山西省運(yùn)城市夏縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022年高三物理月考試題含解析

山西省運(yùn)城市夏縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022年高三物理月考試題含解析一、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1.一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示：中間是磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于xOy平面；磁場(chǎng)的上、下兩側(cè)為電場(chǎng)區(qū)域，寬度均為l′，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點(diǎn)，它們的連線與y軸平行，一帶正電的粒子以某一速度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出，不計(jì)重力。（1）定性畫出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡；（2）求該粒子從M點(diǎn)入射時(shí)速度的大?。唬?）若該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間。參考答案：（1）軌跡圖如圖所示：（2）

（3）

;

【詳解】（1）粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖（a）所示。（粒子在電場(chǎng)中的軌跡為拋物線，在磁場(chǎng)中為圓弧，上下對(duì)稱）（2）粒子從電場(chǎng)下邊界入射后在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)粒子從M點(diǎn)射入時(shí)速度的大小為v0，在下側(cè)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度的大小為a；粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為v，方向與電場(chǎng)方向的夾角為（見圖（b）），速度沿電場(chǎng)方向的分量為v1，根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma

①式中q和m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=at

②

③

④粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)軌道半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得

⑤由幾何關(guān)系得

⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得

⑦（3）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給數(shù)據(jù)得

⑧聯(lián)立①②③⑦⑧式得

⑨設(shè)粒子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)所用的時(shí)間為，則

⑩式中T是粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，

?由③⑦⑨⑩?式得

?【點(diǎn)睛】在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要分階段處理，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)建立合理的公式即可求出待求的物理量。2.（單選）如圖，地面上某空間區(qū)域內(nèi)，水平虛線上方存在場(chǎng)強(qiáng)為E1、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線下方存在場(chǎng)強(qiáng)為E2，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)．若質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從上方電場(chǎng)的A點(diǎn)由靜止釋放，恰好能到達(dá)下方電場(chǎng)中與A關(guān)于虛線對(duì)稱的B點(diǎn)，則（）A．場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系滿足E2=2E1B．場(chǎng)強(qiáng)E1不可能大于E2C．若AB高度差為h，則UAB=D．帶電小球在AB兩點(diǎn)電勢(shì)能相等參考答案：考點(diǎn)：電場(chǎng)線；電勢(shì)能．分析：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性得出加速度的大小關(guān)系，通過(guò)動(dòng)能定理求出A、B的電勢(shì)差．結(jié)合牛頓第二定律得出兩電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．解答：解：A、A到B的過(guò)程：，知道E1＜E2，，故A錯(cuò)誤，B正確C、對(duì)A到B的過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得，qUAB+mgh=0，解得：UAB=，知A、B的電勢(shì)不等，則電勢(shì)能不等．故CD錯(cuò)誤；故選：B．點(diǎn)評(píng)：本題考查了動(dòng)能定理和牛頓第二定律的綜合運(yùn)用，抓住小球在上方電場(chǎng)和下方電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性入手分析求解．3.（單選）如圖所示，物體A置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于物體A在上述兩種情況下的受力描述，正確的是()A．物體A隨傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，A不受摩擦力作用D．無(wú)論A隨傳送帶一起向上還是向下運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體A的作用力均相同參考答案：D4.物體在地面上30米高處以6m/s2的加速度豎直向下加速下落，則在下落過(guò)程中，物體的阻力的變化是

A．不變

B．減少

C．增大

D．無(wú)法判斷參考答案：A5.(單選)如圖所示，MN右側(cè)一正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，上邊界與MN垂直．現(xiàn)有一與磁場(chǎng)邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框，垂直于MN勻速向右運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象可能是(取逆時(shí)針電流為正)

參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，將彈簧水平放置測(cè)出其自然長(zhǎng)度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在彈簧外力的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的．用記錄的外力F與彈簧的形變量x，作出F﹣x圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是由于彈簧本身有重力．參考答案：解：當(dāng)拉力為8N時(shí)，彈簧的形變量為x=5cm=0.05m當(dāng)拉力為0N時(shí)，彈簧的形變量為x=1cm=0.01m由胡克定律F=kx得：圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．k==200N/m圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是由于彈簧本身有重力，使得彈簧沒(méi)有外力的情況下已經(jīng)伸長(zhǎng)了一段距離．故答案為：200，彈簧本身有重力．7.如圖所示，A、B兩物體通過(guò)一根跨過(guò)定滑輪的輕繩相連放在水平面上?，F(xiàn)物體A以v1的速度向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩被拉成如圖與水平夾角分別為、時(shí)，物體B的速度ｖ2=參考答案：8.如圖11所示，mA=4kg，mB=1kg，A與桌面動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，B與地面間的距離s=0.8m，A、B原來(lái)靜止。則B剛落到地面時(shí)的速度為

m/s，B落地后，A在桌面上能繼續(xù)滑行

米才能靜止下來(lái)。（g取10m/s2）

圖11參考答案：0.8

0.169.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)探究小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖13中甲所示．木塊從A點(diǎn)靜止釋放后，在1根彈簧作用下彈出，沿足夠長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn)停下，O點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)時(shí)所處的位置，測(cè)得OB1的距離為L(zhǎng)1，并記錄此過(guò)程中彈簧對(duì)木塊做的功為W．用完全相同的彈簧2根、3根……并列在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K均從A點(diǎn)釋放，木塊分別運(yùn)動(dòng)到B1、B2……停下，測(cè)得OB2、OB3……的距離分別為L(zhǎng)2、L3……作出彈簧對(duì)木塊做功W與木塊停下的位置距O點(diǎn)的距離L的圖象W—L，如圖乙所示．（1）根據(jù)圖線分析，彈簧對(duì)木塊做功W與木塊在O點(diǎn)的速度v0之間的關(guān)系．

