河溪中学2023-2024学年高三下学期第二学月考试
物理科试卷
一、单选题（共28分）本题共7小题，每题4分，共28分，在每个题给出四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（本题4分）9月16日7时35分，G9313列车自杭州东站驶出，亚运智能动车组列车载客运营，串联起杭州与宁波、温州、金华、绍兴、湖州5座亚运协办城市。下列表述正确的是（ ）
A．“9月16日7时35分”表示时间间隔
B．该列车座位上安装有USB接口，能给手机供220V交流电
C．研究列车从杭州到宁波的运动轨迹，可将列车视为质点
D．智能动车组实现自动驾驶，电子屏上显示的“当前时速”指平均速度
2．（本题4分）树叶从空中下落的轨迹如图所示，P为轨迹上一点，下列说法正确的是（ ）
A．树叶经P点时的速度一定为0
B．树叶经P点时的加速度一定为0
C．树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切
D．树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P
3．（本题4分）2023年6月15日，我国长征二号丁遥八十八运载火箭成功将吉林一号高分06A星等41颗卫星准确送入预定轨道，刷新了我国一次发射卫星数量最多的纪录。质量相等的a、b、c三颗卫星，围绕地球做匀速圆周运动的轨道分布如图所示，卫星a（ ）
A．受地球引力最小 B．运行的周期最小
C．运行的速度最小 D．运行的加速度最小
4．（本题4分）如图甲所示，质量为M、倾角为θ的斜面体放在粗糙水平地面上，质量为m的物块恰好能静止在斜面上。现作用在物块上一平行于斜面向上、如图乙所示的力F，使物块沿斜面匀速上滑，斜面体始终不动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则物块匀速上滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到的支持力大小为
B．物块受到的摩擦力大小为
C．地面对斜面体的摩擦力大小为
D．地面对斜面体的支持力大小为
5．（本题4分）如图所示，质量为、半径为、内壁光滑的圆形轨道竖直放置在水平地面上，轨道圆心为是轨道上与圆心等高的两点。一质量为的小球沿轨道做圆周运动且刚好能通过轨道最高点，运动过程中轨道始终保持静止状态。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．小球经过轨道最高点时，轨道对地面的压力最小
B．小球经过轨道最低点时，轨道对地面的压力最大
C．小球经过点时，轨道对地面的压力为
D．小球经过点时，轨道对地面的摩擦力沿水平面向左
6．（本题4分）氢原子的能级图如图甲所示，大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，放出频率不同的光子。其中频率最高的光照射图乙电路中光电管阴极K时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。电子的电荷量大小为e，质量为m，可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，则下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子跃迁时最多可放出4 种可见光
B．从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最高
C．用图乙实验电路研究光电效应，要测遏止电压，滑片P应向b端滑动
D．若频率最高的光子能量为E0，可求出光电管阴极 K 的逸出功为（E0-eU1）
7．（本题4分）如图甲所示，一导体棒与导线构成闭合回路，然后用绝缘轻绳悬挂在天花板上，空间存在一圆形磁场区域，导体棒刚好与圆的水平直径重合，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，已知圆形磁场区域的半径为，导体棒的质量为，长度为、，当时绝缘轻绳的张力为零，忽略导线以及轻绳的重力，，则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内，流过导体棒的电流方向向右 B．
C．流过导体棒的电流为1A D．2s时，细线的张力为0.4N
二、多选题（共18分）本题共3小题，每题6分，共18分。在每个题给出四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不选全的得3分，有选错的得0分。
