湖南省 2023-2024学年高三物理上学期月考试题（二）（Word版附解析）

湖南省怀化市第三中学2023-2024学年高三上学期月考（二）物理试题一、单选题（每题4分，共24分）1.下列说法不正确的是（　　）A.图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝䈃有张角，证明光具有粒子性B.图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，当入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为C.图丙中，用从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为的金属铂，不能发生光电效应D.丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数的关系可知，若和能结合成，结合过程一定会释放能量【答案】C【解析】【详解】A．光子具有能量，锌板中的电子吸收光子后脱离锌板，锌板带有正电，验电器铝箔张开，说明光子的能量是一份一份的，显示出粒子性，光电效应能说明光具有粒子性，故A正确，不符合题意；B．根据爱因斯坦光电效应方程结合图像可知纵截距的绝对值代表的是逸出功，即当入射光的频率为时，最大初动能为故B正确，不符合题意；C．图丙中放出光子的能量，根据能级跃迁公式得出 所以能发生光电效应，故C错误，符合题意；D．图丁中D和E结合成F，存在质量亏损，一定会释放能量，故D正确，不符合题意。故选C。2.唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四个想划船渡过一条宽150m的河，他们在静水中划船的速度为5m/s，现在他们观察到河水的流速为4m/s，对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是（）A.唐僧说：我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船B悟空说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船C.沙僧说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D.八戒说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的【答案】B【解析】【详解】当朝着正对岸划船时划船的时间最短，有且由于v船>v水，则有当时他们可以到达正对岸，此时位移最短。故选B。3.抖空竹是我国传统文化苑中一株灿烂的花朵，既极具观赏性，又可健身。如图1所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图2中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（　　） A.沿虚线a向左移动时，细线的拉力将增大B.沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小C.沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大D.沿虚线d向右移动时，细线的拉力将减小【答案】C【解析】【详解】A．空竹受力如图所示：由平衡条件有若设绳长为L，由几何关系可知当右手B沿虚线a缓慢向左移动时，d减小，减小，增大，F将减小，A错误；D．同理可分析可知当沿虚线d向右移动时，d增大，增大，减小，F将增大，D错误；B．当当沿虚线b向上移动时，d不变，不变，不变，F不变，B错误；C．当沿虚线c斜向上移动时，d增大，增大，减小，F将增大，C正确。故选C。4.如图所示，水平面上O点的左侧光滑，O点的右侧粗糙。有8个质量均为m的完全相同的小滑块（可视为质点），用轻质的细杆相连，相邻小滑块间的距离为L，滑块1恰好位于O点左侧，滑块2、3……依 次沿直线水平向左排开。现将水平恒力F作用于滑块1上，经观察发现，在第3个小滑块过O点进入粗糙地带后再到第4个小滑块过O点进入粗糙地带前这一过程中，小滑块做匀速直线运动，已知重力加速度为g，则下列判断中正确的是（　　）A.滑块匀速运动时，各段轻杆上的弹力大小相等B.滑块3匀速运动的速度是C.第5个小滑块完全进入粗糙地带到第6个小滑块进入粗糙地带前这一过程中，8个小滑块的加速度大小为D.最终第7个滑块刚能到达O点而第8个滑块不可能到达O点【答案】C【解析】【详解】A．当滑块匀速运动时，处在光滑地带的滑块间的轻杆上的弹力都为零，处在粗糙地带上的滑块间的轻杆上弹力不为零，且各不相同，故A错误；B．将匀速运动的8个小滑块作为一个整体，有解得从开始到第4个小滑块过O点进入粗糙地带前这一过程中，由动能定理得解得故B错误；C．