江苏省扬州中学2023-2024学年高三上学期1月月考物理试题

这是一份江苏省扬州中学2023-2024学年高三上学期1月月考物理试题，共10页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：共10小题，每小题4分，共计40分．每题只有一个选项符合题意．
1．我国科技发展发射了很多人造地球卫星在太空运行，有离地面高低不同的轨道，卫星各轨道看做圆周运动，下列说法中正确的是
A．距离地面越高的卫星，做圆周运动的向心力越大
B．距离地面越高的卫星，做圆周运动的向心力越小
C．卫星离地面越低，运动周期越小
D．卫星离地面越高，线速度越大
2．沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是
A．该波沿x轴负方向传播
B．该波的波长为12m
C．该波的传播速度为12m/s
D．x=0处的质点在此后1.5s内运动的路程为1m
3．如图所示，面积为S、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO＇匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光．已知L1、L2、L3的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则
A．理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2
B．在图示位置时，穿过线框的磁通量变化率最小
C．若在副线圈再并联一个相同的灯泡，则灯泡L3将变暗
D．线框转动的角速度为ω=32PNBSI
4．关于下列三幅图的说法正确的是
A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显
B．图乙中峰值大的曲线对应的气体温度较高
C．图丙中实验现象可以说明蜂蜡是晶体
D．图丙中实验现象说明薄板材料各向同性，一定是非晶体
5．两电荷量分别为和的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A，N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是
A．q1B．N点的电场强度大小为零
C．NC间场强方向沿x轴正方向
D．将一负点电荷从N点移到D点，电势能先减少后增加
6．某同学利用如图甲的实验电路观察电容器的充、放电现象，U、I分别为理想电压表和电流表的示数，下列说法正确的是
A．开关S接1到稳定过程中，U-t图像如乙图所示
B．开关S接1到稳定过程中，I-t图像如乙图所示
C．电容器充电结束后将开关S接2，两次电阻R取值不同，对比图像应如丙图所示
D．电容器充电结束后将开关S接2，两次电容C取值不同，对比图像应如丁图所示
7．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。压力传感器阻值随压强的增大而减小，在潜水器上浮的过程中，下列说法正确的是
A．通过显示器的电流增大
B．压力传感器两端的电压减小
C．路端电压变大
D．压力传感器的功率一定减小
8．一定质量的理想气体，沿p-V图像中箭头所示方向，从状态a开始先后变化到状态b、c，再回到状态a。已知a状态气体温度为300K。则下列说法正确的是
A．气体在c状态时的温度为600K
B．从状态a→b→c的过程中，气体对外界做功200J
C．气体在a→b→c→a过程中放出热量100J
D．气体在b→c过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多
9．质量为m、带有光滑半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R。现将质量也为m的小球从A点正上方R处由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．小球运动到最低点的速度大小为2gR
B．小球离开小车后做斜上抛运动
C．小球离开小车后上升的高度小于R
D．小车向左运动的最大距离为R
10．绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆，沿两金属杆方向分别建立x轴和y轴。另有两光滑金属杆1、2与两固定杆围成正方形，金属杆间彼此接触良好，空间存在竖直向上的匀强磁场。已知四根金属杆完全相同且足够长，下列说法正确的是
A．分别沿+x和-y方向以相同大小的速度匀速移动杆1、2，回路中电流方向为顺时针
B．分别沿+x和-y方向以相同大小的速度匀速移动杆1、2，回路中电流随时间均匀增加
C．分别沿+x和-y方向移动杆1、2，移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变，回路中的电流方向为顺时针
D．分别沿+x和-y轴方向移动杆1、2，移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变，通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．（一）在“练习使用多用电表”的实验中，某同学进行了如下操作：
（1）利用多用电表测量某定值电阻的阻值，选择开关打到电阻档“×100”的位置，将红、黑表笔的笔尖分别与电阻两端接触，电表示数如图1所示，该电阻的阻值为________Ω。
（2）利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“×100”测量时指针示数如图2所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项中合理的步骤为_________。（选填字母代号并按操作顺序排列）
A．将选择开关旋转到欧姆挡“×1k”的位置
B．将选择开关旋转到欧姆挡“×10”的位置
C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量
D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Ω”
（3）该同学想进行如图3所示的操作，下列说法错误的是_________。（选填字母代号）
A．图甲中将选择开关旋转到直流电压挡，选择合适量程可测量小灯泡两端电压
B．图乙中将选择开关旋转到直流电流挡，选择合适量程可测量流经小灯泡的电流
C．图丙中将选择开关旋转到欧姆挡，选择合适量程可测量闭合电路中小灯泡的电阻
（二）某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质光滑滑轮，F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），另外，该实验小组还准备了刻度尺和一套总质量m0=0.5kg的砝码。
（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码全部放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落过程中，测得遮光条通过光电门的时间为Δt，下落过程中的加速度大小a=___________（用d、Δt、h表示）。
