江苏省常州高级中学2022-2023学年高三上学期1月月考物理试题

2022-2023学年江苏常州高级中学高三年级1月月考物理试卷总分100分考试时间100分钟一、单项选择题(12题每题3分共36分)1．有四个核反应方程如下，下列说法正确的是（ ）①        ②③            ④A．①是核聚变，X1是 B．②是核裂变，X2是C．③是原子核的人工转变，X3是 D．④是核裂变，X4是He请阅读下述文字，完成下题。如图所示，平行板电容器的上极板带正电、下极板带负电，两板之间的距离为，电容为。质量为、电荷量大小为的带电液滴恰能在电场中的点处于静止状态，设电场内、两点的场强大小分别为、，电势大小分别为、。2．下列关于、和、大小关系正确的是（ ）A． B． C． D．3．点处的电场强度大小为（ ）A． B． C． D．4．电容器所带的电荷量大小为（ ）A． B． C． D．5．位于赤道上随地球自转的物体P和地球的同步通信卫星Q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。已知地球同步通信卫星的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。仅利用以上已知条件不能求出（）A．地球同步通信卫星的运行速率B．第一宇宙速度C．赤道上随地球自转的物体的向心加速度D．万有引力常量6．两个简谐运动的表达式分别为：，，下列说法正确的是（ ）A．振动A的相位超前振动B的相位B．振动A的相位滞后振动B的相位C．振动A的相位滞后振动B的相位D．两个振动没有位移相等的时刻7．小陈同学用食指和中指夹住笔，此时，笔以倾斜状态平衡。如图为剖面图。则下列说法正确的是（  ）A．中指对笔的作用力方向垂直于笔，斜向左上方B．食指对笔的压力等于中指对笔的支持力C．手对笔的作用力方向竖直向上D．中指对笔的作用力可能为08．下列说法中正确的是（ ）A．扩散运动就是布朗运动B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故9．下列说法正确的是（ ）A．光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射B．地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在远离地球C．拍摄玻璃橱窗内的物体时，在镜头前可以加装一个偏振片以加强反射光的强度D．牛顿环实验说明了光具有波动性，且照射光波长越长，观察到的条纹间隔越小10．实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是金属钨钙钠截止频率/Hz10.957.735.53逸出功W0/eV4.543.202.29A．如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B．如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钨做实验，当入射光的频率时，可能会有光电子逸出D．如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，），则11．将一只苹果（可看成质点）斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法中正确的是( )A．苹果通过第1个窗户所用的时间最长B．苹果通过第3个窗户的平均速度最大C．苹果通过第1个窗户重力所做的功最多D．苹果通过第3个窗户克服重力做功的平均功率最小12．如图所示，正方形的四个顶点分别放置有电性不同、电量相等的四个点电荷。a、b、c、d四个点为正方形四个边的中点，下列说法正确的是（ ）A．a点与c点的场强不同B．b点与d点的场强相同C．a点电势大于b点电势D．b点电势等于d点电势二、实验题（共12分）13．如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=________mm。（2）实验过程中________（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m。（3）实验主要步骤如下：①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两光电门间的距离L。②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间、及遮光条从A到B的时间t。（4）利用该装置验证动能定理的表达式为FL=________；（5）利用该装置验证动量定理的表达式为Ft=________。（以上两空均用字母M、d、、表示）三、解答题（共52分）14．如图所示的电路中，电源内阻r=2Ω，电动机的线圈电阻R1=1Ω，电动机正常工作，理想电压表的示数U0=6V，电动机消耗的功率为20W，电源输出功率为26W，求：（1）定值电阻的阻值R0；（4分）（2）电源的电动势及电动机对外输出的机械功率。（5分）15．如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为和。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与气缸间的滑动摩擦为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为Q，求该过程中（1）内能的增加量；（4分）（2）最终温度T。（5分）16．对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动，当它们之间的距离大于等于某一定值d时，相互作用力为零，当它们之间的距离小于d时，存在大小恒为F的斥力。现设A物体质量m1=1kg，开始时静止在直线上某点，B物体质量m2=3kg，以速度v0=0.20m/s从远处沿直线向A运动，如图，若d=0.10m，F=0.60N，  求：(1)相互作用过程中A、B加速度大小；（5分）(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时，系统动能的减小量。