湖南省长沙市 2022-2023学年高三物理上学期月考（五）试题（Word版附解析）

湖南师大附中2023届高三月考试卷（五）物理得分：本试题卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。第Ⅰ卷一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1．如图所示，有一倾角的斜面B，质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止，重力加速度为g，对此过程下列说春法正确的是A．地面对B的支持力大于B．A对B压力的最小值为，最大值为C．A所受摩擦力的最小值为0，最大值为D．A所受摩擦力的最小值为，最大值为2．如图所示，OB是竖直线，OA是水平线，B与O的距离为h（可调节），A与O的距离为x（x为定值）。小球在B点以合适的速度水平抛出，每次A都能击中水平面上的A点，不计空气阻力，则A．h越大，小球水平抛出的速度越大B．h越大，击中A点时速度与竖直方向夹角越大C．h越大，击中A点时重力的瞬时功率越大D．当时，击中A点的动能最 小3．一辆汽车在水平平直公路上由静止开始启动，汽车的输出功率与速度的关系如图所示，当汽车速度达到后保持功率不变，汽车能达到的最大速度为2。已知汽车的质量为m，运动过程中所受阻力恒为f，速度从达到2所用时间为t，下列说法正确的是A．汽车速度为时，加速度为B．汽车的最大功率为C．汽车速度从0到2的过程中，加速度逐渐减小D．汽车速度从0到2的过程中，位移为4．如图所示，在、处各放一个等电荷量正点电荷，O点为、连线的中点。一带正电的试探电荷从M点由静止出发，沿直线MON运动到N点，M、N关于O点对称。下列各图关于试探电荷速度v、电场强度E、电势φ、电势能随x的变化图线可能正确的是A．B．C．D．5．输电能耗演示电路如图所示。左侧ab之间正弦交流电电压不变，输电线的电阻r为10Ω。开关S接2时，理想变压器原、副线圈匝数比为1：3，负载R上的功率为10W；开关S接1时，原、副线圈匝数比为2：1，R上的功率也为10W，则负载R的阻值为 A．15ΩB．5ΩC．30ΩD．10Ω6．激光陀螺仪是很多现代导航仪器中的反射光器E反射关键部件，广泛应用于民航飞机等交通工具。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，其原理结构比较复杂，我们简化为如图所示模型：由激光器发出的A、B两束激光，经完全对称的两个通道（图中未画出）在光电探测器处相遇，产生干涉条纹。如果整个装置本身具有绕垂直纸面的对称轴转动的角速度，那么沿两个通道的光的路程差就会发生变化，同时光电探测器能检测出干涉条纹的变化，根据此变化就可以测出整个装置的旋转角速度。某次测试，整个装置从静止开始，绕垂直纸面的对称轴，顺时针方向逐渐加速旋转，最后转速稳定，这个过程中光电探测器的中央位置C处检测出光强经过了强→弱→强→弱→强的变化过程。根据上述材料结合所学知识，判断下列说法正确的是A．A束激光的频率大于B束激光的频率B．整个装置加速转动过程中，A束激光到达光电探测器的路程逐渐变大C．整个装置加速转动过程中，C处始终没有出现干涉明条纹D．整个装置加速转动过程中，两束激光的路程差变化了2个波长二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）7．中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1。小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预估直径约为45m。若两小行星在同一平面内绕太阳的运动可视为匀速圆周运动（仅考虑两小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离△r随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离。则关于小行星20220S1和20220N1的说法正确的是A．20220N1运动的周期为TB．半径之比为2：1 C．线速度之比为D．角速度分别为和8．如图，电源电动势为E、内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，C是水平放置的平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，带电液滴刚好在两板间静止。在温度升高过程中，分别用I、、和表示电流表A、电压表、和的示数，用△I、、和分别表示电流表A、电压表、和示数变化量的绝对值。在温度升高过程中，下列说法正确的是A．、、都保持不变B．、、都保持不变C．