上海市育誠高級中學2022-2023學年高三物理月考試題含解析

上海市育誠高級中學2022-2023學年高三物理月考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選題）如圖所示，光滑水平面上有靜止的斜劈，斜劈表面光滑。將一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的滑塊從斜劈頂端由靜止釋放。在滑塊滑到斜劈底端的過程中，下列說法正確的是A.由滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)動量守恒B.斜劈對滑塊的支持力對滑塊不做功，所以滑塊的機械能守恒C.雖然斜劈對滑塊的支持力對滑塊做負功，但是滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)機械能仍守恒D.滑塊、斜劈相對地面的水平位移之和大小等于斜劈底邊邊長參考答案：CD由滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)，由于m沿斜面加速下滑，有豎直向下的分加速度，所以存在超重現(xiàn)象，則系統(tǒng)豎直方向的合外力不為零，因此系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤；滑塊對斜面有壓力，斜面向右運動，則斜劈對滑塊的支持力與滑塊相對于地面的位移不垂直，則該支持力對滑塊要做功，所以滑塊的機械能不守恒，故B錯誤．斜劈對滑塊的支持力方向與滑塊相對于地面的位移方向之間夾角為鈍角，所以斜劈對滑塊的支持力對滑塊做負功，但對滑塊、斜劈組成的系統(tǒng)，只有重力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，故C正確．滑塊下滑的過程中，斜面向右運動，滑塊相對于斜劈的水平位移等于斜劈底邊邊長，相當于滑塊與斜面底端相遇，由幾何關(guān)系可知，滑塊、斜劈相對地面的水平位移之和大小等于斜劈底邊邊長，故D正確．故選CD.點睛：本題的關(guān)鍵是要掌握動量守恒的條件和機械能守恒的條件，分析清楚物體運動過程即可解題；要注意：系統(tǒng)總動量不守恒，在水平方向動量守恒．m的機械能不守恒，但系統(tǒng)的機械能守恒．2.關(guān)于“亞洲一號”地球同步衛(wèi)星，下面說法中正確的是

A、已知它的質(zhì)量為1．24噸，若其增為2．48噸，則軌道半徑將變?yōu)樵瓉淼?倍。B、它的運行速度比近地衛(wèi)星的運行速度小。

C、它可以通過北京的正上方，所以我們能用它來轉(zhuǎn)播電視。

D、若已知它距地面上高度約為地球半徑5.6倍，所以其向心加速度約為其下方地面上重力加速度的l／43．參考答案：BD3.（多選）閉合矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁場的方向與導線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如右圖所示．規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向，線框中順時針電流的方向為感應(yīng)電流的正方向，水平向右為安培力的正方向．關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i與ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖象，下列選項正確的是（）A．B．C．D．參考答案：考點：法拉第電磁感應(yīng)定律．專題：電磁感應(yīng)與圖像結(jié)合．分析：由圖可知磁感應(yīng)強度的變化，則可知線圈中磁通量的變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動勢變化情況，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向，根據(jù)左手定則可以找出安培力方向，結(jié)合可得出正確的圖象．解答：解：A、由圖示B﹣t圖象可知，0～1s時間內(nèi)，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流是順時針的，為正值；1～2s磁通量不變，無感應(yīng)電流；2～3s，B的方向垂直紙面向外，B減小，Φ減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時針方向，感應(yīng)電流是負的；3～4s內(nèi)，B的方向垂直紙面向里，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時針方向，感應(yīng)電流是負的，A正確、B錯誤．C、由左手定則可知，在0～1s內(nèi)，ad受到的安培力方向：水平向右，是正的，1～2s無感應(yīng)電流，沒有安培力，2～4s時間內(nèi)，安培力水平向左，是負的；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢E==S，感應(yīng)電流I==，由B﹣t圖象可知，在每一時間段內(nèi)，是定值，在各時間段內(nèi)I是定值，ad邊受到的安培力F=BIL，I、L不變，B均勻變化，則安培力F均勻變化，不是定值，故CD錯誤；故選：A．點評：本題考查了判斷I﹣t圖象與F﹣t圖象是否正確，分析清楚B﹣t圖象、應(yīng)用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力公式即可正確解題．4.一雜技演員利用動滑輪讓自已懸掛在細繩的最低點以完成各種雜技表演。已知雜技演員的質(zhì)量為，最低點時繩與水平方向夾角為，不計動滑輪重力和動滑輪與繩間的摩擦，則在最低點繩中的張力為：(

