2022年湖南省衡阳市常宁市合江中学高三物理月考试卷带解析

2022年湖南省衡阳市常宁市合江中学高三物理月考试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 质量为m的物体，从距地面h高处由静止开始以加速度a＝g竖直下落到地面，在此过程中A．物体的重力势能减少mgh B．物体的动能增加mgh
C．物体的机械能减少mgh D．物体的机械能保持不变
参考答案：
AB
2. （多选）如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨1然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P 点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1 、T2 、
T3，以下说法正确的是( )
A．v1 > v3> v2 B．v1> v2 > v3
C．a1 > a2 > a3 D．T1 < T2 < T3
参考答案：
AD
3. A、B两辆火车在能见度很低的雾天里在同一轨道同向行驶，A车在前，速度v A=10m/s，B车在后，速度v B=30m/s．当B车发现A车时就立刻刹车，则能见度至少达到多少米时才能保证两辆火车不相撞？已知B车在进行火车刹车测试时发现，若车以30m/s的速度行驶时,刹车后至少要前进1800m才能停下（）
A. 400m
B. 600m
C. 800m
D. 1600m
参考答案：
C 【详解】由运动学公式：
得：
所以B车刹车的最大加速度为
当B车速度减小到时，二者相距最近，设此时B车位移为，A车的位移为
，，
解得：
能见度，故C正确。

4. 某同学利用如图实验装置研究摆球的运动情况，摆球由A点由静止释放，经过最低点C到达与A 等高的B点，D、E、F是OC连线上的点，OE=ED，DF=FC，OC连线上各点均可钉细钉子．每次均将摆球从A点由静止释放，不计绳与钉子碰撞时机械能的损失，不计空气阻力．下列说法正确的是（）
A．若只在F点以下某点钉钉子，摆球可能做完整的圆周运动
B．若只在F点钉钉子，摆球最高可能摆到D点
C．若只在D点钉钉子，摆球最高只能摆到AB连线以下的某点
D．若只在E点钉钉子，摆球最高可能摆到AB连线以上的某点
参考答案：
A
考点：简谐运动的回复力和能量．
分析：小球的摆动过程中机械能守恒；绳碰到钉子后，根据悬点位置的改变可确定小球摆动的最高点；分析小球能否做圆周运动．
解答：解：A、若在F点以下某点钉钉子，则小球半径很小，只要小球到达最高点时，重力小于小球转动需要的向心力，则小球可以做完整的圆周运动，故A正确；
B、若在F点放钉子，则根据机械能守恒小球应该摆到D点，但由于小球在竖直面内做圆周运动，由竖直面内圆周运动的临界条件可知，到达D点时速度为零，则说明小球达不到D点即已下落；故B 错误；
C、若钉子在D点及以上，则由机械能守恒定律可知，小球最高只能摆到AB连线上的某点；故C错误；
D、若只在E点钉钉子，根据能量守恒定律，摆球最高只能摆到AB连线上的某点；则D错误；
故选：A．
点评：本题为圆周运动与机械能守恒结合的题目，要注意分析根据机械能守恒的条件进行分析，同时注意应用临界面内圆周运动的临界值的应用．
5. （单选）有关磁通量的论述，下列说法正确的是
（A）在同等条件下，线圈的匝数越多，穿过线圈的磁通量就越大
（B）磁感强度越大的位置，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大
（C）若穿过线圈的磁通量为零，则该处磁感强度一定为零
（D）匀强磁场中，穿过线圈的磁感线条数越多，则磁通量就越大
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （4分）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。

彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。

光的折射发生在两种不同介质的上，不同的单色光在同种均匀介质中不同。

参考答案：
界面，传播速度
7. 首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家________，他把一根水平放置的导线沿南北方向放在小磁针的上方，当给导线通以由南向北的电流时，发现小磁针的N极将向______方向偏转。

发现电磁感应现象的科学家是。

参考答案：
奥斯特，西，法拉第
8. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。

某颗中轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。

则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；线速度大小为
___________；周期为____________。

参考答案：
，，（提示：卫星的轨道半径为4R。

利用GM=gR2。

）
9. 如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA ▲ VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中____▲___(选填“吸热”或“放热”)
参考答案：
小于 , 吸热
10. （1）如图所示是电磁流量计的示意图，圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场，当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电势差大小U，就可以知道管中的液体流量Q单位时间内流过管道横截面的液体体积，已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是_________．
（2）已知普朗克常数为h、动能Ek、质量为m的电子其相应的德布罗意波长为_________．（3）读出如图游标卡尺测量的读数_________cm．
参考答案：
(1) (2) (3) 4.120
11. 某物理兴趣小组准备自制一只欧姆表，现有以下实验器材：①Ig=l00μA的微安表一个；
②电动势E=1．5V，电阻可忽略不计的电源一个；③最大电阻为9999Ω的电阻箱R一个；
④红、黑测试表笔和导线若干。

