2023-2024学年新疆乌鲁木齐市第97中学高三上学期12月月考 物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年新疆乌鲁木齐市第97中学高三上学期12月月考 物理试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共7小题，每题4分共28分）
1．一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10﹣7m，已知氢原子的能级的示意图如图所示，普朗克常量为h＝6.63×10﹣34J•s，电子电量为e＝1.60×10﹣19C，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是（取三位有效数字）（ ）
A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级
B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级
C．从n＝3的能级跃迁到n=1的能级
D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级
2．据中国载人航天工程办公室消息，中国空间站已全面建成，我国载人航天工程“三步走”发展战略已从构想成为现实。目前，空间站组合体在轨稳定运行，神舟十五号航天员乘组状态良好，计划于今年6月返回地面。空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道。空间站运行轨道距地面的高度为左右，地球同步卫星距地面的高度接近。则空间站的（ ）
A．角速度比地球同步卫星的小B．周期比地球同步卫星的长
C．线速度比地球同步卫星的小D．向心加速度比地球同步卫星的大
3．某电场的电场线分布如图所示，将某点电荷分别放在a、b(a在左边，b在右边)两点，则点电荷所受的电场力的大小关系是（ ）
A．FaFb
D．无法确定
4．若做匀速直线运动的列车受到的阻力与其速率的二次方成正比，则当列车的速率提升为原来的3倍时，其发动机的输出功率变为原来的（ ）
A．27倍B．9倍C．3 倍D．倍
5．用电阻率为，横截面积为S的导线，绕成闭合的边长为a的正方形线圈n匝．将此线圈垂直于磁场方向放置，如图所示，由于磁场的均匀变化使线圈中的感应电流为I，方向如图中箭头所示，则此可知（ ）
A．磁场是增强的，磁感强度变化率为aS/4I
B．磁场是减弱的，磁感强度变化率为4I/aS
C．磁场是增强的，磁感强度变化率为aS/I
D．磁场是减弱的，磁感强度变化率为I/aS
6．如图甲，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，图乙为大灯结构的简化图，现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，AC=AB，半球透镜的折射率为，tan15°≈0.27。则这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为（ ）
A．1mB．2mC．3mD．4m
7．如图甲所示，在xOy平面内有两个沿y轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在x轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点a、b、p的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（ ）
A．两波源所产生的简谐波不会发生干涉
B．时，质点a向y轴正方向振动
C．在内，质点b运动的总路程是
D．稳定后质点p振动的表达式为
二、多选题（共3小题每题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，部分选对的得2分，有选错的得0分。）
8．A、B两个物体由静止开始做同向直线运动，A物体的v-t和B物体的a-t图像如图所示，则（ ）
A．0~4s内A物体运动的位移较大B．0~4s内B物体运动的位移较大
