江苏省扬州中学2022-2023学年高三上学期1月月考物理试题 (1)

2022-2023学年度江苏省扬州中学第一学期考试高三物理试题考试时间：75分钟一、单项选择题：共10小题，每小题4分，共计40分．每小题只有一个．．．．选项符合题意．1．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是A．汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式结构模型”B．卢瑟福用粒子轰击𝑁714获得反冲核𝑂817，发现了质子C．查德威克发现了天然放射现象，说明原子核有复杂结构D．原子核在人工转变的过程中，一定放出能量2．如图是一根轻质细绳拴在两悬崖间，悬点等高，特种兵利用动滑轮在细绳上从一端滑向另一端，已知特种兵的质量为m，特种兵滑到最低点时绳与水平方向夹角为θ，不计动滑轮重力和动滑轮与绳间的摩擦，则特种兵在最低点对绳的张力F为A．𝐹=𝑚𝑔2𝑐𝑜𝑠𝜃B．𝐹=𝑚𝑔2𝑠𝑖𝑛𝜃C．𝐹𝑚𝑔2𝑐𝑜𝑠𝜃D．𝐹𝑚𝑔2𝑠𝑖𝑛𝜃3．火星探测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大的太空探索项目，如图所示，探测器被发射到围绕太阳的椭圆轨道上，A为近日点，远日点B在火星轨道附近，探测器择机变轨绕火星运动，则火星探测器A．发射速度介于第二、第三宇宙速度之间B．在椭圆轨道上运行周期大于火星公转周期BC．从A点运动到B点的过程中机械能逐渐减小D．在B点受到的太阳引力大于在A点受到的太阳引力4．如图所示，两束单色光a、b平行射入一块平行厚玻璃砖，玻璃砖下表面有反射涂层，两束光线经过折射、反射、再折射后从上表面同一位置射出成为一束复色光，则下列说法正确的是A．若𝑎光是黄色光，则𝑏光可能是紫色光B．在玻璃砖中𝑎光的速率大于𝑏光的速率C．若𝑏光能使某种金属发生光电效应，则a光一定能使该金属发生光电效应D．在相同条件下做双缝干涉实验，𝑎光条纹间距大于𝑏光条纹间距5．如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，可视为不变。变压器视为理想变压器，其变压比通过P可调，输电线的电阻为R0，则A．用户增多时，A表的示数减小B．用户增多时，为使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调C．用户减少时，用户获得的电压会有所降低D．用户减少时，R0的功率增大6．在同一均匀介质中，有A、B两列孤立波相向传播，振幅分别为A1、A2，某时刻的波形和位置如图所示，则下列说法正确的有A．波A的周期大于波B的周期B．两列波在传播到x=5m处开始相遇C．x=6m的质点在振动过程中振幅为A1+A2D．x=6.5m的质点在振动过程中振幅为A1+A27．某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（）A．a点所在的线是等势线B．b点的电场强度比c点大C．b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大D．将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零8．如图甲所示，光滑斜面上有固定挡板A，斜面上叠放着小物块B和薄木板C，木板下端位于挡板A处，整体处于静止状态．木板C受到逐渐增大的沿斜面向上的拉力F作用时，木板C的加速度a与拉力F的关系图象如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g=10m/s2，则由图象可知A．10N﹤F﹤15N时物块B和木板C相对滑动B．斜面倾角θ等于600C．木板C的质量D．木板和物块两者间的动摩擦因数9．如图所示，两平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动。ab、cd两棒的质量之比为2∶1。用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉cd棒，经过足够长时间以后A．ab棒、cd棒都做匀速运动B．ab棒上的电流方向是由a向bC．cd棒所受安培力的大小等于23𝐹D．