8．（本题6分）为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示环状区域只有b光，中间小圆为复合光，以下说法中正确的是（ ）
A．在水中a光波速大于b光
B．a光的频率大于b光
C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小
D．通过b光观察到的光源s的位置比实际位置浅一些
9．（本题6分）一定质量的理想气体，经历了从的状态变化，其图线如图，延长线过原点O，与横轴平行，与纵轴平行，a、d连线与横轴平行。则（ ）
A．的过程中，每个分子热运动的动能都增大
B．的过程中，外界对气体做功
C．的过程中，气体压强减少是因为气体分子的密集程度减小
D．的过程中，气体吸收的热量大于气体对外做的功
10．（本题6分）如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R，降压变压器所接负载的等效电阻为R变，，其余导线电阻不计。当R变变化时，理想电压表V的示数变化为，理想电流表A的示数变化为，下列说法正确的是（ ）
A．R变的触头向下滑动时，输电线上的损耗功率变小
B．R变的触头向下滑动时，电压表的示数变小
C．R变 的触头向上滑动时，输电效率降低
D．
三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（本题6分）某同学在探究加速度与力、质量关系的实验中，设计了如图甲所示的装置，通过力传感器获得小车的合外力，小车总质量用、重物质量用表示，各滑轮均光滑。
(1)实验中 （选填“需要”或“不需要”）平衡小车所受的摩擦力， （选填“需要”或“不需要”）满足所挂重物的质量m远小于小车的总质量M。
(2)小车的合外力一定时，画出小车的图象，依图乙可以得出，当小车的质量为时，它的加速度为 。
(3)测得小车总质量一定时，加速度与力传感器示数成正比。某次测量中，通过正确的实验和计算得到小车加速度为（为当地重力加速度），则小车总质量与重物的质量之比为 。
12．（本题10分）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路。
(1)根据图甲，完成图乙中的实物图连线 ；
(2)正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图丙所示，其示数为 V；
(3)测得的7组数据已标在如图丁所示坐标系上，用作图法作图 ；求干电池的电动势 V和内阻 （计算结果均保留两位小数）；
(4)该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图戊所示．图戊中图像在纵轴的截距为b，图像斜率为k，则电流表内阻为 （用字母b、k、r表示）；
(5)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏大”或“偏小”）。
13．（本题10分）图1为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波动图像，此时振动恰好传播到5m处的P点，质点P此后的振动图像如图2所示。质点Q在x轴上位于10m处，求：
（1）该波的传播速度；
（2）质点P的振动方程；
（3）再经过2.75s，质点P运动的位移和质点Q运动的路程。
14．（本题12分）如图所示，相距为的平行金属导轨由水平和倾斜两部分组成，水平部分导轨光滑且足够长，处在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，倾斜部分导轨粗糙，与水平导轨平滑连接。有两根完全相同的金属棒甲和乙固定在倾斜导轨上，将甲从图中位置由静止释放，到达倾斜导轨底端的速度为，当甲进入磁场后速度为零时，将乙从图中位置由静止释放，最后乙与甲以共同的速度在磁场中运动。已知甲、乙的初始位置到倾斜导轨底端的距离之比为，甲和乙的质量均为，接人电路的电阻均为，运动过程中甲、乙始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求：
（1）金属棒乙运动到倾斜导轨底端时的速度大小；
（2）金属棒甲停止时在磁场中运动的距离；
（3）整个过程甲金属棒产生的焦耳热。
15．（本题16分）如图所示，MN、PQ间有向下的匀强电场，PQ、y轴间有向上的匀强电场，，y轴右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，有一带电的粒子1，质量为、电荷量为，沿x轴正方向从A点以速度大小射入，经两电场偏转后恰好经过O点，此时速度与x轴正方向夹角为45°斜向上，与静止在O点，质量为、电荷量为的带电粒子2发生正碰，碰后粒子1速度反向，且经电场后通过C点，碰后粒子2速度大小为，进入磁场之后从y轴某点射出磁场进入电场，刚好从C点以水平向左的速度射出电场。（不计粒子重力及粒子间的相互作用，碰后两粒子电性及电量均保持不变，题中只有已知，其它物理量均未知），求：
