烏魯木齊市實驗學校2023-2024學年高三上學期1月月考物理試題（解析版）

第21頁/共21頁烏魯木齊市實驗學校2023-2024學年高三上學期1月月考物理試題總分100分考試時間100分鐘一、單選題（共12小題，每題2.5分共30分）1.如圖所示為甲乙兩質點做直線運動的速度-時間圖象，則下列說法中正確的是（）A.甲質點在0~t1時間內的平均速度小于乙質點在0-t2時間內平均速度B.甲質點在0~t1時間內的加速度與乙質點在t2-t3時間的加速度相同C.在t3時刻，甲、乙兩質點都回到了出發(fā)點D.在0~t3時間內甲、乙兩質點的平均速度相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．甲質點在0~t1時間內的初末速度與乙質點在0-t2時間內的初末速度均相等，據(jù)勻變速直線運動的推論可知，甲質點在0~t1時間內的平均速度等于乙質點在0-t2時間內平均速度，A錯誤；B．圖線的斜率表示加速度，由圖可知，甲質點在0~t1時間內做勻加速直線運動，加速度為正值，乙質點在t2-t3時間內做勻減速直線運動，加速度為負值，故兩個加速度不同，B錯誤；C．在0-t3時間內，甲、乙兩質點始終朝正方向運動，t3時刻位移最大，C錯誤；D．圖線下方的面積表示位移，在0~t3時間內甲、乙兩質點的位移相同，故平均速度相等，D正確。故選D。2.如圖所示，a、b是繞地球做圓周運動的兩顆衛(wèi)星，下列說法正確的是()A.a運動的線速度比b小 B.a運動的角速度比b小C.a運動的周期比b小 D.a運動的加速度比b小【答案】C【解析】【詳解】由題意知衛(wèi)星a、b的半徑滿足ra＜rb，根據(jù)萬有引力提供圓周運動的向心力有A．由可知，a的半徑小，線速度大，故A錯誤；B．由可知，a的半徑小，角速度大，故B錯誤；C．由可知，a的半徑小，周期小，故C正確；D．由可知，a的半徑小，運動的加速度大，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，已知交流電源電壓瞬時值表達式為（V），a、b是原線圈上的兩個觸頭。開始時開關S與b相連，此時原副線圈的匝數(shù)之比為10：1。下列說法正確的是（）A.開始時通過滑動變阻器的交流電的頻率為5HzB.若只將單刀雙擲開關S由b扳向a，則電流表的示數(shù)將增大C.若只將滑動變阻器的滑片P向上移動，則電壓表的示數(shù)將減小D.若只將滑動變阻器的滑片P向下移動，則電源的輸出功率將增大【答案】D【解析】【詳解】A．由題意可知該交流電角速度為，故該交流電頻率為變壓器不改變交流電的頻率，故開始時通過滑動變阻器的交流電的頻率為50Hz，故A錯誤；B．若只將單刀雙擲開關S由b扳向a，原線圈匝數(shù)變多，副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器滑片未動，副線圈電流減小，因此原線圈中的電流也隨著減小，故電流表的示數(shù)將減小，故B錯誤；C．若只將滑動變阻器滑片P向上移動，電阻變大，副線圈的電流減小，原線圈中的電流也隨著減小，電阻R兩端的電壓也減小，由于電源電源不變，因此變壓器的輸入電壓增大，副線圈的電壓也變大，故電壓表的示數(shù)增大，故C錯誤；D．若只將滑動變阻器的滑片P向下移動，電阻變小，副線圈的電流增大，原線圈的電流也隨著增大，而交流電源的電壓不變，故電源的輸出功率增大，故D正確。故選D。4.用不同頻率的紫外線分別照射鎢板和鋅板而產(chǎn)生光電效應，可得到光電子的最大初動能Ek隨入射光的頻率ν變化的Ek－ν圖，已知鎢元素的逸出功為3.28eV，鋅元素的逸出功為3.34eV，若將兩者的圖像分別用實線與虛線畫在同一個Ek－ν圖上，則圖中正確的是()A.A B.B C.C D.D【答案】A【解析】【詳解】試題分析：根據(jù)愛因斯坦光電效應方程，可得圖像的橫截距表示極限頻率，鋅的逸出功大于鎢的逸出功，故由，可知鋅的極限頻率大于鎢的極限頻率，即鋅的橫截距大于鎢的橫截距，斜率表示普朗克常量h，所以兩圖線是平行的，故A正確；考點：考查了光電效應5.一質點沿著半徑為的圓運動了2.5圈，下列關于該質點的位移和路程的說法正確的是（）A.路程和位移大小均為 B.路程和位移的大小均為C.