河南省2023-2024学年高三上学期9月月考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1物理一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，第9~12小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.核动力电池也叫做放射性同位素电池，它将放射性同位素衰变产生的能量转化为电能，能量密度大，可以为地质勘测﹑特殊探险行业等提供强大的电源支持，也会让很多行业的后勤保障得到很大的提升。某种核动力电池利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是()间出香国出风5同家干小UlTStt版回国中.A.发生的是β衰变B.一个衰变为释放的核能为C.新核的比结合能比大D.衰变过程释放的能量为的结合能2.2022年10月25日全球首款大型“四发”多用途固定翼无人机“双尾蝎D”在中国成功首飞，它的最大载重则达到了1500公斤，具备强大的军事使用潜力。在第一次空载试飞过程中，质量为m的无人机从静止开始加速行驶距离s时达到起飞速度，飞离地面。在第二次装有载荷的试飞过程中，无人机从静止开始加速行驶距离2s时达到起飞速度，飞离地面。已知飞机的起飞速度与飞机质量的关系为，假设两次试飞时发动机的推力均相同，两次飞机所受阻力相同且恒定不变，若将无人机的运动看做勾加速直线运动，则第二次试飞时飞机上载荷的质量为()A.B.C.D.3.如图甲所示，自动喂鱼投料机安装在鱼塘上方的水平平台上，投料口距水面的高度为1.25m。投料机开机运行时饵料通过机内小孔向下落入图乙所示的带挡板的银色转盘中，转盘在电动机的带动下转动将饵料甩出，从而实现自动投喂。某次投喂时调好电动机转速，饵料投送的距离在2m~17m的范围内，若忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是()A.饵料被水平甩出时的最大速度为17m/sB.饵料被水平甩出时的最小速度为1m/sC.增大投料机的安装高度同时减小电动机转速，饵料的最大投放距离一定增大D.降低投料机的安装高度同时增大电动机转速，饵料的最大投放距离可以不变4.2023年7月20日21时40分，神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱全部既定任务。“天和核心舱”、“问天实验舱”与“梦天实验舱”共同构成了中国空间站的主体，空间站的近地轨道高度为400~450公里。若空间站的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是()A.地球的密度小于B.“梦天实验舱”的发射速度小于地球第一宇宙速度C.中国空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期D.中国空间站内的物体不受重力作用5.如图所示，物块Р和Q通过一条跨过光滑轻质定滑轮的细线相连，定滑轮用细杆固定在天花板上的О点，细杆与天花板成的角度为θ，物块Р放置于粗糙水平面上，物块Q放置于上表面光滑的斜劈上。整个装置始终处于静止状态时，物块Р与定滑轮间的细线处于水平方向，定滑轮与物块Q间的细线与斜劈平行。物块Р的质量是物块Q的2倍，物块Р和Q均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。缓慢向右移动斜劈稍许，整个系统仍能保持静止状态，下列说法正确的是()A.物块P与粗糙水平面间的动摩擦因数不小于B.缓慢移动斜劈过中，绳给定滑轮的力一定沿杆反方向C.移动斜劈的过程中，斜劈对物块Q的支持力逐渐增大D.移动斜劈的过程中，物块Р受到的静摩擦力先减小再增大6.某光学仪器中有一半径为R的圆形玻璃砖，其截面图如图所示。C为圆弧上一点，圆弧AC的长度是圆弧BC长度的2倍，一束单色光以平行于AO的方向照射到C点，从BO边上的D点出射，出射光线与CO平行，光在真空中传播速度为c。下列说法正确的是()A.