四川省南充市阆中中学2023-2024学年高三物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

这是一份四川省南充市阆中中学2023-2024学年高三物理上学期10月月考试题（Word版附解析），共8页。

可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5
一、选择题：本题共8小题，每小题6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. 四个物体做直线运动，它们运动的x­t、v­t、a­t图像如图所示，已知物体在t＝0时的速度均为零，其中0～4 s内物体运动位移最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．由位移—时间图像可知，4 s末物体到达初始位置，总位移为零，A不符合题意；
B．由速度—时间图像可知，物体前2 s内沿正方向运动，2～4 s 沿负方向运动，4 s内总位移为零，B不符合题意；
C．由图像可知物体在第1 s内做匀加速运动，第2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，之后重复前面的过程，是单向直线运动，位移一直增大，C符合题意；
D．由图像可知物体在第1 s内做匀加速运动，1～2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，第3 s内沿负方向运动，第4 s内做沿负方向的匀减速运动，总位移为零，D不符合题意。
故选C。
2. 2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院升级改造后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为，氘核的质量为，氚核的质量为，氦核的质量为，反应中释放的能量为E，光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A. X是质子
B. X的质量为
C. 该反应属于衰变
D. 氦核的比结合能与氚核的比结合能相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒知X的电荷数为0，质量数为1，为中子，故A错误；
B．设X的质量为，根据质能方程得
解得
故B正确；
C．该反应属于氢核聚变，故C错误；
D．核反应方程式中，生成物比反应物稳定，所以氦核的比结合能大于氚核的比结合，故D错误。
故选B。
3. 水平地面上质量为1kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用，F1、F2随时间的变化如图所示，已知物块在前2s内以5m/s的速度做匀速直线运动，取，则（ ）

A. 物块与地面的动摩擦因数为0.2
B. 3s末物块受到的摩擦力大小为4N
C. 5s末物块受到的摩擦力大小为1N
D. 5s末物块的加速度大小为3m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】A．在0-2s内物体匀速运动，则摩擦力
则
选项A错误；
BC．2s后物体做减速运动，加速度
则经过
即4.5s末速度减为零，3s末物块受到的摩擦力大小为3N，5s末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为
选项C正确，B错误；
D．物体停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，则物体不再运动，则5s末物体的加速度为零，选项D错误。
故选C。
4. 中国科学院紫金山天文台近地天体望远镜发现了一颗近地小行星，这颗近地小行星直径约为43 m。已知地球半径约为6400 km，若该小行星与地球第一宇宙速度之比约为，则该行星和地球质量之比的数量级为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力有
解得第一宇宙速度
所以
行星与地球的半径之比为
它们的第一宇宙速度之比为
代入数据计算可得行星和地球的质量之比约为
故选C。
5. 如图，半径为R、质量为m的半圆柱体A放在粗糙的水平地面上，A与竖直墙面间有一半径为R、质量为m的光滑圆柱体B，A和B的质量分布都均匀。改变半圆柱体A距竖直墙面的距离，使A、B仍保持静止状态，半圆柱体A的圆心距竖直墙面的最远距离为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半圆柱体A与地面间的动摩擦因数为（ ）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对AB整体受力分析如图：

可知地面对A的支持力
摩擦力
对B受力分析如图：

由几何关系可知
则
又
联立解得
故选D。
6. 某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的情景模型：将一可视为质点的质量为m的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的O点，在外力F、细线拉力FT和重力mg的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为，与F的夹角为，开始时F水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是（ ）