路程為、位移的大小為 D.路程為、位移的大小為【答案】C【解析】【詳解】路程為質點運動軌跡的長度，質點沿著半徑為的圓運動了2.5圈，質點的路程為位移為初位置指向末位置的有向線段，則位移大小為故選C。6.核電池是通過半導體換能器，將放射性同位素衰變過程中釋放出的能量轉變?yōu)殡娔埽蟹N核電池使用放射性同位素Pu，Pu衰變?yōu)閁和X粒子，并釋放出y光子．已知Pu、U和X粒子的質量分別為mpu、mu、m，則A.X粒子是He原子核B.Pu與U的中子數(shù)相等C.核電池使用過程由于發(fā)熱會導致Pu的半衰期變短D.一個Pu核衰變釋放出的能量轉變的電能為【答案】A【解析】【詳解】A、衰變方程為，所以X粒子是原子核，故A正確；B、Pu的中子數(shù)為239-94=145，而U的中子數(shù)為235-92=143，故Pu與U的中子數(shù)不相等，故B錯誤；C、放射性元素衰變的快慢是由原子核內部自身決定的，與外界的物理和化學狀態(tài)無關，核電池使用過程Pu的半衰期不變，故C錯誤；D、衰變過程的質量虧損為，放出的能量為，將放射性同位素衰變過程中釋放出的能量部分轉變?yōu)殡娔?，故核衰變釋放出的能量轉變的電能小于，故D錯誤；故選A．【點睛】衰變方程質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒；放射性元素衰變的快慢是由原子核內部自身決定的，與外界的物理和化學狀態(tài)無關．7.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T，時的波形如圖所示。時（）A.質點a速度方向沿y軸負方向B.質點b沿x軸正方向遷移了1mC.質點c的加速度為零D.質點d的位移為-5cm【答案】C【解析】【詳解】經(jīng)過周期，波向右傳播了，波形如圖所示A．由圖可知，質點a點恰好運動到平衡位置且沿著y軸正方向運動，A錯誤；B．質點b點只在豎直方向上運動不會隨波遷移，B錯誤；C．質點c恰好運動到平衡，速度最大，加速度為零，C正確；D．質點d的位移為5cm，D錯誤。故選C。8.如圖所示，質量為的小球和質量為的小球用輕彈簧A、B連接并懸掛在天花板上保持靜止，水平力作用在上并緩慢拉，當B與豎直方向夾角為時，A、B伸長量剛好相同。若A、B的勁度系數(shù)分別為、，則以下判斷正確的是（）A.B.C.撤去的瞬間，球處于完全失重狀態(tài)D.撤去的瞬間，、兩球的加速度不相同【答案】D【解析】【詳解】AB．先對b球受力分析，受重力和拉力，根據(jù)平衡條件可知A彈簧的拉力再對a、b整體分析，受總重力，拉力F，彈簧B的拉力，根據(jù)平衡條件可得彈簧B的拉力為解得故AB錯誤；CD．撤去F的瞬間，b球所受彈簧拉力和重力都不變，b球處于平衡狀態(tài)；a球受到的合力與F大小相等，方向相反；則a、b兩球的加速度不相同，故C錯誤，D正確。故選D。9.如圖所示，一細束白光經(jīng)過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，下列說法正確的是（）A.a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越大B.若b光照射某金屬可發(fā)生光電效應，則c光照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應C.若分別讓a、b、c三色光經(jīng)過一雙縫裝置，則a光形成的干涉條紋的間距最大D.若讓a、b、c三色光以同一入射角，從同一介質射入空氣中，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射【答案】A【解析】【詳解】A．由圖可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式可得a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越大，故A正確；B．光電效應方程為若b光照射某金屬可發(fā)生光電效應，則c照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應，因為c光折射率小頻率低，b光的折射率大頻率高，故B錯誤；C．