福建省福州市长乐高级中学2023年下学期高三第一次月考物理试题

福建省福州市长乐高级中学2023年下学期高三第一次月考物理试题

注意事项

1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是

A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级

B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光

C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应

D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV

2、某行星为质量分布均匀的球体，半径为R，质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为（   ）

A． B． C． D．

3、下列说法正确的是（  ）

A．肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的色散现象

B．机械波和电磁波本质上相同，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象

C．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为了提高成像质量，往往在镜头前贴上增透膜

D．在光的单缝衍射实验中，缝越宽，衍射现象越不明显

4、下列单位中属于国际单位制（SI）基本单位的是（　　）

A．牛顿 B．焦耳 C．千克 D．库仑

5、一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（  ）

A．这列波的波长为1 m

B．t=0s时质点a的速度与质点b的速度相等

C．t=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大

D．如图乙表示的是质点b的振动图像

6、下列说法正确的是（　　）

A．根据∆E=∆mc2可以计算核反应中释放的核能

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

C．目前核电站利用的核反应是裂变，核燃料为氘

D．目前核电站利用的核反应是聚变，核燃料为铀

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、3m，A叠放在B上，C、B离圆心O距离分别为2r、3r。C、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直无张力。已知C、B与圆盘间动摩擦因数为，A、B间摩擦因数为3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止缓慢加速，则（　　）

A．当时，A、B即将开始滑动

B．当时，细线张力

C．当时，C受到圆盘的摩擦力为0

D．当时剪断细线，C将做离心运动

8、如图所示，光滑水平面上放置A、B两物体相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为mAkg，mB3kg。从t0开始，作用力FA和作用力FB分别作用在A、B两物体上，FA、FB随时间的变化规律分别为FA=82tN，FB22tN。则（　　）

A．A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动

B．当FAFB时，A、B两物体分离

C．t=1s时A物体的运动速度为2m/s

D．物体B在t=5s时的加速度为4m/s2

9、如图所示，质量相同的小球A、B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A、B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，下列说法正确的是（    ）

A．B球沿墙下滑的过程中，两球及杆组成的系统机械能守恒但动量不守恒

B．B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间，杆对A一直做正功

C．B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间,地面对A的支持力先减小后增大

D．当细杆与水平方向成30°角时，小球A的速度大小为v，可求得杆长为

10、如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A．倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tan=0.75：

B．煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5

C．煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4s

D．煤块在传送带上留下的痕迹长为m

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）利用打点计时器（用频率为的交流电）研究“匀变速直线运动的规律”。如图所示为实验中打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，O是打点计时器打下的第一个点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出

（1）相邻两计数点之间的时间间隔为________s

（2）实验时要在接通打点计时器电源之________（填“前”或“后”）释放纸带

（3）将各计数点至O点的距离依次记为、、、、…，测得，，，。请计算打点计时器打下C点时纸带的速度大小为___；纸带的加速度大小为________（结果均保留两位有效数字）

12．（12分）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。

(1)首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；

(2)接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。

①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；

②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；

③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）两根长为L的绝缘轻杆组成直角支架，电量分别为+q、-q的两个带电小球A、B固定在支架上，整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。在电场力之外的力作用下，整体在光滑水平面内绕竖直轴O以角速度ω顺时针匀速转动，图为其俯视图。不计两球之间因相互吸引而具有的电势能。试求：

（1）在支架转动一周的过程中，外力矩大小的变化范围。

（2）若从A球位于C点时开始计时，一段时间内（小于一个周期），电场力之外的力做功W等于B球电势能改变量，求W的最大值。

（3）在转动过程中什么位置两球的总电势能变化最快？并求出此变化率。

14．（16分）如图所示，半径未知的光滑圆弧AB与倾角为37°的斜面在B点连接，B点的切线水平。斜面BC长为L=0.3m。整个装置位于同一竖直面内。现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。不计空气阻力。（g取10m/s2）

(1)求圆弧的轨道半径；

(2)若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落在斜面上的某点D。若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。

