河南省驻马店市新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试卷（含解析）

河南省驻马店市新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图甲所示，一质量为m＝1 kg的物体在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，从某时刻开始，拉力F随时间均匀减小，物体受到的摩擦力随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于物体运动的说法中正确的是（　　）
A．t＝1 s时物体开始做匀减速运动
B．t＝3 s至t=5s时间内，摩擦力对物体不做功
C．物体与接触面间的动摩擦因数为0.2
D．t＝2 s时物体的加速度大小为2 m/s2
2．如图所示，点A、B、C在半径为r的同一圆周上，三点等分圆周，A点放置正点电荷，所带电荷量为＋，B、C点放置负点电荷，所带电荷量为-，静电力常量为k，则三个点电荷在圆心O处产生的电场强度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．下列说法正确的是（　　）
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．卢瑟福发现质子的核反应方程式是
C．铋210的半衰期是5天，12g铋210经过15天后还有2.0g未衰变
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减小
4．智能手机安装软件后，可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系如图所示，为当地的重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．释放时，手机离地面的高度为
B．手机第一次与地面碰撞的作用时间为
C．手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D．0至时间内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等
5．电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将3V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到时可击杀蚊虫，正常工作时（　　）
A．交流电压表的示数为3V
B．副线圈与原线圈匝数比需满足
C．电击网上的高频电压的频率为
D．将3V直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作
6．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点。若该微粒经过p点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。微粒所受重力均可忽略，下列说法正确的是（　　）
A．微粒带负电
B．碰撞后，新微粒运动轨迹不变
C．碰撞后，新微粒运动周期不变
D．碰撞后，新微粒在磁场中受洛伦兹力变大
二、多选题（本大题共3小题）
7．从地面上把一个小球竖直向上抛出，小球上升和下降过程中加速度a随速度v变化的图像如图所示，已知小球受到的空气阻力大小与速率成正比，图中已知，则下列说法正确的是（ ）

A．图线2为小球上升过程中的图像
B．等于重力加速度
C．小球落回抛出点的速度大小为
D．小球从抛出到返回抛出点的时间为
8．如图所示，一列简谐横波在某种均匀介质中沿着x轴的正方向传播，t=0时刻的波形图如图中的实线所示，在经过0.2s的波形图如图中的虚线所示，下列说法中正确的是（ ）
A．波速的表达式为
B．周期的表达式为
C．若波速为35m/s，则频率为
D．若波速为35m/s，则坐标原点处的质点的振动方程为y=40sin（17.5πt）cm
9．如图所示，在距水平地面高为处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量小球A，半径的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响，g取。现给小球一个水平向右的恒力，则下列说法正确的是（　　）
A．把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功为
B．小球B运动到C处时的速度大小为
C．小球B被拉到离地时与小球A速度大小相等
D．小球B被拉到C处时小球A的速度为
三、实验题（本大题共2小题）
10．电子秤是人们生活中常用的一种称量工具。某同学根据所学知识制作了一台简易电子秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为3 V），滑动变阻器的滑片为P，最大阻值为，该同学用刻度尺测得滑动变阻器滑片能滑动范围的长度为。
请回答下列问题。
（1）该同学先利用图乙所示电路测定电子秤里两节纽扣电池（如图丙）的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据，作出的图像如图丁所示，可知这两节纽扣电池串联后的电动势为 V，内阻为 Ω。
（2）该同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系，设计了如下实验：
①调节图甲中滑片P的位置，使电压表的示数恰好为零；