（6分）17．1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器。加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒D1边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。（1）求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm；（5分）（2）在分析带电粒子的运动轨迹时，用表示任意两条相邻轨迹间距，甲同学认为不变，乙同学认为逐渐变大，丙同学认为逐渐减小，请通过计算分析哪位同学的判断是合理的；（5分）（3）若该回旋加速器金属盒的半径R=1m，窄缝的宽度d=0.1cm，求粒子从A点开始运动到离开加速器的过程中，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果保留两位有效数字）（6分）（4）若图示的回旋加速器用来加速质子，不改变交流电的频率和磁感应强度B，该回旋加速器能否用来加速粒子（粒子由两个中子和两个质子构成（氦-4），质量为氢原子的4倍）？请说明你的结论和判断依据。（7分）答案及解析：1．C【解析】A．根据质量数与电荷数守恒，X1的质量数与电荷数分别为则X1是，该反应是核裂变，A错误；B．根据质量数与电荷数守恒，X2的质量数与电荷数分别为3+1-2=22-1=1则X2是，该反应是核聚变，B错误；C．根据质量数与电荷数守恒，X3的质量数与电荷数分别为24+4-27=112+2-13=1则X3是，该反应是人工核转变，C正确；D．根据质量数与电荷数守恒，X4的质量数与电荷数分别为238-234=492-90=2则X4是，该反应是α衰变，D错误。故选C。2．C    3．C    4．A【解析】2．AB．电容器中是匀强电场，所以电场强度处处相等，故AB错误；CD．因为上极板带正电，下极板带负电，所以电场线从上极板指向下极板，又因为沿电场线电势降低，所以，C正确，D错误；故选C。3．质量为、电荷量大小为的带电液滴恰能在电场中的点处于静止状态，根据二力平衡，可知    所以电场强度为故选C。4．根据联立得故选A。5．D【解析】A．地球同步卫星做圆周运动的周期等于地球自转周期T=24h，地球同步卫星的速率A正确，不符合题意；B．根据第一宇宙速度且可得可求解第一宇宙速度，B正确，不符合题意；C．根据可求解赤道上随地球自转的物体的向心加速度，C正确，不符合题意；D．根据现有条件无法求出万有引力常量，D错误，符合题意。故选D。6．B【解析】ABC．A的相位是，B的相位是，相位差所以B的相位始终比A的相位超前，或者A的相位比B的相位滞后，故AC错误B正确；D．做出这两个振动图象，两个振动图象的交点即是位移相等的时刻，D错误。故选B。7．C【解析】A．笔必受重力G，食指、中指所给的垂直于笔的支持力N1，N2，摩擦力为f1，f2。若笔仅受G、N1、N2，因N1、N2共线，笔无法平衡。笔平衡必受摩擦力。中指对笔可能有摩擦力，所以A错误；B．在垂直于笔方向上，食指对笔的压力、中指对笔的支持力与重力分量三力平衡，所以B错误；C．笔只受重力和手对其作用力，所以手对笔的作用力方向竖直向上，C正确；D．若中指对笔的作用力为0，G、N1、f1三力无法平衡，D错误。故选C。8．B【解析】A．扩散运动是分子永不停息的做无规则运动，而布朗运动是固体颗粒在液体分子的撞击下做无规则的运动，A错误；B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力作用，这就是液体的表面张力，B正确；C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，但结晶后仍有规则的几何形状，因此蔗糖是晶体，C错误；D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间不存在相互作用力，可以充满整个空间的缘故，D错误。故选B。9．B【解析】A．发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，当光从光疏介质射入光密介质时，一定不发生全反射，A错误；B．地球上接受到离地球远去的遥远星球发出的光波，考虑多普勒效应会出现红移现象，即波长变大，B正确；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减小反射光的强度，使照片清晰，C错误；D．牛顿环实验说明了光具有波动性，且照射光波长越长，观察到的条纹间隔越大，D错误。故选B。10．D【解析】A.由光电效应方程：。可知，图线的斜率表示普朗克常量，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，也可能知道极限波长，根据可求出逸出功.普朗克常量与金属的性质、与光子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故A错误；B．如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故B错误；C．如用金属钨做实验，当入射光的频率时，不可能会有光电子逸出，故C错误；D．如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为（0，），由于钠的逸出功小于钙的逸出功，则，故D正确。故选D。11．D【解析】A．由于斜上抛运动上升段在竖直方向的逆过程是自由落体运动，由公式v=gt知，上抛时速度越来越小，由平均速度公式知，通过第1个窗户过程的平均速度最大，因而通过第一个窗户所用时间最短，故A错误；B．由A选项的分析可以知道，通过第3个窗户过程的平均速度最小，故B错误；C．由功的定义式W=Flcosα=-mgh可知，通过三个窗户过程重力做的功相等，故C错误；D．由以上的分析可以知道，通过三个窗户的重力功相同，通过第3个窗户过程的时间最长，由平均功率公式可知，通过第3个窗户过程重力的平均功率最小，故D正确．故选D。12．B【解析】A．两对等量