常德市重点中学2022届高三第九次月考试卷
物 理
（时量：75分钟，满分：100分）
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是
A．光子像其他粒子一样具有能量，但光子不具有动量
B．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
C．β衰变的实质是原子核内部的质子转变成中子时释放出来的电子流
D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
2．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比
行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m
地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011
火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011
A．火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较大
C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较小
3．半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN。在P和MN之间放有一个光滑均质的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。如图所示是这个装置的纵截面图。若用外力使MN保持竖直并缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是
A．MN对Q的弹力逐渐减小
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q所受的合力逐渐增大
4．在有雾霾的早晨，一辆小汽车以25 m/s的速度行驶在平直高速公路上，司机在t=0时刻发现正前方50 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶，司机紧急刹车后小汽车做匀减速直线运动，在前1.5 s内的v－t图象如图所示，则
A．第3 s末小汽车的速度会减到10 m/s B．在t＝3.5 s时两车会相撞
C．由于刹车及时，两车不会相撞 D．两车最近距离为30 m
5．如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)
A．流过金属棒的最大电流为
B．通过金属棒的电荷量为
C．克服安培力所做的功为mgh
D．金属棒产生的电热为mg(h－μd)
6．如图所示，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光(即灯泡在额定电压下工作)。若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则
A．灯泡L1变亮 B．灯泡L2变亮
C．灯泡L3亮度不变 D．灯泡L4正常发光
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．倾角为37°的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k＝20 N/m、原长l0＝0.6 m的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l＝0.3 m，且杆可在槽内移动，轻杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff＝6 N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量m＝1kg的小车从距弹簧上端L＝0.6 m处由静止释放沿斜面向下运动。已知在本次碰撞过程中轻杆已滑动。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6。关于小车和杆的运动情况，下列说法正确的是
A．杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.6 m
B．杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9 m
C．小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐增大的变加速运动
D．小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的变加速运动，再做匀速直线运动
8．在某一高度用细绳提着一质量m＝0.2 kg的物体，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与位移关系的E－x图象如图所示，图中两段图线都是直线。取g＝10 m/s2，则下面说法正确的是
A．物体在x＝2 m时的加速度比物体在x＝6 m时的加速度小
B．物体在x＝4 m时的速度大小为2 m/s
C．物体在0～4 m过程中合力做功为10 J
D．物体在x＝2 m时的动能可能比物体在x＝6 m时的动能大
9．如图所示，电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷固定在正方体的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点。则
A．a点和b点的电势相等 B．a点和b点的电场强度大小相等
C．a点和b点的电场强度方向相同 D．将负电荷从a点移到b点，电势能增加
10．将如图所示装置安装在沿水平直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器BC的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。已知当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏。则
A．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动
B．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动
C．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动
D．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做减速运动
三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共43分。
11．(6分)利用如图所示的实验装置做“验证合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放(g取10 m/s2)。
(1)完成该实验时，________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；