某同学用以上器材接成如图甲所示的电路，并将电阻箱的阻值调至14kΩ，就成功地改装了一个简易的“R×1k”的欧姆表，改装成的欧姆表表盘刻线如图乙所示，其中“15”刻线是微安表的电流半偏刻线处。

（1）红表笔一定是____（填“A”或“B”）。

（2）原微安表的内阻Rg=____Ω。

（3）理论和实验研究均发现，在图甲电路的基础上（不改换微安表．电源和电阻箱的阻值）．图乙的刻度及标度也不改变，仅增加一个电阻R′，就能改装成“R×l”的欧姆表，如图丙所示，则电阻R′_____Ω（保留两位有效数字）。

参考答案：
12. 如图甲所示，在光滑的斜面上，有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器（压力显示为正值，拉力显示为负值），能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F﹣t图象．现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示图象．
（1）滑块做简谐运动的回复力是由提供的；
（2）由图乙所示的F﹣t图象可知，滑块做简谐运动的周期为s；
（3）结合F﹣t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为．参考答案：
（1）弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力（或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力）；
（2）0.4；（3）；
【考点】简谐运动的回复力和能量．
【分析】对滑块进行受力分析，回复力指物块所受力的合力；
由F﹣t图象分析滑块的周期；
根据胡克定律求出弹簧的伸长量和压缩量，中间位置为平衡位置，从而可以求出振幅．
【解答】解：（1）对滑块进行受力分析，滑块的合力为：弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力．
（2）由图可以看出周期为0.4s
（3）根据胡克定律：F1=KX
F2=KX′
振幅d==
故答案为：（1）弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力（或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力）；
（2）0.4；（3）；
13. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s，t＝0时刻的波形如图所示．该列波的波速是
___▲ __m/s；质点a平衡位置的坐标xa＝2.5 m，再经____▲ __s它第一次经过平衡位置向y轴正方向运动．
参考答案：
2 m/s(2分) 0.25 s.
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：
（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；
（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；
（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．
参考答案：
（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；
（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；
（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．
解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，
对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；
（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：
mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；
（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．
整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；
答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；
（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；
（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．
15. 如图所示，荧光屏MN与x轴垂直放置，荧光屏所在位置横坐标x0＝40cm，在第一象限y轴和MN 之间存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限有半径R＝10cm的圆形磁场，磁感应强度大小B＝0.4T，方向垂直x O y平面向外。

磁场的边界和x轴相切于P点。

在P点有一个粒子源，平行于坐标平面，向x轴上方各个方向发射比荷为1.0×108C./kg的带正电的粒子，已知粒子的发射速率v0＝
4.0×106m/s。

不考虑粒子的重力粒子间的相互作用。

求
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)若所有带电粒子均打在x轴下方的荧光屏上，求电场强度的最小值
参考答案：
（1）（2）
【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供，即：
，
则
；
（2）由于r＝R，所以所有粒子从右半圆中平行x轴方向进入电场进入电场后，最上面的粒子刚好从Q点射出电场时，电场强度最小，
粒子进入电场做类平抛运动，水平方向上
竖直方向，
联立解得最小强度为：
；
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°，导轨光滑且电阻不计，导轨处在垂直导轨平面向上的有界匀强磁场中. 两根电阻都为
R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1.6m，有界匀强磁场宽度为3x=4.8m．先将金属棒ab由
静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度
g=10m/s2).求：
（1）金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I；
（2）金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q；
（3）两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q．
参考答案：
，（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
17. 一小船渡河，河宽d＝180 m，水流速度v1＝2.5 m/s.若船在静水中的速度为v2＝5 m/s，则：
(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？
(2)欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？
参考答案：
(1)欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向．
当船头垂直河岸时，如图所示．合速度为倾斜方向，垂直分速度为v2＝5 m/s.
t＝＝s＝36 s
v＝＝m/s x＝vt＝90 m
(2)欲使船渡河的航程最短，应垂直河岸渡河，船头应朝上游与垂直
河岸方向成某一夹角α，如图所示．有v2sin α＝v1，得α＝30°
所以当船头向上游偏30°时航程最短．x′＝d＝180 m.
t′＝＝s＝24 s
18. 一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p0=1.0×105Pa，线段AB与V轴平行。

①求状态B时的压强为多大？
②气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10J，求该过程中气体吸收的热量为多少？
参考答案：
① A B: Pa 1分
② A B: 1分
1分。