河南省焦作市博爱县第一中学2023-2024学年高三下学期5月月考物理试题

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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。
一、选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1.如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的球体悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角为，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中轻绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，球的重力为9 N，设木板对球的支持力为、绳上的拉力为，木板在转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.的最小值为3 N
B.的最大值为9 N
C.当木板转动时，是大小的三倍
D.当木板转动时，与大小相等
2.如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右飞行，经过倾角为45°的斜面底端O点正上方的A点时，释放了一个小球，结果小球打在斜而上的C点。已知A点与O点的距离，无人机的飞行速度不变，空气阻力忽略不计，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A.增大，小球落到斜面的速度方向不变
B.小球打在C点时，无人机恰好飞到斜面上的B点
C.小球打在C点前瞬间的速率为22m/s
D.小球从A点运动到C点用时2s
3.如图，AB为半圆的直径，O为半圆的图心，C为圆上的一点，OC与直径AB垂直，两个等量异种点电荷P、Q分别置于A、B两点，现使点电荷P从A点出发，沿半圆弧向C点缓慢移动，在移动的过程中，取无穷远处为电势的零点，下列说法正确的是（ ）
A.O点的电场强度大小逐渐增大
B.OC直线上零电势点先向下移动再向上移动
C.若在O点放一负试探电荷，则试探电荷的电势能逐渐增大
D.若在O点放一正试探电荷，则试探电荷受到的静电力方向始终与电荷PQ的连线平行
4.有一质量为m的小球，用细线挂在天花板上，线长为l，将其拉至水平位置由静止释放。忽略空气阻力，小球可看成质点，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.在小球摆动过程中重力总是做正功
B.重力功率最大值为
C.小球动能变化周期是
D.在小球下摆过程中，动能随时间的变化率先变大后变小
5.一边长为L、质量为m的正方形金属线框，每边电阻为R，置于光滑的绝缘水平面上。宽为L的区域内存在方向垂直水平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，虚线与磁场边界的夹角为，如图所示，金属框沿虚线方向以初速度（大小未知）进入磁场，当金属框完全穿过磁场区域后，其速度大小为，整个过程金属框始终在水平面内平动，则金属框的初速度大小为（ ）
A.B.C.D.
二、选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。每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。
6.如图所示，上表面光滑的斜面静置于粗糙水平面上，斜面质量，倾角，斜面顶端固定有光滑轻质滑轮，质量的物块系于轻绳一端，轻绳另一端跨过滑轮系于地面上，斜面左侧的轻绳保持竖直，斜面上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A.轻绳的拉力大小为8 N
B.水平面对斜面的弹力大小为48 N
C.水平面对斜面的摩擦力大小为4.8 N
D.剪断轻绳瞬间，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数至少为0.125
7.图甲为交警正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的情景，图乙为气体酒精浓度测试仪的原理图，为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，为报警器的电阻（阻值不变），大于电源内阻，当报警器两端的电压达到一定值时，报警器报警测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为，调零后的滑片位置保持不变.测试时，当气体酒精浓度达到酒驾指定浓度时，电压表示数增大为U，报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A.当两端的电压减小时，报警器开始报警
B.电源的输出功率增大
C.移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小
D.若不小心将的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大
