2022-2023学年四川省绵阳市南山中学实验学校高三下学期2月月考理综物理试题（解析版）

绵阳南山中学实验学校高2020级2月月考

理科综合  物理试题

本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）组成，共7页；答题卡共2页。满分100分，考试时间80分钟。

注意事项：

1．答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。

2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

3．考试结束后将答题卡收回。

第Ⅰ卷   选择题

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（　　）

A. O点最大 B. P点最大

C. Q点最大 D. 整个运动过程保持不变

【答案】A

【解析】

【详解】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，小石子在O点时速度斜向上方，此时速度最大，空气阻力斜向下方最大，上升过程与竖直方向夹角最小，故此时空气阻力分解在竖直方向最大，根据牛顿第二定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。

故选A。

2. 2021年11月23日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力，服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，线速度大小为v，引力常量为G，则地球的质量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设地球质量为，卫星质量为，设卫星的轨道半径为，根据

可得

根据万有引力提供向心力

联立解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

3. 如图所示，在垂直纸面的方向上有三根长直导线，其横截面位于正方形的三个顶点b、c、d上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带负电的粒子从正方形的中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（　　）

A 沿O到a方向 B. 沿O到c方向

C. 沿O到d方向 D. 沿O到b方向

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

由安培定则可判断b、c、d三根导线产生的磁场如图所示，由磁场的叠加性原理可知它们的合磁场方向水平向左，再由左手定则可判断负电的粒子所受洛伦兹力方向沿O到a方向。

故选A。

4. 如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体棒的运动。当从变为时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长。

故选B。

5. 某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场，通有待测电流的直导线垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场。调节电阻R，当电流表示数为时，元件输出霍尔电压为零，则待测电流的方向和大小分别为（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】D

【解析】

【详解】根据安培定则可知螺绕环在霍尔元件处产生的磁场方向向下，则要使元件输出霍尔电压为零，直导线在霍尔元件处产生的磁场方向应向上，根据安培定则可知待测电流的方向应该是；元件输出霍尔电压为零，则霍尔元件处合场强为0，所以有

解得

故选D。

6. 如图，雷雨云层可以形成几百万伏以上的电压，足以击穿空气产生几十万安培的瞬间电流，电流生热使空气发光，形成闪电；空气受热突然膨胀发出巨响，形成雷声。若雷雨云底部的电势较地面低，闪电时，电子从雷雨云底部抵达地面，此过程（    ）

A. 电场力对电子做正功 B. 电子电势能增加

C. 电流方向由地面流向云层 D. 雷雨云底部与地面的电势差为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．电场方向由地面指向雷雨云层，电子从雷雨云底部抵达地面，电子所受电场力与运动方向相同，则电场力对电子做正功，电子电势能减小，A正确，B错误；

C．电子带负电，从雷雨云底部抵达地面，则电流方向由地面流向云层，C正确；

D．若雷雨云底部的电势较地面低，雷雨云底部与地面的电势差为，D错误。

故选AC。

7. 我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，每节动车提供的动力均为F，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为f。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、3、6节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　）

A. 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反

B. 做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为1.125F

C. 做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为0.125F

D. 做匀加速运动时，第6、7节车厢间的作用力为0.75F

【答案】CD

【解析】

【详解】A．启动时乘客的加速度方向与车厢的运动方向相同，乘客受重力和车厢的作用力，由平行四边形定则可知，车厢对乘客的作用力方向与车运动的方向不是相反关系，故A错误；

BC．做匀加速运动时，加速度为

对后三节车厢，有

解得第5、6节车厢间的作用力为

故B错误，C正确；

D．对最后两节车厢，有

解得第6、7节车厢间的作用力为

故D正确。

故选CD。

8. 如图（a）所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t=2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则（　　）

A. 在时，金属棒受到安培力的大小为

B. 在t=t0时，金属棒中电流的大小为

C. 在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上

D. 在t=3t0时，金属棒中电流的方向向右

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．由图可知在0~t0时间段内产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流为

在时磁感应强度为，此时安培力为

故A错误，B正确；

C．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确；

D．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外，金属棒向下掉的过程中磁通量增加，根据楞次定律可知金属棒中的感应电流方向向左，故D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷（非选择题，共54分）

三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共129分。

9. 某实验小组用如图所示装置验证动量守恒定律。实验开始前在水平放置的气垫导轨左端装一个弹射装置，打开控制开关，滑块可被弹射装置向右弹出。滑块A和滑块B上装有相同宽度的挡光片，在相碰的端面装有轻质弹性架。实验开始前，滑块A被弹射装置锁定，滑块B静置于两个光电门之间。

（1）打开控制开关，滑块A被弹出。数字计时器记录了挡光片通过光电门1时间△t1，挡光片先后通过光电门2的时间分别为△t2和△t3，则滑块A（含挡光片）与滑块B（含挡光片）的质量大小关系是mA____mB（选填“大于”“等于”或“小于”）。

（2）若滑块A和滑块B的碰撞过程中满足动量守恒，则应满足的关系式为___________________（用“mA、mB、△t1、△t2、△t3”表示）。

（3）若滑块A和滑块B的碰撞是弹性碰撞，则=___________（用“”表示）。

【答案】    ①. 大于    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]设滑块A与滑块B碰撞前瞬间的速度为vA，碰撞后瞬间A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律有