C．0~2s内A、B两个物体位移相同D．t=2s时A、B两个物体速度相同
9．质量m=2kg的物块在粗糙的水平地面上运动，t=0时刻开始受到方向相反的水平拉力F1、F2的作用，以3ms的速度做匀速直线运动，F1、F2随时间t的变化规律如图所示，取g=10m/s2，则下列说法正确的是
A．物块与地面的动摩擦因数为0.3
B．3s末物块的加速度大小为1.5m/s2
C．5s末物块的速度大小为1.5m/
D．5内物块的位移大小为9m
10．如图所示，一质量为m、电荷量的粒子（不计重力）在匀强电场中运动，粒子先后经过水平虚线上A、B两点时的速度大小分别为、，方向分别与成斜向上、斜向下，已知，下列说法中正确的是（ ）

A．场强大小为
B．粒子从A到B的运动过程中电势能一直减小
C．粒子从A到B的运动过程中的最小动能为
D．粒子从A点运动到B点过程中电场力的冲量大小为
三、综合题（本题共5小题，共54分。请根据答题卡题号及分值在各题目的答题区域内作答，超出答题区域的答案无效。）
11．某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连。
(1)下列说法正确的是 。
A．实验前，应先对弹簧测力计调零 B．应保持与木块相连的细线水平
C．实验时，应将木板匀速向左拉出 D．实验时，拉木板的速度越大越好
(2)图乙是某次实验中弹簧测力计示数放大图，木块受到的滑动摩擦力 N。
(3)为进行多次实验，该同学采取了在木块上增加砝码个数的方法若木块质量为，砝码的质量、动摩擦因数和重力加速度分别用m、和g来表示则，摩擦力 （用前面的物理量的字母表示）测得多组数据后，该同学描绘的图线如图丙所示，则他测得的动摩擦因数 （重力加速度g取）
12．在“测量电源电动势”的实验中，实验室提供的器材如下：待测电源E（放电电流不能太大），电压表（量程大于待测电源的电动势），标有长度的均匀电阻丝ab电阻约15Ω，开关S，一端连有鳄鱼夹P的导线1，其它导线若干。①实验中，用导线1、2、3、4、5和6按图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，闭合开关之前，鳄鱼夹P应置于 （填“a”或“b”）端。

②闭合开关后，反复改变鳄鱼夹P的位置，电压表都有较大的示数但不变，则断路的导线为 （填数字代号）③排除故障后，闭合开关，改变鳄鱼夹P的位置，读出多组电压表读数U，和对应aP间的电阻丝长度L，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E = V，（计算结果保留三位有效数字）。应用该实验中的数据 （填“能”或“不能”）测出该电源的内阻r。
13．大型庆典活动中，经常放飞气球，某次活动使用的气球为氦气球，每个气球需要充入氦气10L，充气后压强等于一个标准大气压，地面附近空气温度为27℃、压强为1.0×105Pa。
（1）用一个体积为50L、压强为2.0×107Pa的氦气罐给气球充气（认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致，不发生变化），在忽略漏气损耗的情况下，这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球；
（2）本次活动使用的气球由可降解材料制成，当气球体积膨胀到15L时会发生爆炸。已知高度每升高1000m，空气温度下降6℃，若一个气球在刚好上升到2000m时发生爆炸（气球上升过程中没有漏气），则此时2000m高处大气压强为多少。
14．从某一高度平抛一物体，落地时的速度是50m/s，方向与水平方向夹角是37°，取10m/s2。求：
(1)平抛运动的时间；
(2)平抛运动的水平位移和竖直高度。
15．如图所示，长为L的轻杆一端连着质量为m的小球，另一端用活动铰链轴接于水平地面上的O点，初始时小球静止于地面上，边长为L、质量为M的光滑正方体紧挨O点右侧且静止。现在杆中点处施加一大小始终为（g为重力加速度）、方向始终垂直杆的拉力经过一段时间后撤去F，小球恰好能到达最高点。已知m、g、L，忽略铰链处摩擦以及空气阻力，试分析：
（1）拉力所做的功以及撤去拉力F时小球的速度大小；
