2022-2023学年山西省晋城市第一中学高三下学期8月月考物理试题（解析版）

2021级高三年级第四次调研考试试题

物理

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。请将全部答案按要求写在答题卡上。

第I卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，其中1—8题只有一个选项符合题意、9—12题有多个选项符合题意，每小题4分，共48分。多选题选对但不全得2分，错选或不选得0分。）

1. 如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO＝OF。一带负电的点电荷在E点由静止释放（    ）

A. 做匀加速直线运动

B. 在O点所受静电力为零

C. 由E到O的时间小于由O到F的时间

D. 由E到F的过程中电势能先增大后减小

2. 如图所示为一种干涉热膨胀仪原理图。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是（   ）

A. 劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动 B. 劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动

C. 劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动 D. 劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动

3. 《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（   ）

A.  B.  C.  D. nmgωRH

4. 下雨时，某同学在家发现屋檐上有雨滴无初速度落下，相邻两水滴滴下的时间间隔相等。当第1个水滴刚好落到地面上时，第3个水滴刚好离开屋檐。设屋檐到地面的高度为H，水滴从离开屋檐到落到地面的时间为t，不计空气阻力，则（    ）

A. 水滴下落0. 5t时，到地面的高度为0. 5H

B. 第1个水滴落地时，第2个水滴到地面的高度为0. 25H

C. 相邻两水滴均在空中下落时，两者距离不变

D. 相邻两水滴均空中下落时，两者速度差不变

5. 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接，已知无线连接的最大距离为10m。A、B两位同学做了一个有趣实验，A同学佩戴无线蓝牙耳机，B同学携带手机检测。如图甲所示，A、B两位同学同时沿两条相距8m的平行直线轨道向同一方向运动。其运动的图像如图乙所示，在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为（　　）

A. 2s B. 4s C. 8s D. 13s

6. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（    ）

A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B. 谷粒2在最高点的速度小于

C. 两谷粒从到的运动时间相等 D. 两谷粒从到的平均速度相等

7. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为＋q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（    ）

A. 粒子在磁场中运动的圆弧半径为a

B. 粒子质量为

C. 管道内的等效电流为nq

D. 粒子束对管道的平均作用力大小为

8. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时（    ）

A. 木板动能一定等于

B. 木板的动能一定小于

C. 物块的动能一定大于

D. 物块的动能一定等于

9. 某兴趣小组在平直公路上研究车辆的运动规律，根据做直线运动的车辆的运动情况描绘图像，如图所示。请你根据图像判定以下说法正确的是（    ）

A. 机动车的加速度越来越小

B. 机动车的位移与时间的函数关系为

C. 机动车的加速度为大小为8m/s2

D. 机动车在前3秒内的位移是24m

10. 某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（    ）

A. 线圈转动的角速度为

B. 灯泡两端电压有效值为

C. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为

D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更暗

11. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（    ）

A. 图（b）是用玻璃管获得的图像

B. 下落过程中，小磁体的N极、S极上下颠倒了8次

C. 小磁体在玻璃管内下降速度越来越快

D. 图（c）中与上部相比，小磁体通过线圈下部的过程中，磁通量变化率的最大值更大

12. 如图所示，质量为m，带电量为＋q的点电荷，从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域，在，（，为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（E值有多种可能），可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上，则（    ）

A. 粒子从NP中点射入磁场，电场强度满足

B. 粒子从NP中点射入磁场时速度为

C. 粒子在磁场中做圆周运动的圆心到NM的距离为

D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是

第I卷（非选择题，共52分）

二、实验题（本题共2小题，共16分）

13. 某同学利用如图（a）所示实验装置探究物体做直线运动时平均速度与时间的关系。让小车左端和纸带相连。右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连。钩码下落，带动小车运动，打点计时器打出纸带。某次实验得到的纸带和相关数据如图（b）所示。

（1）已知打出图（b）中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s.以打出A点时小车位置为初始位置，将打出B、C、D、E、F各点时小车的位移填到表中，小车发生对应位移和平均速度分别为和，表中________cm，________。

（2）根据表中数据得到小车平均速度随时间的变化关系，如图（c）所示。在答题卡上的图中补全实验点_________。

（3）根据图中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动，得到打出A点时小车速度大小________cm/s，小车的加速度大小________。（结果均保留3位有效数字）

14. 用如图所示的电路测量一个量程为100μA，内阻约为2000Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12V，有两个电阻箱可选，，

（1）根据电路图，请把实物连线补充完整_______；

（2）按以下步骤完成实验

①将变阻器滑动头P移至最左端，将调至最大值；

②断开S2，闭合S1，调节滑动头P至某位置再调节使表头满偏；

③闭合开关S2，调节，使微安表半偏，并读出阻值；

④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材

（3）如图是调节后面板，则待测表头的内阻为__________，则真实值__________（填“大于”、“小于”、“等于”）该测量值。

（4）某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出值，在滑动头P不变，S2闭合后调节电阻箱，使电表半偏时读出，若认为OP间电压不变，则微安表内阻为__________（用、表示）

三、计算题（本题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明和演算步骤）

15. 宋代已经出现冲天炮这种玩具（如图），也叫“起火”，每到逢年过节人们都要放“起火”庆祝。若冲天炮从地面由静止发射竖直升空时加速度大小为，2s后冲天炮中的火药燃尽（未爆炸），此后冲天炮做竖直上抛运动，不计空气阻力，重力加速度g取，求：

（1）冲天炮上升离地面的最大高度；

（2）从火药燃尽到落地的过程中，冲天炮的平均速度。（结果可保留根号）

16. 汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力．如图，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆上施加水平力推动液压泵实现刹车．助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力．每次抽气时，打开，闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，闭合，打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从排出，完成一次抽气过程．已知助力气室容积为，初始压强等于外部大气压强，助力活塞横截面积为，抽气气室的容积为。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。

（1）求第1次抽气之后助力气室内的压强；

（2）第次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小。

17. 如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、长度也为的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求

（1）金属棒P滑出导轨时的速度大小；

（2）金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；

（3）与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。

18. 如图，一竖直固定长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为。一质量为的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：

（1）第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；

（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；

（3）在第二次碰撞到第三次碰撞之间，圆盘向下运动的距离。