河南省焦作市博爱县2023-2024学年高三上学期9月月考物理试题（Word版含答案）

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物理

注意事项：

1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；

2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；

3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

1.高速超速有很大的安全隐患，为了防止超速，交警部门设置了两套监控系统。一套是固定测速点，定点测速，一套是在一段路线区间设置区间测速，记录通过固定区间的时间，分析汽车是否超速。如图所示是一辆汽车在高速上导航仪某时刻的界面截图，该路段限速120km/h。下列说法正确的是()

A.这辆汽车在区间行驶中已有超速行为

B.18.3公里表示剩余行程的位移大小

C.118km/h表示此次行程的平均速率

D.根据“18.3公里24分钟”这两个数据，可以预估剩余行程的平均速度

2.农历正月十五是元宵节，也被称为花灯节，赏花灯、猜灯谜是该节日的传统活动。如图所示，用轻绳对称挂起四个相同的花灯，其中轻绳水平，轻绳、与水平方向夹角分别为和，下列关系式正确的是()

A.B.C.D.

3.如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A、B两处。不计空气阻力，则落到B处的石块()

A.初速度大，运动时间短B.初速度大，运动时间长

C.初速度小，运动时间短D.初速度小，运动时间长

4.嫦娥五号“绕、落、回”三步走规划完美收官，是我国航天事业发展的里程碑。若在本次任务中封装月壤的仪器在月球表面的重力为，返回地球表面时的重力为，月球与地球均视为质量均匀分布的球体，其半径分别为，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，则()

A.月球的第一宇宙速度为

B.嫦娥五号环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为

C.月球的质量为

D.月球的密度为

5.半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷.点将圆环三等分，取走处两段弧长均为的小圆弧上的电荷.将一点电荷q置于OC延长线上距O点为的D点，O点的电场强度刚好为零.圆环上剩余电荷分布不变，q为()

A.正电荷，B.正电荷，

C.负电荷，D.负电荷，

6.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图所示是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15μF，如果充电后电容器的电压为4.0kV，电容器在大约2.0ms内放电至两极板电压为0，则这次放电过程通过人体组织的平均电流强度约为()

A.B.30AC.D.

7.发电机的示意图如图所示，n匝正方形线圈在匀强磁场中以恒定角速度ω绕轴转动，阻值为R的电阻两端电压的有效值为。线圈电阻为r，其余电阻不计，转动过程中，线圈中磁通量的最大值为()

A.B.C.D.

8.如图所示带箭头的实线表示某个电场的电场线，实线间距相等且相互平行，一个带电离子从P处飞入这个电场，以下说法中正确的是()

A.离子受的电场力方向一定向右B.离子受的电场力大小、方向都不变

C.离子肯定向右偏转D.离子一定做匀变速运动

9.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动；与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是()

A.x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小

B.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小

C.和时，木棒的速度大小相等，方向相反

D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为

10.“让体育走进生活，让体育锻炼人人可为、人人爱为，既是体育强国建设的目标，也是推动人的全面发展的重要途径”。深受喜爱的健身车的磁控阻力原理如图所示，在铜质飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离。则()

A.飞轮受到阻力大小与其材料密度有关

B.飞轮受到阻力大小与其材料电阻率无关

C.飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大

D.磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到的阻力越大

二、非选择题：本题共6小题，共64分。

11.（6分）两个同学根据不同的实验装置，“进行了探究平抛运动的特点”的实验：

（1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动的物体______。

（2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个末端都水平的相同弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板接触，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度______。

（3）现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使它们同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到在E处P球击中Q球，改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到P球击中Q球的现象，这说明平抛运动的物体______。

12.（8分）如图所示为“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验装置图。图中小车A的质量为M，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置一端带有定滑轮且足够长的木板上，重物P的质量为m，C为测力器，实验时改变P的质量，可以读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

（1）实验过程中，______（填“需要”或“不需要”）满足。

（2）接通打点计时器的电源，然后释放小车，得到如图乙所示的纸带.已知打点计时器打点的周期，其中A、B、C、D、E每相邻两个计数点之间还有4个点没有标出，根据纸带提供的数据，计算小车加速度的表达式为______（用题和图中物理量符号表示），算得小车加速度的大小为______。（计算结果保留两位有效数字）

（3）某同学将长木板左端适当垫高，其目的是为了平衡摩擦力，但他把长木板的左端垫得高度不足，使得倾角过小。用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力。则他绘出的关系图像是______。

A.B.C.D.

