河南省南阳市TOP二十名校联考2023-2024学年高三上学期1月月考物理试题（解析版）

PAGEPAGE12024届高三年级TOP二十名校仿真模拟一选择题1.2023年诺贝尔物理学奖颁给了三位研究阿秒激光的三位科学家，“阿秒（as）”是时间单位，。若电子绕氢原子核运动的周期为160as，则电子运动形成的等效电流为（）A.1.5mA B.0.15mA C.1mA D.0.1mA〖答案〗C〖解析〗电子运动形成的等效电流为故选C2.利用碳14放射性可以测定一些物质的年代，自然界中碳14可以通过获得，反应方程为，然后碳14再发生衰变，反应方程为，其中x、y分别为（）A.、 B.、 C.、 D.、〖答案〗A〖解析〗根据电荷数守恒、质量数守恒，由反应方程为，可知原子核x质量数为1，电荷数为0，得原子核x为；由反应方程为，根据电荷数守恒、质量数守恒，可知原子核y质量数为0，电荷数为-1，得原子核y为。故选A。3.光导纤维是由折射率较大的内芯和折射率较小的外套构成，光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得到广泛应用。某单色光在内芯中传播时的速度为，在真空中的传播速度为，则该光由内芯射向真空时，发生全反射的临界角为（）A.60° B.45° C.30° D.75°〖答案〗C〖解析〗光在内芯中传播时的速度为光由内芯射向真空时，发生全反射的临界角关系式为代入数据联立解得可知发生全反射的临界角为30°，故选C。4.t=0时刻，一物块在与水平方向成37°的拉力作用下，沿光滑水平面由静止开始运动，拉力F随时间变化的图像如图所示，物块未离开水平面，已知，，物块未离开水平面，则1s末物体的动量大小为（）A.2kg·m/s B.2.4kg·m/s C.3kg·m/s D.4kg·m/s〖答案〗B〖解析〗物块未离开水平面，竖直方向动量变化为零，只需考虑水平方向，1s内拉力在水平方向的冲量为根据动量定理，1s末物体的动量大小故选B。5.用活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，改变条件使气缸内气体发生由a→b→c的变化过程，其p-V图像如图所示，其中ac为等温线，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是（）A.a→b→c过程气体内能先不变后增大B.a→b过程气体放出的热量大于b→c过程气体吸收的热量C.a状态的气体体积为b状态气体体积的4倍D.a状态气体的内能是b状态气体内能的4倍〖答案〗B〖解析〗A．根据可知，横纵坐标乘积代表温度大小，所以a→b→c过程温度先减小后升高，则内能先减小后增大，故A错误；B．ac为等温线，两点内能相同，从a→b→c过程体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，全过程气体放热，所以a→b过程气体放出的热量大于b→c过程气体吸收的热量，故B正确；CD．ac为等温线解得a→b过程压强不变解得理想气体的内能与热力温度成正比，所以a状态气体的内能是b状态气体内能的3倍，故CD错误。故选B。6.美国“机智号”旋翼无人机在火星表面完成了上升、悬停、下降和平稳着陆等所有设定动作，如图所示。火星质量为M，半径为R，“机智号”无人机质量为m，引力常量为G，已知“机智号”无人机上升的高度远小于火星半径，忽略火星自转，则（）A.“机智号”无人机上升过程处于超重状态B.“机智号”无人机下降过程处于失重状态C.“机智号”无人机在火星表面受到的重力为D.“机智号”无人机悬停时，稀薄气体对“机智号”无人机的作用力为〖答案〗CD〖解析〗A．“机智号”无人机上升过程，如果是处于减速上升阶段，则加速度方向向下，无人机处于失重状态，故A错误；B．“机智号”无人机下降过程，如果是处于减速下降阶段，则加速度方向向上，无人机处于超重状态，故B错误；CD．