出射光线与入射光线的偏向角为30°B.光在玻璃砖中的传播速度大小为C.玻璃砖对光的折射率为D.光从C点传播到D点所用的时间为7.某同学向气球内吹气，吹气后的气球形状可近似看成球形，已知气球橡胶薄膜产生的附加压强，其中为薄膜的等效表面张力系数，R为气球充气后的半径，随R的变化曲线如图所示。气球半径为R0时，内部空气的温度为T0，忽略气球内原有的空气，气球内的空气可看作理想气体且质量不变，大气压强为p0。下列说法正确的是()A.气球半径为R0和2R0时，橡胶薄膜产生的附加压强之比为8∶3B.在吹气的过程中，外界对气球内的空气做正功C.气球半径为R0时，内部空气的压强为D.半径为2R0时，气球内空气的温度为8.如图所示，内壁光滑的绝缘管道ABCD竖直放置，其中BC部分为半径为r的圆弧，AB部分水平，CD部分竖直，这两部分的长度均为2r。圆弧的圆心处固定一带正电的小球M，另一带正电小球Р从管道A端以速度射入后从D点射出，小球Р经过B点时，速度大小为v。已知小球P的直径略小于管道内径，重力加速度为g，下列说法正确的是篮()A.小球Р从A运动到B的过程中做减速运动，且加速度一直减小B.小球P从C运动到D的过程中做加速运动，且加速度先增大后减小C.小球Р从A运动到D的过程中机械能守恒D.小球P从C运动到D的过程中电场力做的功为9.关于热学知识，下列说法正确的是()A.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B.玻璃沿不同方向的导热性能相同说明玻璃内部分子在空间上周期性排列C.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能增大D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，内能增大但温度保持不变10.如图甲所示，理想变压器三个线圈匝数分别n1=600，n2=300，n3=1200，定值电阻R1=10Ω、R3=20Ω，R2是半导体热敏电阻(电阻随温度升高而减小)，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接线柱a，b所接正弦交流电压随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是()A.电压表的示数为10VB.开关K闭合前，若环境温度降低，电流表A、的示数将减小C.开关K闭合前，电流表A1和A2的示数之比大于1：2D.若闭合开关K，电流表A1的示数将增大4A11.质点A、B在同一水平面上从同一地点出发沿两条平行的直线同向运动，其中质点B做初速度为2m/s，加速度为1m/s2的匀加速直线运动。通过智能手机的速度传感器测得它们的速度，质点A相对于质点B的速度用表示，其中和分别为A和B相对于水平面的速度，相对速度随时间t亦化的关系如图乙所示。下列说法正确的是()A.1~3s时间内，质点A做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2B.t=2s时刻，质点A相对于水平面的速度为6m/sC.0~4s时间内，质点A和质点B之间的相对位移为5mD.2~4s时间内，质点A在水平面上通过的位移为3m12.如图甲所示，光滑足够长平行金属导轨ab、cd与水平面的夹角为θ=37°，间距L=0.5m，金属导轨处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨b，d端并联接入电阻箱和电容C=1F的电容器，电容器不带电。质量为m=0.5kg、电阻不计的导体棒MN垂直于导轨放置，仅闭合开关S1，同时由静止释放导体棒，记录导体棒MN的最大速度和电阻箱接入电路的阻值为R，随R变化的关系图像如图乙所示。重力加速度为g=10m/s2，不计金属导轨的电阻，导体棒运动过程中，电容器的两端电压未超出其击穿电压，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是()A.匀强磁场的磁感应强度大小为2TB.仅闭合开关S2，导体棒MN运动的加速度大小恒为2m/s2C.