福建省福安市重点中学2023-2024学年高三上学期第一次月考物理试题（原卷版+解析版）

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物理试卷

满分：100分时间：75分钟

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。）

1.如图所示，在一条张紧的绳子上挂着四个摆。当摆振动的时候，其余各摆在摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，下列说法正确的是（）

A.稳定时摆的振幅最大B.稳定时摆的周期最小

C.稳定时摆的频率等于摆的频率D.稳定时摆的频率小于摆的频率

2.磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中不正确的是（）

A.甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关

B.乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时，击中照相底片同一位置的粒子电荷量相同

C.丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上图示电流和加上如图所示磁场时，侧带负电荷

D.丁中的电磁流量计加上如图所示磁场，则侧电势高

3.如图所示，空间有一宽度为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一边长为L、电阻分布均匀的正方形导体框，以恒定的速度v向左匀速穿过磁场区域，从导体框边进入磁场开始计时，则a、b两点的电势差随时间t变化的图线正确的是（）

A.B.

C.D.

4.如图为远距离输电的原理图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，的原、副线圈匝数比分别为，输电线的总电阻为。已知发电机输出电压为、用户两端的电压为，则升压变压器的输送功率为（）

A.B.C.D.

二、多选题

5.以下关于机械波与电磁波说法中，正确的是（）

A.机械波与电磁波本质上是一致的

B.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波

C.只有机械波中的声波才会发生多普勒效应

D.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关

6.传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（）

A.给货车称重的地磅使用了压力传感器

B.夜间自动打开的路灯使用了温度传感器

C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号

D.当人靠近时，宾馆大门能自动开启是霍尔传感器的应用

7.如图所示，水平金属导轨左右两部分宽度分别是和，导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，两根导体棒的质量分别为和，有效电阻分别是和，垂直于导轨放置在其左右两部分上，不计导轨电阻，两部分导轨都足够长，与导轨间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。若在水平拉力作用下向右做匀速直线运动，运动中与导轨垂直且接触良好，而恰好保持静止，则（）

A.做匀速直线运动的速度大小为

B.做匀速直线运动的速度大小为

C.水平拉力大小为

D.水平拉力大小为

8.如图所示，在xOy坐标系中，以（r，0）为圆心、r为半径的圆形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在的足够大的区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场。在xOy平面内，从O点以相同速率、沿不同方向向第一象限发射质子，且质子在磁场中运动的半径也为r。不计质子所受重力及质子间的相互作用力。则质子（）

A.在电场中运动的路程均相等

B.最终都从磁场边界与x轴交点C处平行于发射速度方向离开磁场

C.在磁场中运动的总时间均相等

D.从进入磁场到最后离开磁场过程总路程均相等

三、填空题

9.如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，。经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把处的亮条纹记作0号条纹，由向上数，则处是与0号亮条纹相邻的1号亮纹。当入射光的波长，时则处为__________（填“亮纹”或“暗纹”），波长由改成再进行改双缝干涉实验，得到的明暗条纹间距将变__________（填“变宽”或“变窄”）。

10.小强同学往水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为壶内气体的压强________（选填“变大”“变小”或“不变”），壶内气体分子平均动能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

11.某实验小组用单摆做“单摆测量重力加速度”实验。

如图是用游标卡尺测出摆球的直径d=______cm；用刻度尺测出摆线长度，算出摆长为1m；用停表测量单摆的周期，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，当单摆稳定时，摆球到达______（选填“最高”或“最低”）点时开始计时，并计数为零。单摆每经过这点时计一次数，当数到100次时记下时间，求出单摆周期。

12.某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。

（1）确定位置的方法正确的是__________；

A．透过玻璃砖，挡住的像

B．先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置

C．透过玻璃砖观察，使挡住、的像

（2）经过多次测量作出（为光线AO对应的折射角）的图像如图乙，玻璃砖的折射率为__________（保留三位有效数字）

（3）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（4）该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是__________。

A．B．C．D．

13.某同学利用数字化信息系统研究定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的图像．已知该气体在状态A时的温度为27℃。求：

（1）该气体在状态C时的温度是多少；

（2）该气体从状态A到状态C过程外界对气体做的功。

14.图甲是一列简谐横波在某时刻的波形图，质点分别位于介质中、、、处。该时刻横波恰好传播至点，图乙为质点从该时刻开始的振动图像，求：

（1）该波在该介质中的传播速度；

（2）此波传播至点的过程中，质点经过的路程。

15.如图所示的水平面上固定着光滑的金属圆环，其半径为，导体棒长度为。电阻为，棒在外力作用下绕着圆心做角速度可变的，顺时针方向的圆周运动。两根固定的、电阻不计的、平行的长直金属轨道分别与圆周和圆心连接（跨接），轨道上垂直放置着一根质量为、长度为。电阻为的导体棒，棒与轨道间动摩擦因数为，棒最初静止。整个空间垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。闭合开关瞬间，棒的角速度刚好为，棒立刻做匀加速运动，求：

