湖北省宜昌市第一中学2022届高三物理上学期12月月考试题

湖北省宜昌市第一中学2022届高三物理上学期12月月考试题14．下面有关物理学史、方法和应用的叙述中，正确的是（）A．无论是亚里士多德、伽利略,还是笛卡尔都没有建立力的概念，而牛顿的高明之处在于他将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”，为提出牛顿第一定律而确立了一个重要的物理概念B．亚里士多德对运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度以及加速度C．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场会在其周围空间激发一种电场，这种电场就是感生电场D．机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品，是利用静电感应的原理工作的15．物块以初速度v0从底端沿足够长的斜面上滑，该物块的速度图象不可能是16．星系由很多绕中心作圆形轨道运行的恒星组成．科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r．用v∝rn这样的关系来表达，科学家们特别关心指数n．若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞，则n的值为（　　）　A．1B．2C．﹣D．17．如图所示，一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直．粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角．已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零．则下列说法正确的是（）A．带电粒子带负电B．带电粒子在Q点的电势能为UqC．此匀强电场的电场强度大小为E＝D．此匀强电场的电场强度大小为E＝IOx18．如图所示，两个宽度均为l的匀强磁场垂直于光滑水平桌面，方向相反，磁感应强度大小相等．高为l、上底和下底长度分别为l和2l的等腰梯形金属框水平放置，现使其匀速穿过磁场区域，速度垂直底边，从图示位置开始计时，以逆时针方向为电流的正方向，下列四幅图中能够反映线框中电流I随移动距离x关系的是IOxIOxIOxIOx12\nA．B．C．D．19．如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ．初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度为g）A．μ与a之间一定满足关系B．黑色痕迹的长度为C．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为D．煤块与传送带由于摩擦而产生的热量为20．如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L＝1m，其右端连接有定值电阻R＝2Ω，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B＝1T的匀强磁场中．一质量m＝2kg的金属棒在恒定的水平拉力F＝10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直．导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是(　　)A．产生的感应电流方向在金属棒中由a指向bB．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止C．金属棒的最大加速度为5m/s2D．水平拉力的最大功率为200W21．如图所示，半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）。质量为m的粒子沿正对co中点且垂直于co方向射入磁场区域.不计重力,则:A．若要使带电粒子能从bd之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是B．若要使带电粒子能从bd之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是C．若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为D．若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为第Ⅱ卷（必考题129分，选考题45分，共174分）三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。12\n（一）必考题（11题，共129分）22．（6分）某同学用图示实验装置来研究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系，弹簧一端固定，另一端与一带有窄片的物块接触，让物块被不同压缩状态的弹簧弹射出去，沿光滑水平板滑行，途中安装一光电门。设重力加速度为g.（1）如图所示，用游标卡尺测得窄片的宽度L为_________________。（2）记下窄片通过光电门的时间，则窄片通过光电门的速度为_______m/s。（计算结果保留三位有效数字）（3）若物块质量为，弹簧此次弹射物块过程中释放的弹性势能为_____________（用表示）。23．（9分）（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数值依次是_______mm、______A、_______V。（2）现已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小。则以下电路图中_________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏_________。（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值，那么准确测量金属丝电阻的最佳电路应是上图中的__________电路（填电路图下的字母代号）。此时测得电流为I12\n、电压为U，则金属丝电阻___________（用题中字母代号表示）。30ºx（m）α01.2590ºα24．（13分）某同学近日做了这样一个实验，将一个小铁块（可看成质点）以一定的初速度，沿倾角可在0—90°之间任意调整的木板向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为x,若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角的关系如图所示。g取10m/s2。求：（1）小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少？（2）当α=60°时，小铁块达到最高点后，又回到出发点，物体速度将变为多大？25．（19分）如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线。AB边界上的P点到边界EF的距离为。一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场。