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高三上学期物理第一次月考
（考试时间：75分钟　试卷满分：100分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：（本题共8小题，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分）
1．如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内储存文物，且封闭有一定质量的理想气体。现环境温度缓慢升高，活塞离汽缸底部的距离由变为，已知大气压恒定，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响，则下列说法正确的是（　）
A．内能增大 B．外界对气体做功
C．气体放出热量 D．每个气体分子的动能都增大
2．如图所示，为半径为的半球形玻璃砖平面圆的圆心，虚线为玻璃砖的对称轴，一束复色光平行对称轴垂直射向玻璃砖，经玻璃砖折射后分成两种单色光、。已知复色光束与对称轴的距离为，光与对称轴的夹角为，不考虑光在玻璃砖内的反射，则下列说法正确的是（　）
A．玻璃砖对光的折射率大于
B．将复色光向上平移，光最先消失
C．在玻璃砖中光的波长小于光的波长
D．若某金属被光照射恰好发生光电效应，则它被光照射也会发生光电效应
3．细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于轴对称分布。虚线为带电的外源DNA 进入细胞膜
的轨迹，、为轨迹上的两点，点与关于轴对称，下列说法正确的是（　）
A．、两点的电场强度相同 B．点的电势与点的电势相等
C．DNA 分子在点的加速度比在点大 D．DNA 分子在点的电势能比在点大
4．位于坐标原点处的波源，从时刻，从平衡位置开始向上振动，周期为0.8s，形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿轴正方向传播。则时的波形图为（　）
A． B．
C． D．
5．2024年10月29日，神州19号载人航天飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开，发言人介绍我国锚定在2030年前实现中国人登陆月球的目标，工程全线正在全面推进研制建设工作。在简化处理地球和月球的关系时，认为地球和月球构成双星系统，两者绕着连线上的一点做匀速圆周运动。在建造月球基地过程中，要将地球上的一部分物资转移到月球上（该过程中地球和月球的总质量不变，地球和月球均可视为质点），若地、月中心间距固定不变，地球的质量始终大于月球的质量，则建造过程中（　）
A．系统的周期变大 B．地球的轨道半径不变
C．地球的线速度变大 D．地球的角速度变大
6．如图所示，为匀强电场中相邻的四个等势面，等势面与水平方向的夹角，一带正电小球经过等势面上的点时，速度方向水平，小球沿直线运动，经过等势面上的点时速度恰好为零，已知小球质量为，带电量，间的距离为，重力加速度，，，则下列说法正确的是（　）
A．匀强电场强度大小为7.5N/C
B．小球在点的速度大小为1.5m/s
C．和两等势面的电势差
D．若小球从点沿方向水平射入，则小球的运动轨迹为曲线
7．如图甲所示，一名消防员在演习训练中，沿着竖直固定钢管往下滑。图乙所示的速度-时间图像记录了他两次从同一位置下滑的运动情况。则消防员在（　）
A．过程，两次下滑的高度相同
B．过程，克服摩擦力做功相等
C．过程，所受摩擦力的冲量相等
D．过程所受摩擦力的冲量大小均为
8．威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽，当带电粒子经过云室时，带电粒子成为过饱和蒸汽的凝结核心，围绕带电粒子将生成微小的液滴，于是在带电粒子经过的路径上就会出现一条白色的雾迹，从而显示带电粒子的运行路径。在云室中带电粒子受到云室内饱和蒸汽对其的阻力，阻力大小与带电粒子运动的速度大小成正比。在不加磁场的情况下，一速度大小为，质量为，电荷量为的带电粒子在云室中沿直线通过的路程后停止运动。现加入一个与粒子速度方向垂直、大小为的匀强磁场，则带电粒子入射位置到停止运动时的位置之间的距离为（　）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每题给出的四个选项中，有多项是符合要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9.某一儿童游戏设计研发者为开发游戏搭建了如图所示装置。整个装置在竖直平面内，为平直轨道，是半径为的圆弧形轨道，段圆弧对应圆心角，为可视为质点的游戏开关，比D 点高，点到点水平距离为，竖直距离为。现从点以某一初速度释放质量为的光滑小球，恰好击中，已知重力加速度为，，则（　）