c光的波長最長，a光的波長最短，由于干涉條紋的間距與波長成正比，則a光的干涉條紋間距最小，故C錯誤；D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由臨界角公式可得a的臨界角最小，c的臨界角最大，若讓a、b、c三色光以同一入射角，從同一介質射入空氣中，b光恰能發(fā)生全反射，則c光一定沒有發(fā)生全反射，故D錯誤。故選A。10.光從介質1通過兩種介質的交界面進入介質2的光路如圖所示．下列論述：①光在介質1中的傳播速度較大；②光在介質2中的傳播速度較大；③光從介質1射向兩種介質的交界面時，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象；④光從介質2射向兩種介質的交界面時，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象．其中正確的是A.只有①③正確 B.只有①④正確C.只有②③正確 D.只有②④正確【答案】B【解析】【詳解】試題分析：光從介質1進入介質2的光路如圖，入射角大于折射角，即從光疏介質入射到光密介質，所以光線在介質1中傳播速度較大，①對②錯．光線從光密到光疏介質可能發(fā)生全反射即從介質2到介質1，③錯④對，對照選項B對．考點：光的折射全反射11.一個充氣氣球用繩子拴著一塊石頭正在湖水中緩慢下沉，越往下水溫越低，氣球導熱良好，則氣球內氣體（）A.內能增加 B.對外界做正功C.減少的內能小于放出的熱量 D.減少的內能大于放出的熱量【答案】C【解析】【詳解】A．充氣氣球用繩子拴著一塊石頭正在湖水中緩慢下沉，越往下水溫越低，內能降低，A錯誤；B．充氣氣球用繩子拴著一塊石頭在下降的過程中，水溫越來越低，壓強逐漸增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程氣球體積減小，對外界做負功，B錯誤；CD．由AB分析，氣球下降時，氣球內氣體內能減小，外界對氣球做功，根據(jù)熱力學第一定律由于外界對氣球做功，因此放出熱量大于減小的內能，C正確，D錯誤；故選C。12.由牛頓第二定律可知，物體的質量、加速度及所受外力三者之二已知，便可計算出另外一個量或與另外一個量相關聯(lián)的量，比如與摩擦力關聯(lián)的動摩擦因數(shù)，與火車質量相關的車廂節(jié)數(shù)。在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤鏈接好的車廂。當機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時，鏈接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當機車在西邊拉著這列車廂以大小為的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F。不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)不可能為（）A.8 B.10 C.15 D.20【答案】A【解析】【詳解】設每節(jié)車廂質量為m，以掛鉤P、Q為界限，把這列車廂分成東西兩部分，設東面車廂數(shù)為x，西面車廂數(shù)為y，根據(jù)牛頓第二定律，可得聯(lián)立，可得即車廂的總數(shù)需要是5的倍數(shù)，故A錯誤，與題意相符；BCD正確，與題意不符。故選A二、多選題（共4小題每題5分，共20分。在每小題給出的選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，部分選對的得2分，有選錯的得0分。）13.如圖所示，勻強磁場分布在半徑為R的圓形區(qū)域MON內，Q為半徑ON上的一點且OQ＝R，P點為邊界上一點，且PQ與OM平行．現(xiàn)有兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(不計粒子重力及粒子間的相互作用)，其中粒子1從M點正對圓心射入，恰從N點射出，粒子2從P點沿PQ射入，下列說法正確的是()A.