2024-2025学年福建省泉州市高三（上）月考物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年福建省泉州市高三（上）月考物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.2021年12月9日，航天员王亚平在时隔8年后再次进行太空授课，在其中一个环节，王亚平通过向水膜注水形成了一个小水球，视频中可以清晰地看到小水球在不断地进行周期性振动(即小水球形状在不断发生周期性变化)，研究表明，小水球振动的频率f=k σm。其中σ的单位为牛顿每米(N/m)，m为小水球质量，下列关于k的说法正确的是( )
A. k是无单位的物理量B. k与时间的单位相同
C. k与频率f的单位相同D. k与σ的单位相同
2. 2023年11月22日，“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，完成在轨初步评估，卫星工作正常，性能稳定。“夸父一号”卫星最终运行在太阳同步晨昏轨道Ⅱ(距离地面720km的圆形轨道)上，其轨道面和地球晨昏线始终近似重合。该卫星先被发射到椭圆轨道Ⅰ上运行，在A处通过变轨转移至圆形轨道Ⅱ上运行，A、B分别为椭圆轨道Ⅰ的远地点和近地点，地球同步卫星距离地面36000km，轨道Ⅱ下列说法中正确的是( )
A. 卫星经过B点时的速度小于沿轨道Ⅱ经过A点时的速度
B. 卫星沿轨道Ⅰ、Ⅱ经过A点时的加速度相等
C. “夸父一号”卫星的周期与地球同步卫星的周期相等
D. “夸父一号”卫星的机械能小于地球同步卫星的机械能
3.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电阻R=55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A，B端接入如图乙所示的正弦交变电压，则( )
A. 电流表的示数为4.0AB. t=0.005s时，电压表示数为55 2V
C. 副线圈中的电流方向每秒改变50次D. 原线圈的电流最大值为 24A
4.如图所示，某煤矿有一水平放置的传送带，已知传送带的运行速度为v0=0.8m/s，开采出的煤块以50kg/s的流量(即每秒钟有50kg煤块从漏斗中落至传送带上)垂直落在传送带上，并随着传送带运动。为了使传送带保持匀速传动，电动机的功率应该增加( )
A. 32WB. 40WC. 16WD. 20W
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动，图乙是波上某一质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 图乙可能为Q点的振动图像
C. 0～0.10s内，质点P通过的路程等于10cm
D. 该波的波速为40m/s
6.日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素碘131被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量均为+q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)，经电场加速后从S小孔射出，垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。下列说法正确的是( )
A. 磁场的方向垂直于纸面向里
B. 碘131进入磁场时的速率为 2qUm1
C. 碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为π(m1−m2)qB
D. 打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为1B( 2m1Uq−2m2Uq)
7.某电场沿x轴上各点的电场强度大小变化如图所示；场强方向与x轴平行，规定沿x轴正方向为正，一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴负方向运动，到达x1位置时速度第一次为零，到达x2位置时速度第二次为零，不计粒子的重力．下列说法正确的是( )
A. 点电荷从x1运动到x2的过程中，速度先保持不变，然后均匀增大再均匀减小
B. 点电荷从O沿x轴正方向运动到x2的过程中，加速度先均匀增大再均匀减小
C. 电势差Ux1D. 在整个运动过程中，点电荷在x1、x2位置的电势能最大
8.如图所示，是一儿童游戏机的工作示意图。光滑游戏面板与水平面成夹角θ，半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点，轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一轻质手柄P将球投入AB管内，缓慢下拉手柄使弹簧被压缩，释放手柄，弹珠被弹出，与游戏面板内的障碍物发生一系列碰撞后落入弹槽里，根据入槽情况可以获得不同的奖励。假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力，弹珠视为质点。某次缓慢下拉手柄，使弹珠距B点为L，释放手柄，弹珠被弹出，到达C点速度为v。已知弹珠的质量为m，当地重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹珠从释放手柄到离开弹簧的过程中，弹簧弹力一直做正功，弹珠动能一直增大
