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山西省忻州市涔山中學(xué)2022年高三物理月考試卷含解析一、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共計(jì)15分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖甲所示,有一等腰直角三角形的區(qū)域,其斜邊長(zhǎng)為2L,高為L(zhǎng)。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場(chǎng),左側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開(kāi)始沿x軸正方向以速度V勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。取沿abcda的感應(yīng)電流方向?yàn)檎瑒t圖乙中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是

參考答案:D2.如圖所示,正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng),電阻均為R,質(zhì)量分別為2m,它們分別系在一跨過(guò)兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端,且正方形導(dǎo)線框與定滑輪處于同一豎直平面內(nèi)。在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2L、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),開(kāi)始時(shí)導(dǎo)線框ABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界重合,導(dǎo)線框abcd的上邊到勻強(qiáng)磁場(chǎng)的下邊界的距離為L(zhǎng)。現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放,當(dāng)導(dǎo)線框ABCD剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),系統(tǒng)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),不計(jì)摩擦的空氣阻力,則

A.兩線框剛開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩上的張力FT=2mg

B.系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小

C.導(dǎo)線框abcd通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間

D.兩線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至等高的過(guò)程中所產(chǎn)生的總焦耳熱參考答案:ABC3.(單選)如圖所示的壓力鍋,鍋蓋上的排氣孔截面積約為7.0×10-6m2,限壓閥重為0.7N。使用該壓力鍋煮水消毒,根據(jù)下列水的沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系的表格,分析可知壓力鍋內(nèi)的最高水溫約為(大氣壓強(qiáng)為1.01×105Pa)A.100℃ B.112℃ C.122℃ D.124℃參考答案:C本題考查了沸點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn),意在考查考生的理解能力。由表格數(shù)據(jù)知,氣壓越大,沸點(diǎn)越高,即鍋內(nèi)最高溫度越高.對(duì)限壓閥分析受力,當(dāng)mg+p0S=pS時(shí)恰好要放氣,此時(shí)p=+p0=+p0=2.01×105Pa達(dá)到最大值,對(duì)應(yīng)的最高溫度為122℃.故選C。4.在水平地面上運(yùn)動(dòng)的小車車廂底部有一質(zhì)量為的木塊,木塊和車廂通過(guò)一根輕質(zhì)彈簧相連,彈簧勁度系數(shù)為。在車廂頂部用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為的小球。某段時(shí)間發(fā)現(xiàn)細(xì)線與豎直方向夾角為,在這段時(shí)間內(nèi)木塊與車廂保持相對(duì)靜止,如圖所示。不計(jì)木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時(shí)間內(nèi)彈簧的形變?yōu)椋?/p>

)A、伸長(zhǎng)量為B、壓縮量為C、伸長(zhǎng)量為D、壓縮量為參考答案:5.如圖所示,一矩形線圈位于xOy平面內(nèi),線圈的四條邊分別與x、y軸平行,線圈中的電流方向如圖,線圈只能繞Ox軸轉(zhuǎn)動(dòng).欲使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),則空間應(yīng)加的磁場(chǎng)是:

(A)方向沿x軸的恒定磁場(chǎng).

(B)方向沿y軸的恒定磁場(chǎng).

(C)方向沿z軸的恒定磁場(chǎng).

(D)方向沿z軸的變化磁場(chǎng).

參考答案:B二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計(jì)16分6.如圖所示,左側(cè)是傾角為60°的斜面、右側(cè)是1/4圓弧面的物體固定在水平地面上,圓弧面底端切線水平。一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球跨過(guò)其頂點(diǎn)上的小滑輪。當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),連結(jié)m2小球的輕繩與水平線的夾角為600,不計(jì)一切摩擦,兩小球視為質(zhì)點(diǎn)。則兩小球的質(zhì)量之比ml:m2等于

;m2小球?qū)A弧面的壓力大小為

m2g.參考答案:7.一個(gè)橫截面為矩形、粗細(xì)均勻的折射率為n的玻璃棒,被彎成如圖所示的半圓形狀,其內(nèi)半徑為,玻璃棒橫截面寬為。如果一束平行光垂直于玻璃棒水平端面射入,并使之全部從水平端面射出,則與的最小比值為_(kāi)_______________。