)

B．

D．參考答案：B5.（單選）如圖所示，足夠長的豎直絕緣管處于方向彼此垂直，電場強度和磁感應(yīng)強度分別為E和B的勻強電場和勻強磁場中，一個質(zhì)量為m的帶正電q的小球，從靜止開始沿管下滑，則在下滑的全過程中小球的加速度a與時間t的關(guān)系圖象正確的是（）A．B．C．D．參考答案：考點： 帶電粒子在混合場中的運動．版權(quán)所有專題： 帶電粒子在復合場中的運動專題．分析： 小球下落過程中受重力、電場力、洛倫茲力、彈力和摩擦力，洛倫茲力從零開始增加，根據(jù)平衡條件判斷彈力、摩擦力的變化情況，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化情況．解答： 解：①下落過程中電場力向右，洛侖茲力向左，洛侖茲力逐漸增大；電場力與洛侖茲力的合力先向右減小，所以支持力先向左減小，所以摩擦力減小，與重力的合力會逐漸變大，所以加速度先增大；②當電場力和洛侖茲力等大時，加速度達到最大；③然后支持力向右增大，摩擦力會增大，則合力減小，加速度減小，最后摩擦力與重力等大時，加速度為零（圖象與橫軸相切）；故選：D．點評： 本題考查如何正確的受力分析，理解洛倫茲力與速度的關(guān)系，從而影響受力情況，帶動運動情況的變化，注意此處的彈力的方向變化，是解題的關(guān)鍵．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一滴露珠的體積是12.0×10－4cm3，已知水的密度是1.0×103kg/m3，摩爾質(zhì)量是18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol－1。水的摩爾體積是___________m3/mol。已知露珠在樹葉上每分鐘蒸發(fā)6.0×106個水分子，則需要__________分鐘蒸發(fā)完。參考答案：1.8×10－5，6.67×10127.靜電場是___________周圍空間存在的一種物質(zhì)；通常用___________來描述電場的能的性質(zhì)。參考答案：靜止電荷；電勢8.質(zhì)量為m，電量為q的帶正電小物塊在磁感強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，沿動摩擦因數(shù)為μ的絕緣水平面以初速度v0開始向左運動，如圖所示．物塊移動距離S1后停了下來，設(shè)此過程中，q不變．去掉磁場后，其他條件不變，物塊移動距離S2后停了下來．則S1小于S2（填大于、小于、等于）參考答案：【考點】：帶電粒子在混合場中的運動．【分析】：物塊向左運動的過程中，受到重力、洛倫茲力、水平面的支持力和滑動摩擦力，向左做減速運動．采用假設(shè)法。：解：物塊帶正電，由左手定則可知，受洛倫茲力方向向下，則物塊受到的支持力大于物塊的重力，物塊受到的摩擦力．根據(jù)動能定理，得：﹣=0﹣…①若去掉磁場，物塊受到的摩擦力：f2=μmg，根據(jù)動能定理，得：…②比較①②得：s1＜s2故答案為：小于【點評】：本題考查應(yīng)用動能定理和動量定理研究變力情況的能力．在中學階段，這兩個定理，一般用來研究恒力作用情況，本題采用假設(shè)法，將變力與恒力情況進行比較得出答案．9.某探究小組設(shè)計了“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案。如圖所示，將一個小球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端。開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后，小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，保持小球和滑塊釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復以上操作，直到能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺測出小球下落的高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動到擋板的水平距離為L。（空氣阻力對本實驗的影響可以忽略）①滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為________。②滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為__________________。③以下能引起實驗誤差的是________。a．滑塊的質(zhì)量b．長度測量時的讀數(shù)誤差c．當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮．小球落地和滑塊撞擊擋板不同時參考答案：①

