2024届重庆市第一中学高三下学期2月月考试题 物理 （解析版）

这是一份2024届重庆市第一中学高三下学期2月月考试题 物理 （解析版），共13页。试卷主要包含了如图等内容，欢迎下载使用。
物理 （解析版）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、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，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．如图所示，运动员和滑雪装备的总质量为m，在与水平面夹角为的雪道上匀速下滑。雪道与滑雪板间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不考虑空气阻力，则雪道对滑雪板的作用力大小为（ ）
A．B．C．D．
2．下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法，正确的是（ ）
A．由于能量是守恒的，所以不需要节约能源
B．气体吸收热量的同时对外做功，内能可能不变
C．热量不能从低温物体传到高温物体
D．第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律
3．如图，一个薄圆盘和通电直导线处在同一平面内，圆盘上带有均匀的负电荷，导线中电流方向如图中所示。当圆盘绕着圆心O顺时针匀速转动时，通电直导线受到的安培力方向为（ ）
A．水平向左B．水平向右
C．垂直纸面向外D．垂直纸面向内
4．一列火车鸣笛匀速经过铁道，旁边的人听到鸣笛声的音调一直在变化，则下列说法正确的是（ ）
A．铁道旁的人听到鸣笛声的音调发生变化是因为声波发生了干涉
B．铁道旁的人听到鸣笛声的音调一直升高
C．列车上的乘客听到鸣笛声的音调不变
D．鸣笛声的音调越高则在空气中传播得越快
5．“开普勒-90”星系距离太阳系约2545光年，是一个类太阳系的恒星系统。目前已经发现该星系有8颗行星，与太阳系内的大行星数量相同。其中一颗行星“开普勒-90d”的公转轨道半长轴约为地球公转轨道半径的，公转周期约为地球公转周期的。则该星系中心天体“开普勒-90”与太阳的质量之比约为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，光滑的U型导轨处于水平面内，导轨的一端固定一定值电阻R，导轨足够长且不计导轨的电阻。导轨间存在竖直向上的匀强磁场。一根电阻忽略不计的导体棒a以初速度进入磁场开始运动，运动过程中导体棒a与导轨始终接触良好。将运动过程中a的位移记为x，时间记为t，速度记为v，动能记为。下列v或随x或t变化趋势正确的是（ ）
A．B．
C．D．
7．如图（a）所示，质量均为1kg的物体A和B放置在圆盘上，与圆盘间的动摩擦因数分别为和。用两根不可伸长的细绳将物体A、B和圆盘转轴相连，物体A、B与转轴的距离分别为和。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘绕转轴转动的角速度缓慢增大时，转轴与物体A之间的细绳拉力、A与B之间的细绳拉力随的关系如图（b）所示。取，则下列正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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。
8．Cs和Ca两种金属发生光电效应时，其对应的截止电压与入射光频率的关系如图所示，已知Cs的逸出功小于Ca，则（ ）
A．图像中①对应的是Cs，②对应的是Ca
B．两条图像的斜率不同
C．若同频率的光照射两种金属均发生光电效应，Cs产生的光电子的最大初动能较大
D．光电效应说明光具有波动性
9．如图所示是某小型水电站的输电原理图，输出电压有效值恒定为，输电线路的总电阻。两个变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原副线圆匝数比为。用户的负载可用滑动变阻器R表示。当R变化时，理想电压表和理想电流表示数变化的绝对值分别为和。已知水电站的输出功率为40kW时，用户获得电压为220V。则（ ）
A．升压变压器的原副线圈原数比为
B．若用户数量减少，则电压表示数降低
C．当水电站输出功率为40kW时，输电线路上损耗的功率为200W
D．
10．如图所示，半径为R的半圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场B，其中O为圆心，M为圆弧的中点。直径PQ处有一接收屏，粒子打到接收屏上即被吸收。一粒子源可以向纸面内各个方向发射速度为v（v未知）的带电粒子，粒子源可沿圆弧PQ移动。已知粒子的质量为m，电荷量为，忽略粒子重力及相互间的作用力。取，则（ ）
