2022届湖南省岳阳市高三上学期教学质量监测物理试卷（一）（解析版）

湖南省岳阳市2022届高三上学期教学质量监测

物理试卷（一）

一、单选题

1．物理学中的万有引力定律、电荷间的相互作用定量规律、电流的磁效应、电磁感应现象分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是（　　）

A．开普勒、库仑、洛伦兹、法拉第

B．卡文迪许、库仑、奥斯特、法拉第

C．牛顿、库仑、奥斯特、法拉第

D．牛顿、库仑、安培、卢瑟福

2．杭瑞洞庭大桥是一条跨越洞庭湖的快捷通道。图甲是杭瑞洞庭大桥中，一辆小汽车在长度为L的一段平直桥面上提速，图乙是该车车速的平方v2与位移x的关系，图中a、b、L已知，则小汽车通过该平直桥面的加速度为（　　）

A． B． C． D．

3．如图是湖边铁链围栏，铁链两端固定在栏柱上，图中这条铁重为G，今在铁链最低点用力向下压，直至铁链绷紧。下压过程中铁链的重心位置将（　　）

A．先升高后降低 B．逐渐降低

C．逐渐升高 D．始终不变

4．如图甲所示，两段等长轻质细线将质量均为m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方，则F1与F2的大小关系是（　　）

A． B． C． D．

5．已知某半径为r0的质量分布均匀的天体，测得它的一个卫星的圆轨道半径为r，卫星运行的周期为T。则在该天体表面第一宇宙速度大小是（　　）

A．

B．

C．

D．

6．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程中，动量大小的最小值为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题

7．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，t=0时刻线圈从中性面开始转动电压传感器显示其产生的电压如图乙所示，下列选项正确的是（　　）

A．线圈的转速为5πr/s

B．传感器显示的交流电压表达式为

C．线圈两端电压的有效值为

D．该交变电流可以直接加在击穿电压为的电容器上

8．如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4m后锁定，t=0时刻解除锁定释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的v-t图像如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t=0时的速度图线的切线，已知滑块质量m=4.0kg，取g=10m/s2。则以下说法正确的是（　　）

A．滑块与地面间的动摩擦因数为0.3

B．滑块与地面间的动摩擦因数为0.5

C．弹簧的劲度系数为175N/m

D．弹簧的劲度系数为350N/m

9．如图所示，A、B、C、D为半球形圆面上的四点，且AB与CD交于球心且相互垂直，E点为球的最低点，A点放置一个电量为 + Q的点电荷，在B点放置一个电量为的点电荷，则下列说法正确的是（　　）

A．C，D，E三点电场强度相同

B．沿CD连线移动一电量为 + q的点电荷，电场力始终做正功

C．C，D，E三点电势相同

D．将一电量为 + q的点电荷沿圆弧面从C点移到E点电场力做负功再从E点移动到D点，电场力做正功

10．如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（　　）

A．刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M

B．导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为

C．导体棒产生的焦耳热为

D．通过导体棒的电荷量为

11．如图，光滑小球a、b的质量均为m，a、b均可视为质点，a、b用刚性轻杆连接，竖直地紧靠光滑墙壁放置，轻杆长为l，b位于光滑水平地面上，a、b处于静止状态，重力加速度大小为g。现对b施加轻微扰动，使b开始沿水平面向右做直线运动，直到a着地的过程中，则（　　）

A．a落地前会离开竖直墙壁

B．a落地时的速度大小为

C．b的速度最大时，a离地面的高度为

D．a开始下滑至着地过程中，轻杆对b做功为

三、实验题

12．利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电频率为50Hz，实验步骤如下：

①按图甲所示安装实验装置，其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向；

②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车（未连细线）能沿长木板向下匀速运动；

③挂上砝码盘，接通电源后再释放小车，由纸带求出小车的加速度；

④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同外力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答下列问题：

（1）对于上述实验，下列说法中正确的是____。

A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等

B．弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小

C．实验过程中砝码处于超重状态

D．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量

（2）某次实验打下一条纸带如图乙，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，其中x1=13.43cm、x2=19.44cm、x3=25.46cm、x4=31.47cm、x5=37.50cm、x6=43.52cm，由纸带可知小车运动的加速度为　     　m/s2（结果保留三位有效数字）。