仅闭合开关S2，导体棒MN高度下降9m的过程中通过导体棒的电荷量为6CD.仅闭合开关S2，导体棒MN沿导轨方向运动9m的过程中电容器储存的电场能为18J二、非选择题：本大题共5小题，共62分。13.(6分)某兴趣小组想测量一个物块的质量，他们进行了如下实验：①如图甲所示，将弹簧悬挂在铁架台，用刻度尺测量其长度；②用拉力传感器向下拉弹簧，用刻度尺测量其长度；③作出拉力传感器示数F与弹簧伸长量工之间的关系，如图乙所示；④如图丙所示，将弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与物块相连；⑤将物块沿着水平桌面缓慢向右移动，由静止释放，利用传感器测出物块运动的加速度的大小a及弹簧伸长量x；⑥作出物块运动的加速度的大小a与弹簧伸长量x之间的关系，如图丁所示。回答下列问题，取重力加速度g=10m/s2。(1)根据图乙，可得弹簧的劲度系数为_________N/m(保留2位有效数字)；(2)根据图丁，可得物块的质量为________kg；(3)兴趣小组进行的实验还可测得的物理量及其大小为_____________.14.(9分)电导率是电阻率的倒数，为了探究盐水的电导率，某物理兴趣小组设计了如图所示的电路图来测量盐水的电导率。所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表mA(量程15mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500Ω)，R2(阻值500Ω)、R3(阻值600Ω)和R4(阻值200Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。(1)实验过程①图(a)为实验原理图。在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请根据实验原理图将实物图补充完整。②测量并记录样品池内璧的长度为40.0cm。在样品池中注入2000mL待测盐水。③闭合开关S1，断开开关S2，毫安表的示数为10.0mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I1为_________mA。④闭合开关S2，毫安表的示数为15.0mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流Ⅰ2为________mA。⑤断开开关S1，测量并记录盐水的温度。(2)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为___________Ω；(3)根据待测盐水的电阻，计算该盐水的电导率__________；(4)因为本实验中毫安表不是理想电表，对电导率的测量结果_________(填“有”或“无”)影响。15.(12分)2023年8月6日凌晨2时33分，山东德州市平原县发生5.5级地震，地震波既有纵波(Р波)也有横波(S波)，纵波是推进波，横波是剪切波，地震波的纵波和横波频率相等。距离震源30km的监测人员先感觉到上下颠簸，△t=3s后感觉到左右摇晃，监测人员在左右摇晃时监测到了一列沿x轴负方向传播的地震横波。t1=0时刻x轴上在0～4.5km区间内的波形如图中实线所示，t2=0.6s时刻的波形如图中虚线所示，已知该地震横波的周期T>0.5s。求：(1)该地震横波传播速度的大小；(2)该地震纵波的波长。16.(15分)如图所示，半径R=2.4m的粗糙圆弧轨道OAB与粗糙平台BC在B点平滑连接，圆弧轨道的圆心角θ=60°，平台右侧有一质量M=4kg的长木板Q，其上表面与平台等高，长木板Q右侧D点竖直固定一弹性挡板。质量m=2kg的物块Р从圆弧轨道的左侧端点A由静止释放，以速度=4m/s滑上长木板Q，二者共速后长木板与弹性挡板碰撞(碰撞时间忽略不计)，长木板与物块再次共速时物块恰好不从长木板上滑落。已知物块Р与长木板Q间的滑动摩擦因数=0.2，粗糙圆弧轨道OAB与粗糙平台BC对物块Р做的功相等，水平面CD光滑且足够长，取重力加速度g=10m/s2。