2023-2024学年湖南省岳阳市湘阴县知源高级中学等高三上学期第一次月考物理试题（解析版）

2023岳阳市湘阴县知源高级中学等高三上学期第一次月考物理试题一、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。1.2023年4月12日，世界首个全超导托卡马克EAST装置（简称EAST装置）获重大成果，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。核聚变能源具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点，是人类未来最主要的清洁能源之一、一个氘核H与一个氚核H在聚合成一个氦核He的同时放出一个粒子X，下列说法正确的是（）A.由于核聚变是热核反应，故生成物的总质量比反应物的总质量大B.粒子X为质子C.粒子X为电子D.粒子X为中子【答案】D【解析】【详解】A．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故生成物的总质量比反应物的总质量小，故A错误；BCD．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘、氚核聚变的核反应方程为可知粒子X为中子，故BC错误，D正确。故选D。2.关于水杯里40℃的热水和高压锅内110℃的水蒸气，下列说法正确的是（）A.热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能大B.相同质量的热水的内能比水蒸气的内能大C.热水中的每个分子的速率一定比水蒸气中的分子速率小D.水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈【答案】D【解析】【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越低，分子的平均动能越小，故热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能小，故A错误；B．对于相同质量的题述的热水和水蒸气来说，热水的温度比水蒸气的低，所以热水中分子的总动能小于水蒸气中分子的总动能，同时，热水中分子的平均距离小于水蒸气中分子的平均距离，所以热水中分子的总势能也小于水蒸气中分子的总势能，所以热水中的内能比水蒸气中的内能小，故B错误；C．热水中分子的平均动能比水蒸气中分子的平均动能小，也就是热水中分子的平均速率比水蒸气中分子的平均速率小，热水中的每个分子的速率可能比水蒸气中的分子速率大，故C错误；D．温度越高，分子热运动的速率越大，分子热运动越剧烈，水蒸气中的分子热运动平均速率比热水中的分子热运动平均速率大，所以水蒸气中的分子热运动更剧烈，故D正确。故选D。3.如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源电压的有效值不变，副线圈接滑动变阻器R和两个定值电阻R1、R2，电路中的电表均视为理想电表。滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动过程中，下列说法正确的是（）A.电压表V1示数不变 B.电压表V2的示数变小C.电流表A1的示数变小 D.电流表A2的示数变小【答案】C【解析】【详解】AB．当变阻器滑片P由a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由于原线圈电压不变，U2不变，则电压表V2的示数不变，副线圈总电流减小，两端的电压减小，则电压表V1的示数减小，故AB错误；C．副线圈总电流减小，原副线圈匝数不变，可知原线圈总电流减小，故电流表A1的示数变小，故C正确；D．U2不变，两端的电压减小，可知两端的电压增大，故流过电流增大，故电流表A2的示数变大，故D错误。故选C。4.在第十四届中国航展上，歼-20战斗机进行了一系列实战化飞行展示，其中就有大仰角拉起。在飞机进行大仰角快速爬升过程中，飞行员最大需要承受6倍自身重力的载荷。若飞机轨迹为竖直平面内的圆弧，圆弧半径为200m，取重力加速度大小g=10m/s2，则飞机在圆弧最低点展示该动作时的速度大小为（）A. B.C.100m/s D.【答案】C【解析】【详解】在圆弧最低点时，对飞行员受力分析有解得故选C。5.电容器是一种重要的电学元件，在国际单位制中，力学和电学的基本单位有m、kg、s和A。电容的单位F用上述基本单位可表示为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】由可知电容的单位F用上述基本单位可表示为。故选B。6.一工件由某种透明材料制作而成，其横截面如图所示。