山西省運城市夏縣實驗中學2022年高三物理月考試題含解析

山西省運城市夏縣實驗中學2022年高三物理月考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.一足夠長的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強電場和勻強磁場，其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示：中間是磁場區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應強度的大小為B，方向垂直于xOy平面；磁場的上、下兩側為電場區(qū)域，寬度均為l′，電場強度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點，它們的連線與y軸平行，一帶正電的粒子以某一速度從M點沿y軸正方向射入電場，經(jīng)過一段時間后恰好以從M點入射的速度從N點沿y軸正方向射出，不計重力。（1）定性畫出該粒子在電磁場中運動的軌跡；（2）求該粒子從M點入射時速度的大?。唬?）若該粒子進入磁場時的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點運動到N點的時間。參考答案：（1）軌跡圖如圖所示：（2）

（3）

;

【詳解】（1）粒子運動的軌跡如圖（a）所示。（粒子在電場中的軌跡為拋物線，在磁場中為圓弧，上下對稱）（2）粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運動。設粒子從M點射入時速度的大小為v0，在下側電場中運動的時間為t，加速度的大小為a；粒子進入磁場的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為（見圖（b）），速度沿電場方向的分量為v1，根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma

①式中q和m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量，由運動學公式有v1=at

②

③

④粒子在磁場中做勻速圓周運動，設其運動軌道半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得

⑤由幾何關系得

⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得

⑦（3）由運動學公式和題給數(shù)據(jù)得

⑧聯(lián)立①②③⑦⑧式得

⑨設粒子由M點運動到N點所用的時間為，則

⑩式中T是粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期，

?由③⑦⑨⑩?式得

?【點睛】在復合場中的運動要分階段處理，每一個運動建立合理的公式即可求出待求的物理量。2.（單選）如圖，地面上某空間區(qū)域內(nèi)，水平虛線上方存在場強為E1、方向豎直向下的勻強電場，虛線下方存在場強為E2，方向豎直向上的勻強電場．若質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從上方電場的A點由靜止釋放，恰好能到達下方電場中與A關于虛線對稱的B點，則（）A．場強大小關系滿足E2=2E1B．場強E1不可能大于E2C．若AB高度差為h，則UAB=D．帶電小球在AB兩點電勢能相等參考答案：考點：電場線；電勢能．分析：根據(jù)運動的對稱性得出加速度的大小關系，通過動能定理求出A、B的電勢差．結合牛頓第二定律得出兩電場強度的關系．解答：解：A、A到B的過程：，知道E1＜E2，，故A錯誤，B正確C、對A到B的過程運用動能定理得，qUAB+mgh=0，解得：UAB=，知A、B的電勢不等，則電勢能不等．故CD錯誤；故選：B．點評：本題考查了動能定理和牛頓第二定律的綜合運用，抓住小球在上方電場和下方電場中運動的對稱性入手分析求解．3.（單選）如圖所示，物體A置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運動，下列關于物體A在上述兩種情況下的受力描述，正確的是()A．物體A隨傳送帶一起向上運動時，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物體A隨傳送帶一起向下運動時，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物體A隨傳送帶一起向下運動時，A不受摩擦力作用D．無論A隨傳送帶一起向上還是向下運動，傳送帶對物體A的作用力均相同參考答案：D4.物體在地面上30米高處以6m/s2的加速度豎直向下加速下落，則在下落過程中，物體的阻力的變化是

A．不變

B．減少

C．增大

D．無法判斷參考答案：A5.(單選)如圖所示，MN右側一正三角形勻強磁場區(qū)域，上邊界與MN垂直．現(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導體框，垂直于MN勻速向右運動．導體框穿過磁場過程中感應電流隨時間變化的圖象可能是(取逆時針電流為正)

參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在研究彈簧的形變與外力的關系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧外力的彈性限度內(nèi)進行的．用記錄的外力F與彈簧的形變量x，作出F﹣x圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，圖線不過坐標原點的原因是由于彈簧本身有重力．參考答案：解：當拉力為8N時，彈簧的形變量為x=5cm=0.05m當拉力為0N時，彈簧的形變量為x=1cm=0.01m由胡克定律F=kx得：圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．k==200N/m圖線不過坐標原點的原因是由于彈簧本身有重力，使得彈簧沒有外力的情況下已經(jīng)伸長了一段距離．故答案為：200，彈簧本身有重力．7.如圖所示，A、B兩物體通過一根跨過定滑輪的輕繩相連放在水平面上?，F(xiàn)物體A以v1的速度向右運動，當繩被拉成如圖與水平夾角分別為、時，物體B的速度ｖ2=參考答案：8.如圖11所示，mA=4kg，mB=1kg，A與桌面動摩擦因數(shù)μ=0.2，B與地面間的距離s=0.8m，A、B原來靜止。則B剛落到地面時的速度為

m/s，B落地后，A在桌面上能繼續(xù)滑行

米才能靜止下來。（g取10m/s2）

圖11參考答案：0.8

0.169.在“探究功與物體速度變化的關系”的實驗中，某實驗探究小組的實驗裝置如圖13中甲所示．木塊從A點靜止釋放后，在1根彈簧作用下彈出，沿足夠長木板運動到B1點停下，O點為彈簧原長時所處的位置，測得OB1的距離為L1，并記錄此過程中彈簧對木塊做的功為W．用完全相同的彈簧2根、3根……并列在一起進行第2次、第3次……實驗，每次實驗木塊均從A點釋放，木塊分別運動到B1、B2……停下，測得OB2、OB3……的距離分別為L2、L3……作出彈簧對木塊做功W與木塊停下的位置距O點的距離L的圖象W—L，如圖乙所示．（1）根據(jù)圖線分析，彈簧對木塊做功W與木塊在O點的速度v0之間的關系．

