2022-2023学年湖南省衡阳市鼓峰中学高三物理月考试卷含解析

2022-2023学年湖南省衡阳市鼓峰中学高三物理月考试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（多选题）如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=22：5，电阻R1=R2=25Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin100πt（V）的交流电．则（）A．交流电的频率为50Hz B．通过R1的电流为2AC．通过R2的电流为A D．变压器的输入功率为150W参考答案：ACD【考点】变压器的构造和原理；交流发电机及其产生正弦式电流的原理；交流的峰值、有效值以及它们的关系．【分析】根据表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，二极管的作用是只允许正向的电流通过，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．【解答】解：A、原线圈接U=220sin100πt（V）的交流电．所以T==0.02s；交流电的频率f==50Hz，故A正确；B、由原线圈接U=220sin100πt（V）交流电，有效值是220V，原、副线圈的匝数比n1：n2=22：5，根据原副线圈电压之比等于匝数之比可知，副线圈的电压为U2=×220V=50V，通过R1的电流I==2A，故B错误；C、副线圈的电阻2消耗的功率P==100W；由于现在二极管的作用，副线圈的电阻2电压只有正向电压．则电阻2消耗的功率为P′=×=50W，所以副线圈的输出功率应为150W，输出功率等于输入功率，所以变压器的输入功率为150W．由于现在二极管的作用，副线圈的电阻R2通过的电流I==A，故C正确，D正确；故选：ACD．2.（多选）如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使（）A．粒子的电荷量变为原来的B．两板间电压减为原来的C．两板间距离增为原来的4倍D．两板间距离增为原来的2倍参考答案：考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：以一定速度垂直进入偏转电场，由于速度与电场力垂直，所以粒子做类平抛运动．这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动．根据运动学公式解题．解答：解：设平行板长度为l，宽度为d，板间电压为U，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：t=垂直初速度方向做匀加速运动：a=y==at2=欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，则沿初速度方向距离仍是l，垂直初速度方向距离仍为d；A、使粒子的带电量减少为原来的，则y===，故A正确；B、使两板间所接电源的电压减小到原来的一半，y=，故B错误；C、D、板的电压不变，距离变化，根据y==，即：Uql2=md2v2，速度减小为，则距离应该增加为2倍；故C错误，D正确；故选：AD．点评：带电粒子在电场中偏转时做匀加速曲线运动．应用处理类平抛运动的方法处理粒子运动．3.（单选）速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中S0A＝S0C，则下列说法正确的是(B)A．甲束粒子带正电，乙束粒子带负电B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2参考答案：B4.如图所示，一矩形线圈位于xOy平面内，线圈的四条边分别与x、y轴平行，线圈中的电流方向如图，线圈只能绕Ox轴转动．欲使线圈转动起来，则空间应加的磁场是：

(A)方向沿x轴的恒定磁场．

(B)方向沿y轴的恒定磁场．

(C)方向沿z轴的恒定磁场．

(D)方向沿z轴的变化磁场．

参考答案：B5.如下图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示正弦交流电，图中Rt为热敏电阻（温度升高阻值减小），R为定值电阻。下列说法正确的是A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为VB．t＝0.02s时电压表V2的示数为12VC．变压器原、副线圈中的磁通量变化率之比和输入、输出功率之比均为1∶4D．Rt处温度升高时，电流表示数变大，电压表V2示数不变参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1:v2=1:2，它们运行的轨道半径之比为__________；所在位置的重力加速度之比为__________。参考答案：4:1

1:16由万有引力提供向心力可得，解得，，将v1:v2=1:2代入即可解答。7.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，那么当用户的用电器增加时，图中的电压表读数__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），电流表读数__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：不变

增大试题分析：因为变压器的输入电压不变，根据可知次级电压不变，即电压表读数不变；当用户的用电器增加时，R的值减小，次级电阻减小，所以次级电流增大，根据则初级电流增大，即电流表读数增大。考点：变压器的初次级电压电流与初次级匝数的关系

；电路的综合分析。8.某中学的实验小组利用如图所示的装置研究光电效应规律，用理想电压表和理想电流表分别测量光电管的电压以及光电管的电流．当开关打开时，用光子能量为2.5eV的光照射光电管的阴极K，理想电流表有示数，闭合开关，移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数小于0.60V时，理想电流表仍有示数，当理想电流表的示数刚好为零时，电压表的示数刚好为0.60V．则阴极K的逸出功为1.9eV，逸出的光电子的最大初动能为0.6eV．参考答案：：解：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ekm由光电效应方程：Ekm=hν﹣W0由以上二式：Ekm=0.6eV，W0=1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV；故答案为：1.9eV，0.6eV．9.已知气泡内气体的密度为30g/，平均摩尔质量为1.152g/mol。阿伏加德罗常数，估算气体分子间距离d=___________m，气泡的体积为1cm3，则气泡内气体分子数为_____________个。参考答案：