15．（12分）如图所示，光滑的水平台高，在水平台上放置A、B两物体，质量分别为，一半径的光滑固定圆弧轨道竖直放置，与水平地面相切于C点，半径OD与竖直方向OC的夹角，现使物体A以的初速度水平向右运动，并与物体B发生正碰，物体B离开平台后恰能沿D点切线方向滑入圆弧轨道。已知重力加速度取，求：

(1)碰撞后物体A的速度；

(2)物体B经过圆弧轨道的C点时，轨道受到的压力大小。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、D

【解析】
A．处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV的能量．故A错误；

B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出，故B错误；

C．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误；

D．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：，故D正确；

2、B

【解析】
由万有引力定律和重力的定义可知

由牛顿第二定律可得

联立解得

故选B。

3、D

【解析】
A．肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象，故A错误；

B．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，而机械波的传播需要介质，真空中不传播，机械波和电磁波本质上不相同，故B错误；

C．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为减少反射光的干扰，通过偏振片来阻碍反射光进入镜头，故C错误；

D．光的单缝衍射实验中，缝越宽，和光波长差距越大，衍射现象越不明显，故D正确。

故选D。

4、C

【解析】
国际单位制基本单位一共只有七个。据此判断即可。

【详解】

ABD．牛顿、焦耳和库伦都是国际单位制中力学的导出单位，ABD不符合题意．

C．千克是质量单位，是国际单位制中力学的基本单位，C符合题意．

故选C。

5、C

【解析】
A．由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s ，则波长

m

A错误；

B．t=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，B错误；

C．因为周期T=4s，所以当t=1s时经历了，此时质点a在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点b在波峰处，位移最大，加速度最大，C正确；

D．由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，D错误。

故选C。

6、A

【解析】
A．根据∆E=∆mc2可以计算核反应中释放的核能，式中∆m是核反应中的质量亏损，选项A正确；

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，选项B错误；

CD．目前核电站利用的核反应是核裂变，核燃料为铀，选项CD错误。

故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BC

【解析】
A. 当A开始滑动时有：

解得：

当时，AB未发生相对滑动，选项A错误；

B. 当时，以AB为整体，根据可知

B与转盘之间的最大静摩擦力为：

所以有：

此时细线有张力，设细线的拉力为T，

对AB有：

对C有：

解得

，

选项B正确；

C. 当时，

AB需要的向心力为：

解得此时细线的拉力

C需要的向心力为：

C受到细线的拉力恰好等于需要的向心力，所以圆盘对C的摩擦力一定等于0，选项C正确；

D. 当时，对C有：

剪断细线，则

所以C与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力，则C仍然做匀速圆周运动。选项D错误。

故选BC。

8、CD

【解析】
AB．FA、FB的大小都随时间而变化，但合力

不变，故开始一段时间内A、B以相同的加速度做匀加速运动，A、B分离前，对整体有

①

设A、B间的弹力为FAB，对B有

②

由于加速度a恒定，则随着t的增大，FB增大，弹力FAB逐渐减小，当A、B恰好分离时，A、B间的弹力为零，即

③

将

代入①解得

联立②③得，t=2s，此时

所以在2s内，A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动，t=2s后A、B两物体分离，故AB错误；

C．t=1s时A物体的运动速度为

故C正确；

D．物体B在t=5s时的加速度为

故D正确。

故选CD。

9、AD

【解析】
A．B球沿墙下滑的过程中，系统受到的力只有重力做功，所以机械能守恒，但是由于合外力不等于零，所以动量不守恒，故A正确；

BC．初始时刻A球的速度为零，当B球到达水平面时，B的速度向下，此时B球沿着细杆方向的分速度为零，所以此时A球的速度为零，那么在向右端过程中A球必定先加速运动再做减速运动，杆对球A先施加斜向下的推力做正功，此时A对地面压力大于自身重力，后施加斜向上的拉力做负功，此时A对地面压力小于自身重力，故B、C错误；

