2024-2025学年浙江金华第一中学高三（上）月考物理试卷（9月）（含答案）

2024-2025学年浙江金华第一中学高三（上）月考
物理试卷（9月）
一、选择题：本大题共15小题，共45分。
1.下列属于国际单位制中基本单位的物理量是( )
A. 动能 B. 加速度 C. 热力学温度 D. 磁感应强度
2.中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器通过“熔合蒸发”反应合成超重核 ，并同时辐射出一个中子。下列可能合成该超重核的原子核组合是( )
A. B. C. D.
3.下雨时，关于雨滴下落过程的说法中，正确的是( )
A. 雨滴很小，一定可以看成质点 B. 雨滴位移的大小一定等于路程
C. 在无风环境中雨滴做自由落体运动 D. 要研究雨滴的运动必须先选定参考系
4.质量为的物体静止在倾角为的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离时，如图所示，物体相对斜面静止，则下列说法中不正确的是( )
A. 摩擦力对物体做功为零 B. 合力对物体做功为零
C. 摩擦力对物体做负功 D. 弹力对物体做正功
5.如图所示，将含有大量正、负带电粒子的气体以相同的速度喷入云雾室里，观察到有两个粒子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反。已知云雾室中匀强磁场方向垂直纸面向外图中未画出，不计重力和粒子间作用力，则下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中做速度增大的曲线运动
B. 粒子在磁场中做速度减小的曲线运动
C. 粒子带正电
D. 粒子的速度保持不变
6.如图所示，在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，则：
A. 入射光频率时，增大入射光的强度，光电流不变
B. 入射光频率时，减小入射光的强度，光电效应现象消失
C. 改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应
D. 改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大
7.如图甲所示，、为介质中相距且振动方向相同的两个波源，为连线上距为的一点．在时刻，、同时开始振动，振动图像均如图乙所示，在时，点开始振动．则下列说法正确的是( )
A. 该波频率为 B. 该波波长为
C. 点起振的方向沿轴负方向 D. 点为两波相遇后的振动减弱点
8.如图所示，用三根相同细线、、将重力均为的两个灯笼和悬挂起来。两灯笼静止时，细线与竖直方向的夹角为，细线水平。则( )
A. 中的拉力大小为 B. 中的拉力大小为
C. 中的拉力小于中的拉力 D. 只增加灯笼的质量，最先断
9.为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是( )
A. 磁铁的加速度小于
B. 金属环对桌面压力小于自身重力
C. 俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流
D. 两金属环将加速靠近不考虑金属环之间的作用
10.某星系中有一颗质量分布均匀的行星，其半径为，将一质量为的物块悬挂在弹簧测力计上，在该行星极地表面静止时，弹簧测力计的示数为；在赤道表面静止时，弹簧测力计的示数为。已知引力常量为。下列说法正确的是( )
A. 该行星的自转周期为 B. 该行星的质量为
C. 该行星赤道处的重力加速度为 D. 该行星的密度为
11.用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度随坐标的变化图像，可能正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为、、的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒、处分别放有电子、不计重力，给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则、做圆周运动的线速度之比为( )
A. B. C. D.
13.如图所示，表面光滑的圆锥体固定在水平面上，底面半径为，顶角为。有一个质量为的弹性圆环，圆环的弹力与形变量之间的关系满足胡克定律，且圆环始终在弹性限度内，圆环处于自然状态时的半径。现将圆环套在圆锥体上，稳定时圆环于水平状态，且到底面的距离为圆锥体高线的。已知重力加速度为，圆环的弹性能其中为圆环的劲度系数，为圆环的形变量，当角度很小时，可认为其正弦值与角度值相等。现将圆环从自然状态贴着圆锥体侧壁水平静止释放，则( )
A. 圆环的劲度系数
B. 圆环不会穿过圆锥体落向水平面
C. 下落过程中圆锥体对圆环的最小作用力为
D. 圆环落到圆锥体中间高度时，圆锥体对圆环的作用力为
14.下列说法正确的是( )
A. 对于相同质量的核燃料，重核裂变比轻核聚变产生的核能多
B. 非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，具有各向同性
C. 食盐被灼烧时发的光主要是由钠原子从低能级向高能级跃迁时产生的
D. 光电效应、黑体辐射、物质波等理论均与普朗克常量有关
15.如图甲是街头常见的变压器，它通过降压给用户供电，简化示意图如图乙所示，各电表均为理想交流电表，变压器的输入电压保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为。当并联的用电器增多时，下列判断正确的是( )
A. 电流表示数减小，示数减小
B. 电压表示数不变，示数减小
C. 的变化量与的变化量之比不变
D. 的示数与的示数之比将增大
二、综合题：本大题共7小题，共55分。
16.（6分）用落体法验证机械能守恒定律，打出如图甲所示的一条纸带．已知打点计时器工作频率为．
根据纸带所给数据，打下点时重物的速度为________结果保留三位有效数字．
某同学选用两个形状相同、质量不同的重物和进行实验，测得几组数据，画出图象，并求出图线的斜率，如图乙所示，由图象可知的质量________选填“大于”或“小于”的质量．
通过分析发现造成值偏小的原因是实验中存在各种阻力，已知实验所用重物的质量，当地重力加速度，求出重物所受的平均阻力________结果保留两位有效数字
17.（10分）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：
学生电源 多用电表 数字电压表 数字电流表
滑动变阻器最大阻值 白炽灯 可调电阻
发光二极管 光敏电阻型三极管 开关和若干导线等。
判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图所示，当黑表笔与接线端接触、红表笔与接线端接触时，多用电表指针位于表盘中位置见图；对调红、黑表笔后指针位于表盘中位置见图，由此判断端为二极管的___________填“正极”或“负极”。
研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
采用图中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的____、____、_____接线柱以上三空选填接线柱标号“”“”“”或“”。
图为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而___________填“增大”或“减小”。