由于无人机上升的高度远小于火星半径，且忽略火星自转，则无人机在火星表面受到的重力为无人机悬停时，根据受力平衡可知稀薄气体对“机智号”无人机的作用力为故CD正确。故选CD。7.解放军战士为了增强身体素质，进行拉轮胎负重训练，如图所示，已知绳子与水平地面间的夹角恒为，轮胎质量为m，该战士由静止开始做加速直线运动，位移为x时，速度达到最大为v，已知绳上拉力大小为F，重力加速度为g，则在该过程中（）A.轮胎克服阻力做的功为B.轮胎所受合外力做的功为C.拉力的最大功率为D.拉力所做的功为〖答案〗BC〖解析〗AD．拉力所做的功为轮胎做加速运动，则则轮胎克服阻力做的功小于，选项AD错误；B．由动能定理可知，轮胎所受合外力做的功为选项B正确；C．拉力的最大功率为选项C正确；故选BC。8.消防车从同一点M分别以不同的初速度沿与水平方向成30°和60°的夹角喷出甲、乙两水柱，两水柱经过空间同一点N，M、N两点在同一水平线上，如图所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A.甲、乙水柱喷出时的初速度大小之比为1∶2B.甲、乙水柱从M点运动到N点的时间之比为∶1C.甲、乙水柱上升的最大高度之比1∶3D.甲、乙水柱从M点运动到N点过程平均速度之比为∶1〖答案〗CD〖解析〗A．水平方向竖直方向解得因水平射程相同，则甲、乙水柱喷出时的初速度大小之比为选项A错误；B．根据可知甲、乙水柱从M点运动到N点的时间之比为选项B错误；C．根据可知，甲、乙水柱上升的最大高度之比选项C正确；D．根据则甲、乙水柱从M点运动到N点过程平均速度之比为选项D正确。故选CD。非选择题9.某同学验证机械能守恒定律，将拉力传感器固定在天花板上，一条不可伸长的轻质细绳上端固定在传感器的挂钩上，下端连接可视为质点的小球，在小球下方有一水平桌面，调整桌面高度，使小球静止时恰好与桌面不接触，如图所示。实验操作步骤如下：（ⅰ）实验时让小球静止，量出细绳长度为L，读出此时传感器的示数；（ⅱ）将小球拉离最低点到某位置，测出此位置到桌面的高度h，由静止释放小球，读出拉力传感器的示数最大值；（ⅲ）计算出，然后重复（ⅱ）步骤测得多组和对应的h，作出图像。根据以上过程，回答下面问题：（1）若小球质量为m，则当地的重力加速度为大小为___________（用测量的数据和已知量进行表示）；（2）若和h满足关系式___________（用已知量符号表示），说明小球机械能守恒；（3）若改变小球质量（仍可看作质点），不改变绳长，则作出图像___________（填“会”或“不会”）发生变化。〖答案〗（1）（2）（3）不会〖解析〗（1）[1]小球静止时，拉力传感器的示数，则有可得，当地的重力加速度为大小为（2）[2]小球静止释放到回到最低点时，根据牛顿第二定律有又则小球回到最低点时增加的动能为小球释放后回到最低点时减少的重力势能为若此过程中，小球减少的重力势能等于其增加的动能，则机械能守恒，即有整理可得所以若和h满足关系式，说明小球机械能守恒。（3）[3]由可知，作出的图像与小球质量无关，与绳长有关，所以若改变小球质量，不改变绳长，则作出图像不会发生变化。10.某实验小组要测量一捆导线的电阻率。（1）先用螺旋测微器测量导线的直径d，示数如图甲所示，则直径d=___________mm，导线总长度为L=100m；（2）用欧姆表粗略测量导线的电阻，先进行机械调零，然后将选择开关旋到欧姆挡“×10”位置，再进行欧姆调零，最后将红、黑表笔与导线两端接触进行测量，指针位置如图乙中a位置，因偏角太大，然后将选择开关旋到欧姆挡___________（填“×1”或“×100”）位置，再次进行欧姆调零后测量导线电阻，指针偏转到图乙中b位置，则阻值为___________；（3）用伏安法测量导线电阻，若使用的电压表内阻约为3，电流表内阻约为1，则实验中应选用（填“内接法”或“外接法”）______________；（4）根据实验数据作出U-I图像，如图丙所示，则该导线的电阻为___________Ω，导线材料的电阻率为___________Ω·m（该空结果保留一位有效数字）。