②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑片P恰好滑到滑动变阻器的b端，然后调节电阻箱，直到电压表达到满偏，实验过程中弹簧一直处于弹性限度内，则此时电阻箱的读数为 Ω；
③已知所用的弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则该电子秤所能称量的最大质量为 kg。
（3）结合上面实验内容，可得电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系式为 。（用题目中给出的物理量符号表示）
11．某实验小组利用图甲中的装置验证了牛顿第二定律。

（1）对该实验的理解，下列说法正确的是 ；
A．实验时，应使小车的质量远大于砂和砂桶的总质量
B．实验前，应将长木板的右端适当垫高
C．实验时，应先释放小车再接通电源
D．实验时，细线与长木板没有必要保持平行
（2）通过多次操作得到了一条比较清晰的纸带，如图乙所示，纸带中相邻两计数点间有4个点未画出，且打点计时器所用电源频率为50Hz，则该次操作时，小车的加速度大小为 ；（结果保留两位有效数字）

（3）在完成实验验证时，通过得出的实验数据得到了如图丙所示的图线，图线与纵轴相交的原因是 ；该图像中标出的坐标值均为已知量，则小车的质量应为 。
四、解答题（本大题共3小题）
12．如图所示，太阳光平行射入一半径为R的水球，以波长为的红光为例，它经折射、反射、折射后射出，入射角为，红光在水中的折射率为n，在真空中的折射率为1，真空中的光速为c。求：
（1）红光在水球中传播的距离；
（2）红光在水球中传播的时间。
13．如图所示，光滑水平面上固定有一光滑圆弧槽AB和平台CD，圆弧槽的圆心角θ=60°、半径R=2.3m，平台CD可通过C端调节长度，右端D与水平面右侧对齐，BCD在同一水平线上，水平面右方有一距离平台CD台面深度为h=5m的深坑，深坑底是一平面EF。有一与平台CD等高的长木板置于B、C之间，左侧紧靠圆弧槽并且其上表面在B点与圆弧槽相切，现使小物块以速度v0=11m/s沿A点切线方向从圆弧槽顶端A点滑下，恰好不滑出长木板，之后长木板与平台CD碰撞，碰撞后小物块滑上平台CD，到达D点后能落入深坑。已知BD=20m，长木板的质量M=4kg，小物块质量m=2kg，小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.6，与平台CD间的动摩擦因数μ2=0.2，g=10m/s2，小物块可视为质点。
（1）求长木板的长度L；
（2）求平台CD的最大长度；
（3）若使小物块从D点抛出后在平面EF上的落点与C点的水平距离s最长，求此时平台CD的长度和最大距离sm。
14．如图所示，一个U形光滑金属框架开口向下，固定于倾角为的斜面上，框架的宽度。现将一根长度略大于框架宽度的金属条放置于框架上由静止释放，已知金属条的质量、电阻，其余电阻均不计，在金属条释放瞬间沿垂直斜面向下的方向施加一磁感应强度大小为的匀强磁场。金属条从静止下滑1.0 m时速度达到1.6 m/s，从释放到通过金属条的电荷量时恰好达到稳定状态。重力加速度，，。求：
（1）金属条从释放到达到稳定状态过程中回路产生的焦耳热；
（2）金属条下滑1.0 m运动的时间。
参考答案
1．【答案】B
【详解】物体在开始在F作用下做匀速直线运动，由图可知，滑动摩擦力的大小为4N，拉力随时间均匀减小后，物体开始做减速运动，即在1s时物体开始做减速运动，拉力减小，合力减小，加速度减小，做变减速运动，A错误；由图可知，从3s开始，物体处于静止，t=3s至t=5s时间内中，摩擦力对物体不做功，B正确；由图可知滑动摩擦力大小为f=4N，根据可知，C错误；t=2s时，拉力大小为3N，则加速度大小，D错误。
【关键点拨】解决本题的关键知道物体做匀速直线运动，拉力减小后，先做减速运动，最终静止。摩擦力由滑动摩擦力变为静摩擦力。
2．【答案】A
【答案】C
【详解】在A点的电荷在O点产生的场强，方向沿AO方向；在BC点的电荷在O点产生的场强均为，因EB和EC互成1200角，则合场强为，则O点的场强为3．如图甲所示，一圆形金属线圈放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为，现让线圈绕其一条直径以50Hz的频率匀速转动，较长时间t内产生的热量为Q；若线圈不动，让磁场以图乙所示规律周期性变化，要在t时间内产生的热量也为Q，乙图中磁场变化的周期T以s为单位，数值应为（　　）
A． B． C． D．
【详解】设圆形金属线圈面积为S，当圆形线圈绕其一条直径匀速转动时，线圈中产生正弦交流电，感应电动势的最大值，有效值，图乙中感应电动势的大小不变，方向改变，感应电动势的大小，根据楞次定律，感应电流沿逆时针方向，感应电流沿顺时针方向，感应电流沿顺时针方向，感应电流沿逆时针方向，画出感应电动势随时间变化的图象
根据电流的热效应，有，解得，根据题意，金属线圈在两种情况下，相同时间内产生的热量相等，所以甲、乙两电路的有效值相等，则，其中，解得
3．【答案】B
【详解】太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，A错误；卢瑟福通过α粒子轰击氮原子发现质子，方程为，B正确；12g铋210经过15天，即三个半衰期，剩余未衰变，C错误；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收能量，原子总能量增加，D错误。
4．【答案】D
