河南省郑州市宇华实验学校2023-2024学年高三下学期5月月考物理试题（Word版附解析）

这是一份河南省郑州市宇华实验学校2023-2024学年高三下学期5月月考物理试题（Word版附解析），共20页。

1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、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，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
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5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1. 如图，C由质量为M的物块及右上角光滑轻质定滑轮组成，静置于水平地面。跨过滑轮用轻绳连接两质量分别为2m和m的物块A、B，除地面外的其余各接触处均光滑。开始用手托住B，使轻绳刚好伸直。由静止释放B，在B下落而A又未碰到滑轮的过程中，C始终保持静止，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对C有向右的摩擦B. 物体C受到4个力作用
C. 绳中拉力等于mgD. 地面对C的支持力小于
【答案】A
【解析】
【详解】C．设绳子拉力为T，对B由牛顿第二定律
对A由牛顿第二定律
联立可得
C错误；
A．对ABC整体应用牛顿第二定律，水平方向地面摩擦力
摩擦力方向与A加速度方向一致，水平向右，A正确；
C．物体C受到A的压力、绳对滑轮作用力、地面支持力、重力、地面摩擦力，五个力，C错误；
D．对ABC整体应用牛顿第二定律，竖直方向
解得
故地面对C的支持力大于，D错误。
故选A。
2. “两江四岸”烟花活动中，某同学用手机录制了一段烟花运动视频，经电脑处理得到某一烟花的运动轨迹如图所示，其中最高点切线水平，点切线竖直，由图可知（ ）
A 该烟花由点运动到点过程中，水平方向匀速运动
B. 该烟花由点运动到点过程中，其机械能守恒
C. 该烟花在点的加速度方向竖直向下
D. 该烟花在点处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．轨迹的切线方向为速度方向，由题可知、点切线水平，点切线竖直，即、两点速度在水平方向分量不为0，在点速度在水平方向分量减为0，所以该烟花由点运动到点过程中，水平方向做减速运动，故A错误；
B．结合A选项可知该烟花由点运动到点过程中，水平方向做减速运动，即该烟花由b点运动到c点过程中，烟花在运动过程中受到摩擦阻力，机械能不守恒，故B错误；
C．该烟花在最高点切线水平，即此时运动方向为水平向右，摩擦阻力水平向左，则摩擦力和重力的合力朝左下，所以加速度方向与合力方向一致，故C错误；
D．该烟花在最高点有竖直向下的加速度分量，所以处于失重状态，故D正确。
故选D。
3. 某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，将多用电表的选择开关旋转到“直流500mA”挡作为图中的电流表A。已知电流表A的内阻RA＝0.4，R1＝RA，R2＝7RA。关于改装表的下列说法正确的是（ ）
A. 若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为0.5A
B. 若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为3.0V
C. 若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为2.0A
D. 若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为1.5V
【答案】B
【解析】
【详解】AC．根据电流表改装原理，若将接线柱1、2接入电路时，最大可以测量的电流为
故AC错误；
BD．根据电压表改装原理，若将接线柱1、3接入电路时，最大可以测量的电压为
故B正确，D错误。
故选B。
4. 一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平行玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表面射出。已知该玻璃砖对红光的折射率为1.5，设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为和。下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃砖对蓝光的折射率小于1.5
B. 下表面射出的红光、蓝光一定平行
C. 若将θ增大，红光有可能在下表面发生全反射
D. 若将θ从0°增大至90°的过程中，始终大于
【答案】B
【解析】
【详解】A．不同频率的光在同种介质中的相互作用不同，因此它们的折射率也会有所差异， 一般情况下，同种介质中的折射率与光的频率呈正相关关系，即频率越高，折射率越大，由于蓝光的频率高于红光的频率，所以该玻璃砖对红光的折射率为1.5，则玻璃砖对蓝光的折射率大于1.5，故A错误；
B．红、蓝两单色光穿过玻璃砖自下表面射出的光路图如图所示