已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足E/B=，不考虑空气阻力，求：（1）O点距离P点的高度h多大；（2）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？33．[物理——选修3-3](15分）省略34．【物理—选修3-4】（15分）(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0．6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是_______．(选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分）A．这列波的波速可能为50m/sB．从t＋0.6s时刻开始，经过0.5T，质点b沿x轴正方向运动20mC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cmD．若T＝0.8s，则当t＋0.5s时刻，质点b、P的位移相同E．若T＝0.8s，当t＋0.4s时刻开始计时，则质点c的振动方程为y＝0.1sin(πt)(m)(2)在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为d，玻璃砖的折射率n＝12\n，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，从侧面AD射出，若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等．求点光源S到P点的距离35.【物理—选修3－5】(1)（6分）关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（）A．结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．一个氘核（H）与一个氚核（H）聚变生成一个氦核（He）的同时，放出一个中子D．按照玻尔理论，一群处于第3激发态的氢原子在向低能级自发进行跃迁时，最多辐射3种不同频率的光子E．质子、中子、粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2（2）（9分）如图所示，质量mB＝2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量mA＝2kg的物块A，一颗质量m0＝0.01kg的子弹以v0＝600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v＝200m/s。已知A与B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止，则整个过程中Ａ、B组成的系统因摩擦产生的热量为多少？物理大题参考答案14.A15.C16.C17.C18.C19.C20.ACD21.AC14.【知识点】课本物理学史知识考查题。在高考中属于I级知识点要求。【答案解析】A解析：A选项提出了物理学家们研究物理学的思维方法，根据力的概念的建立和科学家的研究过程可知A答案正确；亚里士多德对运动的研究，提出了力是使物体运动的原因的错误观点，它没有揭示加速度的概念，B错误；英国物理学家麦克斯韦认为变化的磁场周围空间激发一种电场，若磁场不变化，就不能激发出电场了，C答案错误；机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品不是利用静电感应的原理，而是利用金属和探测仪之间的互感现象，D答案错误。所以本题选择A答案。【思路点拨】由本题的考查要重视课本的阅读和物理学史知识的学习，了解物理科学的发现史，正确理解一些物理现象，就不难求解本类试题了。15．【知识点】运动学中的图像专题【答案解析】C12\n解析：A、若滑块可能不受滑动摩擦力，滑块先向上做匀减速运动，后向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，两个过程的加速度相同；故A是可能的．故A错误．B、C若滑块受滑动摩擦力，滑块先向上做匀减速运动，后向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律分析得知，下滑的加速度小于上滑的加速度，下滑过程速度图象的斜率小于上滑过程的斜率．故B是可能的，C是不可能的．故B错误，C正确．D、若滑块受滑动摩擦力，滑块可能向上做匀减速运动，最后停在最高点．故D是可能的．故D错误．故选C【思路点拨】本题是多解问题，要考虑各种可能的受力情况和运动情况，再抓住速度图象的斜率等于加速度，即可作出判断．16．【知识点】万有引力定律与天体运动结合应用【答案解析】C解：设巨型黑洞为M，该恒星的质量为m，则根据万有引力提供向心力，得：则得：v==，故n=﹣．故C正确、ABD错误．故选：C．17．【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动；电势能．【答案解析】C解析：A、B、由图看出粒子的轨迹向上，则所受的电场力向上，与电场方向相同，所以该粒子带正电．粒子从P到Q，电场力做正功，为W=qU，则粒子的电势能减少了qU，P点的电势为零，则知带电粒子在Q点的电势能为－Uq，故A错误、B错误．C、D、设带电粒子在P点时的速度为v0，在Q点建立直角坐标系，垂直于电场线为x轴，平行于电场线为y轴，由平抛运动的规律和几知识求得粒子在y轴方向的分速度为：vy=v0．粒子在y方向上的平均速度为：粒子在y方向上的位移为y0，粒子在电场中的运动时间为t，则：竖直方向有：y0=水平方向有：d=v0t可得：y0=所以场强为：E=联立得：E=，故C正确，D错误．故选：C【思路点拨】根据公式W=qU求出电场力做功，确定出P、Q间电势能的差，即可求得Q点的电势能．根据粒子轨迹弯曲方向，判断出粒子所受的电场力方向，即可判断其电性；带电粒子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，在Q点建立直角坐标系，垂直于电场线为x12\n轴，平行于电场线为y轴，根据平抛运动的规律求出粒子到达Q点时的速度．根据位移公式和两个分运动的等时性，列出x方向和y方向两个方向的分位移与时间的关系式，即可求出竖直方向的位移大小y0，由E=求解场强的大小．18．【知识点】电磁感应的图像问题【答案解析】C解析：排除法19.【知识点】牛顿第二定律；滑动摩擦力；功能关系．【答案解析】C解析：A、要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度．即a＞μg，则μ＜．故A错误．B、当煤块的速度达到v时，经过的位移x1＝，经历的时间t＝．此时传送带的位移x2＝，则黑色痕迹的长度L=x2−x1＝．故B错误，C正确．D、煤块与传送带由于摩擦产生的热量Q=fx相对=fL=−．故D错误．故选C．【思路点拨】解决本题的关键知道要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度．黑色痕迹的长度等于传送带的位移和煤块的位移之差．以及掌握煤块与传送带由于摩擦产生的热量Q=fx相对20．