粒子2一定從N點射出磁場B.粒子2在P、N之間某點射出磁場C.粒子1與粒子2在磁場中的運行時間之比為3∶2D.粒子1與粒子2在磁場中的運行時間之比為2∶1【答案】AD【解析】【詳解】粒子1從M點正對圓心射入，恰從N點出，根據(jù)洛侖茲力指向圓心，和MN的中垂線過圓心，可確定圓心O1，運動軌跡為藍色圓弧，其半徑R．兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場，粒子運動的半徑相同．粒子2從P點沿PQ射入，根據(jù)洛侖茲力指向圓心，圓心O2應在P點上方R處，連接O2P、ON、OP、O2N，O2PON為菱形，O2N大小為R，所以粒子2一定從N點射出磁場．A正確，B錯誤．∠MO1N=90°；∠PO2N=∠POQ，cos∠POQ=OQ/OP，所以∠PO2N=∠POQ=45°．兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場，粒子運動的周期相同．粒子運動時間與圓心角成正比．所以粒子1與粒子2在磁場中的運行時間之比為2：1．C錯誤，D正確．故選AD．【點睛】本題關鍵是要畫出粒子運動的軌跡草圖，對數(shù)學有一定要求，同時還需掌握確定圓心的方法，粒子運動時間在磁場中運動時間的方法．14.2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示。關于航天飛機的運動，下列說法中正確的是（）A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的速度C.在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度【答案】ABC【解析】【詳解】A．根據(jù)開普勒第二定律，相同的時間內掃過相同的面積，因此半徑越大，速度越小，故在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度，A正確；B．在軌道I上做勻速圓周運動而在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點后將做近心運動因此在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的速度，B正確；C．根據(jù)開普勒第三定律恒量軌道Ⅱ的半長軌小于軌道Ⅰ的半徑，因此在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期，C正確；D．根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律在同一位置，加速度相同，D錯誤。故選ABC。15.如圖所示，A、B兩球所帶電荷量均為2×10－5C，質量均為0.72kg，其中A球帶正電荷，B球帶負電荷，A球通過絕緣細線吊在天花板上，B球一端固定絕緣棒，現(xiàn)將B球放在某一位置，能使絕緣細線伸直，A球靜止且與豎直方向的夾角為30°，則B球距離A球的距離不可能為（）A.0.5m B.0.8m C.1.2m D.2.5m【答案】CD【解析】【詳解】選A球為研究對象，它受重力、庫侖力和細線的拉力，三力平衡，由幾何關系得，庫倫力得最小值為而由得則B球距離A球的距離不可能為1.2m和2.5m。故選CD。16.如圖所示，質量相同、可視為點電荷的帶電小球A和B穿在光滑的豎直放置的“V”型絕緣支架上，支架頂角為90°、位置固定且足夠長。開始時小球均靜止，施加外力將小球A緩慢移動至支架下端，下列說法正確的有（）A.兩球帶同種電荷B.兩球距離逐漸增大C.支架對B的彈力先減小后增大D.兩球間的電勢能逐漸增大【答案】AB【解析】【詳解】A．假設AB帶異種電荷，結合受力分析發(fā)現(xiàn)此時桿對于AB兩球的力不論是垂直桿向上還是向下都不可能平衡，所以AB帶同種電荷，故A正確；BCD．對B球受力分析，B球始終受力平衡，三力拼成閉合三角形，其中重力mg不變，桿的支持力FN方向不變，A對B的斥力向上偏轉，但由圖易知，斥力的偏轉角不可能超過45°。即由圖中的實線F變?yōu)樘摼€部分。