河南省焦作市博爱县第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题

这是一份河南省焦作市博爱县第一中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题，共13页。
1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号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题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.在高速公路上，甲、乙两汽车在同一条平直的车道上行驶，甲车在前、乙车在后。t=0时刻，发现前方有事故，两车同时开始刹车，两车刹车后的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.甲车的加速度大于乙车的加速度
B.若t=10 s时两车未发生碰撞，则此时两车相距最远
C.为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车之间的距离至少为25 m
D.为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车之间的距离至少为50 m
2.如图所示是地月天体系统，在月球外侧的地月连线上存在一个特殊点，称为拉格朗日点。在地球上发射一颗质量为的人造卫星至该点后，它受到地球、月球对它的引力作用，并恰好和月球一起绕地球同角速度匀速圆周运动。已知相对于地球质量M和月球质量m来说，很小，所以卫星对地球和月球的引力不影响地球和月球的运动。设地心、月心间距为L，月心到该拉格朗日点的距离为d，则（ ）
A.该卫星的线速度比月球的线速度小
B.该卫星的向心加速度比月球的向心加速度小
C.该卫星的发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s
D.题中物理量满足等式
3.如图所示电路中，A、B为水平放置的平行板电容器的两个极板。闭合开关K，电路稳定后，一带电液滴位于电容器极板间的P点并处于静止状态，整个装置处于真空中，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.若把电阻箱R1阻值调大，则电容器放电
B.若把电阻箱R1阻值调大，则液滴向上运动
C.若将电容器上极板上移少许，则P点的电势升高
D.若减小电容器两极板的正对面积，则液滴向下运动
4.如图所示，排球运动员朱婷某次垫球训练，排球竖直向上运动，之后又落回到原位置，假设运动过程中排球所受空气阻力大小不变，则（ ）
A.球上升阶段和下降阶段合力做功大小相同
B.球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率
C.球上升阶段空气阻力做的功大于下降阶段空气阻力做的功
D.球上升阶段重力做功的平均功率小于下降阶段重力做功的平均功率
5.一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，弧为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（ ）
A.B.C.D.
6.大连光源是中国科学院研制的中国第一台大型自由电子激光科学研究装置，是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置，也是世界上最亮的极紫外光源，极紫外光源发出的极紫外线比紫外线的波长还要短，下列关于紫外线和极紫外线的判断正确的是（ ）
A.极紫外线光子的能量小于紫外线光子的能量
B.由玻璃射向真空时极紫外线的临界角小于紫外线的临界角
C.利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较大
D.分别照射同一光电管发生光电效应，极紫外线对应的遏止电压小于紫外线对应的遏止电压
7.如图所示，半径为的鼓形轮可绕固定的光滑水平轴转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为的A、B、C、D，4个小球，球心与的距离均为2R。现让鼓形轮匀速转动，若某时刻B、D两球所在直杆恰好位于水平方向，小球B的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.鼓形轮的角速度为B.杆对小球C的作用力一定竖直向上
C.杆对小球D的作用力为D.杆对小球A的作用力一定大于mg
8.如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动，依次经a、b、c、d到达最高点e。已知，，小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s，设小球经b、c时的速度分别为、，则（ ）
A.B.
C.D.从d到e所用时间为4s
9.如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R，降压变压器所接负载的等效电阻为R变，，其余导线电阻不计。当R变变化时，理想电压表V的示数变化为，理想电流表A的示数变化为，下列说法正确的是（ ）
A.R变的触头向下滑动时，输电线上的损耗功率变小
B.R变的触头向下滑动时，电压表的示数变小
C.R变 的触头向上滑动时，输电效率降低
D.
10.图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.t=0时，弹簧处于原长.