（3）以弹簧测力计示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出a-F图像是一条直线，如丙图所示，已知图线与横坐标的夹角为，图线的斜率为k，则小车的质量为____。

A． B． C． D．

13．利用多用电表直流电流档和电阻箱测电源的电动势和内阻。实验电路如图，闭合开关前应将电阻箱阻值调到　     　（填“最大值”或“最小值”），通电后，电流一定从　     　（填“红”或“黑”）表笔流入多用电表。调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，绘出了图像，由图可得每节干电池的电动势E=　     　V，内阻r=　     　Ω。（计算结果忽略多用电表电流档内阻的影响，保留两位有效数字）

四、解答题

14．如图所示，“蛟龙号”载人潜水器是迄今为止中国自主设计的最复杂的海洋调查装备，具有世界第一的下潜深度，且各项技术指标世界领先。“蛟龙号”载人潜水器某次潜水试验，下潜深度3000m，其下潜过程可简化为由静止开始竖直向下先做加速度大小为a1=0.2m/s2的匀加速直线运动然后做加速度大小为a2=0.1m/s2的匀减速直线运动直到速度零，求：

（1）下潜时加速阶段的位移大小；

（2）下潜3000m的总时间。

15．如图所示，空间y>1m虚线上方分布着垂直于xoy向里的匀强磁场，0<1m虚线下方分布着平行于x轴匀强电场，电场强度大小均为E=100V/m，在的区域电场沿x轴正向，在x<0的区域电场沿x轴负向。一带正电粒子（不计重力）在O点沿y轴正向以10m/s的速度射入电场，经电场偏转后进入磁场，在磁场中绕y轴上某点P（图中未画出）为圆心做匀速圆周运动后，又恰好回到O点。已知：粒子的质量为，电荷量为。

（1）求粒子进入磁场时的速度大小；

（2）求匀强磁场的磁感应强度B大小；

（3）若磁感应强度大小不变，方向垂直于xoy向外，求：粒子在O点沿y轴正向以10m/s的速度射入电场后，从x轴穿出的横坐标。

16．如图所示，小滑块A位于长木板B的左端，现让小滑块A和长木板B一起以相同速度v0= 3m/s在光滑的水平面上滑向前方固定在地面上的木桩C。A、B的质量分别为m1= 2kg，m2= 1kg，已知B与C的碰撞时间极短，且每次碰后B以原速率弹回，运动过程中A没有与C相碰，A也没从B的上表面掉下，已知A、B间的动摩擦因数μ = 0.1，（g = 10m/s2）求：

（1）B与C第二次碰前的速度大小；

（2）欲使A不从B的上表面掉下，B的长度至少是多少？

（3）B与C第一次碰后到最终停止运动，B运动的总路程？

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】牛顿探究发现总结了万有引力定律，库仑发现库仑定律，奥斯特发现了电流的热效应，法拉第发现电磁感应现象。

故答案为：C。

【分析】根据物理学史进行分析判断。

2．【答案】D

【解析】【解答】根据匀变速直线运动位移与速度关系可知v2-x图像的斜率表示加速度的二分之一，则由图可得小汽车通过该平直桥面的加速度为

故答案为：D。

【分析】根据匀变速直线运动的位移与速度的关系结合图像得出小汽车通过该平直桥面的加速度。

3．【答案】C

【解析】【解答】根据能量守恒，铁链最低点在外力作用下下移，直至铁链绷紧的过程中，外力做正功，外部输入的能量转化为铁链系统的机械能，忽略动能增加，则铁链的重力势能增加，所以其重心在逐渐升高，ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据能量守恒以及动能的变化情况得出重力势能的变化情况，从而得出重心位置的变化情况。