圆弧CD所对应的圆心角为60°，圆心在AB边的中点，若将C、D用直线连接，则ABCD为矩形，AB长度和圆弧的半径均为d，一水平向左的光线射到圆弧面上的C点，折射后恰好射到A点，则该透明材料的折射率为（）A. B.C.1.5 D.【答案】A【解析】【详解】光路如图所示，由几何关系可知，入射角为60°，由正弦定理有由光的折射定律有解得故选A。二、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。7.某国产品牌的纯电动汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动，其速度的二次方随位移变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A.该汽车的加速度大小为14m/s2B.该汽车的加速度大小为7m/s2C.该汽车由静止匀加速运动到100km/h所需的时间约为2sD.该汽车由静止匀加速运动到100km/h所需的时间约为4s【答案】BD【解析】【详解】AB．根据动力学公式该汽车的加速度大小为故A错误，B正确；CD．该汽车由静止匀加速运动到100km/h所需的时间约为故C错误，D正确。故选BD。8.遥远的外太空存在两颗孤立的星球A、B的质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点O为圆心做匀速圆周运动，如图所示。星球A和星球B均可看成球体，天文学家测得OA>OB，且星球A的半径大于星球B的半径但远小于A、B之间的距离，下列说法正确的是（）A.M1>M2B.星球A的第一宇宙速度更大C.星球B表面附近的重力加速度更大D.若两星球A、B间的距离不变，把星球A上的物质转移到星球B上，则它们运行的周期均不变【答案】CD【解析】【详解】A．两星球绕O点转动角速度相等，有又则故A错误；B．第一宇宙速度即最大环绕速度，由解得可得故B错误；C．由解得可得故C正确；D．由解得可知周期不变，故D正确。故选CD。9.如图所示，匀强电场的方向水平向右，一质量为m的带电粒子在匀强电场所在的竖直平面内运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该带电粒子在A点的速度大小为v0，方向与竖直方向的夹角为30°，它运动到B点时速度方向与竖直方向的夹角变为60°。不计带电粒子受到的重力，若B点电势为零，则下列说法正确的是（）A.带电粒子带正电B.带电粒子在B点的速度大小为2v0C.带电粒子从A点运动到B点的过程中，电势能减少了D.带电粒子在A点的电势能为【答案】AD【解析】【详解】A．由带电粒子的运动轨迹可得，带电粒子带正电，故A正确；B．带电粒子在竖直方向的速度不变，设带电粒子在B点的速度大小为v，有解得故B错误；C．带电粒子的电势能减少量为故C错误；D．B点的电势为零，带电粒子在B点的电势能也为零，在A点的电势能为，故D正确。故选AD。10.如图所示，两平行光滑金属导轨MN、PQ竖直放置，导轨间距为L，MP间接有一阻值为2R定值电阻，导轨平面内ABCD区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，AB、CD水平，两者间高度差为h。现有一电阻为R、质量为m、长度为L的水平导体棒沿着导轨平面从AB边以大小为v0的速度竖直向上进入磁场，当导体棒运动到CD边时速度恰好减半。运动中导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度大小为g，空气阻力和导轨电阻均不计，则（）A.导体棒刚进入磁场时，导体棒两端的电压为B0Lv0B.导体棒刚进入磁场时，定值电阻上电流的方向为从M流向PC.导体棒通过磁场区域过程中，定值电阻上产生的热量为D.导体棒通过磁场区域过程中，通过定值电阻的电荷量为【答案】BC【解析】【详解】A．导体棒刚进入磁场时产生感应电动势导体棒两端电压即定值电阻的电压，由分压原理知该电压故A错误；B．导体棒刚进入磁场时，由楞次定律知，定值电阻上的电流方向为从M流向P，故B正确；C．导体棒通过磁场区域的过程中，根据能量守恒定律，回路中产生的总热量定值电阻上产生的热量故C正确；D．通过定值电阻的电荷量为故D错误。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.用如图甲所示的电路测量一个量程为1mA，内阻约为200Ω的待测毫安表的内阻，所用电源的电动势约为12V，有两个电阻箱可选，（0~999.9Ω），（0~9999.9Ω）。（1）根据电路图，请把图乙中的实物连线补充完整_______。（2）将滑动变阻器的滑片P移至左端，将调至最大值，闭合，断开，调节滑片P至某位置再调节使毫安表满偏，闭合开关，调节，使毫安表半偏，此时的示数如图丙所示，则待测毫安表的内阻为________Ω（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。