由几何关系可知红光、蓝光在玻璃砖中上下界面与法线的夹角相同，设折射角为，由折射定律
可知蓝光满足
红光满足
即有
所以红光、蓝光两单色光通过平行玻璃砖后出射方向不变，只是发生一定程度的侧移，且侧移距离随折射率的增大而增大，所以从下表面射出时，红光、蓝光的折射角应是相等的，即从下表面射出的红光、蓝光一定平行，故B正确；
C．由于光路是可逆的，根据B选项可知红光、蓝光两单色光通过平行玻璃砖后出射方向不变，只是发生一定程度的侧移，若要红光有在下表面发生全反射，则上表面入射光入射角应增大至，即与上表面平行，此时故光线不能到达下表面，也就不能发生全反射，故C错误；
D．设折射角，由折射定律
且
在玻璃砖中的时间为
因为红光的折射率小于蓝光的折射率，则红光的折射角大于蓝光的折射角，根据题意可知，红光的折射率为1.5，可知红光的折射角
可知，两种光线在θ从0°增大至90°的过程中，折射角的2倍都小于，且红光的折射角大于蓝光的折射角，则在θ从0°增大至90°的过程中，始终小于，故D错误。
故选B。
5. 氢原子能级图如图甲所示。某基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光，其中有两种能使乙图中逸出功为2.25eV的K极钾金属发生光电效应，通过乙图实验装置得到这两种光分别实验时的电流和电压读数，绘出图丙①②两根曲线，则下列说法正确的是（ ）
A. 不能使K极金属产生光电效应的光是从n＝2跃迁到n＝1时产生的
B. 丙图中②曲线对应的入射光光子能量为12.09eV
C. 丙图中①曲线对应的入射光光子能使钾金属产生最大初动能为10.20eV的光电子
D. 丙图中
【答案】B
【解析】
【详解】A．依题意，基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光的光子能量分别为
，，
可知不能使K极金属产生光电效应的光是从n＝3跃迁到n＝2时产生的。故A错误；
BD．根据
可知丙图中②曲线对应的入射光光子能量为光子能量较大的光子即12.09eV。丙图中①曲线的遏制电压为
故B正确；D错误；
C．丙图中①曲线对应的入射光光子能量为10.20eV，能使钾金属产生光电子最大初动能为
故C错误。
故选B。
二、选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。每小题有多项符合题目的要求，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。
6. 如图所示，两根轻细线上端固定在S点，下端分别连一小铁球A、B，使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，SO的高度为H，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球做匀速圆周运动时，受到重力、细线拉力和向心力作用
B. 如果两个小球的质量相等，则两条细线受到的拉力不相等
C. A、B做圆周运动的角速度均为
D. 球A运动的周期小于球B运动的周期
【答案】BC
【解析】
【详解】A．对小球受力分析，其受到的重力与细线的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，故A项错误；
B．小球竖直方向有
整理有
若小球质量相等，由于细绳与竖直方向夹角不同，所以两条细绳受到的拉力不相等，故B项正确；
C．对小球水平方向有
又因为
整理有
由于两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，故C项正确；
D．由之前的分析可知，两球的角速度大小相同，由角速度与周期的公式有
球A运动的周期等于球B运动的周期，故D项错误。
故选BC。
7. 如图所示的坐标系中，x轴水平向右，质量为m=0.5kg、带电量为q=＋10-4C的小球从坐标原点O处，以初速度v0=m/s斜向右上方抛出，进入斜向右上方场强为E=5×104V/m的匀强电场中，E与x轴正方向的夹角为30°，v0与E的夹角为30°，重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的加速度的大小为m/s2
B. 小球的加速度的大小为10m/s2
C. 若小球能运动到x轴上的P点，则小球在P点的速度大小为m/s
D. O、P两点间的电势差为V
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．小球在电场中受到的电场力为
小球受到的重力为
小球受力如图所示
根据几何知识可知小球受到合力为
则小球的加速度的大小为
故A错误，B正确；
C．设OP的距离为x，把x分别沿着和垂直分解，则有
，
由类平抛运动规律可得
，
小球在P点的速度为
联立解得
，
故C正确；
D．由匀强电场电势差与电场强度关系可得
故D错误。
故选BC。
8. 光滑水平轨道 abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量为m的杆放置在b、d 两点上，除电阻R外，杆和轨道电阻均不计。用水平外力F将杆以初速度向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，在杆向左运动位移L内，下列说法正确的是（ ）