（1）闭合开关瞬间电路中电流和棒加速度；

（2）t时刻棒的角速度。

福安市重点中学2023-2024学年高三上学期第一次月考

物理试卷答案解析

满分：100分时间：75分钟

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。）

1.如图所示，在一条张紧的绳子上挂着四个摆。当摆振动的时候，其余各摆在摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，下列说法正确的是（）

A.稳定时摆的振幅最大B.稳定时摆的周期最小

C.稳定时摆的频率等于摆的频率D.稳定时摆的频率小于摆的频率

【答案】C

【解析】

【详解】BCD．当摆振动的时候，其余各摆在摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，abd在c摆的驱动下做受迫振动，故abd振动的周期与频率与c摆相同，故BD错误，C正确；

A．物体做受迫振动时，当驱动力频率即c摆频率与其自身固有频率相同时，振幅最大，单摆的周期满足

因ac摆长相同，故c摆的频率与a摆固有频率相同，即稳定后a摆的振幅最大，故A错误。

故选C。

2.磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中不正确的是（）

A.甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关

B.乙中不改变质谱仪各区域电场磁场时，击中照相底片同一位置的粒子电荷量相同

C.丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上图示电流和加上如图所示磁场时，侧带负电荷

D.丁中的电磁流量计加上如图所示磁场，则侧电势高

【答案】B

【解析】

【详解】A．甲中回旋加速器中带电粒子匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有

qvB=

可得

v=

则带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A正确，不符合题意；

B．乙中在加速电场有

qU1=mv2

在速度选择器中有

qB1v=qE

在偏转磁场中有

qB2v=

解得

即不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中照相底片同一位置的粒子比荷相同，故B错误，符合题意；

C．丙中自由电荷为负电荷，由左手定则可知，负电荷向N侧偏转，则N侧带负电荷，故C正确，不符合题意；

D．丁中由左手定则可知，带正电的粒子向N板偏转，带负电的粒子向M板偏转，则N侧电势高，故D正确，不符合题意。

故选B。

3.如图所示，空间有一宽度为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一边长为L、电阻分布均匀的正方形导体框，以恒定的速度v向左匀速穿过磁场区域，从导体框边进入磁场开始计时，则a、b两点的电势差随时间t变化的图线正确的是（）

A.B.

C.D.

【答案】B

【解析】

【详解】由法拉第电磁感应知识可得，在线框进入磁场的过程中与出磁场的过程中线框内的磁通量都发生变化，线圈中有感应电动势。

①在时间内，线框ab边切割磁感线，由

可知此时边相当于电源，电流由b流向a，a、b两点的电势差相当于路端电压，大小为

电势差为正；

②在时间内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，但是边仍然在切割磁感线，a、b两点的电势差大小为

电势差为正；

③在时间内，线圈开始出磁场，边离开磁场，只有cd边切割磁感线，此时cd边相当于电源，ab边中电流由a流向b，线圈中电动势为

a、b两点的电势差为外电路部分电压，大小为

电势差为正。故选项B正确，选项ACD错误。

故选B。

4.如图为远距离输电的原理图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，的原、副线圈匝数比分别为，输电线的总电阻为。已知发电机输出电压为、用户两端的电压为，则升压变压器的输送功率为（）

A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】的原、副线圈匝数比分别为，输电线的总电阻为。已知发电机输出电压为、用户两端的电压为，则T1副线圈两端电压为，T2原线圈两端电压为，R0两端电压为

R0中电流为

则升压变压器的输送功率为

故选D。

二、多选题

5.以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是（）

A.机械波与电磁波本质上是一致的

B.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波

C.只有机械波中的声波才会发生多普勒效应

D.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关

【答案】BD

【解析】

【详解】A．机械波是机械振动在介质中传播，电磁波是变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，电场和磁场交替产生电磁波，故A错误；

B．机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波只能是横波，故B正确；

C．多普勒效应是波特有的现象，故C错误；

D．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关，故D正确。

故选BD

6.传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（）

A.给货车称重的地磅使用了压力传感器

B.夜间自动打开的路灯使用了温度传感器

C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号

D.当人靠近时，宾馆大门能自动开启是霍尔传感器的应用

【答案】AC

【解析】

【详解】A．给货车称重的地磅使用了压力传感器，防止重物重力过大，故A正确；

B．夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，不是红温度传感器，故B错误；

C．动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，其作用是将声信号转换为电信号，故C正确；

D．人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器。从而能感知红外线，导致门被打开，故D错误；

故选AC。

7.如图所示，水平金属导轨左右两部分宽度分别是和，导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，两根导体棒的质量分别为和，有效电阻分别是和，垂直于导轨放置在其左右两部分上，不计导轨电阻，两部分导轨都足够长，与导轨间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。若在水平拉力作用下向右做匀速直线运动，运动中与导轨垂直且接触良好，而恰好保持静止，则（）

A.做匀速直线运动的速度大小为

B.做匀速直线运动的速度大小为

C.水平拉力大小为

D.水平拉力大小为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．根据题意，设做匀速直线运动的速度大小为，则有