A．小球初速度大小为
B．小球经过点时对轨道压力大小为
C．小球从点运动到点所需要的时间为
D．小球在点处的速度大小为
10．如图所示，空间中有三个同心圆、、，半径分别为、、，图中区域
I、III 中有垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），区域II 中有沿圆心向外的辐向电场，为电场中的一条电场线，和间电压大小均为，、两个粒子带电量分别为、，质量均为，从点先后由静止释放，经电场加速后进入磁场，加速时间分别为、，进入II 区域后从距入射点四分之一圆弧的位置第一次离开磁场，进入III 区域后恰好未从外边界离开磁场，不计粒子重力，则（　）
A．I、III 磁感应强度的比值
B．I、III 磁感应强度的比值
C．为使两个粒子尽快相遇，两个粒子释放的时间间隔
D．为使两个粒子尽快相遇，两个粒子释放的时间间隔
三、非选择题：本题共5小题，共58分。其中第13题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11.（6分）某同学用如图所示气垫导轨和压力传感器验证动量守恒实验，实验步骤如下：
①用托盘天平测出两滑块的质量、(左侧连接一轻弹簧）；
②将右移，压缩右侧弹簧至一定长度，然后由静止释放，使得与碰撞后反弹；
③记录下释放时右侧压力传感器初始读数和与碰撞后左侧压力传感器最大示
数和右侧压力传感器最大示数(确保和在与传感器碰撞前仅发生一次碰撞）；
两侧弹簧的劲度系数都为，弹簧弹性势能的表达式为，其中、分别为弹簧的劲度系数和形变量。
(1)在实验之前还需要进行的实验操作有＿＿＿＿＿＿
A．测量弹簧的原长
B．在使用之前将压力传感器调零
C．测出初始时、到左右两侧压力传感器的距离
D．记录下、碰撞后到压缩左右两侧压力传感器到最大示数的时间
(2)碰前初速度为＿＿＿＿（用题目所给字母表示）
(3)实验要验证的动量守恒表达式为 ＿＿＿＿＿＿
A． B．
C． D．
12．（8）金属薄膜电阻器是在绝缘材料上镀有金属薄膜的电阻元件，其具有良好的稳定性，广泛应用于精密仪器。实验小组设计了以下实验来检测某金属薄膜电阻器的阻值是否符合工艺要求。
(1)结合电路图（a），请用笔画线代替导线，将实物图（b）补充完整＿＿＿。
(2)闭合开关后，调节滑片位置，记录电流表示数及相应电压表示数。重复上述操作，得到多组数据，并绘制—图像，若图像是一条过原点的直线且斜率为，则金属薄膜电阻器的电阻值为＿＿＿。
(3)考虑电表内阻的影响，金属薄膜电阻器的电阻测量值＿＿＿真实值。（填“大于”“小于”或“等于”）
(4)为提高测量精度，实验小组采用图（c）所示电路进行测量。是均匀的金属电阻丝，是已知电阻，是被测金属薄膜电阻器，、之间接有电压传感器（内阻视为无穷大）。调节滑动触头的位置，使电压传感器的读数为零，测量和 间的距离分别为、，则金属薄膜电阻器的电阻值=＿＿＿。
(5)某工厂制作了一根长度为的金属薄膜电阻器，结构如图（d）所示，是一个表面镀有电阻膜的长陶瓷管，陶瓷管两端有导电金属箍、（电阻可忽略不计）。另设计实验，将该电阻器接入恒压源，用电压传感器（内阻视为无穷大）测量其表面各位置与端之间的电压，和该位置到端的距离，得到如图（e）所示的 —曲线。实验发现，由于镀膜工艺问题，不同位置的厚度不同，测得—图像中曲线的切线斜率最大值与最小值之比
为，则镀膜的最大厚度与最小厚度之比为＿＿＿。
13.（10）如图所示为推行节水工程的转动喷水“龙头”，“龙头”距地面为，其喷灌半径可达10，每分钟喷出水的质量为，所用的水从地下深的井里抽取。设水以相同的速率喷出，水泵的效率为，不计空气阻力。试求∶
（1）喷水龙头喷出水的初速度。
（2）水泵每分钟对水所做的功。
（3）带动水泵的电动机的最小输出功率。