A. 保持θ角及小球位置不变，逐渐缓慢减小角直至F竖直向上，则F、FT都逐渐减小
B. 保持F水平，逐渐缓慢增大θ角，则F、FT都逐渐增大
C. 保持角不变，逐渐缓慢增大θ角，直至悬线水平，则FT逐渐减小，F逐渐增大
D. 只增加细线的长度，其他条件不变，F、FT都减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．如图所示
对小球受力分析，小球受重力、拉力F和细线的拉力FT作用，角不变，角减小到90°时，F最小，因此角减小的过程中，逐渐减小，F先减小后增大，故A错误；
B．保持F水平，则
，
角增大时F、都逐渐增大，故B正确；
C．保持角不变，增大角，细线和拉力F的方向都逆时针转动，如图
F水平时最大，水平时F最大，所以逐渐减小，F逐渐增大，故C正确；
D．只增加细线的长度，对F、没有影响，故D错误。
故选BC。
7. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体A连接（另有一个完全相同的物体B紧贴着A，不粘连），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体A、B静止。撤去F后，物体A、B开始向左运动，已知重力加速度为g，物体A、B与水平面间的动摩擦因数为μ。则（ ）
A. 撤去F瞬间，物体A、B的加速度大小为
B. 撤去F后，物体A和B先做匀加速运动，再做匀减速运动
C. 物体A、B一起向左运动距离时获得最大速度
D. 若物体A、B向左运动要分离，则分离时向左运动距离为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．撤去F瞬间，对A、B系统，由牛顿第二定律得
解得
所以A正确；
B．撤去F后，A、B系统在水平向左做加速运动，因为弹簧形变量减小，系统所受合外力变小，所以系统得加速度减小，所以物体A和B先向左做加速度减小的加速运动；弹簧弹力小于摩擦力时，物体A和B做加速度增大的减速运动；当物体A和B与弹簧分离后，在摩擦力的作用下，做匀减速运动，所以B错误；
C．由于物体A、B先向左做加速度减小的加速运动，所以当加速度为零时，即合力为零时，速度达到最大，设此时的形变量为x，则
解得
则物体A、B的运动距离
所以C正确；
D．物体A、B向左运动要分离时，对B有
对A有
解得
x=0
所以若物体A、B向左运动要分离，弹簧处于原长状态，物体A、B运动的距离为，所以D错误。
故选AC。
8. 如图所示，水平转台上的小物体a、b通过弹簧连接，并静止在转台上，现转台从静止开始缓慢地增大其转速（即在每个转速下可认为是匀速转动），已知a、b的质量分别为m、2m，a、b与转台的动摩擦因数均为，a、b离转台中心的距离都为r且与转台保持相对静止，已知弹簧的原长为r，劲度系数为k，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法中正确的是（ ）
A. 当a受到的摩擦力为0时，b的摩擦力指向圆心
B. 当b受到的摩擦力为0时，a的摩擦力指向圆心
C. 物体a和b同时相对转台发生滑动，当a、b相对转台静止时，允许的最大角速度为：
D. 物体b先相对转台发生滑动，当a、b均相对转台静止时，允许的最大角速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题意可知，当a受到的摩擦力为0时，对a分析可得
所以对b分析满足
所以此时b的摩擦力指向圆心，故A正确；
B．同理当b受到的摩擦力为0时，对b分析可得
所以对a分析满足
即此时a的摩擦力背离圆心，故B错误；
CD．对a分析知，当物体a刚好相对转台发生滑动时，满足
此时转盘角速度为
对b分析知，当物体b刚好相对转台发生滑动时，满足
此时转盘角速度为
可以看出
即物体b先相对转台发生滑动，且当a、b均相对转台静止时，允许的最大角速度为
故C错误，D正确
故选AD。
二、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. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M包括小车和与小车固定连接的滑轮，钩码总质量用m表示。弹簧测力计可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时，一定要进行的操作是______；
A.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B.用天平测出钩码总质量
C.为减小误差，实验中一定要保证m 远小于M
D.小车靠近打点计时器，先通电源，再放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
(2)如图为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a= ______m/s2。 (结果保留2位有效数字)
(3)该同学以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a-F图线是一条直线， 如图所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则质量M=______。
A. B. -m C.-m D.
【答案】 ①. AD ②. 1.0 ③. D
【解析】
【详解】(1) [1]A.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，使得小车受到的拉力为合力，选项A正确；
BC.因为有弹簧测力计能测出小车的拉力，则不需要用天平测出钩码的总质量，也不需要保证m 远小于M，选项BC错误；
D.小车靠近打点计时器，先通电源，再放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，选项D正确。
故选AD。
(2)[2]根据△x=aT2，运用逐差法得
(3)[3]此题，弹簧测力计的示数
2F=Ma
即
a-F图线的斜率为k，则
故小车质量为
故ABC错误，D正确。
故选D。
10. 为研究一只额定电压为2.5V、额定电流为0.4A的小灯泡的伏安特性，要求测量尽量准确，器材除小灯泡、开关S、导线外，实验室还提供器材如下：
A．电池组（电动势，内阻）；
B．电流表A1（量程500mA，内阻约0.5Ω）；
C．电流表A2（量程3mA，内阻）；
D．电阻箱（阻值0~999.9Ω）；
E．电阻箱（阻值0~99.9Ω）；
F．滑动变阻器（阻值0~10Ω）；
G．滑动变阻器（阻值0—200Ω）；
（1）为测电压，需将A2表改装为量程2.7V的电压表，上述器材中，电阻箱应选___________（填写所选器材后的字母）；
（2）为了测量尽量准确，请在图示虚线框内画出实验电路图__________；
（3）根据所设计的电路研究小灯泡的伏安特性具体操作为：利用A1、A2表测得多组数据，并作出图线（图中纵轴I2为A2表的示数值，横轴为A1表的示数值）
①由图可知，当通过小灯泡的电流为0.3A时，小灯泡的实际功率为___________W（结果取两位有效数字）；
②若将小灯泡直接接在一个电动势，内阻的电池两端，小灯泡的实际功率为___________W（结果取两位有效数字）
【答案】 ①. R1 ②. ③. 0.32##0.31##0.32 ④. 0.72##0.73##0.74
【解析】
【详解】（1）[1]当电流满偏时，改装电压表两端的电压为2.7V，有
代入数据解得
故电阻箱选择R1。
（2）[2]电路如图所示
（3）①[3]由图可知，当通过小灯泡的电流为0.3A时，流过A2的电流为1.17mA，则小灯泡的电压为
小灯泡的实际功率为
②[4]在上图中由作出电源的图线，
图线其与小灯泡的图线交点即为两者串联灯泡的工作点
可得时
故其中一点为（0，3.0），电源路端电压
而
故当时
可得交点坐标约为（376mA，2.16mA），故小灯泡的实际功率为
代入数据得
11. 如图所示的是竖直面内小球做平抛运动时频闪照片的一部分，其中O、A、B、C是四个连续的频闪位置。取小球位于O点时的球心位置为坐标原点建立直角坐标系，经测量得到B点的坐标为，C点的纵坐标为，重力加速度为g。求：
（1）频闪周期T；
（2）该平抛小球的水平速度大小；
（3）该小球抛出点的位置坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球过O点时速度的竖直分量为，则有
，，
解得
（2）对B点分析，水平方向有
解得
（3）对O点分析，设小球从抛出点运动至O点的时间为，则有
所以
，
解得
，
即点的位置坐标为。
12. 如图所示，粗糙水平地面上静止放着相距d=1m的两块相同长木板A、B，每块木板长L=9m，与地面的动摩擦因数μ1=0.2。一可视为质点的物块C以=10m/s的初速度水平向右滑上木板A的左端，C的质量为每块木板质量的2倍，C与木板的动摩擦因数μ2=0.4。若A、B碰后速度相同但不粘连，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求:
(1)木板A经历多长时间与木板B相碰?
(2)物块C刚滑离木板A时，A的速度大小；
(3)A、B最终停下时，两者间的距离。
【答案】(1) 1s(2) 1m/s(3) 1.5m
【解析】
【详解】（1）设每块木板的质量为m，则C的质量为2m，假设A、B碰撞时，C仍在A上且速度大于A，C、A相互作用的过程中，对A由牛顿运动定律有:
对C由牛顿运动定律有:

代人数据得:
=2m/s2
=4m/s2
A发生位移d与板B相碰，由运动规律有:

C发生的位移:

代入数据解得:
=1s
=8m
此时C与A右端距离:
s=L+d-=2m
碰撞前A的速度为:

代入数据得:
=2m/s
碰撞前C的速度为:

代入数据得:
=6m/s
故假设成立，所以A滑至与B相碰时所经历的时间为:
=1s
（2）A、B相碰过程中动量守恒，有:
代入数据得:
=1m/s
碰后，A、B两板所受的合外力
F合=
故两板一起做匀速运动，所以，C刚滑离木板A时，A的速度为:
=1m/s
（3）设从A、B相碰到C刚滑上B板经历的时间为
有:

代人数据得:
=0.5s
故C刚滑上B板的速度为:
=4m/s
A、B分离后，A板做匀减速运动，有:

代入数据得:
=2m/s2
离到停下，发生的位移为:
=0.25m
B板以=2m/s2的加速度做匀加速运动，直到与C同速，设此过程经历时间为；
有:

代入数据得:
=0.5s
=2m/s
此过程B板的位移:
=0.75m
此后B、C一起以=2m/s2的加速度做匀减速运动直到停下
发生的位移为:
=1m
所以，最终停下来时，A、B板间的距离为:
=15m
（二）选考题：共45分。
[物理——选修3-4]
13. 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，处的质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 质点P在时刻速度方向沿y轴正方向
C. 质点P在时刻的位移为
D. 质点P在时间内经过的路程为
E. 质点P在时刻速度方向与加速度方向相同
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．由图可知波长
若波沿x轴正向传播，则有
（n=0，1，2……）
解得
（n=0，1，2……）
若波沿x轴负向传播，则有
（n=0，1，2……）
解得
（n=0，1，2……）
已知该波的波速是，则波只能沿x轴正向传播，选项A错误；
B．波沿x轴正向传播，根据带动法可判断质点P在时刻速度方向沿y轴正方向，选项B正确；
C．根据可得
在时波的方程为
当x=0.04m时有
质点P在时刻的位移为，选项C正确；
D．质点P在时间内经过，所以经过的路程为
选项D错误；
E．波沿x轴正向传播，周期T=0.12s，质点P在时刻在x轴上方，正向平衡位置运动，速度方向与加速度方向均指向平衡位置，选项E正确。
故选BCE。
14. 如图是截面为扇形的柱体玻璃砖，扇形截面的圆心角为，半径为R，柱体长为L，平面NOO'N'经过特殊处理，可以将射到它上面的光线全部吸收。与平面OMN平行的平行光线照射在整个MOO'M'平面上，入射角为θ，折射角为，这些光线只有一部分能从弧面MNN'M'射出，已知玻璃对该光的折射率为，求；
（1）入射角θ；
（2）弧面MNN'M'上能射出光线的面积。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据折射定律
解得
则
（2）根据题意，作光线在截面MON中的光路如图所示

设恰好在发生全反射的临界光线在MO上的折射角
入射角
由折射定律有
设该光线在上的入射点的法线OP与MO间的圆心角为α，由几何关系有
解得
故在P点以下部分有光线射出，面移