B.t=0.2s时，手机位于平衡位置上方
C.从t=0至t=0.2s，手机的动能减小
D.a随t变化的关系式为a=4sin（2.5πt）m/s2
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（8分）学校物理兴趣小组设计了可以测量物体质量的“天平”，如图所示，长方形木箱放在水平地面上，两根相同的弹簧（劲度系数很大）上端竖直吊挂在木箱上顶面，水平托板、直杆、齿条、水平横杆竖直连在一起，直杆通过小孔（直杆未与小孔边缘接触）穿过木箱上顶面，横杆与两弹簧下端点相连。在齿条左侧固定一齿轮，齿轮与齿条啮合且可绕过圆心O的轴无摩擦自由转动，齿轮上固定一轻质指针，当齿条下移时，齿轮沿顺时针方向转动，指针随之转动，通过固定在齿轮上方的表盘可读出指针转过的角度。经过调校，托板上未放物品时，指针恰好指在竖直向上的位置。
(1)在托板上放上待测物体，指针未接触右侧的齿条，读出指针偏转的角度（以弧度为单位），若要求出每根弹簧伸长的增加量，则还需测量的物理量为（ ）
A.弹簧的劲度系数B.齿轮的半径C.指针的长度
(2)实验中，将弹簧较小的形变转换为指针偏转的角度，采用的科学方法是 （填“理想实验法”“控制变量法”或“放大法”）。
(3)若已知弹簧的劲度系数为k，齿轮的半径为R，指针偏转的角度为，当地的重力加速度大小为g，则物体的质量可用k、R、、g表示为 。
(4)为了提高“天平”测量的精确度，可以在其他条件不变的情况下，换用劲度系数更 （填“大”或“小”）的弹簧。
(5)本实验中，弹簧自身受到的重力对实验结果 （填“有”或“无”）影响。
12.（10分）某栋居民楼发生火灾，消防队前往救援。如图所示，消防水龙头的喷嘴位置O与着火点A的连线与水平面的夹角为30°。已知水离开喷嘴时的速度大小为，方向与水平面的夹角为60°，忽略空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）水柱在空中距离O点的最大竖直高度；
（2）水柱到达着火点A时的速度大小。
13.（12分）如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，下端恰好与粗糙水平面MN平滑对接，与水平面等高且绷紧的水平传送带在电动机带动下始终以恒定速度顺时针运行。质量为的小物块由圆弧轨道顶端P点无初速度释放，滑到M点后向左运动，经N点滑上传送带，经一段时间后小物块又返回至传送带的右端。已知M、N两点间的距离，小物块与水平面和传送带间的动摩擦因数均为，g取，传送带足够长，不计空气阻力，小物块可视为质点，不考虑小物块由水平面滑上传送带的能量损失。求：
(1)小物块运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小；
(2)小物块向左运动第一次到达N点时的速度大小；
(3)全过程中小物块与传送带间因摩擦产生的热量和全过程中电动机对传送带做的功。
14.（14分）如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一端与小球A拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接小球B，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球A的位置记为O，A、B两小球质量均为m。现用外力缓慢推小球A至弹簧原长后释放，在小球A向右运动至最远点时细线断裂，已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
（1）细线断裂前瞬间的张力大小；
（2）从细线断裂开始计时，小球A第一次返回O点所用的时间t；
（3）细线断裂后，小球A到达O点时的速度大小。
15.（16分）如图所示，电阻不计且足够长的型金属框架放置在倾角的绝缘斜面上，金属框架上端与阻值的电阻相连，该装置处于磁感应强度大小，方向垂直斜面向下的匀强磁场中。质量、电阻的导体棒垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好。框架的质量、宽度，框架与斜面间的动摩擦因数，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度取。
（1）若框架固定，棒从静止开始下滑位移时速度，求此过程中电阻上产生的热量；
（2）证明：流过棒的电量，其中为磁通量的变化量。并求出过程中流过棒的电量；
（3）若框架不固定，判断其能否运动。如果框架不能运动，求导体棒的最大速度；如果框架能运动，求框架刚运动时导体棒的速度。