（1）粒子1与粒子2碰撞前在电场与电场中运动的时间之比及加速度大小之比；
（2）电场强度与磁感应强度B的大小之比；
（3）与之比，并通过计算分析两个粒子的碰撞是否为弹性碰撞。河溪中学2023-2024学年高三下学期第二学月考试物理科试卷
参考答案：
1．C
【详解】A．“9月16日7时35分”表示时刻，A错误；
B．该列车座位上安装有USB接口，给手机供电电压是或的直流电，B错误；
C．研究列车从杭州到宁波的运动轨迹，列车的大小形状可以忽略，因此能将列车看成质点，C正确；
D．智能动车组实现自动驾驶，电子屏上显示的“当前时速”指瞬时速度，D错误。
故选C。
2．D
【详解】B．根据图像可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，即速度的变化量不等于0，可知，树叶经P点时的加速度一定不为0，故B错误；
A．根据图像可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，可知，树叶经P点时的速度不一定为0，故A错误；
C．树叶做曲线运动，所受外力的合力方向指向轨迹内侧，可知，树叶经P点时的加速度的方向与轨迹不相切，故C错误；
D．根据平均速度的表达式有
可知，平均速度的方向与位移方向相同，树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．由万有引力定律
因a的半径最小，所以引力最大，故A错误；
B．由
解得
即r越小，T值越小，故B正确；
C．由
解得
即r越小v值越大，故C错误；
D．由
解得
即r越小a值越大，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】AB．物块恰好能静止在斜面上时，对物块受力分析，可得
物块沿斜面匀速上滑时，对物块受力分析可得物块受到的支持力大小为
物块受到的摩擦力大小为
故AB错误；
CD．对物块受力分析可得F的大小为
对物块和斜面体整体分析，可得地面对斜面体的摩擦力大小为
地面对斜面体的支持力大小为
故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．小球经过轨道最高点时，重力提供向心力，小球处于完全失重状态，轨道对地面的压力等于轨道的重力，小球在下半轨道运动时，小球对轨道的压力有向下的分力，则轨道对地面的压力大于轨道的重力，小球在上半轨道运动（除最高点外）时，小球对轨道的压力有向上的分力，则轨道对地面的压力小于轨道的重力，故小球经过轨道最高点时，轨道对地面的压力不是最小，故A错误；
B．由A分析可知，轨道对地面的压力最大位置在下半轨道，设小球、轨道圆心连线与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律
小球经过轨道最低点时，速度最大，，则在轨道最低点，小球受到轨道的支持力最大，根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力最大，轨道对地面的压力最大，故B正确；
C．小球经过点时，轨道的支持力提供向心力，小球处于完全失重状态，轨道对地面的压力等于轨道的重力，为
故C错误；
D．小球经过点时，轨道向左的支持力提供向心力，根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力向右，轨道静止，根据平衡条件可知地面对轨道的摩擦力沿水平面向左，根据牛顿第三定律，轨道对地面的摩擦力沿水平面向右，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】AB．一群处于n=4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可发出种频率的光子，其能量分别为
，
，
，
其中只有1.89eV和2.55eV在1.62~3.11eV范围内，所以该过程最多可发出2种可见光，而从n=4跃迁到n=3能级放出光子的能量最低，根据
可知从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最低，故AB错误；
C．用图乙实验电路研究光电效应，要测量遏止电压，要阴极K的电势比阳极A电势高，因此滑片P应向a 端滑动，故C错误；
D．根据光电效应方程
而
所以光电管阴极 K的逸出功