4．【答案】B

【解析】【解答】设AO、BO与竖直方向的夹角为，首先对两个球整体分析，受、重力及AO拉力，如图所示

根据平衡条件，有 

再隔离球B分析，如图所示

根据平衡条件，有 

联立解得 

故 

故答案为：B。

【分析】对两个球进行受力分析，根据共点力平衡得出 F1 的表达式；对B球进行受力分析，结合共点力平衡得出F2的表达式，从而得出二者的关系。

5．【答案】A

【解析】【解答】卫星的运动由万有引力提供向心力

解得 

根据第一宇宙速度的定义 

解得 

故答案为：A。

【分析】卫星在运动的过程中根据万有引力提供向心力得出第一宇宙速度的表达式。

6．【答案】B

【解析】【解答】带电小球在电场中做类平抛运动，竖直方向受重力做匀减速运动，水平方向受电场力做匀加速运动，由运动学公式有

联立得 

合成电场力和重力，设等效重力与竖直方向的夹角为  ，如图所示

故有 

则有 

当小球做类斜上抛运动到等效最高点时，速度最小，动量大小最小，有 

故答案为：B。

【分析】带点小球在偏转电场中做类平抛运动，利用类平抛运动的规律以及动量的表达式得出动量的最小值。

7．【答案】B,C

【解析】【解答】A．由乙图可以看出交流电的周期T=0.4s，则线圈转速

A不符合题意；

B．线圈角速度 

根据乙图可得传感器显示的交流电压表达式为 

B符合题意；

C．正弦式交变电流电压的有效值为其最大值的  ，电压最大值为12V，所以其有效值为  ，C符合题意；

D．电容器被击穿是因为两端的电压超出最大承受电压（击穿电压），该交变电流电压的最大值为12V，大于击穿电压为  电容器的最大承受电压，所以不能加在其两端，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】利用线圈的转速和周期的关系以及周期与角速度的关系得出线圈的转速和角速度，从而得出交变电流的瞬时值表达式，结合正弦式交流电电压有效值和最大值的关系得出线圈两端电压的有效值。

8．【答案】B,D

【解析】【解答】AB由图像可知，由b点到c点滑块已经离开弹簧做减速运动，其加速度大小为

根据 

可得μ=0.5

A不符合题意，B符合题意；

CD开始运动时的加速度 

根据牛顿第二定律 

解得k=350N/m

C不符合题意，D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】v-t图像的斜率表示物体运动的加速度，结合牛顿第二定律得出弹簧的劲度系数和滑块与地面的动摩擦因数。

9．【答案】A,C

【解析】【解答】A．根据等量异种电荷的电场线的分布，C、D、E两点电场强度大小相等，方向相同，A符合题意；

BCD．根据等量异种电荷的等势线的分布，CDE平面为等势面，所以三点电势相等，在等势面上移动电荷，电场力不做功，BD不符合题意、C符合题意。

故答案为：AC。

【分析】结合等量异种电荷电场线的分布得出电场强度的大小以及电势高低。

10．【答案】B,C,D

【解析】【解答】A．金属框开始获得向右的初速度v0，根据楞次定律可知回路磁通量增大，原磁场垂直纸面向里，所以感应电流磁场垂直向外，再根据安培定则可知感应电流方向为c→b→M→N，最后当二者速度相等时，回路中没有感应电流，A不符合题意；

B．以金属框和导体棒整体为研究对象，由于整体水平方向不受力，所以整体水平方向动量守恒，最后二者速度达到相等，取初速度方向为正，根据动量守恒定律可得 

可得 

B符合题意；

C．由能量守恒可知，导体棒产生的焦耳热 

C符合题意。

D．对导体棒，根据动量定理可得 

其中 

可得通过导体棒的电荷量为 

D符合题意。

故答案为：BCD。

【分析】根据法拉第电磁感应定律以及楞次定律得出刚开始运动时的电流方向；结合动量守恒得出匀速运动时的速度，通过能量守恒和动量定理得出通过导体棒的电荷量。

11．【答案】A,C

【解析】【解答】A．对b施加轻微扰动使b开始沿水平面向右做直线运动，杆被压缩，对a和b均为推力，杆对a做负功，杆对b做正功，当杆的力等于零时，a球和墙壁无挤压，此时a会离开墙壁，A符合题意；

B．a落地时，对系统由机械能守恒定律，有 

则a落地时的速度大小小于  ，B不符合题意；

C．当杆的推力等于零时，杆对b做正功最多，此时b的速度最大，设杆与水平方向的夹角为  ，对系统由机械能守恒有 

沿着杆的速度相等，有 

联立解得 

故当  时，即  ，b的动能有最大值为 

而a离地面的高度为 

C符合题意；

D．a开始下滑至着地过程中，系统减少的重力势能为  ，而两球沿杆的速度相等，a球还有竖直分速度，则有  ，则杆对a做功大于  ，杆对b做功小于  ，D不符合题意；