②③bd①由于同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音，說明小球和滑塊的運動時間相同，由x=at2和H=gt2得：；。②根據(jù)幾何關(guān)系可知：sinα=，cosα=；對滑塊由牛頓第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，且a=，聯(lián)立方程解得μ=．③由μ的表達式可知，能引起實驗誤差的是長度L、h、H測量時的讀數(shù)誤差，同時要注意小球落地和滑塊撞擊擋板不同時也會造成誤差，故選bd。10.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當氫原子由第5能級躍遷到第3能級時，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則=

。參考答案：11.如圖所示，A、B和C、D為兩對帶電金屬極板，長度均為l，其中A、B兩板水平放置，間距為d，A、B間電壓為U1；C、D兩板豎直放置，間距也為d，C、D間電壓為U2。有一初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)電壓U0加速后，平行于金屬板進入電場，則電子進入該電場時的速度大小為

；若電子在穿過電場的過程中始終未與極板相碰，電子離開該電場時的動能為_____________。（A、B、C、D四塊金屬板均互不接觸，電場只存在于極板間，且不計電子的重力）參考答案：12.（4分）居民小區(qū)里的樓道燈，采用門電路控制，電路如圖所示。白天的時候，即使拍手發(fā)出聲音，樓道燈也不亮；但是到了晚上，拍手發(fā)出聲音后，燈就亮了，并采用延時電路，使之亮一段時間后就熄滅。電路中用聲控開關(guān)，即聽到聲音后，開關(guān)閉合，則應(yīng)該使用__________門電路控制電燈，其中R2是光敏電阻，受光照后電阻減小，R1為定值電阻，S是聲控開關(guān)，黑夜時R1和R2的大小關(guān)系是R1______R2（選填“<<”、“=”或“>>”）。參考答案：

答案：與，<<13.將一單擺掛在測力傳感器的探頭上,用測力探頭和計算機組成的實驗裝置來測定單擺擺動過程中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5°),計算機屏幕上得到如圖(a)所示的F-t圖象.然后使單擺保持靜止,得到如圖(b)所示的F-t圖象.那么:①(2分)此單擺的周期T為

s.②(5分)設(shè)擺球在最低點時重力勢能Ep=0,已測得當?shù)刂亓铀俣葹間,試求出此單擺擺動時的機械能E的表達式.(用字母d、l、F1、F2、F3、g中某些量表示)參考答案：.①0.8s

（2分）②擺球在最低點時根據(jù)牛頓第二定律有F1-F3=mv2/r,

（2分）

單擺的擺長r=

（1分）

擺球在擺動過程中機械能守恒,其機械能等于擺球在最低點的動能,即E=mv2/2=三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.c

圖9甲為某同學測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的I—U圖線的實驗電路圖。①根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線，將圖9（乙）中的實驗電路連接成完整的實驗電路。②開關(guān)S閉合之前，圖9（乙）中滑動變阻器的滑片應(yīng)該放在_______（選填“A端”、“B端”或“AB正中間”）。

參考答案：①連接電路如答案圖1（3分）②A端

（2分）評分說明：（1）中電表量程選擇錯誤，扣1分，其余任何錯誤均得0分15.某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．弧形軌道末端水平，離地面的高度為H．將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落地點距軌道末端的水平距離為S．（1）若驗證機械能守恒定律，S2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足S2=4Hh；（用H、h表示）（2）如圖乙所示，在同一坐標紙上畫出了兩條S2﹣h的圖線．一條是S2與h的理論關(guān)系圖線；一條是實驗得到的S2﹣h圖線，是經(jīng)實驗測量S、h得到數(shù)據(jù)，描點后作出的圖線．分析可知，圖線b（填“a”或“b”）是實驗得到的S2﹣h圖線．（3）從S2﹣h關(guān)系圖線中可以看出實驗值與理論值相差較明顯，你認為造成偏差的原因是小球與軌道間存在摩擦力．（回答一條即可）參考答案：解：（1）物體在光滑軌道上下落時，機械能守恒有：mgh=mv2