B. 调整手柄的位置，可以使弹珠从C点离开后做匀变速直线运动，直到碰到障碍物
C. 弹珠脱离弹簧的瞬间，其动能和重力势能之和达到最大
D. 此过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(L+R)sinθ+12mv2
三、填空题：本大题共3小题，共9分。
9.由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的AC边界面射入，照射到斜面上的D点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从D点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为k1c和k2c(c为真空中的光速)，则可以判断k1 ______k2(选填“>”或“<”)；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为______(用k1、k2表示)；在同一双缝干涉装置中，甲光形成的条纹间距______乙光形成的条纹间距(选填“>”或“<”)。
10.一定质量理想气体先后经历A→B，B→C，C→A三个阶段，其p−V图像如图所示。
在C→A的过程中气体内能的变化趋势为______(填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”)。在A→B→C过程中气体______(填“吸收”或“放出”)的热量为______J。
11.一位质量为50kg的同学从8楼乘电梯下降到1楼，在此过程中利用手机内置的加速度传感器测得电梯运行的加速度a随时间t的变化关系如图所示(重力加速度g取10m/s2。当t=10s时，a=0.4m/s2，该同学处于______状态(填“超重”或“失重”)，此时他对电梯地板的压力大小______N。若每层楼高3米，则整个过程中电梯运行的平均速度为______m/s。(计算结果保留两位有效数字)
四、实验题：本大题共2小题，共12分。
12.如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H>>d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=______cm．
(2)多次改变高度H，重复上述实验，作出1t2随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
(3)实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，则△Ep−△Ek将______(选填“增加”、“减小”或“不变”)．
13.根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。

(1)实验小组用多用电表直接粗测人体电阻Rx，先把选择开关调至“×1k”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至______(填“×100”或“×10k”)挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为______kΩ；
(2)现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：
A、电压表V1(量程5V，内阻r1=50.0kΩ)
B、电压表V2(量程3V，内阻r2=30.0kΩ)
C、电流表A(量程0.6A，内阻r=1Ω)
D、滑动变阻器R(额定电流1.5A，最大阻值50Ω)
E、电源E(电动势6.0V，内阻不计)，开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择______(请填写器材前的序号)；
②请把实验电路图补充完整；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表V1的示数为U1，则待测电阻Rx= ______(用题中所给的物理量符号表达)。
五、简答题：本大题共1小题，共11分。
14.在倾角37°、足够长的斜面底端有一个质量为1kg的物体(可看成质点)，物体与斜面之间的动摩擦因数为0.5。物体先在沿斜面的拉力F作用下，以v0=5m/s的速度匀速上升2s，再撤销拉力F，g取10m/s2，则：
(1)拉力F有多大？
(2)物体沿斜面上升的最大距离有多少？
(3)物体返回斜面底端时的速度有多大？
六、计算题：本大题共2小题，共28分。
15.如图所示，在光滑水平面上放置一矩形线框abcd，ab边的长度为L1=2m，bc边的长度为L2=1m，线框的质量为m=1kg，电阻为r=1Ω，线框通过细线绕过光滑的定滑轮与重物相连，滑轮的质量不计，重物的质量为M=2kg；水平面上ef和gℎ是有界匀强磁场的边界，边界与水平面的底边平行，ef和gℎ间距为L=3m，磁场方向垂直于水平面向下，磁感应强度为B=1T，开始时cd边与ef边界的距离为x=1m。现由静止释放重物，线框恰好能匀速穿过边界gℎ，线框运动过程中cd边始终与水平面的底边平行，设水平面足够长，矩形线框abcd不会与滑轮接触，重力加速度为g=10m/s2。求：

