2023-2024学年天津市重点中学高三下学期物理月考（3月）试题

这是一份2023-2024学年天津市重点中学高三下学期物理月考（3月）试题，共17页。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、某静电场在x轴正半轴上的电势Φ随x变化的关系如图所示，则（ ）
A．x1处跟x2处的电场强度方向相同
B．x1处跟x2处的电场强度大小相等
C．若把带正电的粒子从x1处移到x2处，电场力先做正功再做负功
D．同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于x2在处的电势能
2、如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时，其速度大小为( )
A．B．C．D．0
3、通信卫星一般是相对地面“静止”的同步卫星，三颗同步卫星就可以实现全球通信。设地球的半径为，地面的重力加速度为，地球的自转周期为。则速度为的电磁波从一颗卫星直线传播至相邻的另一颗卫星，传播时间为（ ）
A．B．
C．D．
4、氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（ ）
A．大量氢原子从高能级向能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应
B．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光
C．大量氢原子从能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应
D．若入射光子的能量为，不能使能级的氢原子电离
5、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（ ）
A．周期为
B．周期为
C．向心加速度大小为
D．向心加速度大小为
6、如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。下列说法正确的是（ ）
A．物块沿槽下滑的过程中，物块的机械能守恒
B．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒
C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零
D．物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高h处
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、在x轴上有一叠加而成的电场，其电场方向沿x轴，电势φ随x按如图所示正弦规律变化，则下列说法中正确的是（ ）
A．x1~x2之间的场强方向与x2~x3之间的场强方向相反
B．当带电粒子沿x轴方向仅在电场力作用下运动到x1、x3处时，其加速度最小
C．负电荷沿x轴运动时，其在x2处的电势能小于其在x3处的电势能
D．若将一带正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下将沿x轴负方向运动
8、如图所示，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为R，管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向里，电场的电场强度大小（g为重力加速度），方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出，下列说法正确的是（ ）
A．无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0
B．小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下
C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，受到的洛伦兹力大小可能为，方向竖直向下
D．若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大于mg
9、如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，O1、O2分别为两细环的圆心，且O1O2 =2r，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q(Q>0)。一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处，现给粒子一向左的初速度，使其沿轴线运动，穿过两环后运动至左侧远处。在粒子运动的过程中
A．从O1到O2，粒子一直做减速运动
B．粒子经过O1点时电势能最小
C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最大
D．粒子从右向左运动的整个过程中，电势能先减小后增加
10、如图，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表，R1=R2＜R3＜R4，下列说法中正确的是（ ）
A．若R2短路，电流表示数变小，电压表示数变小
B．若R2断路，电流表示数变大，电压表示数为零
C．若R1短路，电流表示数变小，电压表示数为零
D．若R4断路，电流表示数变小，电压表示数变大
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）图甲是简易多用电表的电路原理图，图中E是电源，、、、、是定值电阻，是可变电阻，表头的满偏电流为、内阻为600 Ω，其表盘如图乙所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。图中虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，分别为：直流电流1 A挡和挡，欧姆“”挡，直流电压2.5 V挡和10 V挡。

（1）若用欧姆“”挡测二极管的反向电阻，则A端所接表笔与二极管的________（填“正”或“负”）极相接触，测得的结果如图乙中a所示，则该二极管的反向电阻为________kΩ。
（2）某次测量时多用电表指针位置如图乙中b所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的示数为________；若此时B端是与“4”相连的，则多用电表的示数为________。
（3）根据题中所给的条件可得、的阻值之和为________Ω。
12．（12分）有一电压表V，量程为3V，要求测量其内阻RV。可选用的器材有：
滑动变阻器甲，最大阻值；
滑动变阻器乙，最大阻值；
电阻箱，最大阻值9999.9Ω；
电源，电动势约为4V，内阻不计；
电源，电动势约为10V，内阻不计；
电压表V0，量程6V；
开关两个，导线若干；
(1)小兰采用如图甲所示的测量电路图，在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接________；