A. 杆向左做变加速运动
B. 杆向左运动位移0.5L的时间为
C. 杆向左运动位移0.5L时间内电阻产生的焦耳热为
D. 杆向左运动位移L的时间内水平外力 F 做的功为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．运动过程中保持杆中电流不变，则电动势保持不变，根据
根据几何关系可得杆向左运动x时，切割磁感线的长度为
此时杆对应速度为
可知随着的增大，逐渐增大，但加速度不是恒定不变的，所以杆向左做变加速运动，故A正确；
B．根据电动势保持不变，即
则杆向左运动位移的时间为
故B正确；
C．杆向左运动位移0.5L的时间内电阻产生的焦耳热为
故C正确；
D．根据
可得杆向左运动位移L的速度为
设杆向左运动位移L的时间内电阻产生的焦耳热为，根据功能关系可得水平外力做的功为
故D错误。
故选ABC。
三、非选择题：本题共5小题，共62分。
9. 某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。
（1）本实验采用的实验方法是__________。
A. 控制变量法B. 等效替代法C. 理想模型法
（2）实验时，下列不正确的是__________。
A. 实验前需对弹簧测力计校零B. 实验时两个拉力的大小能相等
C. 实验时应保持细绳与长木板平行D. 进行多次操作时每次都应使结点拉到O点
（3）实验结果如图甲所示。在、、F、四个力中，不是由弹簧测力计直接测得的力为 。
A. B. C. D.
（4）若用如图乙所示的装置来做实验，OB处于水平方向，与OA夹角为，则__________（填“OA”、“OB”或“OC”）的力最大。现保持弹簧测力计A和B细线的夹角不变，使弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直。在此过程中，弹簧测力计A的示数__________。（填“不断减小”、“不断增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）
【答案】（1）B （2）D
（3）C （4） ①. OA ②. 不断减小
【解析】
【小问1详解】
该实验过程，其合力与分力的作用效果，所以本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
A．实验前需对弹簧测力计校零，故A正确，不满足题意要求；
B．实验时两个拉力的大小能相等，也可以不相等，故B正确，不满足题意要求；
C．为了减小误差，实验时应保持细绳与长木板平行，故C正确，不满足题意要求；
D．每次实验时，两个力拉和一个力拉需拉到结点O的位置，但是不同次实验，O的位置可以改变，故D错误，满足题意要求。
故选D。
【小问3详解】
、、，都是弹簧测力计测量得到，F是通过作图得到的。
故选C。
【小问4详解】
[1]以O为对象，OB与OC垂直，根据平行四边形可知OA为斜边，则OA的力最大。
[2]当弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直的过程中，两弹簧细线夹角保持不变，由正弦定理可得
为锐角且不断减小，可得弹簧测力计A的拉力不断减小。
10. 某同学采用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验，按以下步聚进行：
（1）用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，这说明________。
A. 平抛运动在水平方向分运动是匀速直线运动
B. 平抛运动在竖直方向分运动自由落体运动
C. 平抛运动的运动轨迹是抛物线
D. 改变击打力度，可以得到A球水平方向上的运动特点
（2）为得到小球做平抛运动的轨迹，使用如图乙所示的装置，实验前，先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上，钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，下列步骤，必要的是________。
A. 使用密度大、体积小的钢球
B. 斜槽要尽可能光滑
C. 每次实验钢球需要从同一位置释放
D. 每次实验，挡板需要下降相同的高度
E. 背板必须竖直放置
F. 需要用折线将白纸上的各位置连接
（3）得到平抛运动的轨迹后，以抛出点为坐标原点O，建立平面直角坐标系，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，已知每个小方格的边长为L，已经在轨迹上确定了坐标为（5L，5L）的A点，若想得到小球水平方向运动的规律，需要再选取纵坐标为________的B点，若B点的横坐标为________，则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
【答案】（1）B （2）ACE
（3） ①. 20L ②. 10L
【解析】
【小问1详解】
观察到两球同时落地。改变高度重复此实验，观察到两球总是同时落地，则说明，平抛运动在竖直方向分运动时自由落体运动。
故选B。
【小问2详解】
A．为减少空气阻力的影响，所以应该选用密度大，体积小的钢球，故A项正确；
B．实验过程中斜槽不必尽可能光滑，故B项错误；
C．为保证小球以同一初速度做平抛运动，所以每次实验钢球需要从同一位置释放，故C项正确；