(2)实验时，发现传感器示数明显不等于重物的重力，其原因是_____________________。
(3)在正确规范操作后，实验时除了需要读出传感器的示数F，测出研究对象小车质量M，还需测量的物理量有 ，验证动能定理的表达式为 (用测得的物理量表示)。
12．(9分)实验课上老师布置两项任务，①测量一个电流计的内电阻，②测量干电池的电动势和内阻，实验台上准备了如下器材：
A.干电池1节，其电动势约为1.5 V，内电阻为0.3～0.8 Ω
B.待测电流计G，量程500 μA，内电阻约200 Ω
C.电阻箱(0～9 999 Ω)
D.定值电阻R0＝400 Ω
E.电压表V：量程300 mV，内电阻约为500 Ω
F.电流表A：量程3 A，内电阻约为0.5 Ω
G.滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω，额定电流1 A
H.开关S一个，导线若干
(1)请设计一个精确测定电流计内电阻的电路，要求该电路能使电表的示数变化范围尽量大些。
(2)电流计的内阻为r＝________(字母表达式)，式中各字母的含义为_____________。
(3)测量干电池的电动势和内阻时同学们发现没有合适的电压表，于是将电流计改装为一个量程为0～2 V的电压表，则电流计应________联一个电阻箱(填“串”或“并”)，将其阻值调为________Ω(已经精确测量出电流计的内阻为r＝220 Ω)。
13．(13分)如图所示，有一对平行金属板，板间加有恒定电压；两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向里。金属板右下方以MN、PQ为上、下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上。一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度v0沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力。
(1)已知离子在板间恰好做匀速直线运动，求金属板间电场强度的大小E。
(2)若撤去板间磁场，其它条件不变，离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成30°角，求A点离下极板的高度h。
(3)在(2)的情形中，为了使离子进入磁场运动后从边界MP的P点射出，磁场的磁感应强度B应为多大？
14．(15分)如图所示，足够长的水平传送带始终以v＝3m/s的速度大小向左运动，传送带上有一质量为M＝2kg、左侧面开口的小木盒A，A与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.3，开始时，A与传送带之间保持相对静止。先后相隔t＝3s有两个质量m＝1kg的光滑小球B自传送带的左端出发，以v0＝15m/s的速度大小在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后立即进入盒中且与盒粘合在一起获得共同速度，这个相遇粘合的过程时间极短；第2个球出发后历时
t1＝s而与木盒相遇。g取10m/s2。求：
（1）第1个球与木盒粘合后两者获得的共同速度大小v1。
（2）第1个球从传送带左端出发到与木盒相遇所经过的时间t。
（3）自木盒与第1个球相遇到与第2个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量Q。
（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15．[物理——选修3-3]（13分）
(1)(5分)下列关于热现象的说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力
B．液体分子的无规则运动称为布朗运动
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．分子间的距离增大时，分子势能可能减小
E．一定质量的理想气体，如果压强不变、体积增大，那么它一定从外界吸热
(2)(8分)如图所示，水平放置一个长方体形的封闭气缸，用光滑活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分。初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T。使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变，则A部分气体的压强增加量为多少？
16．[物理——选修3-4]（13分）
(1)(5分)一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A．该波沿x轴正向传播
B．该波的波速大小为1 m/s
C．经过0.3 s，A质点通过的路程为0.3 m
D．A、B两点的速度总是相同
E．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4 Hz
(2)(8分)如图所示为一直角三棱镜的截面，∠B＝90°，∠A＝60°，现有一束单色光垂直照射到AC面上，从O点进入，经AB面反射，在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为30°。
①求棱镜对光的折射率；
② 试证明光在AB面上会发生全反射。
第九次月考物理参考答案及评分细则
一、选择题﹙共6小题，每小题4分，共24分﹚
二、选择题﹙共4小题，每小题5分，共20分﹚
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C D A BD AB BC AD
1．解：光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，A错；卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，B对；β衰变的实质是原子核内部的中子转变成质子时释放出来的电子流，C错；能否发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，D错。
2．解：由G＝mr＝ma知，T＝2π，a＝，轨道半径越大，公转周期越大，加速度越小，A、B错误；由G＝mg得g＝G，＝·＝2.6，火星表面的重力加速度较小，C错误；由G＝m得v＝，＝＝，火星的第一宇宙速度较小，D正确。
3．解：对圆柱体Q受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，故D选项错误；由图可知，F和FN都在不断增大，故A、C两项都错；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大，故B选项正确。
4．解：由v－t图象可知，司机有0.5 s的反应时间，小汽车减速的加速度大小a＝ m/s2＝5 m/s2，故第3 s末小汽车的速度v＝v0－at＝25 m/s－5×2.5 m/s＝12.5 m/s，选项A错误；设两车达到共同速度所需时间为t0，则25 m/s－5t0＝10 m/s，解得t0＝3 s，即在3.5 s时达到共同速度，此时两车之间距离最近Δx＝50 m＋10×3.5 m－(25×0.5＋×3) m＝20 m，选项B、D错误，选项C正确。