带电液滴将向下加速运动D．电源的效率将减小9．如图所示，绝缘的水平面上固定有5两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两条相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧虚线矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒a、b分别以初速度2和同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有A．B． C．D．10．如图所示，光滑的水平面上有P、Q两个固定挡板，A、B是两挡板连线的三等分点。A点处有一质量为的静止小球，紧贴P挡板的右侧有一质量为的等大小球以速度向右运动并与相碰。小球与小球、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰，两小球均可视为质点。已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处，且，则两小球的质量之比可能为A．1：2B．1：3C．1：5D．1：7第Ⅱ卷三、实验题（11题6分，12题9分）11．在用DIS（数字化信息系统）研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先使用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端。实验时将重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据：a1.02.03.04.0a（）2.02.94.05.0（1）在图（c）所示的坐标纸上作出小车加速度a随拉力F变化的图线。 （2）从所得图线分析知，该实验小组在操作过程中的不当之处是。（3）如果实验时，在小车和重物之间接一不计质量的微型力传感器来测量拉力F，实验装置如图（b）所示，从理论上分析，该实验图线的斜率将（选填“变大”“变小”或“不变”）。12．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）②电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为10Ω）③电流表A（量程0～0.60A，内阻约为0.1Ω）④电压表V（量程0～15V，内阻约为3000Ω）⑤滑动变阻器（0～20Ω，2A）⑥滑动变阻器（0～1000Ω，1A）⑦定值电阻⑧开关和导线若干（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是（选填“”或“”）。（2）在图甲所示的虚线方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号； （3）图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的-图线（为电流表G的示数，为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E＝V，内电阻r＝Ω。（结果均保留二位小数）四、解答题（13题11分，14题14分，15题16分）13．（11分）如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度，质量均为的A，B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数，A、B与气缸间无摩擦，大气压。密封气体初始温度，重力加速度g取10，活塞面积，其厚度忽略不计。（1）求最初密封气体的压强为多少；（2）若给电阻丝通电加热密封气体，当活塞B缓慢上升到离气缸底部时，求密封气体的温度为多少。14．（14分） 如图所示，竖直平面内有相距为L的平行光滑金属轨道ME、NF，MN之间接有电阻，EF之间接有电阻，已知。在PQ上方（包括PQ）及CD下方（包括CD）有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻为R的导体棒ab，从轨道上距离PQ一定高度处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与轨道接触良好，两平行轨道足够长。已知导体棒ab下落到PQ位置时速度的大小为。不计轨道电阻，重力加速度为g。（1）求导体棒ab下落到PQ位置时导体棒ab中的电流；（2）导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h；（3）若导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时与（2）中具有相同的速度，此时施加一竖直向上的恒定外力F的作用，且。