绵阳南山中学实验学校2023届高三下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份绵阳南山中学实验学校2023届高三下学期3月月考物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．人类可以利用核衰变获取能量。钚的同位素在衰变时能释放出γ射线，其衰变方程为。下列说法中正确的是( )
A.X原子核中含有143个质子
B.X原子核中含有92个中子
C.衰变过程中减少的的质量大于生成的X和的总质量
D.衰变发出的γ射线是波长很短的电子流
2．电影《火星救援》的热映，激起了大家对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球竖直上抛，取抛出位置O点的位移，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图象如图所示（其中a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为R的匀质球体，引力常量为G。则下列分析正确的是( )
A.小球竖直上抛的初速度为2aB.小球从O点上升的最大高度为ab
C.火星的第一宇宙速度为D.火星的质量为
3．如图所示，电源电动势，小灯泡L的规格为“3V；0.9W”，开关S接1，当滑动变阻器调到时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0=2。则( )
A.电源内阻为3Ω
B.电动机正常工作的电压为3V
C.电动机输出的机械功率为0.54W，其效率为75%
D.电动机的热功率为0.72W
4．图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。则( )
A.理想电压表的示数
B.线圈转动的角速度
C.转动过程中穿过线圈的最大磁通量
D.通过灯泡电流的瞬时表达式为
5．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点（重力不计），则从开始射入到打到上极板的过程中( )
A.它们运动的时间
B.它们运动的加速度
C.它们所带的电荷量之比
D.它们的动能增加量之比
二、多选题
6．如图，MN和PQ为水平固定的间距为L的足够长的光滑平行金属导轨，在P、M之间接有阻值均为R的甲、乙两个定值电阻，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一长为L、质量为m、电阻为r的导体杆ab与导轨接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻。在ab杆运动的整个过程中( )
A.ab杆做匀减速直线运动
B.ab杆的速度减为时，ab杆的加速度大小为
C.ab杆的速度减为时，通过甲的电荷量
D.ab杆的速度减为时，ab杆运动的位移
7．如图所示，质量均为m的两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态，将A、B由静止释放，空气阻力不计。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A.A、B组成的系统动量守恒
B.A球运动到最低点时速度为
C.A球机械能减小了
D.A球运动到最低点时，B球向右运动距离为
8．用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A、B的质量均为2m，小球C、D、E的质量均为m。现将A、B两小球置于距地面高h处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中
A.小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒
B.小球B的机械能一直减小
C.小球B落地的速度大小为
D.当小球A的机械能最小时，地面对小球C的支持力大小为mg
9．如图所示，在x轴上传播的一列简谐横波，实线表示时刻的波形图，虚线表示时刻的波形图.已知该波的波速是80m/s，则下列说法正确的是__________。
A.波长是12m
B.周期是0.1s
C.波可能沿x轴正方向传播
D.时，处的质点速度沿y轴负方向
E.时，处的质点正处于平衡位置
三、实验题
10．下图为一弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定，在金属管两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管径且与弹簧不固连）。现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。然后按下述步骤进行实验：
①用天平测出两球质量、；
②用刻度尺测出两管口离地面的高度h；
③记录两球在水平地面上的落点P、Q。
回答下列问题：
（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______。（已知重力加速度g）
A.弹簧的压缩量
B.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离、
C.小球直径