第5个小滑块完全进入粗糙地带到第6个小滑块进入粗糙地带前这一过程中，以8个小滑块为整体，由牛顿第二定律 解得加速度大小为故C正确；D．假设第7个滑块能到达O点，且速度为，由动能定理有解得故第7块滑块不能到达O点，故D错误。故选C。5.图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，R表示输电线电阻，则当用户功率增大时（）A.示数增大，示数减小B.、示数都减小C.输电线上的功率损失减小D.、示数的乘积大于、示数的乘积【答案】D【解析】【详解】A．当用户功率增大时，降压变压器的输出功率增大，输出电流增大，示数增大，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系可知，降压变压器中的输入电流增大，示数增大，故A错误；B．升压变压器线圈匝数以及升压变压器输入电压不变，则升压变压器输出电压不变，则的示数不变，降压变压器中的输入电流增大，电线电阻消耗的电压增大，则降压变压器输入电压减小，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可知，降压变压器输出电压减小，故示数减小，故B错误； C．输电线上的电流增大，输电线上的功率损失增大，故C错误；D．根据降压变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系可知设降压变压器的输入电压为，有根据降压变压器原副线圈电压与线圈匝数关系可知故故D正确。故选D。6.如图所示，水平面上固定一光滑绝缘半圆环，半圆坏的半径为r，整个半圆环处于匀强电场中，匀强电场的方向与水平面平行，电场强度大小为E，方向与半圆环的直径相垂直。套在半圆环上的两球用轻绳相连，两球所带电量分别为、、质量分别为、，两球可视为质点。两球分别静止在圆环的P点与Q点，已知绳长，。不考虑小球之间的库仑力。下列说法正确的是（　　）A.B.C.半圆环对球的弹力大小为 D.半圆环对球的弹力大小为【答案】A【解析】【详解】根据题意，以整体为研究对象，水平面内的受力如图所示根据受力平衡，垂直电场方向有沿电场方向有做出球的矢量三角形，如图所示由正弦定理得同理对球由正弦定理得联立解得 ，，半圆环对球在竖直方向的弹力与球的重力平衡，则半圆环对球的弹力大小为半圆环对球的在竖直方向的弹力与球的重力平衡，则半圆环对球的弹力大小为故选A。二、多选题（每题5分，共20分）7.如图所示，一束复色光斜射入一平行玻璃砖后分成a、b两束单色光，折射角分别为30°和45°。已知该复色光入射时与玻璃砖上表面成30°角，下列说法中正确是（　　）A.a、b两束单色光在玻璃砖中的折射率之比为B.a、b两束单色光在玻璃砖中的传播速率之比为C.在相同条件下，a光比b光更容易产生明显的衍射现象D.射出玻璃砖后，a、b两束光一定平行【答案】AD【解析】【详解】A．根据折射定律得玻璃砖对a、b两束单色的折射率为所以a与b在玻璃砖中的折射率之比为 故A正确；B．根据可得故B错误；C．由于波长越大折射率越小，则b的折射率小波长大，在相同条件下，波长越大，越容易产生明显的衍射现象，故b光比a光更容易产生明显的衍射现象，故C错误；D．a、b两单色光从玻璃砖下表面射出时，入射角分别等于从上表面射入时的折射角，根据对称性可知，a、b光从下表面射出时的折射角都是60°，由几何关系可知，a、b光从玻璃砖下表面射出后是平行光，故D正确；故选AD。8.2020年7月23日我国首颗火星探测器“天问一号”宇宙飞船发射成功，开启火星探测之旅，假设飞船从“地—火轨道”到达火星近地点P短暂减速，进入轨道Ⅲ，再经两次变轨进入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ半径近似等于火星半径，已知引力常量为G，下列说法正确的是（）A.在P点进入轨道Ⅲ时，飞船应向后喷气B.在轨道Ⅱ上运动时，飞船在Q点的速度小于在P点的速度C.飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期D.测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度【答案】BD【解析】【详解】A．在P点进入轨道Ⅲ时，需要向前喷气减速，故A错误；B．在轨道Ⅱ上运动时，Q为远地点，P为近地点，飞船在Q点的速度小于在P点的速度，故B正确；C．根据开普勒第三定律 可知，在轨道Ⅱ上运动周期小于在轨道Ⅲ上运动周期，故C错误；D．测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，根据万有引力提供向心力有火星体积为火星质量联立解得故D正确。故选BD。9.如图所示，在均匀介质中，坐标系位于水平面内。点处的波源从时刻开始沿垂直于水平面的轴做简谐运动，其位移随时间变化关系，产生的机械波在平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则下列正确的是（　　）A.该机械波的传播速度为B.C.