（2）若小球运动到最高点后由静止开始向右倾斜，杆与水平面夹角θ=30°时正方体和小球刚好分开，求分开时正方体的速度大小v1以及正方体和小球的质量之比M∶m；
（3）若在正方体的右侧较远处有另一与之大小形状相同的正方体弹性物块，其质量为，与地面间的动摩擦因数为μ。立方块M与小球分开时的速度仍为第（2）问中的v1，且之后两立方体发生的是左右侧面均正对的弹性碰撞，则从第一次碰后开始计时，质量为M的物块运动的总时间t为多少（碰撞时间极短，忽略不计）。
物理月考答案：
1．D
【详解】光子能量为：，等于n=2和n=1间的能级差，所以该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是从n=2的能级跃迁到n=1的能级．故D正确，ABC错误．
故选D。
2．D
【详解】根据万有引力提供向心力，有
解得
可知r越大，加速度、线速度、角速度越小，周期长，空间站的轨道半径比同步卫星的轨道半径更小，所以加速度、线速度、角速度更大，周期更短。
故选D。
3．A
【详解】从图中可以看出，a点的电场线比b点的电场线稀，所以a点的电场强度小；根据公式F=qE可得：试探电荷在a点受到的电场力小，故A正确．
4．A
【详解】列车受到的阻力与其速率的二次方成正比
列车做匀速直线运动，牵引力和阻力相等
输出功率为
所以当列车速率提升为原来的3倍时，功率提升为原来的27倍，A正确，BCD错误。
故选A。
5．B
【详解】线圈中产生逆时针方向的电流，根据楞次定律知，磁场是减弱的．
根据法拉第电磁感应定律，E=，R=,根据电流I=，联立各式解得．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
6．C
【详解】如图所示
设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意
由折射定律

设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x
由几何关系

联立得
ABD错误，C正确；
故选C。
7．C
【详解】A．由图乙可知，波源的波长，可得波源的频率为
由图丙可知波源的频率
所以波源和波源的频率相同，两列波振动方向相同，相位差固定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波可发生干涉，故A错误；
B．由图丙知，在时，波源在平衡位置且向y轴负方向运动，则在时，波源也在平衡位置且向轴负方向运动。
波源的波长为
可得在时，由于波源和波源所引起处质点都在平衡位置向y轴负方向运动；那么在，即经过后由波源和波源所引起处质点在平衡位置下方且向y轴负方向运动，故B错误；
C．质点b到波源的距离为，质点b到波源的距离为，质点b到两波源的距离差为
可知b点为振动减弱点，则b点的振幅为
在内，质点经过了，则质点b运动的总路程
故C正确；
D．质点p到两波源的距离差为，可知p点为振动加强点，则p点的振幅为
由题在时两波源均在平衡位置且向下振动，可知在时p质点在平衡位置且向上振动，相位为0，则 p点质点初相位为，有
可得
稳定后质点p振动的表达式为
故D错误。
故选C。
8．BCD
【详解】AB．速度时间图像中图线和时间轴所围的面积表示位移，A物体运动的位移
B物体在第1s内做匀加速运动，第2s内做匀减速运动，2s末速度减为0，然后重复前面的过程，是单向直线运动，运动的位移
A错误B正确；
C．0~2s内A物体位移
B物体运动的位移
C正确；
D．根据图可知，t=2s时A物体速度为零，根据a-t图像中图线和时间轴所围成的面积表示物体的速度的变化量，则
从静止开始，所以B物体速度为零，D正确。
故选BCD。
9．BD
【分析】根据t=0时刻开始受到方向相反的水平拉力F1、F2的作用，以3ms的速度做匀速直线运动，F1、F2随时间t的变化规律如图所示可知，本题考查物体的受力与运动的关系，根据牛顿第二定律与运动的关系分析求解．
【详解】A项：内，由物体的平衡可得：，代入数据解得：，故A错误；
B项：3s末物块的加速度大小为，故B正确；
C项：内物体的加速度为，所以物体减速到0的时间为，即物体在4s末速度减为0，接下来物体处于静止状态，故C错误；