5．解：金属棒下滑过程中机械能守恒，有mgh＝mv2，金属棒到达水平面时的速度v＝，金属棒到达水平面后做减速运动，刚到达水平面时的速度最大，感应电动势最大，感应电流也最大，故最大感应电流为I＝＝，选项A错误；通过金属棒的电荷量为q＝＝，选项B错误；对全过程应用动能定理mgh－W安－μmgd＝0，解得W安＝mgh－μmgd，选项C错误；金属棒产生的电热QR＝Q＝W安＝mg(h－μd)，选项D正确。
6．解：当S断开时，设原线圈电流为I1，电压为U1，副线圈电流为I2，电压为U2，灯泡电阻为R，由变压器规律得＝，＝，则U1＝U2＝·I2R并＝I1R并。因原线圈有灯泡，故U0＝I1R＋U1＝I1R＋I1·eq \f(n,n)R并；闭合S时R并减小，故I1增大，则灯泡L1变亮；变压器的输入电压减小，而匝数比不变，则变压器的输出电压减小，则灯泡L2和L3变暗，L4不能正常发光。故选项A正确，B、C、D 错误。
7．解：小车在沿斜面向下的重力分力Gx＝mgsin θ＝6 N作用下，先沿斜面做匀加速运动，碰到弹簧后，小车受到沿斜面向上的弹力，做加速度逐渐减小的变加速运动，当弹力等于6 N后，小车、弹簧、轻杆构成的系统做匀速直线运动，C错误，D正确；杆刚要滑动时，弹力为6 N，所以弹簧形变量为x＝＝0.3 m，所以小车已通过的位移为L＋x＝0.9 m，A错误，B正确。
8．解：根据功能关系有W非重＝ΔE机，即Fx＝E末－E初，所以E末＝Fx＋E初，从表达式可以看出，图象斜率为力F，显然x＝4 m后的图象斜率大，所以产生的加速度大，A正确；在0～4 m内Fx＝E末－E初，将有关数据代入得F＝2.5 N，由动能定理得Fx－mgx＝mv2－0，所以v＝2 m/s，B正确；合力做功W合＝Fx－mgx＝2 J，C错误；因为物体一直加速运动，所以动能逐渐增多，D错误。
9．解：a、b两点到两点电荷连线的距离相等，且关于两点电荷连线中点对称，可知a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，选项B、C正确；电荷量分别为q和－q(q>0)的点电荷(等量异种点电荷)固定在正方体的两个顶点上，正方体的另外两个顶点a、b在两点电荷q和－q连线的垂直平分面两侧，故a点和b点电势不相等，且φb>φa，将负电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少，选项A、D错误。
10．解：电压表指针向左偏，说明火车加速度向右，火车可能在向右做加速运动，也可能在向左做减速运动，选项A正确，C错误；电压表指针向右偏，说明加速度向左，火车可能在向左做加速运动，也可能在向右做减速运动，选项B错误，D正确。
三、非选择题（共56分）
11．（6分）(1)需要(1分) (2)m不远小于M(2分) (3)A、B间的距离L、遮光条宽度d和遮光条通过光电门的时间t(1分) FL＝M()2(2分)
12．（9分）(1)如图所示(3分) (2)－R0(2分)，U为电压表示数，I为电流表示数，R0为定值电阻的阻值(1分) (3)串(1分)，3780(2分)
说明：其它电路只要设计合理均给分。
13．(13分)
解：(1)设板间的电场强度为E，离子做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡，有qE＝qv0B0 解得E＝v0B0 （3分）
(2)设A点离下极板的高度为h，离子射出电场时的速度为v，根据动能定理得
qEh＝mv2－mv （2分）
离子在电场中做类平抛运动，水平分方向做匀速运动，有v＝＝ （1分）
解得h＝ （2分）
(3)设离子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律得qvB＝（2分）
由几何关系得＝rcos 30° （1分）
解得B＝ （2分）
14．（15分）
解：（1）规定向右为正方向，由动量守恒定律得：
代入已知量求得v1=3m/s ① （2分）
（2）第一个球与木盒粘在一起后，木盒先以v1=3m/s的速度大小向右做匀减速运动到速度为0，再向左做匀加速运动到与传送带速度大小v＝3m/s相同，这一过程中木盒运动的加速度大小相同、方向向左，设这一过程中木盒加速度大小为a，运动的时间为t1，发生的位移为s1，根据牛顿第二定律可得 于是=3m/s2 ② （1分）
由运动学公式可得
s ③ （1分）
④ （1分）
设第一个球与木盒的相遇点离传送带左端的距离为s
则 ⑤ （1分）
又由几何关系得 ⑥ （2分）
由③⑤⑥式和已知条件可求得t=0.5s ⑦ （2分）
（3）自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的这一过程中，只在开始t1=2s的时间内木盒与皮带有相对运动，在这段时间内传送带的位移为
s2=vt1=6m ⑧ （1分）
故木盒相对于传送带的位移大小=6m ⑨ （2分）
则由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量
=54J ⑩ （2分）
说明：其他方法正确按步骤参照给分。
15．（13分）
（1）ADE (5分)
解：小草上的露珠由于液体表面张力的作用而呈球形，A对；布朗运动是指液体中悬浮固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，B错；热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，但引起其他变化时，可以从低温物体传递到高温物体，如开动冰箱的压缩机可以使热量从低温物体传递到高温物体，C错；当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，随着分子间距的增大，分子势能减小，D对；根据理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体压强不变、体积增大，温度一定升高，因此内能增加，体积增大则对外做功，根据ΔU＝W＋Q可知，气体一定吸收热量，E对。
(2) 解：活塞重新平衡后A、B压强增加量相同，设为Δp，对A部分气体，设升高温度后的体积为VA，由状态方程得＝ (2分)
对B部分气体，有pV＝(p＋Δp)VB (2分)
又2V＝VA＋VB (2分)
联立解得Δp＝ (2分)
16．（13分）
(1)ABC (5分)
解：(1)由质点的振动方向与波传播方向的关系可知波沿x轴正向传播，由题图甲可知波长为0.4 m，由题图乙可知周期T＝0.4 s，则v＝＝1 m/s；经过0.3 s，A质点通过的路程为s＝3A＝0.3 m；A、B两点间距为半个波长，振动情况始终相反；发生稳定的干涉现象需要频率相同，则f＝＝2.5 Hz，则选项A、B、C正确。
（2）解：①光经AB面反射，在BC面上的折射与反射光路如图所示，由几何关系可知，光在BC面上的入射角i＝30°(2分)
由于在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为30°，因此折射角为
r＝60° (2分)
由折射定律得n＝＝＝ (2分)
②由几何关系可知，光在AB面的入射角为60°，设光从棱镜进入空气发生全反射的临界角为C，
则sin C＝＝＜＝sin 60° (2分)
即60°＞C，因此光线在AB面上会发生全反射 (2分)
A
B
v
v0
左
右