感应电流为

对M棒受力分析，由平衡条件有

联立解得

故B错误，A正确；

CD．设水平拉力大小为，对棒受力分析，由平衡条件有

解得

故D错误，C正确。

故选AC。

8.如图所示，在xOy坐标系中，以（r，0）为圆心、r为半径的圆形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在的足够大的区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场。在xOy平面内，从O点以相同速率、沿不同方向向第一象限发射质子，且质子在磁场中运动的半径也为r。不计质子所受重力及质子间的相互作用力。则质子（）

A.在电场中运动的路程均相等

B.最终都从磁场边界与x轴的交点C处平行于发射速度方向离开磁场

C.在磁场中运动的总时间均相等

D.从进入磁场到最后离开磁场过程总路程均相等

【答案】ABC

【解析】

【详解】当质子沿与x轴正方向成夹角的方向从第一象限射入磁场时，设质子将从A点射出磁场，如图所示

其中O1、O2分别为磁场区域圆和质子轨迹圆的圆心。由于轨迹圆的半径等于磁场区域圆的半径，所以OO1AO2为菱形，即AO2平行x轴，说明质子以平行y轴的速度离开磁场，也以沿y轴负方向的速度再次进入磁场，则有

所以质子第一次在磁场中运动的时间

此后质子轨迹圆的半径依然等于磁场区域圆的半径，设质子将从C点再次射出磁场。如上图所示，其中O1、O3分别为磁场区域圆和质子轨迹圆的圆心，AO3平行x轴。由于O1AO3C为菱形，即CO1平行AO3，即平行x轴，说明C就是磁场区域圆与x轴的交点。这个结论与无关。所以OO2O3C为平行四边形，则

质子第二次在磁场中运动的时间

则质子在磁场中运动的总时间

故质子在磁场中运动的总时间为。

A．进入电场的速度和方向相同，故在电场中的运动路程相同，A

正确；

B．最终都从磁场边界与轴的交点C处离开磁场时的速度方向与O3C垂直，平行于发射速度方向离开磁场；B正确；

C．在磁场中运动的总时间均相等，为，C正确；

D．从不同位置第一次离开磁场时，在非场区的运动路程显然不同；在而磁场中总的圆心角相同，则在电场和磁场中的路程相同，故总路程不同；D错误。

三、填空题

9.如图所示是研究光的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝，。经过，的两束光到达屏上时会产生干涉条纹。已知屏上的点到两狭缝和的距离相等。如果入射光的波长为，把处的亮条纹记作0号条纹，由向上数，则处是与0号亮条纹相邻的1号亮纹。当入射光的波长，时则处为__________（填“亮纹”或“暗纹”），波长由改成再进行改双缝干涉实验，得到的明暗条纹间距将变__________（填“变宽”或“变窄”）。

【答案】①.暗纹②.变宽

【解析】

【详解】[1]P1为一级亮纹，到两个狭缝的距离差为λ1，由于

则当入射光的波长λ2=2λ1时，该点到两狭缝距离差为半个λ2，因此为暗纹。

[2]相邻的两个明纹（或暗纹）间距

其中l为光屏到狭缝的距离，d是两个狭缝间的距离。由于波长变长，因此条纹间距变宽。

10.小强同学往水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，发现壶盖难以拧开，是因为壶内气体的压强________（选填“变大”“变小”或“不变”），壶内气体分子平均动能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】①.变小②.变小

【解析】

【详解】[1]小强同学往水壶中倒入一些开水后，拧紧壶盖，经过一段时间后，水壶中的水做等容变化，温度降低导致压强减小，外界气体压强大于壶内压强，所以壶盖难以拧开；

[2]由于温度降低，壶内气体分子平均动能变小。

11.某实验小组用单摆做“单摆测量重力加速度”实验。

如图是用游标卡尺测出摆球的直径d=______cm；用刻度尺测出摆线长度，算出摆长为1m；用停表测量单摆的周期，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，当单摆稳定时，摆球到达______（选填“最高”或“最低”）点时开始计时，并计数为零。单摆每经过这点时计一次数，当数到100次时记下时间，求出单摆周期。

【答案】①.2.125②.最低

【解析】

【详解】[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为

[2]摆球运动到最低点速度最大，易于观察判定，因此当单摆稳定时，摆球到达最低点时开始计时，并计数为零。

12.某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。

（1）确定位置的方法正确的是__________；

A．透过玻璃砖，挡住的像

B．先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置

C．透过玻璃砖观察，使挡住、的像

（2）经过多次测量作出（为光线AO对应的折射角）的图像如图乙，玻璃砖的折射率为__________（保留三位有效数字）

（3）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（4）该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是__________。

A．B．C．D．

【答案】①.C②.1.50③.偏小④.C

【解析】

【详解】（1）[1]确定位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使..挡住、的像，故选C。

（2）[2]光路如图

根据

可知，图像的斜率等于折射率，由图像可知玻璃砖的折射率为

（3）[3]若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb′的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据

可知，测出来的折射率偏小。

（4）[4]光路图如图