中感应电流为0，a、b棒一起向右匀速运动，直到b棒出磁场区域，之后b棒不受安培力、a棒受安培力减速直到停下；从b棒出磁场区域到a棒刚好停止磁场边界处，对a棒运用动量定理得又联立解得两棒在整个过程中相距最近的距离为（3）对a、b组成的系统，最终b棒一直做匀速直线运动，根据能量守恒有对a、b，根据焦耳定律有因a、b流过的电流一直相等，所用时间相同，故a、b产生的热量与电阻成正比，即又联立解得b棒产生的焦耳热为