（2）W—L圖線為什么不通過原點？

（3）彈簧被壓縮的長度LOA為多少？

參考答案：（1）木塊從O點到靜止的運動過程中，由動能定理，知，由圖線知W與L成線性變化，因此W與v0的平方也成線性變化。（2）未計木塊通過AO段時，摩擦力對木塊所做的功。Ks5u（3）在圖線上取兩點（6,1），（42,5）代入、得LOA=3cm10.特種兵過山谷的一種方法可化簡為如右圖所示的模型：將一根長為2d、不可伸長的細繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等高處，懸繩上有小滑輪P，戰(zhàn)士們相互配合，可沿著細繩滑到對面。開始時，戰(zhàn)士甲拉住滑輪，質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上，處于靜止狀態(tài)，AP豎直，則此時甲對滑輪的水平拉力為____________；若甲將滑輪由靜止釋放，則乙在滑動中速度的最大值為____________。（不計滑輪與繩的質(zhì)量，不計滑輪的大小及摩擦）

參考答案：11.如圖所示，M為理想變壓器，各電表均可視為理想電表．當電路輸入端a、b接正弦交流電壓時，原、副線圈中電流表的示數(shù)分別為I1和I2，則原、副線圈的匝數(shù)之比等于

；在滑動變阻器的滑片P向上滑動的過程中，示數(shù)不會發(fā)生變化的電表是

．

參考答案：答案：I2：I1

V1與V212.某同學在“驗證牛頓第二定律”的實驗中,打出的紙帶如下圖（a）所示,相鄰計數(shù)點間的時間間隔是T。

(1)測出紙帶各相鄰計數(shù)點之間的距離分別為S1、S2、S3、S4，為使實驗結果更精確一些,該同學計算加速度的公式應為a=

。(2)另有位同學通過測量,作出a-F圖象,如圖(b)所示,試分析：圖象不通過原點的原因是：

，圖象上部彎曲的原因是：。

參考答案：（1）

(2)平衡摩擦力不足或沒平衡摩擦力、砂和桶的質(zhì)量不是遠小于車的質(zhì)量13.某研究性學習小組進行了如下實驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟塊做成的小圓柱體R。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標原點以速度v0=3cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動。同學們測出某時刻R的坐標為（4，6），此時R速度大小為______cm/s，R在上升過程中運動軌跡的示意圖是_______。參考答案：5；D三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應，間接地證實了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應中產(chǎn)生的每個光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動量守恒解析：（1）發(fā)生核反應前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。15.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，傾角為α=30°的光滑固定斜面，斜面上相隔為d=8m平行虛線MN與PQ間有大小為B=0.1T的勻強磁場，方向垂直斜面向下．一質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.2Ω，邊長L=1m的正方形單匝純電阻金屬線圈，線圈cd邊從距PQ上方x=2.5m處由靜止釋放沿斜面下滑進入磁場，切ab邊剛要離開磁場時線圈恰好做勻速運動，重力加速度g=10m/s2．求：（1）cd邊剛進入磁場時，線圈的速度v1；（2）線圈進入磁場的過程中，通過ab邊的電量q；（3）線圈通過磁場的過程中，ab邊產(chǎn)生的熱量Q．參考答案：解：（1）導線框沿斜面向下運動：解得：（2）導線進入磁場通過ab棒的電量：聯(lián)立得：==0.5C（3）導線框離開磁場時：解得：由能量守恒有：代入數(shù)據(jù)：解得：則ab邊產(chǎn)生的熱量為：答：（1）cd邊剛進入磁場時，線圈的速度為5m/s；（2）線圈進入磁場的過程中，通過ab邊的電量q為0.5C；（3）線圈通過磁場的過程中，ab邊產(chǎn)生的熱量Q為【考點】導體切割磁感線時的感應電動勢；閉合電路的歐姆定律；焦耳定律．【分析】（1）cd邊剛進入磁場時，根據(jù)機械能守恒定律求解線圈的速度．（2）根據(jù)電量公式、歐姆定律和法拉第電磁感應定律結合求解電量．（3）根據(jù)受力平衡求出cd邊剛要離開磁場時的速度，再由能量守恒定律求解熱量．17.如圖所示，兩根間距為L的金屬導軌MN和PQ，電阻不計，左端彎曲部分光滑，水平部分導軌與導體棒間的滑動摩擦因數(shù)為μ，水平導軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場Ⅰ，右端有另一磁場Ⅱ，其寬度也為d，但方向豎直向下，兩磁場的磁感強度大小均為B0，相隔的距離也為d.有兩根質(zhì)量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導軌垂直放置，b棒置于磁場Ⅱ中點C、D處．現(xiàn)將a棒從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放并沿導軌運動下去．（1）當a棒在磁場Ⅰ中運動時，若要使b棒在導軌上保持靜止，則a棒剛釋放時的高度應小于某一值h0，求h0的大小；（2）若將a棒從彎曲導軌上高度為h（h<h0）處由靜止釋放，a棒恰好能運動到磁場Ⅱ的左邊界處停止，求a棒克服安培力所做的功；（3）若將a棒仍從彎曲導軌上高度為h（h<h0）處由靜止釋放，為使a棒通過磁場Ⅰ時恰好無感應電流，可讓磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間而變化，將a棒剛進入磁場Ⅰ的時刻記為t＝0，此時磁場Ⅱ的磁感應強度為B0，試求出在a棒通過磁場Ⅰ的這段時間里，