D项：5内物块的位移大小等于物体4s内的位移大小，即为，故D正确．
故选BD．
10．CD
【详解】AB．质子在电场中做斜抛运动，设电场方向沿CB方向，与电场方向夹角为，如图所示

由几何知识可知，与AC方向夹角为，则有
cs=sin
从而得到
tan=
所以
=30°
从A到B，根据动能定理有
代入数据解得
根据电场力做功可知从A到B，电势能先增大，后减小。
故AB错误；
C．质子垂直电场线的分速度不变，所以当质子沿电场线方向的分速度减小为零时，速度最小，最小速度和质子垂直电场线的分速度相等，则有
最小动能为
故C正确。
D．垂直电场线方向上质子做匀速运动，从A到B在垂直电场线方向的距离为
从A到B点所用的时间为
根据冲量的公式有
故D正确；
故选CD。
11． AB 2.75（2.74-2.7都对） 0.4
【详解】（1）[1]A．实验前，应先对弹簧测力计调零，否则读数不准确，A正确；
B．应保持与木块相连的细线水平，否则木块与木板之间的正压力不等于木块的重力，B正确；
CD．实验时，应将木块匀速拉动，和木板有相对运动即可，这样细线的拉力大小等于摩擦力的大小，木板是否拉动对实验无关，CD错误。
故选AB。
（2）[2] 在弹簧测力计上，1N之间有10个小格，一个小格代表0.1N，即弹簧测力计的分度值为0.1N，此时的示数为2.75N，木块受到的滑动摩擦力2.75N。
（3）[3] 由
[4] 图像的斜率表示 ，由图像的斜率得
所以
12． b 1 2.94 不能
【详解】（1）[1]由电路图可知，电压表测量ab左侧部分电阻两端的电压；若开始时P滑到a端，则ab被短路，则电源被短路，故为了保证安全，P应置于b端。
（2）[2]电压表有示数说明与电源是相通的，即26是完好的，而示数几乎不变，说明P无法与所测左半部分相连，故说明1导线没有正确接好。
（3）[3][4]设单位长度的电阻为，由闭合电路欧姆定律可得
变形可得
则可知
解得
图像的斜率可求，但由于单位长度的电阻值不知，故无法求出内阻r。
13．（1）995个；（2）6.4×104 Pa
【详解】氦气罐体积为
V＝50L
压强
p＝2.0×107Pa
每个气球充满气的体积
V0＝10L
压强
p0＝1.0×105Pa
由玻意耳定律可得
pV＝p0（nV0＋V）
可得
n＝995
所以每个氦气罐可以充满995个气球。
（2）在地面
V0＝10L
压强
p0＝1.0×105Pa
温度为
T0＝300K
到达2000m高空时
V1＝15L
温度为
T1＝288K
由理想气体状态方程
＝
解得
p1＝6.4×104Pa
14．(1)3s；(2)120m；45m
【详解】(1)根据平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动，则落地速度构成的速度三角形可得
根据可得，平抛的时间为
(2)平抛的水平位移为
竖直位移为
15．（1），；（2），；（3）
【详解】（1）根据动能定理可得
力F所做的功为
设撤去F时，杆与水平面夹角为，撤去F前，有
解
根据动能定理有
得撤去F时小球的速度为
（2）设杆与水平面夹角为时，小球的速度为，正方体的速度为。由速度关联可得此时的速度关系为
①
由加速度关联可得此时小球水平方向的加速度为零，所以轻杆对小球弹力必须为零，即此时小球仅受重力作用，所以此时小球做圆周运动的向心力由小球重力沿杆方向的分力提供，即
②
对M、m系统，从杆开始向右倾斜到M、m分开的过程，由机械能守恒有：
③
联立①、②、③三式，解得
，
（3）为解题方便将质量为M和的物块分别称为甲、乙。设第一次碰撞前甲的速度为，碰后甲、乙的速度分别为、，由题意知碰撞过程为弹性碰撞，所以有
④
⑤
解④⑤式得
，
碰后甲做匀速运动，乙做与减速运动，且速度方向相同，所以之后一定发生第二次碰撞，但碰撞是在乙停之前还是停之后还要分析。不难发现第二次碰撞应在乙停之后发生，设第一次碰后到第二次碰前乙发生的位移大小为，经历的时间为由运动学公式可得
⑥
⑦
联立⑤、⑥、⑦三式可得
同理，第二次碰后到第三次碰，经历的时间为
第三次碰后到第四次碰，经历的时间为
……
以此类推，第n次碰后到第（n+1）次碰，经历的时间为
（1、2、3、……）
当时，可认为甲、乙两物块均停止，所以从第一次碰后开始计时，甲运动的总时间t为