时，处质点的速度方向为轴正方向D.至时间内，处质点运动的路程为【答案】ABD 【解析】【详解】A．由题意可得，相邻的波峰和波谷距离为，故波的波长为。根据简谐振动的位移时间变化关系可得故机械波的传播速度为故A正确；B．由图像可知，距离为一个完整的波长，时刻，均在波峰，且平面内只有一个完整的波形，则点此时第二次出现波峰，可知故B正确；C．由AB选项中的计算结果可知机械波传播到点需要则时，点已经振动了个周期机械波上的所有点都在模仿点的振动情况，因而如下图所示，的位置在轴的负半轴，且速度方向沿轴负方向。故C错误； D．根据勾股定理可知则传播到点的时间为则至时间内，处质点只振动了个周期则点处质点运动的路程故D正确。故选ABD。10.如图所示，在与水平地面成θ=30°的足够大的光滑坡面内建立坐标系xOy，坡面内沿x方向等间距分布足够多垂直坡面向里的匀强磁场，沿y方向磁场区域足够长，磁感应强度大小为B=1T，每个磁场区域宽度及相邻磁场区域间距均为d=0.6m。现有一个边长l=0.2m，质量m=0.04kg、电阻R=1Ω的单匝正方形线框，以v0=5m/s的初速度从磁场边缘沿x方向进入磁场，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A.线框刚进入第一个磁场区域时，受到的安培力大小为2NB.线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为m/s2C.线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中产生的焦耳热为0.5JD.线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中能穿过13个完整磁场区域【答案】BC【解析】【详解】A．根据题意可得联立解得线框刚进入第一个磁场区域时受到的安培力大小为F=0.2N故A错误；B．线框的加速度大小为故B正确；C．设线框沿x方向速度减到零时，线框沿y方向运动的位移为y，根据能量守恒定律有在沿y方向根据运动学规律得解得Q=0.5J故C正确；D．沿x方向安培力大小为 由动量定理可得解得线框穿过1个完整磁场区域，沿x方向有安培力作用的水平距离为2l，则有则线框从开始进入磁场到沿y方向运动的过程中能穿过12个完整磁场区域，故D错误。故选BC。三、实验题（18分）11.某同学用如图甲所示的装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数。将长木板固定在水平桌面上，木板左端连接一个固定在竖直面内的圆弧轨道，轨道底端与长木板上表面相切，长木板上安装有两个光电门1和2。已知当地的重力加速度为g。（1）用螺旋测微器测量滑块上遮光片的宽度，如图乙所示，其读数为_________。（2）将滑块放在圆弧轨道上某个位置由静止释放，滑块先后通过光电门1，2，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上遮光片通过光电门1、2的时间和，改变滑块在圆弧轨道上释放的位置，测得多组滑块上遮光片通过光电门1、2的时间和。以为纵轴，为横轴，在坐标纸上作图像，若求得图像的斜率为，图像与纵轴的截距为，则_________，要求得动摩擦因数，还需要测量的物理量为_________（写出物理量的名称），若该物理量的符号用表示，则可求得动摩擦因数_________（用题中所给物理量符号表示）。 【答案】①.3.700②.1③.两光电门间的距离④.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为（2）[2][3]需要测量的物理量为两光电门间的距离，由运动学公式则由此可知[4]由解得12.某同学欲测量一阻值大约为10Ω、粗细均匀金属线的电阻率。实验室除游标卡尺，螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源（电动势，内阻约1Ω）B．电压表V（量程为0～6V，内阻约8kΩ）C．电流表A1（量程0～0.6A，内阻约0.2Ω）D．电流表A2（量程0～3A，内阻约0.05Ω）E．滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数为L＝___________mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数为D＝___________mm。 （2）测量金属线的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，实验中电流表应选___________（填所选仪器前的字母符号）；选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完整，把器材符号标在电路图上_____。（3）设测得金属线的电阻为R，金属线的长度为L，金属线的直径为D，可得金属线的电阻率为ρ＝______。