2023-2024学年云南省大理白族自治州民族中学高三(上)1月月考理综 物理试卷(含解析)
展开注意事项:1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的考号、姓名、考场、座位号、班级在答题卡上填写清楚。
2、每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
一、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,有选错或不答的得0分。
1.下列说法中正确的是( )
A.的半衰期约为7亿年,随着地球环境的不断变化,其半衰期可能变短
B.某原子核经过一次衰变和两次衰变后,核内中子数减少2
C.10个放射性元素的原子核经过一个半衰期后,一定有5个原子核发生衰变
D.粒子的电离能力比粒子的弱
2.甲、乙两物体距地面的高度之比为1:2,所受重力之比为1:2。某时刻两物体同时由静止开始下落。不计空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A.甲、乙落地时的速度大小之比为
B.所受重力较大的乙物体先落地
C.在两物体均未落地前,甲、乙的加速度大小之比为1:2
D.在两物体均未落地前,甲、乙之间的距离越来越近
3.如图所示,在竖直光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m,悬绳与墙壁的夹角为,网兜的质量不计。下列说法中正确的是( )
A.悬绳对足球的拉力大小为
B.墙壁对足球的弹力大小为
C.足球所受合力的大小为
D.悬绳和墙壁对足球的合力大小为
4.甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上。甲轻推乙后,两人向相反方向滑去。已知甲的质量为60kg,乙的质量为50kg。在甲推开乙后( )
A.甲、乙两人的动量相同
B.甲、乙两人的动能相同
C.甲、乙两人的速度大小之比是5:6
D.甲、乙两人的加速度大小之比是5:6
5.一列简谐横波沿轴正方向传播,波速为2.0cm/s。某时刻该波刚好传播到点,波形如图所示。从此时刻开始计时( )
A.时质点正处于波峰
B.经过1.0s质点刚好完成一次全振动
C.时质点S开始振动,且振动方向向下
D.经过2.0s,质点沿轴正方向运动4cm
6.一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中( )
A.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加
C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其对外做的功
7.如图所示,在坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在点以与轴正方向成的方向射入磁场,并沿垂直于轴的方向射出磁场。已知匀强磁场的磁感应强度大小为,带电粒子质量为,电荷量为,不计粒子的重力。根据上述信息可以得出( )
A.带电粒子在磁场中运动的速率为B.带电粒子在磁场中运动的时间为
C.带电粒子在磁场中运动轨迹的半径为D.带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心坐标为
8.下图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图,玻璃圆柱体的半径为2R,空心部分是半径为的圆,两圆同心。一束单色光(平行于截面)从圆柱体外表面上的A点以入射角i射入玻璃材料中,光束经折射后恰好与内圆面相切于B点,已知该玻璃材料对此单色光的折射率为。欲使该光束从A点入射后,恰好在内圆面上发生全反射,入射角为。则( )
A.B.C.D.
二、非选择题
9.实验小组的同学们通过实验测量一段金属电阻丝的电阻率。
(1)取一段金属电阻丝连接到图甲所示的电路中,测出其电阻。再测出其长度和直径,就可以计算出所用材料的电阻率,即 ;
(2)用螺旋测微器测量金属电阻丝的直径。其中某次测量结果如图乙所示,其读数应为 mm;
(3)图丙中已经根据图甲电路连接了部分导线,滑动变阻器的滑片置于变阻器的最左端。请完成实物间的连线 。
10.实验小组的同学们在做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验时,采用如图甲所示的实验装置,让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
(1)除图甲中所示器材,还需要使用的有 (选填选项前的字母);
A.刻度尺 B.秒表 C.天平(含砝码) D.弹簧测力计
(2)实验过程中,下列操作正确的是 ;
A.在调节长木板倾斜程度以平衡小车受到的摩擦力和其他阻力时,将槽码通过定滑轮拴在小车上
B.调节滑轮的高度,使细绳与长木板保持平行