①

根据能量守恒定律有

 ②

联立解得

 ③

④

计算机显示光电门1有一个时间记录，光电门2有两个时间记录，说明A与B碰撞后未反弹，即与的方向相同，可知。

[2]设挡光片宽度为d，由题意可得

⑤

⑥

⑦

碰撞过程中满足动量守恒，则应满足的关系式为

⑧

即

⑨

（3）[3]由 ③④⑥⑦可得

解得

10. 某同学用以下器材组装一简易欧姆表：

毫安表A（量程0~50mA）

电阻箱R（阻值0~999.9Ω）

学生电源（输出电压0~16V）

红，黑表笔各一只

导线若干

实验步骤如下：

（1）用导线将毫安表A、电阻箱R、学生电源串联起来，两只表笔一只接毫安表的负极，一只接学生电源负极，为使电流从黑色表笔流出，和毫安表相连的表笔应为___________（选填“红”或“黑”）表笔；

（2）将学生电源的电压调至2V，电阻箱调到100.0Ω，将两表笔短接，发现毫安表指针向右偏转，调节电阻箱阻值，当阻值为35.0Ω时，发现毫安表恰好满偏，此时电路中的总电阻为___________Ω；（结果保留一位小数）

（3）断开两表笔，他在毫安表0刻度处标记“”，“50mA”刻度处标记“0”，并在其他刻度处标上正确阻值成为一个简易欧姆表，则25mA处应标记___________Ω；（结果保留一位小数）

（4）将学生电源的电压调至6V，将两表笔短接，调节电阻箱直到毫安表满偏，此时该欧姆表的倍率为___________（选填“×2”“×3”或“×10”），将一未知电阻接入两表笔之间，发现毫安表指在25mA处，该电阻的阻值为___________Ω（结果保留一位小数）。

【答案】    ①. 黑    ②. 40.0    ③. 40.0    ④. ×3    ⑤. 120.0

【解析】

【详解】（1）[1]根据电流流向，可以判断与毫安表相连的应为黑表笔

（2）[2]毫安表满偏，根据

解得

（3）[3]毫安表指向25mA时，毫安表半偏，待测电阻等于内阻，此处标记40.0Ω

（4）[4][5]学生电源的电压调至6V，欧姆表的内阻为120. 0Ω，故欧姆表的倍率为×3，毫安表指在25 mA处，该电阻的阻值为

11. 如图所示，纸面内有E、F、G三点，∠GEF=30°，∠EFG=135°，空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为q（q>0）的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出，其轨迹经过G点；再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出，其轨迹也经过G点，两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同，且经过G点时的速度方向也相同。已知点电荷a的质量为m，轨道半径为R，不计重力，求：

（1）点电荷a从射出到经过G点所用的时间；

（2）点电荷b的速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设点电荷a的速度为v，由牛顿第二定律得

解得

   ①

设点电荷a做圆周运动的周期为T，则

②

点电荷运动轨迹如图所示

设点电荷a从F点进入磁场后的偏转角为θ

由几何关系得

θ=90°  ③

故a从开始运动到经过G点所用时间

①②③联立得

  ④

（2）设点电荷b的速度大小为v1，轨道半径为R1，b在磁场中偏转角为θ1，由题意得

⑤

解得

⑥

由于两轨道在G点相切，所以过G点的半径OG和O1G在同一条直线上，由几何关系得

θ1=60° ⑦

R1=2R ⑧

②③⑥⑦⑧联立得

12. 如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未图出）。线框的边长为d（d <l），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。求：

（1）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；

（2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1；

（3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，线框克服安培力所做的功为W，根据动能定理有

解得

根据功能关系可知

（2）设线框刚离开磁场下边界时的速度大小为，从线框刚离开磁场下边界到导体棒返回的过程中，根据动能定理有

解得

设线框第一次穿越磁场区域的过程中，线框中的平均感应电流为，对线框根据动量定理有

根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得

解得

（3）由于线框穿越磁场的过程中会使装置损失机械能，所以线框在开始的一段时间内每次返回的高度都比前一次低一些，经过足够长时间后，线框上边将在磁场区域下边界与下面某位置之间做往复运动，这个位置到磁场区域下边界间的距离即为xm，根据动能定理有

解得

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

[物理-选修3-4]

13. 在均匀介质中，有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，此时质点Q位于波峰，随后的3.75s内质点Q通过的总路程为50cm。则下列说法错误的是（　　）

A. 该波沿x轴正方向传播的速度为

B. 3.75s内质点P通过的总路程小于50cm

C. 质点P振动方程为y＝

D. t＝3s时x＝18m的质点沿x轴向右移动的距离为60m

E. x＝6.5m和x＝12.5m的质点振动情况总是相反

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．设周期T

则

解得

由图知，波长

则速度为

故A错误，符合题意；

B．P点不在平衡位置、波峰或波谷，且波沿x轴正方向传播，质点由平衡位置向波峰运动的过程中，速度越来越小，由波峰向平衡位置运动的过程中，速度越来越大，所以

内质点P通过的总路程小于50cm，故B正确，不符合题意；

C．设质点P的振动方程为

y＝

所以

y＝

当时

代入方程得

质点P的振动方程为

y＝

故C错误，符合题意；

D．质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误，符合题意；

E．x＝6.5m和x＝12.5m的质点相差半个波长，振动情况总是相反，故E正确，不符合题意。

故选ACD。

14. 如图所示，AOB为半径为R的扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射角为60°，折射光线平行于BO边，C点到BO面的距离为，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空气中的传播速度为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）光在玻璃砖中传播的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光路如图所示

由几何知识可知，在AO面上光线的折射角为30°，所以玻璃砖的折射率

（2）由于折射光线CE平行于BO，光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为，即

所以α满足

解得

由几何关系可知

又光在玻璃中的速度

故光在玻璃砖中传播的时间