故D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．由题意可知，0~4s的时间内穿过闭合回路的磁场向外均匀增加，由楞次定律可知回路中的电流顺时针，即流过导体棒的电流方向向左，故A错误；
BC．由法拉第电磁感应定律得
流过导体棒的电流为
导体棒所受的安培力为
又时绝缘轻绳的张力为零，则由
联立以上解得
故B正确，C错误；
D．时，导体棒所受的安培力大小为
对导体框由力的平衡条件得
故D错误。
故选B。
8．BDE
【详解】根据题意可知，由于a光发生全反射时，b光未发生全反射，则a光的临界角小于b光的临界角
AB．由公式可知，a光的折射率大于b光折射率，则a光的频率大于b光，由可知，在水中a光波速小于b光，故A错误，B正确；
CE．a光的频率大于b光，则a光的波长小于b光的波长，则用同一套装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更小，若某单缝能使a光发生明显衍射现象，则b光也一定能发生明显衍射现象，故C错误，E正确；
D．由于光的折射的原因，通过b光观察到的光源s的位置比实际位置浅一些，故D正确。
故选BDE。
9．CD
【详解】A．的过程为等容升温吸热过程，分子平均动能增大，但某一个分子动能可能减小，A错误；
B．的过程，压强不变，温度升高，则气体的体积增大，气体对外界做功，B错误；
C．的过程，为气体等温膨胀过程，气体分子对器壁的平均撞击力的大小不变，压强减小是因为气体体积增大，气体分子的密集程度减小导致单位时间单位面积上的总的撞击力变小，C正确；
D．整个过程末状态气体温度高，内能增加；且体积增大，气体对外做功。根据热力学第一定律知，气体吸收的热量大于气体对外做的功，D正确。
故选CD。
10．BD
【详解】AB．R变 的阻值减小，电流表的示数增大，由于降压变压器的匝数比不变，则输电线上的电流增大，输电线上的损耗功率变大。又因为升压变压器输出电压U 不变，则降压变压器的输入电压减小，依据电压与匝数的关系知电压表的示数减小，故A 错误，B正确；
C．由以上分析知，R变的阻值增大，输电线电流减小，则降压变压器的输入电压U3增大，输电效率为
可知输电效率提高，故C 错误；
D．根据输电线路，设升压变压器副线圈两端的电压为，输电线路的电流为，则降压变压器原线圈两端的电压
根据电压与匝数之间的关系
可得
根据匝数与电流之间的关系
联立可得
由于升压变压器原线圈无负载，因此始终不变，则根据以上函数关系可知
故D正确。
故选 BD。
11．(1) 需要 不需要
(2)1
(3)
【详解】（1）[1]本实验中需要使细线对小车的拉力等于小车的合力，因此需要平衡摩擦力。
[2]本实验中细线的张力能用力传感器测量，因此不需要满足所挂重物的质量m远小于小车的总质量M。
（2）根据牛顿第二定律
整理得
图象的斜率为
当小车的质量为时，它的加速度大小为
（3）根据题目，小车的加速度，可得重物的加速度为，设力传感器的示数为,根据牛顿第二定律，对小车受力分析得
对重物分析得
解得
12．(1)
(2)1.20
(3) 1.48 1.00
(4)
(5)偏小
【详解】（1）根据图甲，图乙中的实物图连线如图
（2）电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.20V；
（3）[1]画出U-I图像如图
[2][3]由闭合电路的欧姆定律可知
则
E=1.48V
内阻
（4）由闭合电路的欧姆定律可知
可得
由图像可知
解得
（5）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值为
即内阻测量值偏小。
13．（1）4m/s；（2）；（3）0.1m，0.6m
【详解】（1）由图可知，波长为4m，周期为1.0s。则波速为
（2）质点P的振动方程为
（3）由于，则质点P的位移为0.1m。波从P点传播到Q点的时间为
则质点Q的振动时间为
则质点Q的路程为
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意知，甲、乙两金属棒在斜面上运动时的加速度相同，设加速度为，甲的初始位置倾斜导轨底端距离为，则
解得
（2）金属棒甲停止时在磁场中运动的距离为，根据动量定理有
又
联立解得
（3）导体棒甲、乙稳定时两棒产生的电动势大小相等，根据动量守恒定律得
解得
导体棒甲从释放到静止，系统产生的焦耳热为
从释放导体棒乙到甲、乙稳定的过程，系统产生的焦耳热为
整个过程中导体棒甲产生的焦耳热为
15．答案：（1）粒子1在电场中水平方向做匀速直线运动，有
竖直方向做匀变速直线运动
解得
（2）粒子2在磁场中做圆周运动，
粒子2在电场中做类斜抛运动竖直位移为
解得
（3）粒子1碰撞前在电场中竖直方向做匀变速直线运动
粒子1反弹后做斜抛运动，
联立得
由动量守恒得 解得
因为，所以该碰撞为弹性碰撞