C.先放开小车再接通打点计时器的电源
(3)正确操作后,甲同学挑选出一条纸带,其中一部分如图乙所示。A、B、C为纸带上标出的连续3个计数点,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点时,纸带运动的速度 m/s(结果保留两位有效数字)。
(4)下表为乙同学记录的一组实验数据,他想借助坐标纸利用图像法直观地得到探究结论,应该以 为横轴,以 为纵轴建立坐标系。
(5)实验中,在平衡了摩擦力和其它阻力后,认为槽码所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力,这样会带来系统误差。请你通过分析说明,为了减小该系统误差,对槽码质量、小车质量的大小关系有怎样的要求 。
11.中国科技工作者如期完成了“绕、落、回”三步走的无人月球探测规划,一步一步将“上九天揽月”的神话变成现实!已知月球半径为,引力常量为。
(1)探测器环绕月球运行的某段时间内,只在月球引力作用下做匀速圆周运动,距月球表面高度为,运动周期为。求:
①探测器环绕月球运行的速度大小;
②月球的质量。
(2)如果有一天你站在月球表面,手边有细绳、小石块、尺子、计时器,请你从中选择所需器材设计一个实验估测月球的质量。简要说明实验步骤、需要测量的物理量,并求出计算月球质量的表达式。(所需字母自行设定)
12.如图所示,两块平行金属板水平放置,板间存在相互垂直的匀强电场与匀强磁场。电子以初速度从两极板正中央,沿垂直于电场、磁场的方向射入,无偏转地通过两极板间。已知板长为,两极板间距为,两极板间电势差为。电子的质量为,电荷量为,不计重力。
(1)求磁感应强度的大小;
(2)若撤去磁场,其他条件不变,电子仍能从两极板间射出,求电子在电场中运动过程的动能增量。
13.电磁刹车技术的应用越来越广泛。某电磁刹车装置可简化为如图甲所示的模型,车厢下端固定有电磁铁系统,能在长为L1、宽为L2的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场,磁感应强度的大小可根据需要自动调整,但最大不超过2T。长为L1、宽为L2的单匝矩形线圈铺设在水平绝缘轨道正中央,相邻两线圈的间隔也为L2。已知,,每个线圈的电阻。在某次试验中,当车的速度时启动该制动系统,车立即以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动,直到磁感应强度达到2T。之后磁感应强度保持2T不变,车继续前行直到停止运动。已知车的总质量为30kg,不计摩擦阻力及空气阻力的影响,导线粗细忽略不计,不考虑磁场边缘效应的影响。
(1)在图乙中定性画出车在制动过程中,其速度随时间变化的图像;
(2)求从磁感应强度达到2T至车停止运动过程中,线圈中产生的焦耳热;
(3)求制动过程中,车行驶的总距离。
参考答案与解析
1.D
【解答】A.半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关,随着地球环境的不断变化,其半衰期将不变,故A错误;
B.某原子核经过一次α衰变电荷数减小2,质量数减小4,再经过两次β衰变后,质量数不变,电荷数要增加2,所以整个过程质量数减小4,电荷数不变,所以核内中子数减少4个。故B错误;
C.半衰期具有统计规律,对大量的原子核适用。故C错误;
D.三种射线中γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强,故D正确。
故选D。
2.A
【解答】由于不计空气阻力,两物体均做自由落体运动
A.由可知
所以甲、乙落地时的速度大小之比为,故A正确;
B.由可知
所以物体做自由落体运动在空间运动的时间取决于高度,与物体所受重力的大小无关,即甲物体先落地,故B错误;
C.由于两物体都做自由落体运动,加速度均为重力加速度,故C错误;
D.由于两物体都做自由落体运动且同时下落,则在两物体均未落地前,甲、乙之间的距离不变,故D错误。
故选A。
3.B
【解答】对足球受力分析如图所示
A.由平衡可知,悬绳对足球的拉力大小为
故A错误;
B.墙壁对足球的弹力大小为
故B正确;
C.由于足球处于平衡状态,则足球所受的合外力为0,故C错误;
D.由平衡可知,悬绳和墙壁对足球的合力与足球的重力等大反向,即为mg,故D错误。
故选B。
4.C
【解答】A.甲、乙两人组成的系统在甲推乙的过程中动量守恒,由于系统初动量为0,则甲、乙两人的动量大小相等,方向相反,故A错误;
B.由公式可知,由于两人的动量大小相等且质量不同,所以甲、乙两人的动能不相同,故B错误;
C.由动量守恒可得
则
故C正确;
D.在甲推开乙后,甲、乙两人均做匀速直线运动,加速度均为0,故D错误。
故选C。
5.C
【解答】A.波形图向右平移
故P点到达波谷位置,故A错误;
B.由图可知
解得
故质点刚好完成一次全振动时间为 ,故B错误;
C.波形图向右平移