求：(1)物块Р滑至圆弧末端B点时的速度大小；(2)物块Р滑至圆弧末端B点时对轨道的压力；(3)长木板Q的长度。17.(20分)如图所示，x轴上方存在电磁场区域，在0<y<d的区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，在d<y<4d的区域，有沿x轴正方向的匀强电场。质量为m，电荷量为q的带正电粒子，不断地从坐标原点沿y轴正方向以速度射入磁场区域，经磁场、电场的偏转后恰好经过y轴上的D点，D点坐标为(0，4d)。已知，忽略丁间的相互作用，不计重力。(1)粒子射出磁场时与y轴的距离；(2)求d<y<4d区域内电场的电场强度E；(3)适当调整电场强度大小，其他条件保持不变，在d<y<2d的区域内加磁感应强度大小为B，方向沿x轴正向的匀强磁场，在2d<y<4d的区域内加磁感应强度大小为B2，方向沿x轴负向的匀强磁场，粒子在0<y<d区域内做圆周运动的轨迹半径和在d<y<2d区域内沿工轴方向观测粒子做圆周运动的轨迹半径相等，运动轨迹恰好与过点D且与y轴垂直的面相切于D点，求所加磁场的磁感应强度大小B1和B2。——★参考答案★——1.C〖解析〗由衰变方程的电荷数守恒和质量数守恒可知Y为，不是β衰变，A错误；一个衰变为释放的核能为，B错误；新核的比结合能比大，衰变过程释放的能量为反应后、结合能的和与反应前结合能的差值，D错误，C正确。故选C。2.A〖解析〗第一次试飞过程，，，；第二次试飞过程，，，，解得。故选A。3.D〖解析〗饵料被水平甩出后做平抛运动，竖直方向有，水平方向有，可得饵料被水平甩出时的最大径向速度为34m/s，最小径向速度为4m/s，A、B错误；增大投料机的安装高度同时减小电动机转速，t增大、v减小，可知饵料的最大投放距离可能增大，可能减小，也可能不变，C错误；降低投料机的安装高度同时增大电动机转速，v增大、t减小，可知饵料的最大投放距离可能增大，可能减小，也可能不变，D正确。故选D。4.C〖解析〗设近地卫星的运行周期为T0，对于近地卫星有，所以地球的密度为，空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的运行周期T大于T0，所以，A错误；地球第一宇宙速度是最小的发射速度，所以“梦天实验舱”的发射速度大于地球第一宇宙速度，B错误；空间站的运行半径小于地球同步卫星的运行半径，所以中国空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，C正确；中国空间站内的物体仍受重力作用，D错误。故选C。5.C〖解析〗设物块Q的质量为m，移动斜劈前，细线中的拉力为，则物块P与粗糙水平面间的最大静摩擦力，所以物块P与粗糙水平面间的动摩擦因数，A错误；移动斜劈时两绳的夹角发生变化，故力不一定沿杆的反方向，B错误；移动斜劈的过程中，定滑轮与物块Q间的细线与竖直方向的夹角逐渐增大，物块Q受力的动态变化如图所示，则斜劈对物块Q的支持力逐渐增大，细线中的拉力逐渐增大，所以物块Р受到的静摩擦力逐渐增大，C正确，D错误。故选C。6.B〖解析〗光路如图所示，由题意可知∠3=30°，所以∠1=60°，∠4=60°，出射光线与入射光线的偏向角为60°，A错误；由几何关系得∠2＋∠5=60°，由折射定律得，所以∠2=∠5=30°，玻璃砖对光的折射率，光在玻璃砖中的传播速度大小，B正确，C错误；由几何关系得CD=OD，2CDcos∠2=R，所以CD=，光从C点传播到D点所用的时间，D错误。故选B。7.D〖解析〗由。随R的变化曲线可知，气球半径为R0和2R0时，橡胶薄膜产生的附加压强之比为4∶3，A错误；在吹气的过程中，气球膨胀，外界对气球内的空气做负功，B错误；气球半径为R0时，橡胶薄膜产生的附加压强，内部空气的压强为，错C误；根据理想气体状态方程可得，即，所以半径为2R0时，气球内空气的温度为，D正确。故选D。