（用R、L、D三个物理量表示）【答案】①.60.20②.0.7321##0.732##0.733##0.734##0.735③.C④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]题中所示游标卡尺分度值为0.05mm，读数为[2]螺旋测微器的分度值为0.01mm，读数为（2）[3]待测电阻的最大电流因此电流表选择，即选C；[4]滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，比较待测电阻与电压表内阻和电流表内阻，可以得到R是小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示（3）[5]根据电阻定律 解得四、解答题。13.如图所示，一导热性能良好的气缸竖直固定，光滑活塞将缸内理想气体分成体积之比为的A、B两部分，B部分气体的压强为p，活塞重力产生的压强为，环境温度不变。因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞缓慢向上移动，当B中气体体积减为原来的时，求：（1）A中气体的压强；（2）B中漏出的气体和剩下气体质量的比值。【答案】（1）1.1p；（2）【解析】【详解】（1）对活塞分析解得（2）B中气体体积减为原来的时，A中气体体积变为原来的2倍，对A气体 对活塞分析解得对B中气体解得B中漏出的气体和剩下气体质量的比值14.如图所示，两块相距为的平行金属板正对且水平放置，两板间加有可调节的电压，分别为板中心处的两个小孔，点与共线，与的距离为。在以为圆心、为半径的圆形区域内存在一磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场。为记录粒子位置的竖直放置胶片，胶片两端点和正好为边长为的等边三角形的三个顶点，与板等高。粒子从处无初速度地进入到间的电场后，通过进入磁场，粒子所受重力不计。（1）当两板间电压为时，粒子恰好打在的中点，求该粒子的比荷；（2）一质量为的粒子从磁场射出后，恰好打在上的端点；在相同加速电压下，另一电荷量相同的粒子则恰好打在上的端点，求这个粒子的质量；（3）当间所加电压为某一值时，一质量为、电荷量为的粒子，恰好打在线段上的端点，求粒子从直至打在线段上端点所经历的时间。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子从到的过程，根据动能定理有粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由向心力公式有由题意知，粒子的轨迹如图中①所示，由几何关系知粒子在磁场中运动的轨迹半径联立以上各式，解得粒子的比荷为（2）当质量为的粒子打在端点时，轨迹如图中②所示，根据几何关系可得粒子在磁场中运动的轨迹半径当另一粒子打在端点时，轨迹如图中③所示，轨迹半径为 由（1）中得粒子质量的通用表达式为则解得这个粒子的质量为（3）当粒子沿轨迹②最终打在胶片的端点时，此时粒子在磁场中的轨迹半径为粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为由得到该粒子进入磁场时的速度大小为粒子在电场中经历的时间为粒子在磁场中经历的时间而 可得粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间为则粒子从进入电场到打在胶片上所经历的时间为15.如图所示，AC为3m长的水平桌面，其中AB段粗糙，BC段光滑且长为2m。质量长度为1m的匀质长方体物块，静置于桌面上的AB部分，另有一个质量的小球，静置于桌面上靠近C的位置。现有一水平向左的恒力F作用于物块上，当物块完全经过B点时立即撤去恒力F，随后物块与小球发生弹性正碰，碰撞后小球从D点进入光滑的圆弧形轨道，再从H点进入光滑半圆形凹槽，凹槽右侧有一固定挡板，挡板左侧的水平地面光滑。已知小球在D处对轨道的压力为小球重力的3倍，物块与桌面AB部分的动摩擦因数，圆弧形轨道的半径，半圆形凹槽的半径，CD间距和EH间距均略大于小球直径，小球直径远小于，重力加速度。（1）求小球在D点的速度；（2）求恒力F的大小；（3）若使小球不从凹槽左侧冲出去，求半圆形凹槽的质量M需满足的条件。【答案】（1），方向向左；（2）10N；（3）大于或等于【解析】【详解】（1）小球在D处对轨道的压力为小球重力的3倍，此时小球的向心力 又得小球在D点的速度方向向左；（2）根据动量守恒定律根据能量守恒得根据动能定理解得恒力F=10N（3）对于小球恰好不从凹槽左侧冲出去的情况分析。小球进入半圆形凹槽后，到达最低点速度设为v0，之后沿凹槽向上运动，凹槽离开挡板向左运动。要使小球恰好不能从凹槽冲出，即小球和凹槽共速，设为v，小球运动到凹槽最低点过程中，由能量守恒小球从凹槽最低点到和凹槽共速过程中，水平方向上动量守恒，取水平向左为正，则m2v0=(m2+M)v根据能量守恒联立解得