(2)连接好实验电路后，小兰进行实验操作，请你补充完善下面操作步骤：
①断开开关和，将的滑片移到最左端的位置；
②闭合开关和，调节，使V满偏；
③断开开关，保持________不变，调节，使V示数为2.00V，读取并记录此时电阻箱的阻值为，为使得测量结果尽量准确，滑动变阻器应选择________（填“甲”或“乙”），电源应选择________（填“”或“”），小兰测出的电压表内阻________，它与电压表内阻的真实值RV相比，________RV（选填“＞”、“=”或“＜”）；
(3)小兵同学采用了如图乙所示的测量电路图，实验步骤如下：
①断开开关和，将的滑片移到最左端的位置；
②闭合开关和，调节，使V满偏，记下此时V0的读数；’
③断开开关，调节和，使V示数达到半偏，且V0的读数不变；
读取并记录此时电阻箱的阻值为，理论上分析，小兵测出的电压表V内阻的测量值与真实值相比，________RV（选填“＞”“=”或“＜”）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB＝BC＝l0，且此时A、C端等高．平衡时，管内水银总长度为l0，玻璃管AB内封闭有长为l0/2的空气柱．已知大气压强为l0汞柱高．如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地 转动到BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度为不变．

14．（16分）光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明，光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的“光子”）组成的。人们意识到，光既具有波动性，又具有粒子性。（c为光速，h为普朗克常量）
(1)物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子，他提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长之间也遵从如下关系：，。请依据上述关系以及光的波长公式，试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系；
(2)我们在磁场中学习过磁通量，其实在物理学中有很多通量的概念，比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为。
①光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上，其辐射通量为，且全部被黑纸片吸收，求该束光单位体积内的光子数n；
②光子具有动量。当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小，并判断若将黑纸片换成等大的白纸片，该束光对白纸片的压力有何变化。
15．（12分）如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求
(1)两球a、b的质量之比；
(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
A．x1和x2处的斜率都是负值，说明场强方向相同，故A正确；
B．x1处的斜率大于x2处的斜率，说明x1处的电场强度大于x2处的电场强度，故B错误；
C．从x1处到x2处，电势逐渐降低，则移动正电荷，电场力一直做正功，电势能一直减小，故C错误；
D．根据Ep=qφ可知，正电荷在R处具有的电势能为零，在x2处的电势小于零，所以正电荷在此具有的电势能小于零，电势能为标量，正负号表示大小，所以同一个带正电荷的粒子在R处具有的电势能大于在x2处的电势能，故D错误。
故选A。
2、C
【解析】
甲、乙组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：
当小球甲刚要落地时，水平方向上的速度为零，所以乙球的速度也为零，乙球的动能为零，甲球的重力势能全部转化为甲球的动能，由机械能守恒定律得：
解得：
A.与计算结果不符，故A不符合题意。
B.与计算结果不符，故B不符合题意。
C.与计算结果相符，故C符合题意。
D.0与计算结果不符，故D不符合题意。
3、C
【解析】
卫星绕地球运行，万有引力提供向心力，则有
可得
综合“黄金代换”有
如图所示
由几何关系知
联立整理得
根据运动规律，电磁波传播有
可得
故C正确，A、B、D错误；
故选C。
4、C
【解析】
A．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光，其光子的能量值最大为1.51eV，小于3.34eV ，不能使锌发生光电效应，故A错误。
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，故B错误。
C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，其中有2种大于3.34ev能使锌板发生光电效应，故C正确。
D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去。若入射光子的能量为1.6eV，能使n=3能级的氢原子电离，故D错误。
故选C。
5、C
【解析】
AB．中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知：
解得
故AB错误；
CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有
中圆轨道卫星有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
6、D
【解析】
AB．物块沿槽下滑过程中，物块与弧形槽组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，故AB错误；
C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，物块受到的冲量等于物块动量的变化，物体的动量变化量不为零，故物体受到的冲量不为零，C错误；
D．物块反弹后追上弧形槽，上升到最高点时，物块和弧形槽具有相同的速度，全过程系统机械能守恒，故物块不能回到槽上高h处，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
A．图线的斜率表示场强，由于之间图线的斜率均小于零，故场强的方向不变，故A错误；
B．图线的斜率表示场强，由图可知x1、x3处的切线斜率为零，x1、x3处场强大小为零，故粒子运动到此处时的加速度大小为零，故B正确；
C．由题意可知，在之间的场强的方向沿x轴正方向，负电荷从x2处运动到x3处的过程中，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在x2处的电势能小于其在x3处的电势能，故C正确；
D．由场强方向可知，将一正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下降沿x轴正方向运动，故D错误。