13.（8分）陶瓷艺术成型或艺术设计、施釉装饰之后，需经过一系列高温烧制的检验，所谓“匣器调色，与书家不同，器上诸色，必出火而后定”（朱琰《陶说》）。我们采用电加温式气窑对上釉后的陶瓷胚体进行烧制处理形成陶瓷制品，气窑结构如图所示，主要包括炉体外壳，外壳内衬为绝热材料，构成加温室，胚体放在加温室炉蓖的支架上，加温室内设置电加热丝加温，以及在外壳的顶部安装单向排气阀。烧制开始前，加温室与外界连通，若本次胚体需要烧制到1227℃，烧制开始后气窑封闭，当加温室气压达到外界大气压强的2倍时，窑顶两个单向排气阀开始工作，向外界排气至一收集装置并保持加温室内气体压强不变。（外界环境温度恒为27℃，外界大气压强为，气体可视为理想气体）求：

（1）单向排气阀开始工作时加温室内气体温度；

（2）若烧制过程结束后收集装置与加温室内气体压强保持相同，加温室与收集装置体积之比。

14.（12分）在如图所示的xOy坐标系的第一象限有磁场区域Ⅰ、Ⅱ，MN为区域Ⅰ、Ⅱ的分界线，MN垂直于x，，区域Ⅱ足够大。区域Ⅰ内存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域Ⅱ内存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以某一速度从O点与y轴正方向成60°角射入区域Ⅰ，粒子恰能垂直于MN进入区域Ⅱ。不计粒子重力。

（1）求粒子从O点进入区域Ⅰ时的速度大小；

（2）求该粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中运动的总时间；

（3）若仅改变粒子的电性，求该负粒子离开y轴时与正粒子离开y轴时坐标之间的距离。

15.（15分）如图所示，在倾角为θ的斜面顶端以初速度水平抛出一小球，经一段时间后小球又落在斜面上，不计空气阻力，重力加速度大小为g。问：

（1）小球做平抛运动的时间是多少？

（2）小球抛出后经多长时间到斜面的距离最大？

（3）小球抛出后到斜面的最大距离是多少？

16.（15分）如图，在水平桌面上固定两条相距的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨的左端连接阻值的电阻，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆的质量，接入电路的电阻，整个空间存在磁感应强度、竖直向下的匀强磁场。初始时刻金属杆在水平向右的恒力F的作用下，向右做速度的匀速直线运动，经1.5s后撤去恒力F。整个运动过程中金属杆P始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，求：

（1）水平恒力F的大小；

（2）从初始时刻到金属杆停止运动过程中，电阻R上产生的热量；

（3）从初始时刻到金属杆停止运动的过程中，金属杆向右运动的位移。博爱县2023-2024学年高三上学期9月月考

物理参考答案

一、选择题

1.答案：A

解析：

汽车从区间测速开始到导航仪截图时刻，平均速率是120km/h，导航仪截图时刻的瞬时速率为118km/h，则在此之前汽车在区间行驶中已有超速行为A正确，C错误

18.3公里表示剩余行程的路程B错误

根据“18.3公里24分钟”这两个数据，可以预估剩余行程的平均速率D错误

2.答案：A

解析：以B结点为对象受力分析如图，根据平衡条件有，以绳AB和结点整体为对象受力分析如图，有，所以，A对，B、D都错；由平衡条件有，C错。

3.答案：A

解析：由于B点在A点的右侧,说明水平方向上B点的距离更远,而B点距抛出点的距离较小,故运动时间较短,二者综合说明落在B点的石块的初速度较大,故A是正确的,BCD都是不对的。