【答案】①.②.小于【解析】【详解】（1）[1]根据电路图，实物连线如图所示（2）[2]闭合开关后，总电阻变小，通过的电流大于原来的电流，则流过的电流大于，故电阻R1的值小于毫安表的内阻，即认为R1的阻值等于毫安表内阻，待测毫安表的内阻小于真实值。12.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验的主要步骤如下：①调整气垫导轨使之水平；②用天平测量滑块（含遮光条）质量并记录为M；③测量遮光条宽度并记录为d；④将滑块放在气垫导轨上，通过轻质细绳与钩码连接，记录钩码总质量为m；⑤将滑块从A位置由静止释放后，光电计时器测量遮光条通过光电门的时间并记录为△t；⑥对测量数据进行分析，得出实验结论。请回答下列问题。（已知当地的重力加速度大小为g）（1）用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示，则d=________mm；步骤⑤中光电计时器记录的时间滑块经过光电门时的速度大小v=________m/s（结果保留三位有效数字）。（2）用刻度尺测出滑块释放时遮光条到光电门之间的距离L，用光电计时器记录遮光条的遮光时间△t，改变滑块释放的位置，测出多组L、数据。利用实验数据绘制出图像如图丙所示，若图线的斜率为k，则滑块的加速度大小a=________（用题中所给的字母表示）。（3）若本实验中：mgL=________（用以上对应物理量的符号表示），则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。【答案】①.8.5②.2.02③.④.【解析】【详解】（1）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知遮光条宽度为[2]滑块通过光电门时，由于遮光条的宽度非常窄，所以通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，故滑块通过光电门时的速度大小（2）[3]滑块通过光电门时的速度大小为滑块从静止释放后做匀加速直线运动，根据速度位移关系式有联立可得可知图像的斜率为解得滑块的加速度大小为（3）[4]滑块从A点运动到B点的过程中，滑块与钩码组成的系统减少的重力势能为滑块和钩码组成的系统增加的动能为若则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。13.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图像如图所示，经0.2s，平衡位置在0.1m处的质点M第一次回到平衡位置，求：（1）波传播的速度大小v；（2）质点M在12s内通过的路程s。【答案】（1）0.5m/s；（2）4m【解析】【详解】（1）波沿x轴正方向传播，当x=0处的状态传到质点M时，质点M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离则波速大小（2）由题中波动图像可知波长周期即质点M运动时间为5T，通过的路程为14.如图所示，放在光滑水平面上的小车可以在两个固定障碍物M、N之间往返运动。小车C的左端放有一个小木块B，初始时小车紧挨障碍物M静止。某时刻，一子弹A以大小为v₀的水平速度射入小木块B并嵌入其中（时间极短）。小车向右运动到与障碍物N相碰时，小木块B恰好运动到了小车的右端，且小车与小木块B恰好达到共同速度。小车和它上面的小木块B同时与障碍物N相碰，碰后小车速度立即减为零，而小木块B以碰撞之前的速度反弹，经过一段时间，小车左端又与障碍物M相碰，碰后小车的速度立即减为零，小木块B继续在小车上向左滑动，速度逐渐减为零而停在小车上。已知子弹A的质量为m，小木块B的质量为3m，小车C的质量为8m、长度为L。子弹A和小木块B都可以看成质点，求：（结果可保留分数）（1）小木块B运动过程中的最大速度v1；（2）障碍物M、N之间的距离s；（3）小木块B向左运动至最终停止过程中因摩擦产生的热量Q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据动量守恒定律有解得（2）内嵌子弹的小木块B与小车作用过程中，系统动量守恒，设小木块B恰好运动到了小车的右端时的速度大小为v2，有解得设小木块B与小车之间的摩擦力大小为f，小木块B从M点运动到N点有对小车有解得（3）内嵌子弹的小木块B反弹后与小车达到相对静止状态，设共同速度大小为v3，根据动量守恒定律有解得设该过程中产生的热量为Q1，根据能量守恒定律有小车停下后小木块B做匀减速运动，设产生的热量为Q2，有又解得15.如图所示，有一对水平的平行金属板，板间加有恒定电压，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小