D.两球从管口弹出到落地的时间、
（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为=________。
（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式___________，就说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。
11．某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，再用游标卡尺测得其长度L。
（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻的阻值为10.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9Ω。首先将置于位置1，闭合，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
根据表中数据，在图丙中绘制出图象。再将置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图象可得___________Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式___________得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。
（3）该小组根据图乙电路和图丙的图象，还可以求得电源电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留2位有效数字）
四、计算题
12．如图所示，质量的小物块A先固定在压缩的弹簧右端，质量的小物块B静止放置在水平光滑轨道右侧。长为10米的传送带与轨道等高且无阻碍连接。传送带顺时针转动，速度大小为8m/s，小物块与传送带之间的动摩擦因数，传送带右侧等高的平台上固定一半径的光滑圆轨道。现静止释放小物块A，离开弹簧后与B碰撞并粘在一起形成新的小物块，速度大小为6m/s。经传送带后运动到圆轨道最高点C。（）
（1）求压缩弹簧的弹性势能；
（2）求物块运动到最高点时，轨道受到的压力。
13．如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中，在第一、第二象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场，在的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，磁感应强度和电场强度大小均未知。在第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即做匀速圆周运动，已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g。求：
（1）小球的比荷和第一象限内匀强电场场强的大小；
（2）要使小球能够进入第二象限，求第一象限内磁感应强度的大小范围；
（3）若第一象限内磁感应强度大小为，第二象限内磁感应强度大小为，求小球穿过y轴的位置和时间的可能取值（从小球进入第一象限开始计时）。
14．如图为一横截面为直角梯形的玻璃砖ABDE，和均为直角，，AE边界长为3a，AB边界长为，一束激光从AE边界上O点射入玻璃砖，，与AE边界夹角为45°，经AB边界反射后光线恰好与BD边界平行，已知真空中的光速为c。求：
（1）该玻璃砖的折射率n；
（2）激光从O点射入到第一次有激光从玻璃砖中射出经过的时间t。
参考答案
1．答案：C
解析：AB.根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为
质子数
则中子数为
AB错误；
C.衰变过程中放出能量，所以衰变过程中减少的的质量大于生成的X和的总质量，C正确；
D.衰变发出的γ射线是光子，D错误。
故选C。
2．答案：D
解析：A.根据题意可知，向上为正方向，设火星表面重力加速度为，则有
整理可得
结合图象可得
故A错误；
B.根据题意，由公式可得，上升的最大高度为
故B错误；
CD.根据题意，由万有引力等于重力有
解得
由万有引力提供向心力有
联立解得
故C错误，D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：A.小灯泡的额定电流为
灯泡内阻为
当开关接1时，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
故A错误；
B.电动机正常工作的电压为
代入数值可得
故B错误；
CD.电动机的热功率为
电动机输出的机械功率为
其效率为
故C正确，D错误。
故选C。
4．答案：D
解析：A.小型发电机产生的电动势的有效值,理想电压表的示数,故A错误；
B.线圈转动的角速度为，故B错误；
C.小型发电机产生的电动势最大值为，转动过程中穿过线圈的最大磁通量，故C错误；
D.小型发电机产生的电动势瞬时表达式为，通过灯泡电流的瞬时表达式为，故D正确。
故选D。
5．答案：C
解析：A.两粒子在水平方向的分运动为匀速直线运动，且两粒子初速度与水平位移相等，由可知，两粒子运动时间相等，故A错误；