A．若粒子源位于M点，粒子速度，则粒子到达接收屏的最短时间为
B．若粒子源位于M点，粒子速度，则粒子到达接收屏的最短时间为
C．若粒子速度，则将粒子源沿圆弧从P移动到Q过程中，接收屏上有粒子到达区域的长度为
D．若粒子速度，粒子从M点与MO连线为30°向左下射出，则粒子到达接收屏时速度偏转了67°
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11．（8分）实验小组利用一根可绕一端无摩擦转动的匀质木棒、光电门、遮光片和量角器来验证机械能守恒定律。查阅资料得知，匀质木棒绕一端转动时动能可以表示为。实验小组设计了如图（a）所示的实验装置：将木棒的一段固定在转轴上，使得木棒可以在竖直面内无摩擦转动；在木棒另一端粘上轻质遮光片，并在转轴正下方放置一光电门以测量遮光时间。木棒与竖直方向的夹角可以通过刻度读数获取，重力加速度为g。实验过程如下：
（1）通过理论分析可知，木棒动能表达式中______；
（2）用游标卡尺测量遮光片的宽度并记为d，某次测量时游标卡尺示数如图（b），则遮光片宽度为______mm；
（3）测量木棒的长度l；
（4）接通光电门电源，将木棒安装在转轴上，从偏离竖直方向夹角的位置由静止释放木棒，记录第一次通过光电门的时间t，则木棒经过竖直方向时的角速度为______（用t、l、d表示）；
（5）重复步骤（4）得到多组对应的角度与时间t，作出图像，测出图像的斜率绝对值为k，若满足______（用l、g、d表示），则说明在误差允许的范围内机械能守恒。
12．（8分）实验小组为了测量某型号电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示的电路图。按照图（a）连接好电路后，多次调节电阻箱并记录其阻值R和对应的电流表示数I。根据记录数据绘制的图像如图（b）所示。
（1）某次实验中电流表的示数如图（c），则其读数为______A。
（2）若不考虑电流表的内阻，则由图（b）可得该电池的电动势为______V，内阻为______。（结果均保留2位有效数字）
（3）由于电流表内阻不可忽略，测量得到的电池内阻存在系统误差，为此实验小组又设计了如图（d）所示的电路。闭合开关之后，先将开关接1，调节电阻箱并记录电流表示数I，作出图像，得到斜率和纵截距的绝对值为和；再将开关接2，调节电阻箱并记录电压表示数U，作出图像，得到斜率和纵截距的绝对值为和，则电池内阻可以表示为______。
13．（10分）如图，一束很细的光线A从空气中射入半径为R的玻璃球的右上方，在玻璃球内表面发生一次反射，最后从玻璃球左上方射出。已知入射光线与球心的距离为，出射光线与入射光线平行，光速为c。求：
（1）玻璃球的折射率；
（2）图中光线在玻璃球中传播的时间。
14．（13分）如图所示，足够大的空间被直线MN分为匀强电场和匀强磁场区域，MN与水平方向夹角为。匀强电场强度为E，方向竖直向上；匀强磁场垂直纸面向外，强度可调。O点为电场区域中的一点。O、M两点距离为d且连线与电场方向平行；O、N两点水平高度相同。将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止释放，不计粒子重力。
（1）求粒子第一次通过M点时的速度大小；
（2）若粒子第1次在磁场中偏转后从N点回到电场区域，求磁感应强度的大小；
（3）若粒子第2次离开电场区域的位置仍是M点，求粒子第一次离开磁场的位置与M点的距离。
15．（18分）如图所示，在倾角为的斜面上等距放置着编号为1、2、3、……的一系列物块，每两个物块间的距离均为L，物块的质量均为m。第一个物块带电量为．其余物块不带电，物块与斜面之间的动摩擦因数均为。整个斜面处于沿斜面向下的匀强电场中，电场强度。开始时所有物块均被底部的卡扣固定在斜面上。每个物块的右上方均带有检测装置，可以在物块发生碰撞前瞬间自动打开卡扣，释放该物块。时刻释放物块1，物块1先与物块2发生碰撞后粘在一起，然后继续下滑与物块3碰撞粘在一起，……，如此重复下去。重力加速度为g。试求：
（1）从释放物块1到发生第1次碰撞的时间；
（2）发生第2次碰撞后物块1的速度大小；
（3）假设发生第n次碰撞前物块1的速度为，求当n为多少时最小并求此最小值。［可能用到的数学公式：］
2024年重庆一中高2024届2月月考
物理参考答案
选择题：共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的给5分，选对但不全的给3分，有选错的给0分。
【解析】