组装光强报警器电路并测试其功能图为利用光敏电阻、发光二极管、三极管当、间电压达到一定程度后，三极管被导通等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应___________填“增大”或“减小”可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。
18.（6分）实验室有一块一侧有反光涂层的矩形玻璃砖，它的长宽比为，某同学用激光笔测量该玻璃砖的折射率。由于缺少标准测量工具，该同学将纸张裁成和玻璃砖一样大，通过对折产生折痕对纸张进行等分，将纸张变为测量工具。
用纸张折痕确定法线，调整激光笔的位置如图所示，为入射光线，光线通过玻璃砖从点射出，可知玻璃砖的折射率为_______可用分数、小数及根号表示；
在本实验中，下列方法最能有效减小实验误差的是 单选，填字母。
A.仅适当增大光线的入射角 仅适当减小光线的入射角
C.仅适当增加纸张的等分折痕 仅适当减少纸张的等分折痕
19.（8分）如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成、两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连忽略隔板厚度和弹簧体积。容器横截面积为、长为。开始时系统处于平衡态，、体积均为，压强均为，弹簧为原长。现将中气体抽出一半，的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：
抽气之后、的压强。
弹簧的劲度系数。
20.（8分）如图所示，内壁光滑的管道竖直放置，其圆形轨道部分半径，管道左侧放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口水平，且与圆心等高，出口的右侧接长木板，长木板放在水平地面上，长木板质量。质量为的物块甲通过弹射装置获得初动能，弹簧的弹性势能的表达式为其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，当弹射器中的弹簧压缩量为时，物块刚好运动到与圆心等高的处。当弹射器中的弹簧压缩量为时，物块刚好能滑到长木板的最右端，管道内径远小于圆形轨道半径，物块大小略小于管的内径，物块可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度取，物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平面间的动摩擦因数。求：
物块运动到长木板左端时的速度大小；
长木板的长度；
若在物块滑上长木板的同时，对长木板乙施加水平向右的外力，则甲经过多长时间滑离长木板；物块和长木板之间由于摩擦产生的热量为多少。
21.（8分）如图所示，有两条不计电阻的平行光滑金属导轨、，导轨间距，其中、段倾斜放置，倾斜角，，、段水平放置，两段之间通过一小段大小可忽略光滑圆弧绝缘材料平滑相连，在倾斜导轨左端连接一电容的电容器，在和两端与的电阻器相连，在倾斜导轨、区域内加有垂直于倾斜导轨平面向下的匀强磁场，在水平导轨的区域内加有垂直水平导轨平面向上的匀强磁场，、均与导轨垂直，且，是质量为、各边长度均为的开口向左的形金属框，已知其边电阻为，其余各段电阻可忽略不计，开始时紧挨导轨静置于左侧外，一不计电阻的质量为的金属棒紧贴从静止释放，使其向下滑行，越过后与形金属框发生碰撞，碰后粘在一起形成一个正方形导体框沿导轨穿过磁场区域。不计一切摩擦，取重力加速度，求：
金属棒在倾斜导轨下滑的加速度大小；
边刚进入磁场区域时的速度大小；
整个过程中电阻器上产生的焦耳热。
22.（9分）如图，在坐标系中有三个区域，圆形区域Ⅰ分别与轴和轴相切于点和点。半圆形区域Ⅱ的半径是区域Ⅰ半径的倍。区域Ⅰ、Ⅱ的圆心连线与轴平行，半圆与圆相切于点，垂直于轴，半圆的直径所在的直线右侧为区域Ⅲ。区域Ⅰ、Ⅱ分别有磁感应强度大小为、的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向外。区域Ⅰ下方有一粒子源和加速电场组成的发射器，可将质量为、电荷量为的粒子由电场加速到。改变发射器的位置，使带电粒子在范围内都沿着轴正方向以相同的速度沿纸面射入区域Ⅰ。已知某粒子从点射入区域Ⅰ，并从点射入区域Ⅱ不计粒子的重力和粒子之间的影响
求加速电场两板间的电压和区域Ⅰ的半径；
在能射入区域Ⅲ的粒子中，某粒子在区域Ⅱ中运动的时间最短，求该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的总时间；
在区域Ⅲ加入匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，电场强度的大小，方向沿轴正方向。此后，粒子源中某粒子经区域Ⅰ、Ⅱ射入区域Ⅲ，进入区域Ⅲ时速度方向与轴负方向的夹角成角。当粒子动能最大时，求粒子的速度大小及所在的位置到轴的距离。
参考答案
1.
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5.
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8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.；大于；
17.负极；
；；；减小；
增大

18.