故选BC。
8、BD
【解析】
A．小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，当小球向右射出且
得
此时小球对轨道的作用力为0，故A错误；
B．若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下时，小球受重力和电场力的合力为，方向竖直向上，小球在竖直方向上的合力为0，由洛伦兹力提供向心力，故B正确；
C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向右射出时，在最高点则有
得
由动能定理有
即
两式不相符，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向左射出时，在最高点则有
得
不可能，故C错误；
D．若初速度方向向左，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力竖直向下，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，则在最低点小球对轨道外侧有压力，当小球运动到轨道水平直径右端时，小球受到的洛伦兹力水平向右，由于小球做圆周运动，由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力，则小球对对轨道外侧有压力，在最低点有
在轨道水平直径右端时有
由动能定理得
得
由于，则
则
故D正确。
故选BD。
9、AC
【解析】
A．圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为0，只有水平分量相加，所以圆环在水平线上的场强方向与水平线平行，同理圆环在水平线上的场强方向与水平线平行；根据场强的叠加，带负电粒子从到过程中，受到的电场力合力方向始终水平向右，与粒子运动方向相反，所以粒子做减速运动，A正确；
BC．圆环在水平线上处场强为0，在向右无穷远处场强为0，同理圆环在水平线上的场强分布也如此，根据场强的叠加说明在右侧和左侧必定存在场强为0的位置，所以粒子从右侧远处运动到过程中，合场强先水平向左减小，带负电粒子所受电场力水平向右减小，电场力做正功，电势能减小，粒子做加速运动，在右侧某位置合场强为0，粒子速度达到最大，动能最大；继续向左运动，合场强水平向右且增大，粒子所受电场力水平向左，电场力做负功，电势能增大，粒子做减速运动至，B错误，C正确；
D．粒子穿过后，对比上述分析可知，粒子所受电场力先水平向右，后水平向左，所以电势能先减小，后增大，综合BC选项分析，D错误。
故选AC。
10、BC
【解析】
由图可知电路结构，则由各电阻的变化可知电路中总电阻的变化，由闭合电路欧姆定律可知电流的变化、内电压及路端电压的变化，再分析局部电路可得出电流有及电压表的示数的变化。
【详解】
A．若R2短路，则总电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，而外电路并联，故流过A中的电流减小，电流表示数减小；电压表由测R1两端的电压变为测R3两端的电压，由题意可知，电压表的示数变大，故A错误；
B．若R2断路，则总电阻增大，则电路中电流减小，内电压减小，路端电压增大，电流表示数增大；因右侧电路断路，故电压表示数变为零，故B正确；
C．若R1短路，则总电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，而外电路并联，故流过A中的电流减小，电流表示数减小；电压表测R1两端的电压，R1短路，电压为零，所以电压表示数为零，故C正确；
D．若R4断路，则总电阻增大，总电流减小，故路端电压增大，因右侧并联电路没有变化，故电流表示数增大；电压表示数增大，故D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、负 7.0 0.30A 0.75V 400
【解析】
（1）[1]．若测二极管的反向电阻，则电流从二极管的负极流入；又欧姆表的电流从A端流出，故A端与二极管的负极相接触；
[2]．根据刻度盘，得出示数为7.0，又选用了×1kΩ挡，故二极管的反向电阻为7.0kΩ；
（2）[3]．若此时B端是与“1”相连的，则此时是大量程电流表，为直流1A档，故此时每小格表示0.02A，读数为0.30A；
[4]．若此时B端是与“4”相连的，则此时为小量程的电压表，为直流电压2.5V档，故此时每小格表示0.05V，读数为0.75V；
（3）[5]．由电路特点，接2时为500μA档，则
即
（500-200）×10-6×（R1+R2）=200×10-6×600
整理得
R1+R2=400Ω
12、 R 甲 E1 ＞ =
【解析】
(1)[1]．实物连线如图
(2)③[2][3][4][5][6]．断开开关，保持R不变，调节R2，使V示数为2.00V，读取并记录此时电阻箱的阻值为R0，为使得测量结果尽量准确，滑动变阻器R1应选择阻值较小的甲；电源应选择E1；当电压表读数为2V时，电阻箱两端电压为1V，则由串联电路的特点可知，测出的电压表内阻；因断开开关后，电阻箱与电压表串联，则电阻值变大，此时电阻箱与电压表两端电压之和要大于3V，而电压表读数为2V时电阻箱两端电压大于1V，则实际上电压表内阻小于2R0，则电压表内阻的真实值RV相比，＞RV；
(3)[7]．此测量方法中，S2闭合时电压表两端电压等于S2断开时电压表和R2两端的电压之和，则当S2断开时电压表半偏时，电压表的内阻等于电阻箱R2的阻值，此方法测量无误差产生，即。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、
【解析】
因BC长度为，故顺时针旋转至BC水平方向时水银未流出．设A端空气柱此时长为x，管内横截面积为S,对A内气体：


对A中密闭气体，由玻意耳定律得：
联立解得：
即：(汞柱高)
14、 (1)；(2)①，②，变大
【解析】
(1)单个光子的能量
根据单个光子的动量可知
(2)①假设时间内通过黑纸片光束的体积为，则光子总个数为
辐射通量
解得单位体积内的光子数
②光束照射黑纸片，全部被吸收，根据动量定理
解得黑纸片对光的作用力
根据牛顿第三定律可知光对黑纸片的压力为；若将黑纸片换为等大的白纸片，光子在白纸片表面全部反弹，若全部发生弹性碰撞，则根据动量定理
则
所以根据牛顿第三定律可知该束光对白纸片的压力变大。
15、 (1) (2)
【解析】
试题分析：（1）b球下摆过程中，只有重力做功，由动能定理可以求出碰前b球的速度；碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律列方程，两球向左摆动过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理列方程，解方程组可以求出两球质量之比．（2）求出碰撞过程中机械能的损失，求出碰前b求的动能，然后求出能量之比．
（1）b球下摆过程中，由动能定理得：
碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可得：，
两球向左摆动过程中，由机械能守恒定律得：
解得：
（2）两球碰撞过程中损失是机械能：，
碰前b球的最大动能，