两棒间距离保持不变10．如图所示，竖直平面内固定一倾斜的光滑绝缘杆，轻质绝缘弹簧上端固定，下端系带正电的小球A，球A套在杆上，杆下端固定带正电的小球B。现将球A从弹簧原长位置由静止释放，运动距离x0到达最低点，此时未与球B相碰。在球A向下运动过程中，关于两球的电势能Ep、球A加速度a、球A和弹簧系统的机械能E、球A的速度v随运动距离x的变化图像，正确的是二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．a/(m/s2)F/NO2.51510乙甲θCBAFABCD11.（15分）如图甲所示是某二极管的伏安特性曲线。一学习小组想要验证二极管加反向电压时的伏安特性曲线，实验室提供如下器材：A．待测二极管DB．电流表A（0~300μA，内阻约90Ω）C．电压表V（0~15V，内阻约15kΩ）D．滑动变阻器R1（0~20Ω）E.电阻箱R2（0~999999Ω）F.电源E（48V）G.开关，导线若干（1）学习小组测量电压表内阻RV。按如图乙所示的电路进行实验，把电阻箱R2的阻值调为零，移动滑动变阻器R1的滑片P，使电压表V指针满偏。再将电阻箱R2的阻值调到14.875kΩ时，电压表V指针恰好半偏，则RV=▲kΩ。把电压表V量程扩大到45V，与电压表V串联的电阻箱的阻值为▲kΩ；（2）某同学采用如图丙所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图丁中完成实物电路的连接；（3）实验中测出二极管两端的电压U和通过的电流I如下表所示，请在图戊中描点作出I−U图线；U/V020.030.034.038.040.041.643.044.0I/μA0410152754100200300（4）根据图丙进行实验存在系统误差，其产生原因是▲（写出一个即可）。12.（8分）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c、到达状态d，已知一定质量的理想气体的内能与温度满足𝑈=𝑘𝑇（k为常数）．该气体在状态a时温度为𝑇0，求：（1）气体在状态d时的温度；（2）气体从状态a到达状态d过程从外界吸收的热量。13．（10分）如图1所示，间距𝐿=1𝑚的足够长倾斜导轨倾角𝜃=37°，导轨顶端连一电阻𝑅=1𝛺，左侧存在一面积𝑆=0.6𝑚2的圆形磁场区域B，磁场方向垂直于斜面向下，大小随时间变化如图2所示，右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场𝐵1=1𝑇，一长为𝐿=1𝑚，电阻𝑟=1𝛺的金属棒ab与导轨垂直放置，𝑡=0至𝑡=1𝑠，金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上，之后金属棒ab开始沿导轨下滑，经过足够长的距离进入𝐸𝐹，且在进入𝐸𝐹前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知𝐸𝐹左侧导轨均光滑，𝐸𝐹右侧导轨与金属棒间的摩擦因数𝜇=𝑡𝑎𝑛𝜃，取𝑔=10𝑚/s2，不计导轨电阻与其他阻力。求：（1）金属棒ab的质量；（2）金属棒ab进入𝐸𝐹后滑行的距离x，以及在此过程中电阻R上产生的焦耳热。14.（12分）如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点，质量为m的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为𝜇=0.2，弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连，长为L的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L，装置静止时将小球向左缓慢推到距A点0.4L处时松手，小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计转轴所受摩擦。（1）求弹簧的劲度系数k；（2）求小球与轻杆间恰无弹力时，装置转动的角速度ω；（3）从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力过程中，外界提供给装置的能量为E，求该过程摩擦力对小球做的功W。