求导体棒ab从进入磁场Ⅱ到停止运动的过程中，电阻上产生的热量及导体棒ab下落的距离。15．（16分）如图所示，固定斜面倾角，斜面A底端有与斜面垂直的固定挡板P。A与斜面间的摩擦很小可忽略不计，B与斜面之间的动摩擦因数，小物体A从斜面顶端无初速6P释放，运动后与静止的小物体B发生正碰，碰撞时B与挡板P之间的距离为。已知B物体的质量是A物体的2倍，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度g取10，，物体A、B均视为质点。求：（1）物体A与物体B第一次碰撞后的速度； （2）物体B第一次与挡板P相碰时A与挡板的距离；（3）物体A与物体B第二次碰撞前瞬间物块A的速度大小。参考答案及其解析一、单项选择题1．【解析】因为A和B始终保持静止，对A、B整体受力分析可知，地面对B的支持力一直等于，故A错误；对A受力分析，如图所示，受到重力、支持力、推力和摩擦力作用，垂直于斜面方向有，当时，最小，最小值为，当时，最大，最大值为，由牛顿第三定律知A对B的压力最小值为，最大值为，所以B正确；对A，沿着斜面方向，当，即，A受到的摩擦力为0，当时，静摩擦力方向沿斜面向上，大小为，当时，f最大，为，当时，静摩擦力方向向下，则摩擦力为时，当时，最大，为，综上可知，A所受摩擦力的最小值为0，最大值为，故CD错误。故选B。2．【解析】根据，，联立解得，所以h越大，小球水平抛出的速度越小，则A错误；根据，h 越大，小球水平抛出的速度越小，竖直方向的速度越大，则击中A点时速度与竖直方向夹角越小，则B错误；根据，则h越大，击中A点时重力的瞬时功率越大，所以C正确；根据，，联立可得，所以当时，即时，A点的动能最小，所以D错误；故选C。3．【解析】汽车速度为时，牵引力为，汽车速度为2时，牵引力为，从到2汽车功率恒定，则有，解得，根据牛顿第二定律可知，汽车速度为时，加速度为，汽车的最大功率为，A正确，B错误；牵引力功率为，结合图像可知，，阶段汽车的牵引力恒定，阶段牵引力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，汽车的加速度表示为，由此可以判断，阶段汽车加速度恒定，阶段汽车加速度逐渐送减小，C错误；阶段汽车匀加速直线运动，位移为，阶段汽车的位移为，对汽车运用动能定理可得，解得，汽车速度从0到2的过程中，位移为，D错误。故选A。4．【解析】O点的场强为零，从M到N，场强先减小后反向增大，电荷所受的电场力先减小后增大，加速度先减小后增大，v-t图像切线斜率先减小后增大，故AB错误。MO间的电场线方向M→O，电势逐渐降低，根据φ-x图像切线斜率等于场强，知φ-x图像切线斜率逐渐减小，，φ-x图像切线斜率等于零。根据对称性知C图是正确的。根据对称性知，电荷在关于O点对称的位置电势能相等，图像应关于纵轴对称，故D错误。故选C。5．【解析】因为R的功率不变，所以R的电流不变，设R的电流为I；当开关接2时，原线圈的电流为3I，副线圈电压为IR，原线圈电压为，r电压为3Ir，电源电压为 ，开关接1时，原线圈的电流为，副线圈电压为IR，原线圈电压为2IR，r电压为，电流电压为，解得，故选A。6．【解析】A项，由于两束激光出现干涉现象，说明两个光束的频率相等，故A项错误；B项，由于整个装置顺时针方向转动，因此整个装置加速转动过程中，A束激光到达光电探测器的路程逐渐变小，故B项错误；C项，整个装置加速转动过程中，当C处出现强光时就是干涉明条纹，故C项错误；D项，由于C处出现了强→弱→强→弱→强的变化，因此两束激光的路程为，，，，，因此变化了2个波长，故D项正确；综上所述，本题正确答案为D。二、多项选择题7．【解析】因小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，可设小行星20220S1距太阳的距离为，小行星20220N1距太阳的距离为。根据图像可知，，联立解得，，即半径之比为2：1，选项B正确；因经过时间T两星再次相距最近，设小行星20220S1与小行星20220N1绕太阳运动的周期分别为、，则，根据开普勒第三定律可知，解得，，选项A错误；根据，可得角速度分别为，，根据可得线速度之比为，选项C错误，D错误，D正确。故选BD。8．【解析】由题意可知，，，当温度升高时，减小，则不变，减小，减小，故A错误；根据题意得，，，R，r不变，则、、都保持不变。故B正确；减小时，其两端电压减小，平行板电容器两端的电压也减小，液滴向下加速度运动，故C正确；减小，则外电阻减小， 根据，可知，电源的效率减小，故D正确。故选BCD。9．