參考答案:8.內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管,位于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比細(xì)管的半徑大得多).在細(xì)圓管中有兩個(gè)直徑略小于細(xì)圓管管徑的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))A和B,質(zhì)量分別為m1和m2,它們沿環(huán)形圓管(在豎直平面內(nèi))順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度都是v0;設(shè)A球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)B球恰好通過(guò)最高點(diǎn),此時(shí)兩球作用于環(huán)形圓管的合力為零,那么m1、m2、R和v0應(yīng)滿足的關(guān)系式是____________.參考答案:(1)在飛機(jī)沿著拋物線運(yùn)動(dòng)時(shí)被訓(xùn)人員處于完全失重狀態(tài),加速度為g,拋物線的后一半是平拋運(yùn)動(dòng),在拋物線的末端飛機(jī)速度最大,為v=250m/s.豎直方向的分量vy=250cos30o=216.5m/s.水平方向的分量vx=250sin30o=125m/s.平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=vy/g=22.2s.水平方向的位移是s=vxt=2775m.被訓(xùn)航天員處于完全失重狀態(tài)的總時(shí)間是t總=10×2t=444s.(2)T-mg=mv2/r

由題意得T=8mg,r=v2/7g=915.7m(3)每飛過(guò)一個(gè)120o的圓弧所用時(shí)間t‘=(2πr/v)/3=7.67s,t總=10t‘+t總=76.7+444=520.7s(4)s總=20s+10×2rsin30o=55500+15859=71359m..9.如圖所示,將粗細(xì)相同的兩段均勻棒A和B粘合在一起,并在粘合處用繩懸掛起來(lái),棒恰好處于水平位置并保持平衡.如果B的密度是A的密度的2倍,則A與B的長(zhǎng)度之比為,A與B的重力之比為.參考答案::1

,

1:

10.如圖所示,放在水平圓盤(pán)上質(zhì)量為0.5kg的小物塊,離轉(zhuǎn)軸距離0.2m。當(dāng)小物塊隨圓盤(pán)一起以2rad/s的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其受到靜摩擦力的大小為

N.參考答案:11.一只標(biāo)有“18V,10W”的燈泡,正常工作時(shí)的電阻為Ω;若用多用電表的歐姆檔來(lái)測(cè)量這只燈泡的電阻,則測(cè)出的阻值應(yīng)(填“大于”、“等于”或“小于”)正常工作時(shí)的電阻。參考答案:32.4Ω,小于12.有一列簡(jiǎn)諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向以速率v=10m/s傳播,某時(shí)刻的波形如圖所示,把此時(shí)刻作為零時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為y=

m.參考答案:13.某同學(xué)用DIS系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室做“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),通過(guò)計(jì)算機(jī)描繪出兩次實(shí)驗(yàn)中的單擺的振動(dòng)圖像,由圖可知,兩次實(shí)驗(yàn)中單擺的頻率之比=

;兩單擺擺長(zhǎng)之比▲

.參考答案:4:3

(2分);

9:16三、簡(jiǎn)答題:本題共2小題,每小題11分,共計(jì)22分14.(簡(jiǎn)答)光滑的長(zhǎng)軌道形狀如圖所示,下部為半圓形,半徑為R,固定在豎直平面內(nèi).質(zhì)量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長(zhǎng)為R的輕桿連接在一起,套在軌道上,A環(huán)距軌道底部高為2R.現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放.重力加速度為g.求:(1)A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí),兩環(huán)速度大??;(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度;(3)若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R,其他條件不變,求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度.參考答案:(1)A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí),兩環(huán)速度大小為;(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R;(3)若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R,其他條件不變,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R.解:(1)A、B都進(jìn)入圓軌道后,兩環(huán)具有相同角速度,則兩環(huán)速度大小一定相等,對(duì)系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律得:mg?2R+2mg?R=(m+2m)v2,解得:v=;(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道最低點(diǎn)的最大高度為h1,如圖所示,整體機(jī)械能守恒:mg?2R+2mg?3R=2mg(h﹣R)+mgh,解得:h=R;(3)若將桿長(zhǎng)換成2R,A環(huán)離開(kāi)底部的最大高度為h2.如圖所示.整體機(jī)械能守恒:mg?2R+2mg(2R+2R)=mgh′+2mg(h′+2R),解得:h′=R;答:(1)A環(huán)到達(dá)軌道底部時(shí),兩環(huán)速度大小為;(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R;(3)若僅將輕桿長(zhǎng)度增大為2R,其他條件不變,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R.15.2004年1月25日,繼“勇氣”號(hào)之后,“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器再次成功登陸火星.人類為了探測(cè)距離地球大約3.0×105km的月球,也發(fā)射了一種類似四輪小車的月球探測(cè)器.它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走,且每隔10s向地球發(fā)射一次信號(hào),探測(cè)器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一只是備用的),這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2,某次探測(cè)器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而使探測(cè)器只能勻速前進(jìn)而不再避開(kāi)障礙物.此時(shí)地球上的科學(xué)家只能對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工遙控操作.下表為控制中心的顯示屏上的數(shù)據(jù):

已知控制中心的信號(hào)發(fā)射和接收設(shè)備工作速度極快.科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令至少需要3s.問(wèn):(1)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了命令?(2)假如你是控制中心的工作人員,采取怎樣的措施?加速度滿足什么條件?請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明.