〖答案〗（1）4.078##4.077##4.079（2）×120（3）外接法（4）20〖解析〗（1）[1]螺旋测微器的读数＝固定刻度上的毫米数（要注意半毫米线）＋0.01mm×对齐刻度（一定要估读），可知螺旋测微器的读数为4.0mm＋0.01mm×7.8＝4.078mm（2）[2]欧姆表指针偏角太大，说明所测电阻阻值较小，应换用“×1”挡进行测量，并且重新进行欧姆调零；[3]读数为20×1Ω＝20Ω（3）[4]因电压表内阻远大于待测电阻，则采用电流表外接法；（4）[5]根据欧姆定律[6]根据电阻定律则11.一光滑圆弧轨道与粗糙水平面相切，一质量为m的物块P静止在圆弧轨道底端，另一质量为2m的物块Q从圆弧轨道上距水平地面高为h处由静止释放，Q与P发生非弹性碰撞后，两者均向前运动最终均停在水平面上，且P在水平面上的运动时间是Q在水平面上运动时间的2倍，P、Q与水平面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，求：（1）碰撞结束瞬间P、Q的速率之比；（2）碰撞结束瞬间物块P的速率。〖答案〗（1）2：1；（2）〖解析〗（1）P、Q与水平面间的动摩擦因数相同，则在水平面上时相同，P在水平面上的运动时间是Q在水平面上运动时间的2倍，则碰后，所以P的速度是Q的速度的2倍，碰撞结束瞬间P、Q的速率之比为2：1.（2）碰撞前Q的速度碰撞过程动量守恒解得12.如图甲所示，两足够长平行导轨固定在水平面内，其间距L=1m，导轨右端连接阻值R=2Ω的电阻，一长度等于导轨的间距的金属棒与导轨接触良好，金属棒的质量m=1.5kg，电阻r=1Ω，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，开始时导体棒到右侧的距离d=1m，从t=0时刻起，在导轨所在空间加一垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感强度随时间变化的图像如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度g取10。（1）求金属棒所受摩擦力的最大值；（2）t=2s时，给金属棒一向左的初速度，其运动1s后静止，求该过程中通过金属棒的电荷量。〖答案〗（1）2N；（2）1C〖解析〗（1）根据电磁感应公式感应电流为根据安培力的公式根据摩擦力公式对金属棒受力分析解得最大静摩擦力所以当磁感应强度取到最大值时，取到最大综上可知，金属棒所受摩擦力的最大值（2）当t=2s时，根据图像可知，对金属棒再运动1s后静止列动量定理其中解得13.平面直角坐标系xOy的二、三象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在一，四象限内的0<x≤2d区域内存在电场强度大小也为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限x>2d的区域内存在一边界为270°圆弧的匀强磁场区域，圆弧与x轴相切，开口在直线x=2d上，圆弧半径为，磁场方向未画出，如图所示。质量为m、电荷量为＋q的带电粒子从点由静止释放，粒子最终恰好从圆弧与x轴的切点飞出，已知，不计粒子重力，求：（1）粒子通过一、四象限的电场后速度方向偏转的角度；（2）匀强磁场的磁感应强度B；（3）若匀强磁场的磁感应强度变为第（2）问磁感应强度的一半，则粒子在磁场中运动的时间为多少？〖答案〗（1）；（2），方向垂直纸面向里；（3）〖解析〗（1）粒子从P点运动到O点，根据动能定理有解得粒子在O点的速度为粒子进入一、四象限的电场后做类平抛运动，根据类平抛运动规律可得粒子在一、四象限的电场中的运动时间为根据牛顿第二定律有离开一、四象限的电场时在竖直方向上的分速度为则粒子通过一、四象限的电场后速度方向