D．每次实验，竖直方向加速运动，相同时间竖直方向位移变大，挡板不是必修需要下降相同的高度，故D项错误；
E．平抛运动竖直方向为自由落体，在同一平面，所以背板必须竖直放置，故E项正确；
F．需要用光滑的曲线将白纸上的各位置连接，故F项错误。
故选ACE。
【小问3详解】
[1]小球平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。在相同时间内，其竖直方向的位移之比满足，由题意可知，第一段时间内竖直位移为5L，所以相同时间，第二段其位移为15L。则前两段时间竖直位移为20L，所以B点的纵坐标为20L。
[2]若在水平方向做匀速直线运动，所以其第二段小球的水平位移也为5L，则其前两段的水平位移为10L，所以B点的横坐标因该为10L。
11. 如图所示、是半径为R的圆的一条直径，在圆周平面内，存在匀强磁场或匀强电场，将一电量为q，质量为m的正电粒子从A点以相同大小的初速度v射入，射入的方向不同时，粒子会从圆周上不同的点射出，已知，若不计重力和空气阻力，完成下列问题：
（1）若在圆周平面内只存在垂直纸面向里的匀强磁场，观察到粒子从C点射出的方向垂直于，求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若在圆周平面内只存在平行于圆平面的匀强电场，在所有出射点中，垂直于电场方向射入的粒子正好经过C点射出且速度最大，求匀强电场的场强E的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系可知粒子轨迹半径为R，根据洛伦兹力提供向心力
解得
（2）在电场中运动过程，根据动能定理
垂直于电场方向射入的粒子正好经过C点射出且动能最大，说明最大，C点电势在圆上最低，则过C点作圆的切线即为等势线，再连接OC即为电场线（垂直等势线），则粒子做类平抛运动过程中
联立解得
12. 如图所示，平行光滑的金属导轨由倾斜部分和水平部分组成，倾斜导轨与水平导轨由两小段光滑绝缘圆弧（长度可忽略）相连，倾斜部分由倾角为θ、间距为l的导轨ab、fg构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨构成，bc、gh段间距为l，de、ij段间距为2l，导轨的a、f之间接有阻值为R的定值电阻。倾斜导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为2B，水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B（磁场方向均未画出）。导体棒Ⅱ静止于de、ij段，导体棒Ⅰ从倾斜导轨上与bg相距为L处由静止释放，到达bg前速度已达到最大。导体棒Ⅰ、Ⅱ的质量均为m，电阻均为R，两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。求：
（1）导体棒Ⅰ到达bg时的速度大小；
（2）导体棒Ⅰ在水平导轨上运动的过程中，导体棒Ⅰ、Ⅱ达到稳定前，两导体棒和导轨围成的回路面积的改变量大小；
（3）整个运动过程中，导体棒Ⅰ上产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意知导体棒Ⅰ从到达bg前速度已达到最大，由平衡条件可得
又
联立解得
（2）稳定时，两导体棒两端的感应电动势相等，则有
可得
对两棒分别由动量定理得
联立解得
又
解得
又
解得
（3）设导体棒Ⅰ在倾斜导轨上产生的焦耳热为，导体棒Ⅰ在倾斜导轨运动过程由能量守恒得
解得
设导体棒Ⅰ在水平导轨上产生的焦耳热为，根据能量守恒得
解得
整个运动过程中，导体棒Ⅰ上产生的焦耳热
13. 如图，Oxyz坐标系中，在空间x<0的区域Ⅰ内存在沿z轴负方向、磁感应强度大小的匀强磁场；在空间00区域Ⅲ内施加沿x轴负方向的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，其中、，同时在空间x≥0.2m且y<0区域Ⅳ内施加沿x轴负方向、磁感应强度大小未知的匀强磁场。从撤去电场时开始计算，当带电粒子第5次沿y轴负方向穿过xOz平面时恰好经过x轴上的P点（图中未画出）。已知，不计带电粒子重力，不考虑电磁场变化产生的影响，计算结果可保留根式，求
（1）粒子第一次穿过y轴时的速度；
（2）粒子经过x轴负半轴时的x坐标；
（3）磁感应强度的大小及P点的x坐标。
【答案】（1）；方向与y轴正方向成45°；（2）；（3）；
【解析】
【详解】（1）带电粒子进入区域Ⅱ做类平抛运动，轨迹如图
沿x轴方向，有
，，
解得
，，
可得
，
即带电粒子到达y轴时，速度大小为，方向与y轴正方向成=45°。
（2）带电粒子在区域Ⅰ做匀速圆周运动，轨迹如图
根据
解得
粒子经过x轴负半轴时的x坐标为
（3）带电粒子再次进入区域Ⅱ做斜抛运动，根据对称性可知，到达A点时速度大小仍为，方向沿y轴正方向。此时撤去电场，设粒子在区域Ⅲ中的转动半径为，在区域Ⅳ中的转动半径为，沿x轴负方向观察可得，如图所示轨迹
根据几何关系可知
，
整理可得
在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力可得
可得
粒子在x轴方向，在y>0的区域做初速为零的匀加速运动，加速度
在y<0区域，做四次匀速运动，每一次匀速运动的时间
在y>0区域运动的时间
做匀加速运动的位移
做匀速运动的位移
P点的x轴坐标