【详解】由图可知，时刻手机开始接触地面，则内做自由落体运动，释放时，手机离地面的高度为，A错误；由图可知，时刻手机开始接触地面，时刻手机开始离开地面，则手机第一次与地面碰撞的作用时间为，B错误；由图可知，时刻手机的加速度最大，且方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得，可得，手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍，C错误；由图可知，时刻手机的加速度最大，此时手机受到地面的弹力最大，手机处于最低点，手机的速度为零，则时间内手机的速度变化量为零，根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等，D正确。
5．【答案】C
【详解】正弦交变电压的有效值为，交流电压表的示数为，A错误；根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，可知副线圈与原线圈匝数比需满足，B错误；电击网上的高频电压的频率为，C正确；将直流电压连接在变压器的原线圈两端，副线圈不会产生感应电动势，电蚊拍不可以正常工作，D错误。
6．【答案】B
【详解】根据粒子的偏转方向，由左手定则可判断粒子带正电，A错误；带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，总动量不变，总电量也保持不变，则，解得，由，解得，动量p、电荷量q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，轨迹不变，B正确；由周期公式可知，因碰撞后粒子质量增大，粒子运动的周期增大，C错误；由洛伦兹力公式可知，由于碰撞后粒子速度减小，所以碰撞后，新微粒在磁场中受洛伦兹力减小，D错误。
7．【答案】BD
【详解】小球上升过程中有，解得，下降过程有，解得，因此图线1为小球上升过程中的图像，A错误；时小球上升到最高点，此时小球只受到重力，加速度为重力加速度，即，B正确；小球抛出时初速度大小为，有，图线斜率大小为，小球落回抛出点时速度大小为，有，解得，C错误；上升过程取极短时间，由动量定理有，求和得，其中，解得，同理，下降到抛出点过程有，解得为上升和下降到抛出点过程中的位移大小，综合解得，D正确。
8．【答案】BCD
【详解】由图像看出波长，波向右传播，时间内，波向右传播的距离为，波速为，则波速，A项错误；由，可得周期的表达式为，B项正确；由可得当时，波动周期，则频率为，C项正确；坐标原点处的质点的振动方程为，结合综合可得，D项正确。选BCD。
9．【答案】ABC
【详解】把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F作用点的位移为，恒力F做的功为，A正确；小球B运动至C过程，由动能定理可得，代入数据可解得，小球B运动到C处时的速度大小，B正确；小球B被拉到离地时，如图所示，由几何关系可知，又OD=0.3m，OP=0.4m，，小球B的速度沿绳方向，与小球A速度大小相等，C正确；
小球B被拉到C处时，小球B速度与绳垂直，沿绳的分速度为零，此时小球A速度为0，D错误。选ABC。
10．【答案】4，0.5，3.5，4，
【详解】（1）对图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律可得，即图象与纵轴交点的纵坐标等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻，由题图丁可知，电源电动势为，内阻为。
（2）②电压表达到满偏时滑动变阻器接入电路的阻值为，根据欧姆定律可得，解得
③滑片P滑到滑动变阻器的b端，弹簧的形变量增加了2 cm，由平衡条件有，则该电子秤所能称量的最大质量为
（3）[5]根据闭合电路欧姆定律和力的平衡有，解得
11．【答案】B，2.0，平衡摩擦力过度，
【详解】（1）绳子的拉力可由力传感器测得，实验时，应使小车的质量不需要远大于砂和砂桶的总质量，A错误；为使绳子的拉力等于小车的合外力，实验需平衡摩擦力，实验前，应将长木板的右端适当垫高，B正确；为打点稳定，实验时，应先接通电源再释放小车，C错误；为使绳子的拉力等于小车的合外力，实验时，细线与长木板需保持平行，D错误。
（2）相邻两计数点的时间间隔为，根据逐差法求出小车的加速度大小为
（3）当绳子拉力为零时，小车已有加速度，图线与纵轴相交的原因是平衡摩擦力过度。
根据牛顿第二定律，整理得，图象斜率为，小车的质量应为
12．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据折射定律有 ①，
由几何关系可知红光在水球中传播的距离为。
（2）红光在水球中的传播速度为 ③，
则传播时间为 ④。
13．【答案】（1）8m；（2）4m；（3）见解析
【详解】（1）从A到B，根据机械能守恒定律有，
解得，
对小物块和长木板组成的系统，根据动量守恒定律有，
根据能量守恒定律有，
解得。
（2）对长木板有，
解得物块与长木板共速时木板的位移，
长木板与平台相碰，假设小物块在平台上滑行后恰好停在D点，对小物块根据动能定理有，
解得，，
平台的最大长度。
（3）设小物块从平台抛出时的速度为，抛出后的水平位移为x，平台的长度为d，则，，，，
解得，
令，即，
根据数学知识可知，当，即时小物块从D点抛出后在平面上的落点与C点的水平距离最长，把代入得最大距离。
14．【答案】（1）28 J；（2）0.7 s
【详解】（1）设金属条从释放到通过其的电荷量的过程中，金属条下滑的位移大小为，时间为，则有，，，
整理有，
得，
因金属条恰好达到稳定状态，则有，，
联立并代入数据可得，
设整个过程回路产生的焦耳热为Q，根据动能定理可得，
代入数值得。
（2）金属条下滑位移大小时的速度大小为，设该过程运动时间为t，对金属条由动量定理有，
其中，，
可得，
综合可得。