2022届湖南省长沙市雨花区雅礼中学高三上学期月考物理试题（四）（解析版）

2021-2022学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高三（上）月考物理试卷（四）一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列说法正确的是（）A.由可知，电容大小与Q成正比，与U成反比B.由可知，在电场中两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多，说明电势差越大C.由可知，电阻大小与U成正比，与I成反比D.由可知，磁感应强度的大小随F的增大而增大【答案】B【解析】【详解】A．已知电容的大小是电容的固有属性，与电荷量，电势差没有关系，A错误；B．由于移动的是同一电荷，故q不变，则W越大，U越大，B正确；C．电阻是导体的一种属性，只与导体本身有关，与电压电流无关，C错误；D．磁感应强度大小与F无关，D错误。故选B。2.如图，一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片，其中一块碎片首先沿竖直方向落至地面，另两块碎片稍后一些同时落至地面，则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向可能是()A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】礼花弹炸裂的瞬间动量守恒，礼花弹竖直上升到最高点时炸裂，所以炸裂前的总动量为零，礼花弹炸裂瞬间内力远大于外力，则炸裂后瞬间的总动量也是零，水平方向的总动量为零，因一碎块沿竖直方向先落地，可知其速度方向竖直向下，则礼花弹炸裂后的瞬间，这三块碎片的运动方向可能是D，故ABC错误，D正确。故选D。3.某纯电阻电路电源的路端电压U随外电路电阻变化的关系图线如图所示，虚线U=4.5V为图线的渐近线。当外电路电阻为4Ω时，路端电压为4.0V。下列说法正确的是（）A.电源的内阻为1Ω B.电源的电动势为4VC.当外电路电阻为2Ω时，电源的路端电压为3.6V D.当外电路电阻为8.5Ω时，电源的输出功率为4.25W【答案】C【解析】【详解】A．当外电路电阻为时，路端电压为，根据解得A错误；B．虚线为图线渐近线，则电源的电动势为，B错误；C．外电路电阻为时，根据解得C正确；D．外电路电阻为时，电路中的电流电源的输出功率解得D错误。故选C。4.如图，不计空气阻力，从O点水平抛出的小球抵达光滑、固定斜面上端P处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面PQ做匀加速直线运动。下列说法正确的是（）A.小球在斜面上运动加速度大小比平抛运动时的大B.小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重C.撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地瞬间小球重力的功率将变大D.撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地时间将增大【答案】C【解析】【详解】A．物体在抵达斜面之前做平抛运动，加速度为g；在斜面上运动时，由牛顿第二定律得加速度为：a=gsinα，（α是斜面的倾角），可知小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的小，故A错误；

B．对于小球和斜面组成的系统，因为小球有沿斜面向下的加速度，故小球在竖直方向上有竖直向下的分加速度，小球处于失重状态，所以小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力小于小球和斜面的总重量，故B错误；CD．由于小球在斜面上运动的加速度为a=gsinα，竖直分加速度为ay=asinα=gsin2α＜g，则知撤去斜面，落地时间变短，落地瞬间竖直方向分速度变大，重力的瞬时功率变大，故C正确，D错误。

故选C。5.如图所示，a、b、c为水平面内的三点，其连线构成一个等边三角形，两根长直导线竖直放置且过a、b两点，两导线中分别通有方向相反的电流I1和I2。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度可用公式表示，公式中的k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的距离。若两根长导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向沿图中虚线由c点指向a点，则电流I1：I2值为（）A.1：2 B. C.2：1 D.【答案】A【解析】【详解】由安培定则，结合两根长导线在c点产生的磁场方向沿图中虚线由c点指向a点，那么两导线在c点磁感线的方向如图所示依据三角知识，则有由题知通电直导线产生磁场的磁感应强度的表示式为，则有解得故选A。6.如图所示，MNPQ为一正方形边界的匀强磁场区域，两个质量相同的粒子以相同的速度从M点沿MP方向射入，粒子1从N点射出，粒子2从PQ边垂直于磁场边界射出，不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.粒子1带负电B.粒子1和粒子2的带电量之比为1：2C.粒子1和粒子2在磁场中运动时间之比是1：2D.粒子1和粒子2的速度方向改变的角度之比为2：1【答案】D【解析】【详解】A．根据左手定则可得：粒子1带正电，粒子2带负电。故A错误；B．设磁场边界边长为，做出粒子运动的轨迹如图则粒子1运动的半径，粒子在磁场中做匀速圆周运动时洛仑磁力提供向心力，即得由于粒子1和2质量相同，初速度相同，得故B错误；CD．匀强磁场的圆周运动周期公式得由几何关系可知，粒子1在磁场中偏转，粒子2在磁场中偏转，即速度偏转角度之比为，所以可得，解得故C错误，D正确。故选D。二、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，有多个选项符合要求。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.