8.为解决光信号长距离传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入铒元素。如图所示的是铒离子的能级示意图，标识为的铒离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁：如果用光子能量约为的激光把处于基态能级的铒离子激发到能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级，从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为的光子，输出的光便大大加强了。下列说法正确的是（ ）
A.无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为
B.这种光纤传输任何频率的光信号衰减都能得到有效补偿
C.大量处在能级的铒离子向下跃迁能产生2种频率的光子
D.上述情景发生时，光纤中传输的光信号波长约为
三、非选择题：本题共5小题，共62分。
9.（8分）如图甲所示为“探究小车加速度a与受力F、质量M的关系”的实验装置图，槽码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g。
(1)实验开始时首先平衡了摩擦力。若不计细线的质量和滑轮的摩擦，且没有满足，增加槽码的个数，使槽码的总质量变为原来的2倍，则细线上的拉力_______（填“大于”“等于”或“小于”）原来的2倍。
(2)如图乙所示为某同学通过正确操作获得的一条纸带。已知所用交流电源的频率为，相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据图乙中的数据可得小车的加速度大小为_______。（结果保留三位有效数字）
(3)保持槽码的质量m一定，改变小车的质量M，某同学在处理数据时，以小车加速度的倒数为纵轴、以小车的质量M为横轴，作出的图像如图丙所示，图中纵截距_______。（用题中所给字母表示）
10.（10分）某实验小组利用如图甲所示的电路测量一未知电阻Rx的阻值（大约为90Ω），图中电源电动势E=4.5V、内阻约为6Ω，R0为定值电阻，毫安表的量程为50mA、内阻约为30Ω。
I.断开开关S1、S2，按图甲连接电路；
II.先接通S2，再接通S1，记下此时毫安表的读数I0；
III.断开S2，记下此时毫安表的读数Ix。
（1）如图乙所示，某次毫安表的读数Ix=_______mA。
（2）在（1）的条件下，若I0=45.0mA，待测电阻Rx=_______Ω（结果保留一位小数）。
（3）该小组尝试将Rx换为一系列不同阻值的电阻进行实验，并在毫安表的刻度上标出对应的阻值，这样就改装成了一个新式“欧姆表”，则Rx的表达式为Rx=_______（用E、I0、Ix表示）；根据此式，毫安表上30.0mA处对应的阻值为_______Ω。
（4）若用了一段时间后电源的内阻变大了，电动势可认为不变，则用此欧姆表测量电阻的结果将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
11.（10分）中国国家邮政局监测数据显示，2023年1～4月中国快递业务量达300亿件，我们的生活离不开快递。图甲为快递物流配送分拣示意图，水平传送带和倾斜传送带以相同的速率逆时针运行。现将一质量为的货物轻放在倾斜传送带上端处，图乙为倾斜传送带段的数控设备记录的货物的速度-时间图像，末货物刚好到达下端处，随后以不变的速率滑上端。已知传送带段的长度，最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，货物与两条传送带间的动摩擦因数相同，间距忽略不计，取。求：
（1）货物与传送带间的动摩擦因数；
（2）货物从端运动到端的过程中，货物与传送带间因摩擦产生的总热量。
12.（14分）如图所示，有一固定的光滑圆弧轨道，半径，质量为的小滑块B（可视为质点）从轨道顶端滑下，在其冲上长木板C左端时，给木板一个与小滑块相同的初速度，已知，B、C间动摩擦因数，C与地面间的动摩擦因数，C右端有一个挡板，C长为L，已知重力加速度大小。求：
（1）B滑到A的底端时对A的压力大小；
（2）若B未与C右端挡板碰撞，当B与地面保持相对静止时，B、C间因摩擦产生的热量；
（3）若，B与C右端挡板发生碰撞，且碰后粘在一起，求B、C碰撞结束时的共同速度大小。
13.（20分）如图所示，和为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨的段段相互平行间距。段与段也是平行的，间距为。质量均为的金属杆a、b垂直于导轨放置，一根不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆b上，另一端连接质量的重物c，重物c放置在地面上，绝缘轻绳的水平部分与平行且足够长（重物c始终不与滑轮相撞），对金属杆a施加一水平向左、大小为5N的恒力F，使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，光滑金属杆b始终在宽度为1m的窄轨部分运动，两杆与导轨构成回路的总电阻始终为，已知a杆与导轨、间的动摩擦因数为，其余摩擦均不计，重力加速度。
（1）若将重物c锁定在地面上，求金属杆a最终速度的大小；
（2）若将重物c解除锁定，从金属杆a开始运动到重物c刚要离开地面时，经历的时间为，求此过程回路产生的焦耳热Q。
（3）若将重物c解除锁定，求a杆从静止开始运动的整个过程中，回路的最大电流。