4.答案：C

解析：设月球质量为M，则月球的第一宇宙速度，已知本次任务中封装月壤的仪器在月球表面的重力为，返回地球表面时的重力为，地球表面重力加速度为g，设封装月壤的仪器质量为，则，设月球表面重力加速度是，则，在月球表面有，联立以上式子可解得，故A错误，C正确；嫦娥五号环绕月球表面做匀速圆周运动的周期，故B错误；月球的密度，故D错误。选C。

5.答案：C

解析：若将处电荷补上，由对称性可知，关于O点对称的两点处的电荷在O处产生的场强大小相等，方向相反，故O处场强为零，现取走两处电荷，则圆环上剩余电荷在O处产生的场强与取走的处的电荷在O处产生的合场强大小相等，方向相反.圆环上电荷均匀分布，则处取走的电荷量均为，则，如图所示，取走的电荷在O处产生的荷场强大小为，方向水平向左.因为D点的点电荷q和圆环上剩余电荷在O处产生的场强为零，故点电荷q在O处产生的场强大小和方向与相同，则有，联立解得，为负电荷.

6.答案：B

解析：根据电容器的电容定义式有：，变形可得；放电的平均电流为：，代入数据，可得：，故B正确，ACD错误。

故选：B。

7.答案：D

解析：由闭合电路欧姆定律可得，线圈转动产生感应电动势的有效值为

最大值为

根据

联立解得

故ABC错误，D正确。故选D。

8.答案：BD

解析：A、由于离子的电性未知，所以不能确定电场力的方向，也就不能确定偏转的方向，故AC错误。B、匀强电场中场强处处相同，由知电场力大小和方向都不变，故B正确。D、离子受的电场力大小、方向都不变，加速度不变，必定做匀变速运动，故D正确。故选：BD。

9.答案：ABD

解析：由简谐运动的对称性，水平位移为0.1m，0.3m，0.5m时木棒处于平衡位置；x从0.05m到0.15m的过程中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，A正确；x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方衡位置，加速度竖直向下，大小减小，B正确；时木棒位于最低点，和时，由图象的对称性知浮力大小相等，说明木棒在最低点上方相同距离处，木棒在竖直方向的速度大小相等，方向相反，而两时刻木棒在水平方向的速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，C错误；木棒在最低点时有，在最高点时有，其中，故振幅，D正确。

10.答案：CD

解析：AB、飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，所以会产生电源电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，而安培力大小与其材料的电阻率有关，与其密度无关，故AB错误；C、磁铁越靠近飞轮，飞轮处于的磁感应强度越强，所以在飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大；飞轮受到的阻力越大，故C正确；D、磁铁和飞轮间的距离一定时，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮转速越大，则飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，那么飞轮受到的阻力越大，故D正确；

故选：CD。

二、非选择题

11.（6分）答案：（1）在竖直方向上做自由落体运动

（2）相等

（3）在水平方向上做匀速直线运动

解析：（1）在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。

（2）竖直高度差一样，都从静止滚下，小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。

（3）两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P球击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明P球在水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。

12.（8分）答案：（1）不需要（2）；0.60（3）D

解析：（1）由于拉力的大小可以直接用测力计测出，故不需要。

（2）根据，结合逐差法可得，小车加速度的表达式为，带入数据得小车加速度的大小为。

（3）由于木板的右端垫得高度不足，倾角过小，则拉力的一部分需要抵消摩擦力，即要有一定的力才有加速度，D正确。

故选D。

13.（8分）答案：

（1）327℃

解析：本题考查理想气体的等容变化和等压变化。

对封闭在加温室内的气体，排气前容积不变

由查理定律可知

代入数据可得

（2）2:3

解析：开始排气后，加温室内气体维持的压强不变

由盖-吕萨克定律有

由于气体的压强不变，则

14.（12分）答案：

（1）

解析：粒子在磁场区域Ⅰ中，由洛伦兹力提供向心力得

粒子在条形磁场区域中运动的轨迹如图，由几何关系

解得

（2）

解析：带电粒子在条形磁场Ⅰ中运动的周期为

同理

由几何关系知，在磁场区域Ⅰ中运动的轨迹圆弧对应圆心角为

则在条形磁场中运动的时间为