（2）W—L圖線為什么不通過(guò)原點(diǎn)？

（3）彈簧被壓縮的長(zhǎng)度LOA為多少？

參考答案：（1）木塊從O點(diǎn)到靜止的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理，知，由圖線知W與L成線性變化，因此W與v0的平方也成線性變化。（2）未計(jì)木塊通過(guò)AO段時(shí)，摩擦力對(duì)木塊所做的功。Ks5u（3）在圖線上取兩點(diǎn)（6,1），（42,5）代入、得LOA=3cm10.特種兵過(guò)山谷的一種方法可化簡(jiǎn)為如右圖所示的模型：將一根長(zhǎng)為2d、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等高處，懸繩上有小滑輪P，戰(zhàn)士們相互配合，可沿著細(xì)繩滑到對(duì)面。開始時(shí)，戰(zhàn)士甲拉住滑輪，質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，AP豎直，則此時(shí)甲對(duì)滑輪的水平拉力為____________；若甲將滑輪由靜止釋放，則乙在滑動(dòng)中速度的最大值為____________。（不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪的大小及摩擦）

參考答案：11.如圖所示，M為理想變壓器，各電表均可視為理想電表．當(dāng)電路輸入端a、b接正弦交流電壓時(shí)，原、副線圈中電流表的示數(shù)分別為I1和I2，則原、副線圈的匝數(shù)之比等于

；在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)的過(guò)程中，示數(shù)不會(huì)發(fā)生變化的電表是

．

參考答案：答案：I2：I1

V1與V212.某同學(xué)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中,打出的紙帶如下圖（a）所示,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T。

(1)測(cè)出紙帶各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為S1、S2、S3、S4，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確一些,該同學(xué)計(jì)算加速度的公式應(yīng)為a=

。(2)另有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量,作出a-F圖象,如圖(b)所示,試分析：圖象不通過(guò)原點(diǎn)的原因是：

，圖象上部彎曲的原因是：。

參考答案：（1）

(2)平衡摩擦力不足或沒(méi)平衡摩擦力、砂和桶的質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量13.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟塊做成的小圓柱體R。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0=3cm/s勻速上浮的同時(shí)，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為（4，6），此時(shí)R速度大小為______cm/s，R在上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖是_______。參考答案：5；D三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（8分）在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即中微子+→+，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是

。（填寫選項(xiàng)前的字母）

A.0和0

B.0和1

C.1和0

D.1和1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子（），即+2

已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為

J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，原因是

。參考答案：（1）A；(2)；遵循動(dòng)量守恒解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項(xiàng)正確。（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，由，故一個(gè)光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故如果只產(chǎn)生一個(gè)光子是不可能的，因?yàn)榇诉^(guò)程遵循動(dòng)量守恒。15.（選修3-5）（6分）a、b兩個(gè)小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們?cè)谂鲎睬昂蟮膕～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，傾角為α=30°的光滑固定斜面，斜面上相隔為d=8m平行虛線MN與PQ間有大小為B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直斜面向下．一質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.2Ω，邊長(zhǎng)L=1m的正方形單匝純電阻金屬線圈，線圈cd邊從距PQ上方x=2.5m處由靜止釋放沿斜面下滑進(jìn)入磁場(chǎng)，切ab邊剛要離開磁場(chǎng)時(shí)線圈恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度g=10m/s2．求：（1）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈的速度v1；（2）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)ab邊的電量q；（3）線圈通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，ab邊產(chǎn)生的熱量Q．參考答案：解：（1）導(dǎo)線框沿斜面向下運(yùn)動(dòng)：解得：（2）導(dǎo)線進(jìn)入磁場(chǎng)通過(guò)ab棒的電量：聯(lián)立得：==0.5C（3）導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)：解得：由能量守恒有：代入數(shù)據(jù)：解得：則ab邊產(chǎn)生的熱量為：答：（1）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈的速度為5m/s；（2）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)ab邊的電量q為0.5C；（3）線圈通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，ab邊產(chǎn)生的熱量Q為【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；閉合電路的歐姆定律；焦耳定律．【分析】（1）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解線圈的速度．（2）根據(jù)電量公式、歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合求解電量．（3）根據(jù)受力平衡求出cd邊剛要離開磁場(chǎng)時(shí)的速度，再由能量守恒定律求解熱量．17.如圖所示，兩根間距為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，電阻不計(jì)，左端彎曲部分光滑，水平部分導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ，右端有另一磁場(chǎng)Ⅱ，其寬度也為d，但方向豎直向下，兩磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小均為B0，相隔的距離也為d.有兩根質(zhì)量為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置，b棒置于磁場(chǎng)Ⅱ中點(diǎn)C、D處．現(xiàn)將a棒從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放并沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)下去．（1）當(dāng)a棒在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)時(shí)，若要使b棒在導(dǎo)軌上保持靜止，則a棒剛釋放時(shí)的高度應(yīng)小于某一值h0，求h0的大??；（2）若將a棒從彎曲導(dǎo)軌上高度為h（h<h0）處由靜止釋放，a棒恰好能運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)Ⅱ的左邊界處停止，求a棒克服安培力所做的功；（3）若將a棒仍從彎曲導(dǎo)軌上高度為h（h<h0）處由靜止釋放，為使a棒通過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)恰好無(wú)感應(yīng)電流，可讓磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間而變化，將a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)刻記為t＝0，此時(shí)磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，試求出在a棒通過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的這段時(shí)間里，