图示电路中，C为电容器，R1为0～99.00Ω的电阻箱，电源内阻r=5Ω，定值电阻R2=2Ω，R3=R4=5Ω。现闭合开关S，调节R1使其电阻从零逐渐增至最大，在此过程中（）A.电容器的a板先带正电后带负电 B.电容器的a板先带负电后带正电C.电源的输出功率一直增大 D.电容器两板间的电压先减小后增大【答案】AD【解析】【详解】AB．闭合开关S，调节使其电阻从零逐渐增至最大，开始时电容器a板带正电，时电容器板带负电，故A正确，B错误；C．当时当时根据电源输出功率曲线知，电源的输出功率先增大后减小，故C错误；D．调节使其电阻从零逐渐增至最大，电容器两板间的电压先减小后增大，故D正确。故选AD。8.如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，固定一个倾角α=37°的绝缘光滑斜面。一个质量m=0.1g、电荷量q=4×10-4C的小滑块由静止沿斜面滑下，小滑块滑至某一位置时将离开斜面。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A.小滑块带正电 B.小滑块离开斜面时速度大小为4m/sC.该斜面长度至少为1.6m D.小滑块离开斜面前做匀加速直线运动【答案】BD【解析】【详解】A．由题意可知小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可知小滑块带负电，故A错误；BD．小滑块离开斜面之前，其沿斜面的方向的合力始终等于重力的分力，所以小滑块一直做匀加速直线运动，当小滑块离开斜面时，在垂直斜面方向有解得故BD正确；C．根据牛顿第二定律可得小滑块做匀加速运动时的加速度大小为小滑块离开斜面时的位移大小为即该斜面长度至少为，故C错误。故选BD。9.如图所示，一辆小车静置在水平地面上，用一条遵守胡克定律的橡皮筋将质量为m的小球P悬挂于车顶O点，在O点正下方有一光滑小钉A，它到O点的距离恰好等于橡皮筋原长L0。现使小车从静止开始向右做加速度逐渐增大的直线运动，在此运动过程中（橡皮筋始终在弹性限度内），橡皮筋劲度系数为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小车静止时，小球与悬挂点的距离为B.橡皮筋在A点下方的部分与竖直方向的夹角保持不变C.小球的高度保持不变D.只有重力和橡皮筋的弹力对小球做功，所以小球机械能守恒【答案】AC【解析】【详解】A．小车静止时，橡皮筋对小球的拉力大小为此时橡皮筋伸长量为则小球与悬挂点的距离为故A正确；BC．当小车的加速度大小为a时，设此时橡皮筋在A点下方的部分与竖直方向的夹角为，橡皮筋的拉力大小为T2，在竖直方向上根据平衡条件得在水平方向上根据牛顿第二定律得解得此时小球与悬挂点间的竖直距离为即小球的高度保持不变，并且当a增大时，α增大，故B错误，C正确；D．重力和弹力的合力对小球做正功，小球机械能增加，故D错误。故选AC。

10.如图所示，在水平的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为＋q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，小球可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径．已知重力加速度为g，电场强度，不计空气阻力，下列说法正确的是()A.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的机械能最大B.若将小球在A点由静止开始释放，它将沿着ACBD圆弧运动C.若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动过程中的最小速度为D.若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达D点【答案】AC【解析】【详解】A．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，小球的机械能与电势能之和不变，当小球运动到B点时，电势能最少，则小球到B点时的机械能最大，A正确；B．小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，故B错误；C．由于电场强度，故，物体不受拉力时的加速度大小为，若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，设它运动的最小速度为v，则有，解得，C正确；D．若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不会沿圆周运动，小球在竖直方向做竖直上拋，水平方向做匀加速，因Eq=mg，故水平加速度与竖直加速度大小均为g，当竖直方向上的速度为零时，时间，则水平位移，竖直位移，说明小球不能够到达D．三、非选择题（共56分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答）（一）必考题11.某校兴趣小组要测定额定电压为2.5V的小灯泡的伏安特性曲线。实验室备有下列器材；电池组（电动势为3V，内阻约1Ω）：电流表（量程为0~0.6A，内阻约0.5Ω）；电压表（量程为0~3V，内阻约3kΩ）；滑动变阻器（10Ω）；小灯泡（2.5V）；多用电表一个；电键一个、导线若干。（1）用笔画线代替导线，将图甲中实验电路连接完整（）（2）接通开关后，发现电压表示数如图乙所示，此时电压为_______V，而电流表示数为零。出现上述情况的可能原因是_______。A．电流表接线处断路B.电压表接线处短路C.小灯泡接线处断路D.滑动变阻器接线处断路（3）小明在实验过程中，分别采用电流表内接法和外接法各做了一次，得到了如图丙中伏安特性曲线“1”和“2”。则实验应选择曲线_______（填“1”或“2”）。【答案】①.②.1.80（1.78~1.82）③.C④.1【解析】【分析】【详解】（1）[1]因为电灯泡的额定电压为2.5V，所以量程需选用0~3V即可，为了可能多测量数据，滑动变阻器应采用分压接法，又因为电压表的电阻很大，故采用电流表外接，如图所示（2）[2]由图乙可知，电压表的示数为1.80（1.78~1.82）[3]电流表示数为零，说明电路中有断路，极可能小灯泡接线处断路，ABD错误，C正确。