物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.【答案】D
【解析】A.在v-t图像中，斜率绝对值表示加速度大小，由图像可知乙车的加速度大于甲车的加速度，A错误；
B.由于甲车在前，若未发生碰撞，在t=10 s之前，乙车速度大于甲车速度，两车距离逐渐靠近，在t=10 s之后，乙车速度小于甲车速度，两车距离逐渐增大，因此t=10 s时，两车相距最近，B错误；
CD.有图像可知，在t=10 s时，两车速度相等，大小为，若此时两车未相撞，则以后不可能相撞，在0～10s这段时间内，甲车的位移，乙车的位移，因此，为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车之间的距离至少为，C错误，D正确。选D。
2.【答案】D
【解析】A.卫星和月球的角速度相同，根据，该卫星的线速度比月球的线速度大，A错误；
B.根据，该卫星的向心加速度比月球的向心加速度大，B错误；
C.当物体(航天器)飞行速度达到11.2km/s时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，所以该卫星的发射速度小于第二宇宙速度11.2km/s，C错误；
D.对卫星，向心力，对月球，向心力，联立得，D正确。选D。
3.【答案】A
【解析】AB.若把电阻箱R1阻值调大，根据分压比可知两端的电压减小，即电容器极板间的电势差减小，根据，可知电容器带电量减小，电容器放电，根据，可知电容器极板间的电场强度减小，带电液滴受到的电场力减小，小于重力，液滴向下运动，A正确，B错误；
C.若将电容器上极板上移少许，增大，电容器极板间的电场强度减小，根据，可知P点的电势减小，C错误；
D.若减小电容器两极板的正对面积，电容器电容减小，电容器极板间的电势差不变，电容器极板间的电场强度不变，带电液滴受到的电场力不变，液滴保持静止，D错误。选A。
4.【答案】B
【解析】A.设球抛出点与球运动过程中最高点的距离为，球上升阶段合力做功大小为，球下降阶段合力做功大小为，球上升阶段和下降阶段合力做功大小不相同，A错误；
B.动量的变化率为，球上升阶段，根据牛顿第二定律，球下降阶段，根据牛顿第二定律，则球上升阶段的加速度大于球下降阶段的加速度，球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率，B正确；
C.空气阻力做功为，球上升阶段空气阻力做的功等于下降阶段空气阻力做的功，C错误；
D.球上升阶段、下降阶段重力做功大小相等，球上升阶段的加速度大于球下降阶段的加速度，根据，则球上升阶段的运动时间小于球下降阶段的运动时间，根据，球上升阶段重力做功的平均功率大于下降阶段重力做功的平均功率，D错误。选B。
5.【答案】C
【解析】对于同种粒子在磁场中运动的时间由在磁场中运动轨迹对应圆心角决定，即t＝。如图甲所示，粒子垂直ac，则圆心必在ac直线上。采用放缩法可知，将粒子的轨迹半径由零逐渐放大，在r＜0.5R和r＞1.5R时，粒子将分别从ac、bd区域射出，磁场中的轨迹为半圆，运动时间等于半个周期。当0.5R＜r＜1.5R时，粒子从半圆边界射出，运动时间显然大于半个周期
若粒子从ab圆弧边任意一点e出射，轨迹如图所示，对应的圆心为O1，设∠O1ce＝α，由几何关系可知粒子在磁场中转过的圆心角θ＝∠cO1e＝180°＋2α，由此可知当α角越大时，粒子在磁场中转过的圆心角越大，粒子在磁场中运动的时间越长；由几何关系可知当线段ce与半圆ab相切时α角最大，如图乙所示，此时三角形ceO为直角三角形，可知α角为30°，故最大偏转角为θ＝π＋＝，带电粒子在磁场中运动的周期为T＝，则其运动时间最长为t＝＝，故C正确，ABD错误；故选C。
6.【答案】B
【解析】A.极紫外光源发出的极紫外线比紫外线的波长还要短，根据可知，极紫外线的频率较大，根据可知，极紫外线光子的能量大于紫外线光子的能量，A错误；
B.全反射的临界角满足，极紫外线的频率较大，则极紫外线的折射率较大，由玻璃射向真空时极紫外线的临界角小于紫外线的临界角，B正确；
C.根据可知，利用同一装置进行双缝干涉实验时极紫外线的条纹间距较小，C错误；
D.根据动能定理，根据光电效应方程，联立可得，可知分别照射同一光电管发生光电效应，极紫外线对应的遏止电压大于紫外线对应的遏止电压，D错误。选B。
7.【答案】D
【解析】A.鼓形轮的角速度为，A错误；
B.小球C所需的向心力大小为，若，则杆对小球C的作用力竖直向下，B错误；
C.对于小球D，竖直方向有，水平方向有，则杆对小球D的作用力为，C错误；
D.对于小球A，根据牛顿第二定律可得，可知杆对小球A的作用力一定大于mg，D正确。选D。