①平拋后有：S=v0t

②H=gt2

③聯(lián)立①②③解得：S2=4Hh．（2）對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2﹣h關(guān)系圖線中發(fā)現(xiàn)：自同一高度靜止釋放的鋼球，也就是h為某一具體數(shù)值時，理論的s2數(shù)值大于實驗的s2數(shù)值，根據(jù)平拋運動規(guī)律知道同一高度運動時間一定，所以實驗中水平拋出的速率小于理論值．所以圖線b是實驗得到的S2﹣h圖線．（3）由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機械能減小，因此會導致實際值比理論值?。∏虻霓D(zhuǎn)動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動能的這一部分，也會導致實際速率明顯小于“理論”速率．所以造成上述誤差的可能原因是小球與軌道間存在摩擦力．故答案為：（1）4Hh．（2）b．（3）小球與軌道間存在摩擦力．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.甲、乙兩物體相距s，在同一直線上同方向做勻減速運動，速度減為零后就保持靜止不動。甲物體在前，初速度為v1，加速度大小為a1。乙物體在后，初速度為v2，加速度大小為a2且知v1<v2，但兩物體一直沒有相遇，求在滿足條件下，甲、乙兩物體在運動過程中相距的最小距離為多少？參考答案：若是，說明乙物體先停止運動那么兩物體在運動過程中總存在速度相等的時刻，此時兩物體相距最近，…………（2分）根據(jù)，求得…………（2分）在t時間內(nèi)甲的位移…………（1分）

乙的位移…………（1分）代入表達式

求得…………（2分）17.（20分）導體切割磁感線的運動可以從宏觀和微觀兩個角度來認識．如圖所示，固定與水平面的U形導線框處于豎直向下的勻強磁場中，金屬直導線MN在與其垂直的水平恒力F作用下，在導線框上以速度υ做勻速運動，速度υ與恒力F方向相同；導線MN始終與導線框形成閉合回路．已知導線MN電阻為R，其長度l恰好等于平行軌道間距，磁場的磁感應(yīng)強度為B．忽略摩擦阻力和導線框的電阻．

（1）通過公式推導驗證：在Δt時間內(nèi)，F(xiàn)對導線MN所做的功W等于電路獲得的電能W電，也等于導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（2）若導線MN的質(zhì)量m=8.0g，長度L=0.10m，感應(yīng)電流I=1.0A，假設(shè)一個原子貢獻1個自由電子，計算導線MN中電子沿導線長度方向定向移動的平均速率υe(下表中列出一些你可能會用到的數(shù)據(jù))；

（3）經(jīng)典物理學認為，金屬的電阻源于定向運動的自由電子和金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞．展開你想象的翅膀，給出一個合理的自由電子的運動模型；在此基礎(chǔ)上，求出導線MN中金屬離子對一個自由電子沿導線長度方向的平均作用力f的表達式．阿伏伽德羅常數(shù)NA6.0×1023mol-1元電荷e1.6×10-19C導線MN的摩爾質(zhì)量μ6.0×10-2kg/mol參考答案：（1）動生電動勢

E=BLυ

（1）

感應(yīng)電流

（2）

安培力

（3）

力F做功

W=FΔx=FυΔt=Δt

（4）

電能

W電=EIΔt=Δt

（5）

焦耳熱

Q=I2RΔt=RΔt=Δt

（6）

由（4）、（5）、（6）可知，W=W電=Q

（2）總電子數(shù)

設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n，則N=nSL

故

IΔt=enSυeΔt

得

I=enSυe=eυe=eυe （7）

所以

υe==7.8×10-6m/s（3）從微觀層面看，導線中的自由電子與金屬離子發(fā)生的碰撞，可以看作非彈性碰撞，碰撞后自由電子損失動能，損失的動能轉(zhuǎn)化為焦耳熱．從整體上來看，可以視為金屬離子對自由電子整體運動的平均阻力導致自由電子動能的損失，

即W損=

（8）

從宏觀方面看，力F對導線MN做功，而導線的速度不變，即導線的動能不變，所以力F做功全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱．

Δt時間內(nèi)，力F做功

ΔW=FυΔt （9）

又ΔW=W損