(1)线框穿过gℎ边界时速度的大小v；
(2)线框进入磁场过程中通过线框的电量q；
(3)线框穿过磁场过程中产生的焦耳热Q。
16.如图所示，绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内，其中MN段是长度为L的水平轨道，PQ段为足够长的光滑竖直轨道，NP段为光滑的四分之一圆弧，圆心为O，直线MN′右侧有方向水平向左的电场(图中未画出)，电场强度E= 3mgq，在包含圆弧轨道NP的ONO′P区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(边界处无磁场)，轨道MN最左端M点处静止一质量为m、电荷量为q的帯负电的物块A，一质量为3m为物块C从左侧的光滑轨道上以速度v0撞向物块A，A、C之间只发生一次弹性碰撞，且最终刚好挨在一起停在轨道MN上，A，C均可视为质点，且与轨道MN的动摩擦因数相同，重力加速度为g，A在运动过程中所带电荷量保持不变且始终没有脱离轨道。A第一次到达N点时，对轨道的压力为3mg。求：
(1)碰撞后A、C的速度大小；
(2)A、C与水平轨道MN的动摩擦因数μ；
(3)A对轨道NP的最大压力的大小
参考答案
1.A
2.B
3.D
4.A
5.AD
6.BC
7.BD
8.CD
9.< k2：k1 <
10.先增大后减小 放出 2000
11.超重 520 1.9
2gH0t02=d2. 增加
13.×10k 100 V2 (U1−D)r2D
14.解：(1)对物体进行受力分析如图，根据平衡条件可知拉力F=mgsinθ+μmgcsθ=1×10×0.6N+0.5×1×10×0.8N=10N；
(2)匀速直线运动的位移x1=v0t1=5×2m=10m；
撤去拉力后的加速度大小a=mgsin37°+μmgcs37°m=101m/s2=10m/s2，
则匀减速直线运动的位移x2=v22a=522×10m=1.25m，
物体沿斜面上升的最大距离x=x1+x2=10m+1.25m=11.25m；
(3)物体沿斜面下降过程中，加速度a′=mgsin37°−μmgcs37°m=1×10×0.6−0.5×1×10×0.81m/s2=2m/s2，
物体返回斜面底端时的速度v′= 2a′x= 2×2×11.25m/s=3 5m/s
答：(1)拉力F为10N；
(2)物体沿斜面上升的最大距离为11.25m；
(3)物体返回斜面底端时的速度为3 5m/s。
15.解：(1)因为线框恰好能匀速穿过gℎ边界，则线框穿过gℎ边界时受力平衡，水平方向受力如图所示

对重物，根据平衡条件可得：F=Mg
对线框根据平衡条件可得：F=BIL1
由欧姆定律得：I=Er
导线切割产生的电动势为：E=BL1v
联立解得：v=5m/s；
(2)研究线框进入磁场过程，根据电荷量的计算公式可得：
q=I−t=E−rt=ΔΦr=BSr=BL1L2r
解得：q=2C；
(3)研究线框由静止释放到刚好全部穿出磁场的全过程，以线框和重物组成的系统为研究对象，由能量守恒定律，得：
Mg(x+L+L2)=12(M+m)v2+Q
代入数据解得：Q=62.5J。
答：(1)线框穿过gℎ边界时速度的大小为5m/s；
(2)线框进入磁场过程中通过线框的电量2C；
(3)线框穿过磁场过程中产生的焦耳热62.5J。
16.解：(1)设碰撞后A、C的速度大小为vA、vC，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律，有：
3mv0=mvA+3mvC…①
12⋅3mv02=12mvA2+12⋅3mvC2…②
联立①②解得：
vA=32v0…③
vC=12v0…④
(2)设A、C最后静止时与M点的距离为L1.A在NN′右侧运动过程中，电场力和重力做功之和为0，由动能定理
对A有：0−μmg(2L−L1)=0−12mvA2…⑤
对C有：−μ⋅3mgL1=0−12⋅3mvC2…⑥
由③④⑤⑥解得：μ=5v028gL…⑦
(3)设A在N点的速度为vN，A从M到N的过程中，由动能定理得：
−μmgL=12mvN2−12mvA2…⑧
设圆弧NP的半径为a，因为A第一次到达N点时，对轨道的压力为3mg，则有：
3mg−mg=mvN2a…⑨
A在NN′右侧受到的电场力为：F=qE= 3mg…(10)
重力和电场力的合力大小为F合=2mg，方向与OP夹角为θ=30°.过O点沿合力方向作直线与圆弧相交于K点，当A经P点返回N点的过程中到达K点时到达最大速度vA′，此时A对轨道NP的压力最大。
A从M到K的过程中，由动能定理得：
qEacs30°−μmgL−mga(1−sin30°)=12mvA′2−12mvA2…(11)
返回K点时，由牛顿第二定律有：
FN−F合−qvA′B=mvA′2a…(12)
由⑦⑧⑨(10)(11)(12)得：FN=6mg+ 2qv0B
根据牛顿第三定律知A对轨道NP的最大压力的大小为：
FN′=FN=6mg+ 2qv0B。
答：(1)碰撞后A、C的速度大小分别是32v0和12v0；
(2)A、C与水平轨道MN的动摩擦因数μ是5v028gL；
(3)A对轨道NP的最大压力的大小是6mg+ 2qv0B。