（2）改变m，测得遮光条通过光电门对应的时间，算出加速度a，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示，可得A的质量mA=_________kg，B的质量mB=________kg。（均保留两位有效数字，重力加速度g取10m/s2）
12.通过同步卫星通话时，对方总是停一小段时间才回话，问在地球上的人说话后至少经过多长时间才能听到对方回话？（设对方听到说话后立即回话，已知地球自转周期T，地球质量M，地球半径R，引力常量G和光速c）
13.如图所示，带有圆管轨道的长轨道水平固定，圆管轨道竖直(管内直径可以忽略)，底端分别与两侧的直轨道相切，圆管轨道的半径R＝0.5 m，P点左侧轨道(包括圆管)光滑，右侧轨道粗糙．质量m＝1 kg的物块A以v0＝10 m/s的速度滑入圆管，经过竖直圆管轨道后与直轨道上P处静止的质量M＝2 kg的物块B发生碰撞(碰撞时间极短)，碰后物块B在粗糙轨道上滑行18 m后速度减小为零．已知物块A、B与粗糙轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.1，取重力加速度大小g＝10 m/s2，物块A、B均可视为质点．求：
(1)物块A滑过竖直圆管轨道最高点Q时受到管壁的弹力；
(2)最终物块A静止的位置到P点的距离．
14.如图所示的装置水平放置，处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，电源电动势为E、内阻为R。光滑平行导轨足够长，导轨间距分别为d与2d。长度为2d的相同导体棒b、c均垂直静置于导轨上，导体棒质量为m、电阻为R。求：
（1）两棒运动过程中加速度大小之比；
（2）闭合开关后，导体棒b最终速度的大小；
（3）上述过程中导体棒b中产生的焦耳热。
15．如图甲所示为某科研团队设计的粒子偏转装置示意图，粒子源可以均匀连续的产生质量为m，电荷量为q正粒子，其比荷qm=1×108C/kg，初速度可忽略不计。带电粒子经电压U=100V的加速电场加速后，贴近上板边缘，水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板间距为d=0.02m，板长为22d，板间加有图乙所示的周期性变化的电压，其最大电压也为U、最小电压为U4，周期远大于粒子在偏转电场中运动的时间（忽略粒子穿越偏转电场时电压的变化），下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。若带电粒子能由偏转电场飞出，则飞出后立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场，最后经匀强磁场偏转后打在探测板上；若不能飞出偏转电场，则被金属板吸收并导走。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间t；
（2）一个周期T内，从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比η；
（3）从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需满足的条件；
扬州中学高三物理2024年01月月考卷参考答案
1．C，2．B，3．D，4．A， 5．D，6．B，7．C，8．C，9．D，10．B
11．
（一） 1100 BDC C
（二）d22hΔt2 2.2 0.67
12．m4πT22（R＋h）＝GMmR+h2
h=3GMT24π2－R
无线电传播的最短距离为，s＝4h，传播的最短时间为t=sc
13.(1)150 N，方向竖直向下 (2)2 m
【解析】(1)物块A从开始运动到Q点的过程中，由机械能守恒定律可得：
eq \f(1,2)mveq \\al(02,)＝mg×2R＋eq \f(1,2)mveq \\al( 2,Q)
物块A在Q点时，设轨道对物块A的弹力FT向下，由牛顿第二定律可得：
FT＋mg＝meq \f(v\\al( 2,Q),R)
解得FT＝150 N，
则物块A在Q点时轨道对它的弹力大小为150 N，方向竖直向下；
(2)由机械能守恒定律可知，物块A与B碰前瞬间的速度为v0，物块A与B碰撞过程，由动量守恒定律：
mv0＝mv1＋Mv2
碰后物块B做匀减速运动，由运动学公式：veq \\al(22,)＝2axB
Ff＝μMg＝Ma
解得v1＝－2 m/s，v2＝6 m/s
由机械能守恒定律可知，物块A若能滑回Q点，其在P点反弹时的最小速度满足：
eq \f(1,2)mveq \\al(min2,)＝mg×2R
vmin＝2eq \r(5) m/s>2 m/s
则物块A反弹后滑入圆管后又滑回P点，设最终位置到P点的距离为xA，
则：veq \\al(12)＝2μgxA
解得最终物块A静止的位置到P点的距离xA＝2 m
14．（1）（1）v3=E5Bd；Qb=mE250B2d2；（2）3E10
（1）b、c棒电流相同，所受安培力之比为1：2，加速度之比也是1：2
（2）由题意可得
E=Bdv3+B⋅2d⋅v4
Bdq=mv3
B⋅2dq=mv4
联立可得导体棒b的最终速度
v3=E5Bd
导体棒c的最终速度
v4=2E5Bd
（3）由能量守恒定律有
Eq=12mv32+12mv42+Q
而
Qb=R2R2+R+RQ
得
Qb=mE250B2d2
15．（1）t=4×10-7s；（2）η=33.3%；（3）210T≤B≤25T；（4）S=13π4+3×10-4m2
【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理
qU=12mv02-0
解得进入偏转电场的初速度为
v0=2×105m/s
粒子在偏转电场中的运动，如下图所示

穿过偏转电场时，水平方向做匀速直线运动，有
22d=v0t
解得从偏转电场出射的粒子通过偏转电场的时间为
t=22dv0=4×10-7s
（2）粒子恰好从下极板右端飞出，根据类平抛运动的规律，有
22d=vt
d=12at2
a=qU0md
解得
U0=U2=50V
所以一个周期T内，从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比为
η=U0-U4U-U4×100%=33.3%
（3）设粒子飞入磁场时的速度为v，在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有
qvB=mv2r
设粒子飞入磁场时，其速度与水平方向的夹角为θ，则有
vcsθ=v0
设粒子进入磁场后，y方向偏移的位移为Δy，由几何关系可知
Δy=2rcsθ
解得
Δy=2mv0qB
与速度v无关
设粒子在偏转电场中的最小偏移量为ymin，则有
ymin=12qU4mdt2=d2
若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板，需满足
d2≤Δy≤d
解得
2mv0qd≤B≤4mv0qd
即
2d2mUq≤B≤4d2mUq
因此从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时，磁感应强度B需要满足的条件为
210T≤B≤25T