8.【答案】AD
【解析】AB.由题知，小球从a到c和从c到d所用的时间都是t=2s，根据推论得知，c点的速度等于ad间的平均速度，则有，ac间中点时刻的瞬时速度为，cd间中点时刻的瞬时速度为，物体的加速度大小为，根据，解得，A正确，B错误；
C.设c点到最高点的距离为s，则，则de=s-cd=9m-5m=4m，C错误；
D.从c到e所用的时间，则从d到e的时间为6s-2s=4s，D正确。选AD。
9.【答案】BD
【解析】AB.R变 的阻值减小，电流表的示数增大，由于降压变压器的匝数比不变，则输电线上的电流增大，输电线上的损耗功率变大。又因为升压变压器输出电压U₂不变，则降压变压器的输入电压减小，依据电压与匝数的关系知电压表的示数减小，A 错误，B正确；
C.由以上分析知，R变的阻值增大，输电线电流减小，则降压变压器的输入电压U3增大，输电效率为可知输电效率提高，C 错误；
D.根据输电线路，设升压变压器副线圈两端的电压为，输电线路的电流为，则降压变压器原线圈两端的电压，根据电压与匝数之间的关系，可得，根据匝数与电流之间的关系，联立可得，由于升压变压器原线圈无负载，因此始终不变，则根据以上函数关系可知，D正确。选BD。
10.【答案】CD
【解析】A.由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为，A错误；
B.由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误；
C.由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C正确；
D.由题图乙知，则角频率，则随变化的关系式为，D正确；选CD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（8分）【答案】(1)B，(2)放大法，(3)，(4)小，(5)无
【解析】（1）因为齿轮传动，当指针偏转的角度为时，每根弹簧伸长的增加量，所以还需测量的物理量为齿轮的半径。选B。
（2）实验中，利用放大法将较小的直线位移转换为较大的角位移。
（3）对放上托板的待测物体，根据物体的平衡条件有，又，解得
（4）根据题意，由，变形可得，在其他条件不变的情况下，k越小，精确度越高。
（5）根据可知，待测物体的质量m与弹簧自身受到的重力无关。
12.（10分）【答案】（1）28.8m （2）16m/s
【解析】（1）水在空中做斜抛运动，竖直方向上的分速度减为0时，水柱上升至最高点，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有，解得。
（2）水在空中做斜抛运动，水柱从O运动到A过程有，，水柱到达着火点A时的速度大小，解得。
13.（12分）【答案】(1)15N，(2)2m/s，(3)2.25J，1.5J
【解析】（1）小物块从圆弧轨道顶端滑到圆弧轨道底端的过程中，根据机械能守恒定律，解得，在点，对小物块，根据牛顿第二定律，解得，根据牛顿第三定律，小物块运动到圆弧轨道底端时对圆弧轨道的压力大小为15N。
（2）小物块在水平面上运动的加速度为，小物块从M点到N点，根据运动学公式，解得小物块向左运动第一次到达N点时的速度大小
（3）设小物块在传送带上向左运动的时间为，位移大小为，小物块的位移为，小物块向左运动过程中传送带的位移大小，设小物块在传送带上向右匀加速运动的时间为，则小物块的位移大小为，小物块向右匀加速过程中传送带的位移大小，因，则小物块不会再返回到传送带上，小物块相对传送带的总路程，小物块与传送带间因摩擦产生的热量为，全过程中，电动机对传送带做的功
14.（14分）【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）A静止于O点平衡时，有，A、B组成的简谐振动中，振幅为，由对称性，小球A向右运动至最远点时，对A有，对B有，联立解得。
（2）细线断裂后A球单独做简谐振动，振幅变为，则A球单独做简谐振动的振动方程为，当小球A第一次返回O点时，有，可得。
（3）细线断裂后，小球A到达O点时，有，解得。
15.（16分）【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据能量转化和守恒定律有，代入数据解得，解得
（2）流过棒的电量，据闭合电路欧姆定律，据法拉第电磁感应定律，可推出，其中，代入数据解得
（3）假设框架不能运动，导体棒到达最大速度时安培力为，则，对框架分析，此时，框架受到最大静摩擦力，框架在棒达最大速度前运动。设框架刚运动时导体棒速度为，此时棒产生的电动势，回路中感应电流，棒所受的安培力，对框架有，代入数据解得