15.（15分）如图所示，在xoy平面内，有一线状电子源沿x轴正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流。电子流沿+x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xoy平面向里。在磁场区域的正下方d处，有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置，用于接收电子。电子质量为m，电荷量为e，不计电子重力及它们间的相互作用。（1）若正对O点射入的电子恰好从P点射出磁场，求磁感应强度大小B；（2）在第（1）问的情况下，求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t；（3）若所有电子都能从P点射出磁场，MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大？2022-2023学年度江苏省扬州中学1月份高三物理答案一.选择题题号12345678910答案BDACBDCDCA二、实验题11．14.87529.750电流表的分压或改装后的电压表内阻偏大三、计算题12.(1)Td=3T0(2)Q=2kT0﹢6p0V0【详解】解：①状态a与状态d压强相等，由：𝑉𝑎𝑇𝑎=𝑉𝑑𝑇𝑑可得：𝑇𝑑=3𝑇0②依题意可知：𝑈𝑎=𝑘𝑇0，𝑈𝑑=3𝑘𝑇0由热力学第一定律，有：𝑈𝑑−𝑈𝑎=𝑄+𝑊其中：𝑊=−3𝑝0(𝑉𝑐−𝑉𝑏)联立可得：𝑄=2𝑘𝑇0+6𝑝0𝑉013．（1）0.3A，0.05kg；（2）0.6m/s；（3）0.06m，34.510J【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得0t至1st内回路中的感应电动势为0.6VBStt根据闭合电路欧姆定律可得0t至1st内流过电阻的电流为0.3AiRr设金属棒ab的质量为m，这段时间内金属棒ab受力平衡，即1sinmgBiL解得0.05kgm（2）设金属棒ab进入EF时的速度大小为v，此时回路中的感应电动势为1EBLv回路中的电流为EIRr导体棒ab所受安培力大小为1FBIL根据平衡条件可得sinFmg解得0.6m/sv（3）设金属棒ab从进入EF到最终停下的过程中，回路中的平均电流为I，经历时间为t，对金属棒ab根据动量定理有1sincos0BILmgmgtmv其中sincos0mgmg根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得1EBLxIRrRrt解得0.06mx设此过程中电阻R上消耗的焦耳热为Q，根据能量守恒定律可得12𝑚𝑣2+𝑚𝑔𝑥𝑠𝑖𝑛𝜃−𝜇𝑚𝑔𝑥𝑠𝑖𝑛𝜃=2𝑄解得34.510JQ14．（1）𝑚𝑔𝐿；（2）√23𝑔12𝐿；（3）46𝑚𝑔𝐿75−𝐸【详解】（1）依题意，有𝑘（0.6𝐿－0.4𝐿）＝𝜇𝑚𝑔解得𝑘=5𝜇𝑚𝑔𝐿=𝑚𝑔𝐿（2）小球与轻杆间恰无弹力时受力情况如图所示，此时弹簧长度为0.8L有𝑇𝑠𝑖𝑛37°＝𝑚𝑔𝑇𝑐𝑜𝑠37°＋𝑘（0.8𝐿－0.6𝐿）＝0.8𝑚𝜔2𝐿解得2312gL（3）题设过程中弹簧最开始的压缩量与最后的伸长量相等，故弹性势能改变量𝛥𝐸𝑝＝0设小球克服摩擦力做功为W，则由功能关系有𝐸＝𝑊＋12𝑚𝑣2其中𝑣＝0.8𝜔𝐿解得𝑊=𝐸−46𝑚𝑔𝐿75则摩擦力对小球做功46𝑚𝑔𝐿75−𝐸。15．(1)mveR(2)2Rdvv(3)22【详解】（1）可求得电子旋转的轨道半径是rR，根据公式𝑟=𝑚𝑣𝑒𝐵解得𝐵=𝑚𝑣𝑒𝑅（2）电子在磁场中运动时间为𝑡1=14𝑇=𝜋𝑚2𝐵𝑒𝑡1=𝜋𝑅2𝑣电子出磁场后的运动时间为𝑡2=𝑑𝑣总时间为𝑡=𝑡1+𝑡2=𝜋𝑅2𝑣+𝑑𝑣（3）所有电子在磁场中运动的半径相等，因为所有电子都能从P点射出磁场，所以所有电子在磁场中运动的半径均为R。MN板能接收到的电子从P点射出时，速度偏转角为（即与x正方向的夹角）满足450≤𝜃≤1350①到达N点的电子轨迹如图甲所示，其入射点为E，四边形1OPOE为菱形，E点到x轴的距离𝑦1=√22𝑅②到达M点的电子轨迹如图乙所示，其入射点为F，四边形2OPOF为菱形，F点到x轴的距离𝑦2=√22𝑅EF竖