（1）根据，得气体分子连同占据的空间为，气体分子间距离得（2）气泡内气体质量，气泡内气体摩尔数为：，分子数为得：10.为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3…的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3…；c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1、△l2、△l3…；e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．f.根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是______________；（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_____J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_____J.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是______________________________________________参考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量11.物体从180m高处自由落下，如果把物体下落的时间分成相等的三段，则每段时间下落位移自上而下依次为

，

，

。（取g=10m/s2）参考答案：20m,60m,100m12.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生

▲

种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n=4的能级向n=

▲

的能级跃迁所产生的。参考答案：6113.（3分）一个质量为m0静止的ω介子衰变为三个静止质量都是m的π介子，它们在同一平面内运动，彼此运动方向的夹角为120°，光在真空中的传播速度为c，则每个π介子的动能为

。参考答案：（3分）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．(1)实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：电压表：V(量程3V，内阻RV＝10kΩ)电流表：G(量程3mA，内阻RG＝100Ω)电流表：A(量程3A，内阻约为0.5Ω)滑动变阻器：R1(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)R2(阻值范围0～1000Ω，额定电流1A)定值电阻：R3＝0.5Ω该同学依据器材画出了如图8甲所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是________________________________________________________________________．(2)该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是____A.(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用滑动变阻器________(填写器材的符号)．(4)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E＝________V(结果保留三位有效数字)，电源的内阻r＝________Ω(结果保留两位有效数字)．图8参考答案：答案(1)量程与被测电流值相比较太大(2)0.603(填0.6或0.60也对)(3)R1(4)1.480.84(0.70～0.90之间都对)解析(1)测量同一电流，用量程较大的电流表，指针偏转角度较小，读数误差较大，因此，不用电流表A.(2)由于电流表G的内阻、量程已知，且有定值电阻，可将电流表G与定值电阻R3并联改装成电流表使用．由欧姆定律及并联电路电压关系有IgRG＝(I－Ig)R3，解得I＝0.603A.(3)由于电源内阻较小，为便于调节，滑动变阻器应选全电阻较小的R1.(4)由于电压表电阻很大，其分流可以忽略，电流表的读数等于总电流，＝200IG得U＝E－200IGr，可知U－I图象的纵截距1.48V表示电源电动势，斜率的绝对值的二百分之一(0.84Ω)表示电源的内阻．15.（15分）某同学用图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：a．安装好实验器材。b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2……6点所示。c．测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3……S6。d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动。e．分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值。f．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出—t图线。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：①实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有

和

。（填选项代号）A．电压合适的50Hz交流电源

B．电压可调的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平

F．重锤②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则S2＝

cm，S5＝

cm。

③该同学在图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出—t图。④根据—t图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0＝

m/s；它在斜面上运动的加速度a＝

m/s2。参考答案：答案：①A，C；②（）,()；③—t图如图；④（），（）

解析：必须有电源才能使打点计时器工作。用尺来测量长度。在读数时一定要注意尺的最小刻度，结果要有一位估读数字。在图像中反向延长线与纵轴的交点表示小车的初始速度。直线的斜率表示小车的加速度。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度．参考答案：解：对I气体，初状态，末状态由玻意耳定律得：

所以，对II气体，初状态，末状态由玻意耳定律得：

所以，l2=l0B活塞下降的高度为：=l0；答：活塞B下降的高度为l0【考点】气体的等容变化和等压变化．【分析】活塞A导热且环境温度保持不变，所以Ⅰ部分气体为等温变化，列式时列等温变化方程．气缸侧壁是绝热的，底部导热，所以Ⅱ部分气体也为等温变化，列式时列等温变化方程17.如图所示，足够长的金属直导轨MN和PQ与阻值为R的电阻相连，平行地固

定在水平桌面上，导轨间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场，导轨

的电阻不计。金属直杆ab垂直于导轨MN和PQ放置，其质量为m,

电阻为r，金属直杆ab与导轨间的动摩擦因数为。现用水平恒

力F向右拉杆ab，使之由图中位置从静止开始水平向右运动，杆

ab在运动过程中始终与两条直导轨垂直且保持良好接触。经时间t

后，ab杆开始做匀速直线运动，此时理想电压表的示数为U(己知重力加速度为g），求：

（1)ab杆匀速运动时的速度vm;

(2)ab杆在加速过程中，通过R的电量q及ab杆在加速过程中的位移大小x。参考答案：（1）（2），（1）由于ab杆做匀速直线运动，其合力必为零，因此

由法拉第电磁感应定律可知，杆ab匀速运动时产生的电动势

由闭合电路欧姆定律可知

,

解得