故质点S开始振动,根据“上下坡”规律,振动方向向下,故C正确;
D.质点在平衡位置附近做简谐振动,并不会随波迁移,故D错误。
故选C。
6.BC
【解答】由图像可知,气体从状态a变化到状态b,满足
可知气体的体积保持不变,则气体对外不做功,气体状态a变化到状态b,温度逐渐升高,则气体的内能一直增加,根据热力学第一定律可知,气体一直从外界吸热,气体吸收的热量等于其内能的增加量。
故选BC。
7.AD
【解答】AC.粒子在磁场中运动轨迹以及圆心的所在位置如图所示
根据几何关系可得
解得粒子在磁场中运动的轨迹半径为
在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得带电粒子在磁场中运动的速率为
故A正确C错误;
B.根据几何关系可得粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为
θ=180°-60°=120°
粒子在磁场中运动的周期
带电粒子在磁场中运动的时间为
故B错误;
D.带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心纵坐标为
所以带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心坐标为,故D正确。
故选AD。
8.BD
【解答】AB.由题意,设折射角为r,由几何关系
根据折射定律
解得
故A错误,B正确;
CD.设在A点的入射角为时,光束经折射后到达内圆面上的C点,并在C点发生全反射,则光束在内球面上的入射角∠ACD恰等于临界角θ,如图所示
解得
根据正弦定理
解得
根据折射定律
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
9. 0.396
【解答】(1)[1]根据电阻定律
解得
(2)[2]螺旋测微器的精确度为0.01mm,金属电阻丝的直径
d=0mm+39.6×0.01mm=0.396mm
(3)[3]根据图甲进行实物间的连线如下
10. AC B 0.44 a
【解答】(1)[1]根据实验原理可知,本实验要测量出小车的质量,则还要天平(含砝码),还要通过纸带计算出小车的加速度,则还要刻度尺测量纸带上点迹间的距离,由于打点计时器有计时功能,则不要秒表,认为槽码所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力,则只要测出槽码的质量就可以,则不要弹簧测力计
故选AC;
(2)[2]A.在调节长木板倾斜程度以平衡小车受到的摩擦力和其他阻力时,不用将槽码通过定滑轮拴在小车上,但纸带要连接在小车上,故A错误;
B.为了保证绳上的拉力为小车运动过程中所受到的合力,则应调节滑轮的高度,使细绳与长木板保持平行,故B正确;
C.为了充分利用纸带和打点稳定,应选接通打点计时器的电源后放开小车,故C错误;
故选B;
(3)[3]相邻计数点之间还有4个点没有标出,则相邻点间的时间间隔为
打点时,纸带运动的速度
(4)[4][5]由表格可知,小车所受合力恒定,探究小车的加速度与小车的质量的关系,由牛顿第二定律可知,,所以利用图像法直观地得到探究结论,应该以a为纵轴,以为横轴建立坐标系。
(5)[6]对小车有
对槽码有
联立解得
为了减小该系统误差,则应满足
11.(1)①;②;(2)详见分析
【解答】(1)①探测器环绕月球运行的速度大小
②根据牛顿第二定律,万有引力提供向心力
解得
(2)根据细绳、小石块制作单摆,可以通过单摆实验测当地的重力加速度。
将一小石块系于细绳的下端制成单摆,让单摆在竖直平面内做小角度摆动;当小石块通过平衡位置时启动计时器(记为第1次),在小球第次通过平衡位置时止动计时器,读出计时器时间为;即可得到单摆运动的周期T。用尺子量出摆长L,根据单摆周期公式
变形可得
月球表面的万有引力提供重力加速度得
联立得
12.(1);(2)
【解答】(1)由电场力等于洛伦兹力
其中
解得
(2)若撤去磁场,电子在两极板间做类平抛运动,加速度为
电子仍能从两极板间射出,运动时间
偏转位移
由动能定理得,电子在电场中运动过程的动能增量
13.(1) ;(2);(3)
【解答】(1)车先做匀减速运动,后做变减速运动到停止。做变减速时,随着速度减小,感应电动势减小,感应电流减小,安培力减小,加速度减小,速度图线的斜率减小。速度随时间变化的图像如图所示。
(2)设磁感应强度达到最大时车的速度为v1,感应电动势为
感应电流为
安培力为
解得
根据牛顿第二定律
解得
线圈中产生的焦耳热为
解得
(3)设匀减速过程的距离为x1
解得
设变减速过程的距离为x2,根据动量定理得
解得
总位移为
合力
小车质量
加速度
1
0.29
0.86
0.34
2
0.29
0.61
0.48
3
0.29
0.41
0.71
4
0.29
0.36
0.81
5
0.29
0.31
0.94
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