D．小球A的速度为时，设小球B的速度大小为，则有

解得

两球下滑过程中系统的机械能守恒，则有

联立解得

故D正确；

故选AD。

10、AD

【解析】
AB．由v－t图像得0~1s内煤块的加速度大小

方向沿传送带向下；1~2s内煤块的加速度大小

方向沿传送带向下。0~1s，对煤块由牛顿第二定律得

，对煤块由牛顿第二定律得

mgsinθ一μmgcosθ=ma2

解得

tanθ=0.75，μ=0.25

故A正确，B错误；

C．v－t图像图线与时间轴所围面积表示位移大小，所以煤块上滑总位移大小为x=10m，由运动学公式得下滑时间为

所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为，故C错误；

D．0~1s内煤块比传送带多走4m，划痕长4m，1~2s内传送带比煤块多走2m，划痕还是4m。内传送带向上运动，煤块向下运动，划痕总长为

，

故D正确。

故选AD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、0.1    后    0.24    0.80   

【解析】
（1）[1]频率为的交流电，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，所以相邻两计数点之间的时间间隔为。

（2）[2]实验时，需先接通电源，后释放纸带。

（3）[3] 打点计时器打下C点时纸带的速度大小

[4] 纸带的加速度大小

代入数据得

12、220Ω    4.699（4.697~4.700均可）        电压表的示数U、电流表的示数I       

【解析】
(1)[1]金属丝的阻值约为：

Rx=22×10Ω=220Ω；

(2)①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：

4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；

②[3]由(1)可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V，则流过金属丝的电流约为：

由于电流表A2的量程比较大，因此需将电流表A1改装成量程为30mA的电流表，则电流表应选用A1，又由电流表的改装原理可知：

解得：

R=10Ω

因此定值电阻应选择R1，由于改装后的电流表内阻已知，因此应选电流表的内接，由于滑动变阻器的总阻值小于金属丝的电阻值，因此滑动变阻器应用作分压接法，则所设计的电路图如图所示：

③[4][5]电压表的示数U、电流表的示数I；流过金属丝的电流为其电压为：

由欧姆定律可知该金属丝的电阻值为：

又由电阻定律得：

截面积为：

解得：

。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）0~qEL（2）W=－2qEL（3）OA杆与电场线平行时，电势能变化最快，变化率qEωL

【解析】
(1)设OA与电场线夹角，电场力矩与外力矩平衡，外力矩：

，

故外力矩大小的变化范围为0~qEL

(2)支架匀速转动，由动能定理可得

W+W电场力=0，

根据题意

W=ΔEpB，

得

W电场力=-ΔEpB，

电场力做功仅改变了B球电势能，所以A球电势能变化为零，则A球在这段时间初末应在同一个等势面上，根据B球前后位置关系，得：

W=-2qEL；

(3)因为电场力做功等于电势能改变量，所以电势能变化最快的位置应是电场力功率最大的位置。设OA与电场线夹角，由公式有

电场力功率：

，

显然在一周内θ=0或π时有最值，即OA杆与电场线平行时，电势能变化最快。为变化率qEωL

可能存在的另一类解法：

以OA与电场线平行，A在右端位置为t=0，以任意位置为零电势，均能得到整体电势能

Ep=qELsin(ωt)，

求导得电势能变化率=qEωLcos(ωt)，显然一周内ωt =0或π时有最值，即OA杆与电场线平行时，电势能变化最快。变化率qEωL。

14、 (1)0.08m；(2)

【解析】
(1)设圆弧的半径为R，则小球在AB段运动时由

解得

小球从B平抛运动到C的过程中，分解位移

联立解得

(2)在B处放置m的胶泥后，粘合时动量守恒，由

得

在B处放置3m的胶泥后，粘合时动量守恒，由

得

整体从平抛，分解位移

根据几何关系可知

解得平抛时间为

落点距离为

可知

则

15、 (1)(2) 136N

【解析】
（1）物体B离开平台下落到D点的高度为

由，解得

在D点由速度矢量三角形可得

即碰撞后B的速度为

A、B碰撞时由动量守恒得

联立解得

（2）B从平台落到圆弧轨道C点的全过程，由动能定理得

在C点由牛顿第二定律可得

联立解得

由牛顿第三定律可得，轨道受到的压力为136N