8.B〖解析〗小球在AB段运动时，水平方向只受电场力的分力作用，设PM与BM的夹角为θ，由牛顿第二定律可得，令，可得当时，y有极大值，即当小球Р运动到B点左边处时，加速度有极大值，小球P从A运动到B的过程中做减速运动，加速度先增大后减小；小球P从C运动到D的过程中，设PM与CM的夹角为，由牛顿第二定律可知，同理可知小球P从C运动到D的过程中做加速运动，加速度先增大后减小，A错误，B正确；A、D两点在电场中的同一等势面上，小球P从A运动到D的过程中电场力做的总功为零，在AB段电场力做负功，电势能增大机械能减小，在CD段电场力做正功，电势能减小机械能增大，机械能均不守恒，C错误；带正电小球M形成的电场中，B、C两点等势，A、D两点等势，所以小球P从C点运动到D点电场力对小球做的功与小球P从A点运动到B点克服电场力做的功相等，从A到B的过程中由动能定理得，解得，即小球P从C点运动到D点电场力做的功为，D错误。故选B。9.CD〖解析〗液体表面张力的方向始终与液面相切，A错误；玻璃是非晶体，分子排列没有空间上的周期性，B错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，C正确；在熔化过程中，晶体要吸收热量，温度保持不变，内能增加，D正确。故选C、D。10.BD〖解析〗根据理想变压器原理可得副线圈n2两端的电压=10V，但电压表V测量半导体热敏电阻R2两端的电压，A错误；若环境温度降低，半导体热敏电阻R2的阻值增大，副线圈n2输出的电功率减小，根据能量守恒定律得，所以电流表A1的示数将减小，B正确；由得，C错误；若团合开关K，根据理想变压器原理可得副线圈n3两端的电压=40V，由能量守恒定律得，所以电流表A1的示数增加量△I1=4A，D正确。故选B、D。11.BC〖解析〗相对速度随时间t变化图像的斜率，由图像可知0~1s时间内，=4m/s2，所以=5m/s2，1～4s时间内，=-2m/s2，所以=1m/s2，由题意可以得到质点A和质点B的速度v随时间t变化的关系，如下图所示，t=2s时刻，质点A相对于水平面的速度为6m/s，A错误，B正确；0～4s时间内，质点A和质点B之间的相对位移为'×，C正确；2～4s时间内，质点A在水平面上通过的位移为，D错误。故选B、C。12.ABD〖解析〗仅闭合开关S1，由法拉第电磁感应定律得，由闭合电路欧姆定律得，由平衡条件得，化简得，所以图像的斜率，解得匀强磁场的磁感应强度大小为B=2T，A正确；仅闭合开关S2，由法拉第电磁感应定律得，给电容器充电，则q=CU=CE2，根据电流定义式得，对导体棒MN，由牛顿第二定律得，化简得，解得a=2m/s2，B正确；仅闭合开关S2，由得导体棒MN高度下降9m时的速度，在此过程中通过导体棒的电荷量为C，C错误；由得导体棒MN沿导轨运动9m时的速度m/s=6m/s，由能量守恒定律得，解得电容器储存的电场能E电场=18J，D正确。故选A、B、D。13.〖答案〗(1)20(2分)；(2)0.5(2分)；(3)物块，与水平桌面间的动摩擦因数，0.2(2分)(其他〖答案〗合理也可得分)〖解析〗(1)根据胡克定律可得，所以弹簧的劲度系数为N/m=20N/m；(2)根据牛顿第二定律得，所以，根据图丁可得N/(k·m)=40N/(kg·m)，所以物块的质量为0.5kg；(3)根据图丁可得=2m/s2，所以兴趣小组进行的实验还可测得的物块与水平桌面间的动摩擦因数，其大小为=0.2。14.〖答案〗(1)①(2分)③40.0(1分)，460.0(1分)；(2)100(2分)；(3)0.8(2分)；(4)有(1分)〖解析〗(1)①③闭合开关S1，断开开关S2，毫安表的示数为10.0mA，则通过电阻R4的电流，根据电路构造可知，流过样品池的电流为=40.0mA。④闭合开关S，毫安表的示数为15.0mA，则流过的电流，流过样拼的电流为=60.0mA。(2)设待测盐水的电阻为R0，根据闭合电路欧姆定律，开关S断开时，开关S2闭合时，代入数据解得R0=100Ω。(3)根据R，，代入数据计算可得=0.8。(4)根据(2)的计算过程，毫安表有内阻时，电阻测量值偏大，因此会影响电导率的计算。15.〖答案〗(l)=3.75km/s；(2)=4.8km〖解析〗(1)由波形图可知地震横波的波长=3km(1分)由题意可得(n=0，1，2…)(2分)又T>0.5s，所以n=0(1分)即=0.6s(