14.（14分）如图所示，在光滑绝缘的水平面内，存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为。有两个质量为可视为质点的带电小球A、B，A 球带正电，B 球带负电，电荷量均为，两小球与一轻质弹簧的两端连接点处绝缘。初始时两球被锁定处于静止状态，弹簧被压缩。已知弹簧劲度系数，弹簧弹性势能的表达式为（为弹簧形变量）。解除锁定前弹簧的弹性势能，忽略带电小球A、B 之间的相互作用力，某一时刻解除锁定。求：
(1)解除锁定瞬间A 球的加速度大小；
(2)A 球在向左运动过程中，当弹簧的弹力大小为时（此时弹簧处于压缩状态）A 球的动能（结果保留两位有效数字）。
15.（18分）我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，其中左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，间接有定值电阻，右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，右侧为沿轴渐变的磁场，垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，与距离为。的右方还有质量为3，各边长均为的U 形框，其电阻为。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与U 形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求：
(1)棒与U 形框碰撞前速度的大小；
(2)棒与U 形框碰撞前通过电阻的电量；
(3)“口”字形线框停止运动时，边的坐标；
(4)U 形框在运动过程中产生的焦耳热。
1．【答案】A
【解析】气体膨胀对外做功，温度升高内能增大，A 正确，B 错误；气体膨胀对外做功，温度升高内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于气体膨胀对外做的功，C 错误；温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，D 错误。
2．【答案】C
【解析】如图所示
根据几何关系可得，可得，根据图中几何关系可得，则玻璃砖对光的折射率为，由题图可知光的偏折程度小于光的偏折程度，则玻璃砖对光的折射率小于玻璃砖对光的折射率，即玻璃砖对光的折射率小于，A 错误；根据全反射临界角公式，可知光发生全反射的临界角较小，则将复色光向上平移，光最先消失，B 错误；根据，有，由于玻璃砖对光的折射率小于玻璃砖对光的折射率，则光的频率小于光的频率，光在真空中波长大于光在真空中波长，则在玻璃砖中光的波长大于光的波长，C 正确；由于光的频率小于光的频率，则光的光子能量小于光的光子能量，若某金属被光照射恰好发生光电效应，则它被光照射不会发生光电效应，D 错误。
3．【答案】D
【解析】电场中某点的电场强度的方向为电场线在该点的切线方向，由图可知、两点的电场强度的方向不同，A 错误；沿着电场线电势降低，点的电势低于点的电势，B 错误；处的电场线更稀疏，场强更小，由牛顿第二定律可知，DNA 分子在点的加速度比在点小，C 错误；由轨迹可知，DNA 分子由向运动的过程电场力做正功，电势能减小，DNA 分子在点的电势能比在点大，D 正确
4．【答案】B
【详解】根据题意可得波长
则时，即经过一个周期后，刚好传播一个波长的距离，坐标原点处的波源从回到平衡位置向上振动，由于沿轴正方向传播，根据同侧法可知，时的波形图为B 选项中的波形图。
故选B。
5．【答案】C
【详解】AD．设地球质量为，圆周运动半径为，月球质量为，圆周运动半径为，做
圆周运动的角速度相等为，根据万有引力提供向心力可知，
联立解得
由于地球和月球的总质量不变，地、月中心间距固定不变，故可知系统的周期和地球的角速度不变，系统的周期不变，故AD 错误；
B．根据前面分析可知，由于月球质量在增大，故地球的轨道半径变大，故B 错误；
C．根据可知由于地球的角速度不变，轨道半径变大，故地球的线速度变大，故C 正确。
故选C。
6．【答案】B
【详解】A．根据小球的受力图，有
解得
选项A 错误；
B．小球在运动过程的加速度满足
解得
根据
解得
选项B 正确；
C．粒子在运动过程中，重力不做功，故
解得
选项C 错误；
D．若小球从点水平射入，小球受到的电场力方向水平向左，小球做加速直线运动，选项D 错误。
故选B。
7．【答案】C
【详解】A．根据-图像与轴围成的面积表示位移,可知：过程，两次下滑的高度不相同，故A 错误；