一看便知斥力F變小，桿的支持力FN變小，因為斥力變小，所以AB之間距離變大；電場力是斥力，距離變大，電場力做功，兩球間的電勢能逐漸減小，故B正確，CD錯誤。故選AB。三、綜合題（本題共5小題，共50分。請根據(jù)答題卡題號及分值在各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域的答案無效。）17.用如圖所示的實驗裝置可以測量物體運動的加速度以及當?shù)氐闹亓铀俣?，在水平氣墊導軌上放置一滑塊，一不可伸長的輕繩跨過光滑定滑輪，兩端分別與滑塊和質量為m的懸掛物相連接，滑塊和滑輪間的輕繩與導軌平行。現(xiàn)讓滑塊從靜止釋放，測得滑塊上的遮光條通過光電門1、2的時間分別為、，已知遮光條的寬度為d，光電門1、2之間的距離為L，滑塊和遮光條的總質量為M，回答下列問題：（1）滑塊的加速度______。（用、、d、L來表示）（2）當?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_式為______。（用、、d、L、M、m來表示）（3）當m______M（填“”、“”或“”）可認為細線的拉力等于懸掛物的重力，當?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_式為______。（用、、L、d、M、m來表示）【答案】①.②.③.④.【解析】【詳解】（1）[1]極短時間內物體的平均速度可以代替瞬時速度，由題意可知，滑塊通過光電門1、2對應的瞬時速度分別為，結合解得（2）[2]對整體應用牛頓第二定律可得結合可得（3）[3][4]，輕繩對滑塊的拉力近似等于懸掛物的重力mg，對M應用牛頓第二定律可得結合可得18.重慶云巴（ChongqingSkyShuttle），是服務于中國重慶市的城市軌道交通系統(tǒng)，2021年2月15日至24日，重慶璧山云巴開展試乘車；4月16日，重慶云巴首條線路在璧山通車運營并舉行通車啟動儀式。甲車進站前，以v=16m/s的初速度從減速線處開始減速，到站臺停車線處時速度剛好減為0，停車t0=30s時間后再加速至v=16m/s駛離，已知云巴加速和減速的加速度大小均為a=1m/s2，將云巴視為質點。（1）甲車從到達減速線到再次加速至v，總共通過的路程和所需的時間；（2）為了提高運行的效率，乙車到此站時沒有停車，而是以v=16m/s的速度勻速通過，為了保證安全，乙車與甲車在正常勻速行駛的安全距離至少為多少。（假設正常勻速行駛時的速度均16m/s，兩站臺距離足夠遠，且軌道是直的。）【答案】（1）256m，62s；（2）736m【解析】【詳解】（1）由可得甲車從到達減速線至停車的位移為x=128m則從到達減速線到再次加速至v的位移為2x=256m甲車運動方向沒有變化，路程等于位移的大小，即s總=256m由可得減速時間為加速時間為甲車從到達減速線到再次加速至v，總共所需的時間為（2）乙車通過這段距離用時甲車需要故甲比乙車通過這段路多用的時間甲乙安全距離至少為19.如圖AB板間有一勻強電場，兩板間距為d，所加電壓為U，有一帶電油滴以初速v豎直向上自M點飛入電場，到達N點時，速度方向恰好變?yōu)樗剑笮∽優(yōu)?v，重力加速度為g,試求：（1）油滴從M點到N點的時間;（2）MN兩點間的電勢差.【答案】(1)(2)【解析】【詳解】(1)帶點油滴在豎直方向受重力，做豎直上拋運動，豎直方向的分速度從v變?yōu)?．運動時間：(2)油滴在水平方向受電場力而做初速度為零的勻加速直線運動，水平位移：勻強電場的場強為：則勻強電場中的M、N之間的電勢差為：20.如圖所示，等間距固定的兩光滑金屬導軌由半徑為r的豎直圓軌和水平直軌平滑連接組成，導軌間距為L（L<<r），上端用阻值為R的電阻連接。水平直軌在同一水平面內，處于磁感應強度為B豎直向下的勻強磁場中。長度為L、質量為M、電阻為R的金屬棒放在水平直軌的左端（在磁場內）并始終與導軌接觸良好，質量為m（m<M）的絕緣棒cd從圓弧軌道上高出水平軌道L處由靜止釋放，cd與ab的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間極短可忽略，發(fā)生第二次碰撞時ab已停止運動。不計導軌電阻，重力加速度大小為g。求（1）碰后cd上升的最大高度；（2）除碰撞外ab的最大加速度；（3）到