參考答案:(1)未執(zhí)行命令(2)立即輸入命令,啟動(dòng)另一個(gè)備用減速器,加速度a>1m/s2,便可使探測(cè)器不與障礙物相碰.

四、計(jì)算題:本題共3小題,共計(jì)47分16.(16分)如圖所示,間距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì)。場(chǎng)強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d1,間距為d2。兩根質(zhì)量均為m、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。(設(shè)重力加速度為g)(1)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),b以與a同樣的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,求b穿過(guò)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能△Ek。(2)若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),b恰好離開(kāi)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域;此后a離開(kāi)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),b又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,且a、b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相。求b穿過(guò)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q。(3)對(duì)于第(2)問(wèn)所述的運(yùn)動(dòng)情況,求a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率。參考答案:解析:(1)a和b不受安培力作用,由機(jī)械能守恒定律知,

(2)設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v1剛離開(kāi)無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v2,由能量守恒知:在磁場(chǎng)區(qū)域中,

在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域中,

解得

(3)在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

且平均速度

有磁場(chǎng)區(qū)域:棒a受到的合力

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

感應(yīng)電流

解得

根據(jù)牛頓第二定律,在t到t+△t時(shí)間內(nèi)

則有

解得

聯(lián)列⑤⑥式,解得

由題意知,

17.(12分)如圖所示,光滑的足夠長(zhǎng)的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng),在M、P點(diǎn)和N、Q點(diǎn)間各連接一個(gè)額定電壓為U、阻值恒為R的燈泡,在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,且磁場(chǎng)區(qū)域可以移動(dòng)。一電阻也為R、長(zhǎng)度也剛好為l的導(dǎo)體棒ab垂直固定在磁場(chǎng)左邊的導(dǎo)軌上,離燈L1足夠遠(yuǎn)?,F(xiàn)讓勻強(qiáng)磁場(chǎng)在導(dǎo)軌間以某一恒定速度向左移動(dòng),當(dāng)棒ab處在磁場(chǎng)中時(shí)兩燈恰好正常工作。棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。(1)求磁場(chǎng)移動(dòng)的速度;(2)求磁場(chǎng)區(qū)域經(jīng)過(guò)棒ab的過(guò)程中燈L1所消耗的電能;(3)撤掉導(dǎo)體棒ab,并保持磁場(chǎng)不移動(dòng)(仍在cdfe矩形區(qū)域),而是均勻改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,為使兩燈正常發(fā)光,試求磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時(shí)間t的變化規(guī)律。參考答案:解析:(1)當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)Iab=2I1ε=U+IabR=3UV=(2)ab棒在磁場(chǎng)中的時(shí)間:燈1所消耗的能量為W=(3)要使二燈都正常發(fā)光,則ε=2Uε=Bt隨時(shí)間t的變化規(guī)律:Bt=B0±=B0±t18.如圖所示,有一質(zhì)量為M=2kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上,現(xiàn)有質(zhì)量均為m=1kg的小物塊A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn)),由車上P處分別以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右運(yùn)動(dòng),最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒(méi)有脫離小車。已知兩物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ=0.1,取g=10m/s2。求:(1)小車的長(zhǎng)度L;(2)A在小車上滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量;(3)從A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),經(jīng)5s小車離原位置的距離。參考答案:(1)由于開(kāi)始時(shí)物塊A、B給小車的摩擦力大小相等,方向相反,小車不動(dòng),物塊A、B做減速運(yùn)動(dòng),加速度a大小一樣,A的速度先減為零。

設(shè)A在小車上滑行的時(shí)間為t1,位移為s1,由牛頓定律

μmg=ma

A做勻減速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

v1=at1

由以上三式可得

a=1m/s2,t1=2s

,s1=2m

A在小車上滑動(dòng)過(guò)程中,B也做勻減速運(yùn)動(dòng),B的位移為s

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