【解析】当a棒以速度2先进入磁场，切割磁感线产生的感应电流为，a棒受安培力做加速度变化的减速直线运动，感应电流也随之减小，即i-t图线的斜率的绝对值逐渐变小。设b棒刚进入磁场时a棒的速度为，此时a棒产生的感应电动势为，若，即，此时b棒产生的感应电动势为，此时双棒双电源反接，电流为零，不受安培力，则a棒匀速运动离开磁场，故A正确、C错误；若，即a棒产生的感应电动势为，此时双棒双电源的电动势不相等要抵消一部分，因b棒的速度大，电流方向同b棒产生的感应电流的方向相同，与原a棒的电流方向相反，大小为，则b棒受安培力做减速运动，a棒受安培力做加速运动，则感应电流逐渐减小，故B正确、D错误。故选AB。10．【解析】设球1的质量为，球2的质量为，设初速度为正方向，碰后球的速度大小为，球2的速度大小为，由动量守恒定律可知，根据机械能守恒定律可知，解得，由于，则小球1一定反弹，若碰后球1与挡板碰P后反弹，在B点追上球2，碰后球1的速度大小为，球2的速度大小为，则，即，由动量守恒定律可知，根据机械能守恒定律可知，解得，即，若碰后球1与挡板P碰后反弹后，且球2与挡板Q碰后反弹，两球在B点相遇，则，即，由动量守恒定律可知，根据机械能守恒定律可知，解得，即，故选BD。 三、实验题11．（1）图见解析（2）轨道倾角过大（或平衡摩擦力过度）（3）变大【解析】（1）根据已知数据，画出小车加速度a和拉力F的关系图形，如图所示：（2）由图像可知，当小车所受拉力为零时，小车的加速度大于零，故轨道的倾角过大，平衡摩擦力过度。（3）设小车和重物的质量分别为M、m，挂重物时，知图线的斜率表示系统质量的倒数。用力传感器时，加速度，图线的斜率表示小车质量M的倒数可知图线的斜率变大。12．（1）（2）图见解析（3）1.45；0.90【解析】（1）电源电动势为1.5V较小，电源的内阻较小，为多测风组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选。（2）上述器材中虽有电压表但量程较大不可用，但给出了两个电流表，将电流表G与定值电阻串联，改装成电压表，因电流表A测电路电流，滑动变阻器串联接入电路，实验电路图如图所示（3）根据阻值之间的关系，可忽略电流计分流效果对总电流的影响，根据闭合电路欧姆定律，整理可得，所以根据图像与纵轴横轴的交点得 ，，得到，。四、解答题13．（11分）【解析】（1）对AB整体得（2）给电阻丝通电加热密封气体，当活塞B缓慢上升，当A和气缸顶部接触前，即活塞B缓慢到离气缸底部距离为整体分析可知，这段时间气体的压强不变，则气体发生等压升温的过程：状态1状态2由等压过程有解得之后B继续缓慢上升，B压缩弹簧。对B有解得 对封闭气体则14．（14分）【解析】（1）导体棒ab上产生的电动势闭合导体回路的外电阻回路的总电阻导体棒ab中的电流（2）导体棒ab进入磁场Ⅱ后，电流大小不变，则ab棒运动速度不变，设速度为，导体棒受到平衡力导体棒ab中的电流可得：导体棒ab由PQ到CD只受重力作用 可得（3）导体棒ab从进入磁场Ⅱ到停止运动的过程中，由动能定理得可得克服安培力做功，实现电能转换。在纯电阻电路中，电能全部以电热的形式呈现。电路中产生的焦耳热为由电路电阻的连接特点，电阻上产生的热量为以竖直向下为正方向，导体棒ab从进入磁场Ⅱ到停止运动的过程中，由动能定理得平均电流下落的距离联立可得导体棒ab下落的距离15．（16分）【解析】（1）设沿斜面向下为正方向，对A物体有解得 A物体下滑未碰撞前的速度设为，则，解得设碰撞后A物体的速度为，B物体的速度为，由于是弹性碰撞，则解得（2）物体A与物体B第一次碰撞后，设B的加速度为，则解得因此第一次碰撞后B物体向下做匀速直线运动，设经过时间物体B与挡板P相撞，则第一次碰撞后物体A斜向上做匀减速运动，加速度依然是，则在时间内A的位移为因此物体A向上匀减速运动到速度为零后，再沿斜面向下匀加速运动到第一次碰撞位置斜向下处，故物体B第一次与挡板P相碰时A与挡板的距离为 （3）物体B第一次与挡板P碰撞，由于是弹性碰撞，因此碰撞后速度大小不变，速度改变方向，即设物体B第一次与挡板P碰撞后加速度为，则解得以物体B第一次与挡板P碰撞为零时刻，则物块B的速度表达式为物体B第一次与挡板P碰撞时物块A的速度为因此以物体B第一次与挡板P碰撞为零时刻，物块A的位移表达式为由于物块B的摩擦力等于重力斜向下的分力，因此当物块B斜向上匀减速运动到速度为零后会静止，假设物块B斜向上匀减速运动到速度为零时还未与物块A第二次碰撞，设运动到速度为零的时间为，则则时间内的位移物体B为则时间内的位移物体A为 因此假设成立，即物块B斜向上匀减速运动到静止时，物块A与物块B还未第二次碰撞，因此从物体B第一次与挡板P碰撞到物块A与物块B第二次碰撞物块A的位移为设物体B第一次与挡板P碰撞到物块A与物块B第二次碰撞时间为，则解得因此物块A与物块B第二次碰撞前物块A的速度为