故选C。（3）[4]根据电流表和电压表的阻值，采用了电流表外接，故实验时应选择曲线1。12.某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像。（1）若与蓄电池串联的定值电阻的阻值R0=7Ω，由图像信息可知，蓄电池的电动势E=______Ⅴ，内电阻r0=______Ω；（2）根据以上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为______W，此时对应的外电阻R的阻值为______Ω；（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像，虚线是新电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U-I图像。则下列图像可能正确的是______。A.B.C.D.【答案】①.6②.1③.1.125④.8⑤.C【解析】【详解】（1）[1][2]由图甲所示电路图可知，新电源路端电压由图乙所示图像可知，新电源的电动势为内阻（2）[3][4]当外电路电阻时新电源输出功率最大，新电源的最大输出功率为（3）[5]由图甲所示电路图可知，由于电压表分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在Ⅰ轴相交，ABD错误，C正确。故选C。13.如图所示，两平行导轨相距，金属棒的质量，其电阻为，滑动变阻器与串联，匀强磁场的磁感应强度B竖直向上，大小为，电源电动势，内阻。当开关S闭合时，金属棒处于静止状态（）。（1）若平行导轨光滑，求金属棒所受到的安培力的大小和的阻值（结果保留一位有效数字）；（2）若平行导轨不光滑若将滑动变阻器的阻值调至，金属棒仍然保持静止状态，求金属棒受到的摩擦力的大小和方向。【答案】（1）0.1N，4；（2）0.034N，沿斜面向上【解析】【分析】【详解】（1）金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力分析如图所示根据平衡条件得安培力安培力F=BIL，由欧姆定律可知解得（2）若将滑动变阻器阻值调至大于，则由安培力F1=BI1L可知，安培力减小，金属棒有沿斜面向下移动的趋势，摩擦力沿斜面向上，电流根据平衡条件可知沿着斜面方向解得14.如图所示，在平面内的之间的区域有水平向右的匀强间的电场，之间的电势差，在的右侧有一与和x轴相切的圆形有界匀强磁场，切点分别为P点和M点，磁感应强度，方向垂直平面向外；在x轴下方足够大的空间内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度为；在x轴下方距离为a处平行x轴放置存在垂直一长为L的一探测板，为板的中点，且在M点的正下方，在y轴上过原点放置一能均匀发射粒子的直线粒子发射源，其长度恰好等于圆形磁场的直径，发射源产生的粒子质量和电荷量均相同，初速度可视为零，经过电场加速后进入圆形磁场，偏转后全部从M点进入下方磁场区域，已知粒子质量，电荷量，不计粒子重力和粒子间的相互作用。(1)求圆形磁场区域的半径R；(2)若，求粒子打到探测板区域的长度；(3)若大小可以调节，调节的大小，可以使粒子恰好打满整块探测板，求此时的大小及打中探测板的粒子数占发射总粒子数的比例。【答案】(1)0.1m；(2)0.2m；(3)0.04T，80%【解析】【详解】(1)粒子在电场中加速进入圆形磁场，圆周运动的半径恰好等于圆形磁场的半径联立可解得。(2)粒子进入x轴下方磁场如图沿x轴负方向打出的粒子垂直打在探测板上，沿y轴负方向打出的粒子恰好与探测板相切，因此：粒子打到探测板区域的长度(3)当沿x轴负方向打出的粒子甲刚好打在探测板的最左端时，由几何关系可得解得，刚好与探测板最右端相切的粒子乙，由几何关系可得解得，由几何关系可得有，所以根据可解得，对粒子乙：在圆形磁场中运动过程如图，由几何关系可得所以15.下列说法正确的是________A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体C.布朗运动说明构成固体颗粒的分子在永不停息的做无规则运动D.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质E.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故【答案】BDE【解析】【详解】A．温度相同，分子平均动能相同；质量相同，不同气体的分子数不同．所以内能不一定相同，故A错误；B．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故B正确；C．布朗运动是固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子在永不停息的做无规则运动，故C错误；D．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体物理性质上表现为各向异性，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质，故D正确；E．针能够浮在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故，故E正确．故选：BDE16.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝18cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh＝4cm，设外界大气压为75cmHg，为了使左、右两管中的水银面相平，(1)若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少℃；(2)若温度保持27℃不变，向右管缓慢注入水银最后左、右两管的水银面相平且稳定时，气柱的长度是多少.【答案】（1）352K；（2）17.04cm【解析】【分析】【详解】(1)由题意，p1＝71cmHg，V