1．运动员匀速下滑，受力平衡，雪道对清雪板总作用力为mg，方向竖直向上，故选A．
2．能量虽然守恒，可利用的品质降低了，需要节约能源，故A错误。由热力学第一定律可知B正确，热量可以从低温物体传递到高温物体，例如冰箱里的物体，故C错误。第二类永动机无法制成是违反了热力学第二定律，故D错误。
3．带负电荷的圆盘顺时针转动，圆盘产生的电流为逆时针方向，由右手螺旋定则知此电流在通电直导线处产生的磁场方向垂直纸面向里；再利用左手定则，通电直导线受到的安培力向左。
4．鸣笛声的音调发生变化是多普勒效应：由多普勒效应可知，人听到的鸣笛声的音调一直降低；由于车上乘客和鸣笛无相对运动，故不产生多普勒效应，听到的音调不变；声音的传播与音调（频率）无关。综上，选C。
5．假设有一行星围绕“开普勒-90”做匀速圆周运动，此行星公转轨道半径与“开普勒-90d”公转轨道半长轴相同，由开普勒第三定律可知此行星周期与“开普勒-90d”也相同，由万有引力定律，中心天体的质量，代入假想的行星与地球的公转周期和半径，得“开普勒-90”与太阳质量之比为，故选D．
6．设导轨间距为L，当导体棒的位移为x时，通过导体棒的电荷量为，导体棒a受到的冲量向右，大小为。以导体棒a为研究对象，由动量定理得，得，由此可知B正确，A错误，导体棒的动能为，所以图像是开口向上的二次函数，故C、D错误。
7．以物体B为研究对象，则有，变形得，与图像对比可得，，以A为研究对象可得，代入得，与图像对比可得，，即，，故选C．
8．由图可知，①的截止频率较低，逸出功W与截止频率的关系为，故①的逸出功hW较小，为Cs；由光电效应方程和电场力做功的关系式可得，得，两直线的斜率均为；由于Cs的逸出功较小，故同频率的光照射时光电子的最大初动能较大：光电效应说明光具有粒子性，故选AC．
9．用户获得的电压即降压变压器副线圈电压，利用降压变压器匝数比为可得降压变压器原线圈电压为，设此时输电线路中的电流为，电路的总功率为，即，解得，故升压变压器副线圈的电压，故升压变压器原副线圈匝数比为，故A正确。当用户减少，R增大，减小，增加，电压表示数增加，故B错误，当输出功率为40kW，输电线路损耗的功率为，故C错误。由输电线路可知，又因为，故．故D正确。
10．当粒子速度，此时粒子轨迹半径。到达接收屏的时间最短则粒子轨迹所对应的弦长最短，如图（a）所示，此时时间为，故A正确，B错误。当粒子速度，此时粒子轨迹半径，粒子能到达接收屏的临界情况如图（b）所示，因此接收屏上有粒子到达的区域为PA和QB，由几何关系可得，，总长度为，故C正确。粒子从M到接收屏的竖直位移为R，根据由洛伦兹力公式，在极短的时间内有，对等式两边累加得，方向水平向右。初始时，方向水平向左，到达接收屏时有，解得，由此可得初末速度矢量如图（c）所示，故速度方向偏转了67°，故D正确。
非选择题：共5小题，共57分。
11．（每空2分，共8分）
（1）2
（2）10.35
（4）
（5）
【解析】（4）通过光电门的速度，得。
（5）要验证机械能守恒只需验证增加的动能等于减少的重力势能，即，将表达式代入前式并化简得，斜率k的绝对值为。
12．（每空2分，共8分）
（1）1.40
（2）2.5 0.75
（3）
【解析】（2）由欧姆定律得，变形得，对照图（b）可得，，解得，。
（3）由于不能忽略电流表和电压表的内阻，当接1、2时分别有，，对两式变形可得，。由上述解析式得，，解得。
13．（10分）
解：（1）如图，由对称性和几何关系可知，入射角
折射角
由折射定律得
（2）光线在玻璃中的传播速度为
传播路程为
传播时间
14．（13分）
解：（1）带电粒子第一次通M点时有
解得
（2）若要从N点回到电场区域，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的轨迹半径为
洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力
联立解得
（3）设粒子从P点回到电场区域可以满足题目要求，记PM长度为ad，粒子回到电场区域的速度方向与水平方向夹角为30°向下，将速度分解为水平速度和竖直速度，则有
联立解得
即PM距离为4d
15．（18分）
解：（1）释放物块1后以物块1为研究对象
解得
从释放到第一次碰撞的时间为
解得
（2）设发生第k次碰撞前后瞬间的速度分别为和，由（1）可得
由动量守恒得
解得
由动能定理得
解得
再次利用动量守恒得
解得
（3）由（2）问可知
上两式化简为
将下式代入上式得
即
取，则有
又
代入上式得
即（以上过程共4分）
由数学知识知，当时，取得最小值，此最小值为。题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
A
C
D
B
C
AC
AD
ACD