【知识点】电磁感应的力电磁综合问题【答案解析】ACD解析：金属棒向左运动切割磁感线，根据右手定则判断得知产生的感应电流方向由a→b，A正确；金属棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速运动，后等于拉力做匀速直线运动，速度达到最大，B错误；根据牛顿第二定律得：F－＝ma，可知棒的速度v增大，加速度a减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度amax＝＝m/s2＝5m/s2，C正确；当棒的加速度a＝0时速度最大，设最大速度为vmax，则有F＝，所以vmax＝＝m/s＝20m/s，所以水平拉力的最大功率Pmax＝Fvmax＝10×20W＝200W，D正确．答案：ACD12\n21．【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．【答案解析】AC解析：（1）见上图，有几何关系得轨迹圆半径为由：，得：由：，得右中图，，所以，在三角中由正弦定理：，得,.所以速度范围:（2）如下图，设有几何关系得:,【思路点拨】带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，由题意利用几何关系可得出粒子的转动半径，由洛仑兹力充当向心力可得出粒子速度的大小22．【知识点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【答案解析】（1）10.15mm（2）1.01m/s（3）解析：（1）游标卡尺的主尺读数为：1.0cm=10mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为14×0.05mm=0.70mm，所以最终读数为：10mm+0.15mm=10.15mm（2）根据12\n（3）根据能量守恒，弹簧的弹性势能等于小物体的动能【思路点拨】本题难点在于分析出题目的探究方法，本题探究弹簧弹性势能是依据能量转化和守恒，以求木块动能的方式来确定弹簧的弹性势能，这是本题的难点23．【知识点】测定金属的电阻率．【答案解析】0.996～0.999mm、0.42A、2.25～2.28V。A，小，B，或解析：螺旋测微器先读固定部分为0.5mm，；螺旋测微器读数为L=0.5mm+49.8×0.01mm=0.998mm、电流表量程为0.6A，则最小刻度为0.02；指针所示为0.42A；电流表量程为3V，最小刻度为0.1V，则读数为2.25V；因电源不能在大功率下长时间运行，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的内阻约为5Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小；因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻；故应选B电路；待测电阻及电流表总电阻R=，则待测电阻RX=R-RA=−2.0Ω【思路点拨】（1）根据各种仪器的原理及读数方法进行读数，注意估读；（2）由给出的数据选择滑动变阻器的接法，由各仪器的内阻选择电流表的接法，并能通过误差原理分析误差；求出待测电阻的阻值．对于电学实验一定不要单纯靠记忆去解决问题，一定要在理解的基础之上，灵活运用欧姆定律及串并联的相关知识求解．24．【知识点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力【答案解析】（1）（2）m/s．解析：（1）根据动能定理，物体沿斜面上滑过程，根据动能定理，有：－mgsinα•S－μmgcosα•S=0-解得：由图可得，当α=90°时，根据v02=2gs，代入数据得v012\n=5m/s，即物体的初速度为5m/s．由图可得，α=30°时，s=1.25，代入数据得：（2）物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系为：把α=60°代入，解得：由动能定理得：－μmgcosα•2S=－解得：m/s；【思路点拨】（1）根据动能定理，求出物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式，然后结合图象当α=90°时的数据求出物体的初速度；求出物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式，根据α=30°时的数据求出动摩擦因数；（2）先求出α=60°时物体上升的高度，然后由动能定理求出物体返回时的速度．25．（19分）解：（1）微粒带电量为q、质量为m，轨迹为圆弧，有qE=mg。……（2分）微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，如图所示，O1、O2为微粒运动的圆心，O1O2与竖直方向夹角为θ，由几何知识知sinθ=。……（2分）微粒半径r1，由几何关系有r1+r1sinθ=，得r1=2L。……（2分）由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有，……（1分）由动能定理有，……（1分）已知E/B=2，得h=L/2……（2分）（2）微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1，水平距离x1，由运动学公式有，，……（2分）12\n代入v0=、h=L/2，得t1=、x1=。……（1分）微粒在M点时竖直分速度v1=，速度为v=2、与AB夹角为θ=30º。微粒在磁场中运动半径r2=4L。由几何关系知微粒从M点运动30º垂直到达EF边界。……（2分）微粒在磁场中运动周期T=2πr2/v=。（2分）由题意有微粒运动时间t=T/3+kT/2，（k=0，1，2，……）微粒运动时间t=。（k=0，1，2，……）……（2分）34．(1)ACD(2)光路图如图所示，由折射定律知，光线在AB面上折射时有n＝在AD面上出射时n＝联立以上各式并代入数据解得α＝β＝45°，γ＝60°光在棱镜中通过的距离s＝d＝t设点光源到P点的距离为L，有L＝ct解得L＝d35．(1)【知识点】原子结构原子核【答案解析】BCE解析：A、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．故A错误；B、β衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，不是原子中的电子，故B正确；C、根据电荷守恒和质量守恒，一个氘核（H）与一个氚核（H）聚变生成一个氦核（He）的同时，放出一个中子；故C正确；D、按照玻尔理论，第3激发态是第4能级，一群氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射6种频率的光子，故D错误；E、质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损△m=2m1+2m2-m3，由质能方程可知，释放的能量△E=△mc2=（2m1+2m2-m3）c2；故E正确；故选BCE【思路点拨】比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．核反应方程注意电荷数守恒和质量数守恒，求出核反应过程中的质量亏损，然后由质能方程求出核反应释放的能量．准确掌握能级的概念以及玻尔原子模型。（2）【知识点】动量守恒定律能量守恒定律【答案解析】2J解析：对于子弹、物块A相互作用过程，由动量守恒定律得解得12\n对于A、B相互作用过程中，由动量守恒定律得v=1m/sA、B系统因摩擦产生的热量等于A、B系统损失的的动能，即【思路点拨】本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，是道好题．运用动量守恒定律解题时，关键要合理地选择研究的系统．12