故答案为：AC。

【分析】a落地时，根据机械能守恒以及速度分解得出a落地时的速度；a开始下滑至着地过程中，利用能量关系得出杆对b做功的大小。

12．【答案】（1）B

（2）6.02

（3）D

【解析】【解答】（1）A．根据动滑轮自由端与滑轮的位移关系可知小车的加速度大小是砝码盘加速度大小的2倍，A不符合题意；

B．根据动滑轮力学特点可知弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小，B符合题意；

C．实验过程中砝码向下做匀加速运动，处于失重状态，C不符合题意；

D．本实验中小车所受合外力大小可以通过弹簧测力计的读数直接获得，不需要用砝码和砝码盘的总重力去近似替代，因此砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量，D不符合题意。

故答案为：B。

（2）根据逐差法可得小车运动的加速度为 

（3）设小车的质量为M，根据牛顿第二定律有 

解得 

故答案为：D。

【分析】（1） 根据“探究加速度与物体受力的关系”的实验原理以及注意事项进行分析判断；
（2）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出加速度的大小；
（3）利用牛顿第二定律得出小车的质量。

13．【答案】最大值；红；1.5；0.9

【解析】【解答】根据电路图结构可知，为了防止通过多用电表的电流过大，损坏多用电表，所以闭合开关前应将电阻箱阻值调到最大值；

通电后，电流一定从“红”表笔流入多用电表。

根据电路图，由闭合电路欧姆定律可得 

可得 

由  图像可得 

故求得每节干电池电动势及内阻为 

【分析】闭合开关前电阻箱调到最大值；利用闭合电路欧姆定律得出1/I-R的表达式，结合图像得出电池的电动势和内阻。

14．【答案】（1）解：设潜水器加速阶段的位移为x1，运动时间为t1，末速度为v，减速阶段的位移为x2，运动时间为t2，则由匀变速直线运动规律有

又

联立可得

（2）解：根据匀变速直线运动速度公式

解得

【解析】【分析】（1）根据匀变速直线运动的位移与速度的关系得出下潜时加速阶段的位移；
（2）利用匀变速直线运动的速度与时间的关系得出下潜3000m的总时间。

15．【答案】（1）解：依题意，粒子进入电场向右偏做类平抛运动，沿x方向匀加速，沿y方向匀速，有

联立代入数据解得，，

则第一次进入磁场的速度大小

解得

（2）解：粒子进入磁场时速度与x轴方向夹角

解得

由几何知识可得粒子在磁场中运动的半径

解得

由

解得

（3）解：若磁感应强度大小不变，方向垂直于xoy向外，则粒子第一次穿过电场，沿x方向的位移

粒子在磁场中沿x方向的位移

粒子第二次穿过电场时，沿y负向匀速运动

沿x方向匀加速度直线运动，有

所以，粒子从x轴穿出的横坐标为

联立解得

【解析】【分析】（1）粒子在偏转电场中做类平抛运动，结合类平抛运动的规律以及速度的合成得出粒子进入磁场时的速度；
（2）根据类平抛运动速度的偏角以及粒子在磁场中根据洛伦兹力提供向心力得出匀强磁场的磁感应强度B的表达式；
（3）结合粒子在电场中做类平抛运动的规律得出从x轴穿出的横坐标。

16．【答案】（1）解：第一次碰后动量守恒

解得

（2）解：设第一次相对位移为x1，能量守恒

解得

第二次碰后动量守恒

解得

根据动能定理有

解得

全过程能量守恒

可得

（3）解：B与C第一次碰后向左运动的的最大距离s1，对长木板，由动能定理

B与C第二次碰后向左运动的的最大距离s2，对长木板，由动能定理

B与C第三次碰后向左运动的的最大距离s3，对长木板，由动能定理

等比数列，公比为，求和可得

【解析】【分析】（1）B和C第一次碰撞后根据动量守恒得出B与C第二次碰前的速度；
（2）要使A不从B上表面掉下，结合能量守恒和动量守恒以及动能定理得出B的长度；
（3）B与C碰撞的过程中，对木板根据动能定理得出B运动的总路程。