B.两粒子在竖直方向的分运动为匀加速运动，设两极板间距为d，粒子P的偏转量为，粒子Q的偏转量为d，由可知，，故B错误；
C.P、Q两粒子的偏转量之比为1:2，运动时间相等，质量相同，由
可知两粒子带电量之比为，故C正确；
D.电场力对P、Q两粒子做功之比
由动能定理可知，它们的动能增加量之比，故D错误。
故选C。
6．答案：BD
解析：A.安培力的大小为
根据闭合电路欧姆定律得
根据法拉第电磁感应定律得
解得
根据牛顿第二定律得
解得
随着速度的减小，杆的加速度减小，ab杆做变减速直线运动，A错误；
B.ab杆的速度减为时，ab杆的加速度大小为
B正确；
C.ab杆的速度从减为的过程中，根据动量定理得
通过甲的电荷量为
解得
C错误；
D.通过杆的电荷量为
又因为
根据闭合电路欧姆定律
根据法拉第电磁感应定律
又因为
解得，ab杆的速度减为时，ab杆运动的位移为
D正确。
故选BD。
7．答案：BD
解析：A.A、B组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒。故A错误；
B.当A球摆到B球正下方时，A、B球的速度大小分别为和。由水平方向动量守恒，得
由机械能守恒得
解得
A球运动到最低点时速度为。故B正确。
C.A球机械能减小量
故C错误；
D.A、B组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，则有
解得A球运动到最低点时，B球向右运动距离为。
故D正确。
故选BD。
8．答案：CD
解析：小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A错误；由于D球受力平衡，所以D球在整个过程中不会动，所以轻杆DB对B不做功，而轻杆BE对B先做负功后做正功，所以小球B的机械能先减小后增加，故B错误；当B落地时小球E的速度等于零，根据功能关系。可知小球B的速度为，故C正确；当小球A的机械能最小时，轻杆AC没有力，小球C竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D正确，故选CD。
9．答案：ADE
解析：A.由图可知，波长，A正确；
B.由得：
B错误；
C.，波传播的距离为：
根据波形的平移法可知，波沿x轴负方向传播，C错误；
D.波沿x轴负方向传播，时，根据波形的平移法得知，处的质点速度沿y轴负方向，故D正确；
E.由于，波沿x轴负方向传播，根据“左传左上，右传右上”判断，当时，处的质点正处于平衡位置，E正确；
故选ADE。
10．答案：（1）B；（2）；（3）
解析：（1）弹射装置在将两小球弹射出金属管过程中，弹簧的弹性势能转化为两小球的动能，则，题中已测出了两球质量、，两管口离地面的高度h；再测出两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离、，即可算出两球离开管口的速度，从而计算出弹簧的弹性势能，故选B。
（2）小球离开管口做平抛运动时，有，，则两球离开管口的速度、，则弹性势能的表达式。
（3）若弹射过程中两小球组成的系统动量守恒，则，即。
11．答案：（2）6.0；（3）12；13
解析：（2）将置于位置1时，闭合时
即
结合图丙得
解得
将置于位置2，此时电流表读数为0.400A
解得
根据电阻的决定式
解得
（3）根据得
12．答案：（1）72J（2）28N，方向竖直向上。
解析：（1）设小物块A离开弹簧时的速度为，碰撞后形成新的小物块的速度为
物块A、物块B碰撞过程动量守恒
解得
由能量守恒定律得压缩弹簧的弹性势能
（2）设新物块在传送带上经过位移x与传送带共速，由动能定理得
解得
因此新物块离开传送带时的速度为
由机械能守恒定律得
解得
设在C点轨道对新物块的弹力为，则
解得
由牛顿第三定律得，轨道受到的压力大小
方向竖直向上。
13．答案：（1）E（2）（3）见解析
解析：（1）设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，球在MN段受力如图，因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得
要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡
联立解得
（2）由（1）可知
即
在第一象限圆周运动，设磁感应强度为时，小球轨迹恰与y轴相切，洛伦兹力提供向心力
可知
由几何关系
解得
（3）由洛伦兹力提供向心力可知
小球在第一、第二象限的轨道半径分别为
小球由N点进入第一象限后运动半周进入第二象限，作出粒子在第一、第二象限的可能运动轨迹如图所示，
小球穿过y轴的位置为
和
时间
和
综上，时间为
和
14．答案：（1）（2）
解析：（1）一束激光从AE边界上O点射入玻璃砖，经AB边界反射后光线恰好与BD边界平行，光路图如图所示
根据几何关系可知，激光从AE边界上O点射入玻璃砖的入射角为30°，根据折射定律可知该玻璃砖的折射率为
（2）根据全反射临界角公式可得
解得发生全反射的临界角为
由图中几何关系可知，激光从O点射入到第一次从H点射出玻璃砖，激光在玻璃砖中的传播速度为
激光在玻璃砖中的传播距离为
则激光从O点射入到第一次有激光从玻璃砖中射出经过的时间为
R/Ω
I/A
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50