B．过程，根据动能定理，有；由上分析可知两次下滑的不同，所以克服摩擦力做功不相等，故B 错误；
C．过程，规定向下为正方向，由动量定理，有；因为两次过程、均相同，所以两次下滑所受摩擦力的冲量相等，故C 正确；
D．过程，规定向下为正方向，由动量定理，有；消防员所受摩擦力的冲量大小；故D 错误。
故选C。
8．【答案】A
【解析】无磁场时，带电粒子做直线运动，受到的阻力假设为，根据动量定理可知，由此可得，当有磁场时，以粒子初速度方向为轴、入射点位置为坐标原点建立坐标系，设带电粒子为正电荷，磁场方向垂直坐标平面向内，则沿轴方向由动量定理可知，沿方向由动量定理可知，由此两方程可以求解得到带电粒子停止运动时的位置坐标为，，最终可以得到粒子入射位置到停止运动时位置的距离大小为，只有A 正确。
9．【答案】BC
【解析】从到过程，水平方向有，竖直方向有，联立解得，，C 正确，D 错误；从到过程，根据动能定理可得，解得小球初速度大小为，A 错误；从到过程，根据动能定理可得，在点，根据牛顿第二定律可得，联立解得，根据牛顿第三定律可知，小球经过点时对轨道压力大小为，B 正确。
10．【答案】AC
【详解】AB．带电粒子沿电场线加速，由动能定理
可得
粒子运动轨迹如图所示
由几何关系可知，在区域I 中做圆周运动的轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力
可得
设在区域III 中做圆周运动的轨迹半径为，根据几何关系
解得
根据洛伦兹力提供向心力
联立可得
故A 正确，B 错误；
CD．由图可得，粒子的运动时间为
粒子运动的周期为
粒子的运动时间为
粒子运动的周期为
则
联立可得
故C 正确，D 错误。
故选AC。
11．【答案】(1)B
(2)
(3)D
【详解】（1）A．不需要测量弹簧原长，故A 错误；
B．在使用之前将压力传感器调零，为后续实验和测量工作打下基础，故B 正确；
C．、在气垫导轨上做匀速运动，不需要测出初始时、到左右两侧压力传感器的距离，故C 错误；
D．压缩弹簧所需时间对实验没有影响，不需要测量，故D 错误。
故选B。
（2）释放前，弹簧的弹性势能为
弹性势能转化为动能，即
碰前初速度为
（3）同理可求出碰撞后，两球速度和。
根据动量守恒得
即
需要验证的表达式为
故选D。
12．【答案】(1)见解析(2)(3)小于(4)(5)
【详解】（1）实物图如图
（2）根据欧姆定律斜率为，则有则金属薄膜电阻器的电阻值为
（3）考虑电表内阻的影响，则电压表会分流，所以电流表的测量值偏大，金属薄膜电阻器的电阻测量值小于真实值。
（4）电压传感器的读数为零时，有，是均匀的金属电阻丝，则，
联立可得
（5）设镀膜厚度为，镀膜电阻率为，根据题意可知，-图像斜率，该电阻器接入恒压源，所以电流不变，镀膜的厚度与斜率成反比，即最大厚度对应斜率最小值，所以镀膜的最大厚度与最小厚度之比为
13．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）平抛运动在竖直方向
平抛运动的时间为
水平初速度为
（2）一分钟内喷出水的动能为
水泵提水,一分钟内水获得的重力势能为
所以一分钟内水泵对水所做的功为
（3）带动水泵的电动机的最小输出功率等于水泵的输入功率
14．【答案】(1)
(2)
【详解】（1）由得
对A 球
解得
（2）从解除锁定，A 球在向左运动过程中，设、分别为A、B 两球移动的位移
对A、B 组成的系统，从解除锁定至弹簧的弹力大小为的过程中，系统减少的弹性势能
系统在匀强电场中增加的电势能
由能量守恒定律得，得A 球向左运动的动能
15．【答案】(1)(2)(3)(4)
【解析】（1）由题意可知棒到达前已匀速，则有
又，
联立解得
（2）棒与U 形框碰撞前通过电阻的电量为
其中，
联立可得
（3）设碰后瞬间金属框的速度为，根据动量守恒可得
解得
此后任意时刻闭合线框的速度为，边处磁场为，边处磁场为，则回路中的电动势为
其中
回路总电阻为，根据闭合电路欧姆定律可得
此时回路受到的安培力大小为
根据动量定理可得
其中，
联立解得“口”字形线框停止运动时，边的坐标为
（4）根据功能关系可知，U 形框在运动过程中产生的总热量为
（5）因任意时刻安培力与摩擦力之比为，所以焦耳热与摩擦热之比也为，可得U 形框在运动过程中回路产生的总焦耳热为
则U 形框在运动过程中产生的焦耳热为

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