19.设抽气前两体积为 ，对气体分析：抽气后
根据玻意耳定律得
解得
对气体分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即 ，则根据玻意耳定律得
解得
由题意可知，弹簧的压缩量为 ，对活塞受力分析有
根据胡克定律得
联立得。

20.解：当弹射器弹簧压缩量为时，物体从释放运动到过程，弹簧弹性势能转化为物块重力势能，由能量守恒可得：
当弹射器弹簧压缩量为时，物体从释放到运动至点过程中，弹簧弹性势能转化为物块重力势能和动能，由能量守恒可得：
联立可得
甲物块在木板上滑动时，水平方向受到摩擦力向左，；
木板乙水平方向上受到甲对乙摩擦力向右，；地面对乙的摩擦力
根据牛顿第二定律甲的加速度，
乙的加速度，代入数据解得
甲匀减速，乙匀加速，当二者速度相等时，甲刚好运动至乙左边，设甲、乙共速时速度为，时间为。
根据甲乙速度相等得：
代入数据解得，
甲的位移：
乙的位移：
所以木板的长度
代入数据解得
对木板施力物体提供向右边后，甲乙两者共速前：
木板乙加速度，甲的加速度
设时甲乙达到相同速度，
对于甲，
对于乙，
由此可得，
甲运动位移
乙运动位移
甲相对乙的位移
产生的热量
联立代入数据解得
甲乙共速后：甲乙相对滑动，甲加速运动加速度为，
乙加速运动，加速度
乙比甲多运动后，甲从乙上面滑下：
，
代入数据得
此过程上表面热量等于
综上可知运动时间，
热量
21.解：金属棒沿倾斜轨道向下滑行过程中有：
又根据电流的定义：
所以电流为：
对金属棒，由牛顿第二定律：
又根据动生电动势公式有：
上式变为：
又因为
所以可求得金属棒加速度为：
代入数据得：
金属棒沿倾斜轨道向下滑行过程由运动学公式得：
金属棒越过后与形金属框发生碰撞，以向右为正方向，由动量守恒定律有：
解得：
此后一起匀速向右运动直到边进入磁场区域，即边进入磁场区域时速度为。
在边进入磁场区域时，边左侧电阻为，即右侧的电阻器被短路，无电流。此时回路总电阻就为边的电阻；在边进出磁场时，此时右侧边和电阻器组成并联电路，此时总电阻为，
根据安培力公式：
动生电动势公式：
则碰后粘在一起全部进入磁场区域过程，以向右为正，根据动量定理有：
解得：
金属框一起全部穿出磁场区域过程，有：
解得：
所以此过程中电阻器上产生的焦耳热为：
代入数据得电阻器上产生的焦耳热为：
答：金属棒在倾斜导轨下滑的加速度大小为；
边刚进入磁场区域时的速度大小为；
整个过程中电阻器上产生的焦耳热为。
22.根据动能定理得
解得
粒子进入区域做匀速圆周运动，根据题意某粒子从点射入区域Ⅰ，并从点射入区域Ⅱ，故可知此时粒子的运动轨迹半径与区域Ⅰ的半径相等，粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力
解得
带电粒子在范围内都沿着轴正方向以相同的速度 沿纸面射入区域Ⅰ，由可得，粒子的在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径均为，因为在区域Ⅰ中的磁场半径和轨迹半径相等，粒子射入点、区域Ⅰ圆心、轨迹圆心、粒子出射点四点构成一个菱形，有几何关系可得，区域Ⅰ圆心和粒子出射点连线平行于粒子射入点与轨迹圆心连线，则区域Ⅰ圆心和粒子出射点水平，根据磁聚焦原理可知粒子都从点射出，粒子射入区域，仍做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
解得
如图，要使粒子在区域Ⅱ中运动的时间最短，轨迹所对应的圆心角最小，可知在区域Ⅱ中运动的圆弧所对的弦长最短，即此时最短弦长为区域Ⅱ的磁场圆半径 ，根据几何知识可得此时在区域Ⅱ和区域Ⅰ中运动的轨迹所对应的圆心角都为 ，粒子在两区域磁场中运动周期分别为
故可得该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的总时间为
如图，将速度 分解为沿轴正方向的速度 及速度 ，因为 可得 ，故可知沿轴正方向的速度 产生的洛伦兹力与电场力平衡，粒子同时受到另一方向的洛伦兹力 ，故粒子沿正方向做旋进运动，根据角度可知
故当 方向为竖直向上时此时粒子速度最大，即最大速度为
根据几何关系可知此时所在的位置到轴的距离为

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