湖南省岳阳市汨罗市第一中学2023-2024学年高三下学期5月月考物理试题

2024年05月高三物理月考试题 一．选择题（共7小题，每题4分，共28分） 1．2020年3月15日中国散裂中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CNSN是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（　　） A．α粒子轰击N，生成O，并产生了中子 B．U经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个 C．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗 D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度 2．第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月4日在北京开幕，其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项。如图所示，某滑雪运动员以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动，到达斜面顶端时的速度为零。已知运动员在前四分之三位移中的平均速度大小为v，则滑雪者整个过程的平均速度为（　　） A． B． C． D． 3．从地面竖直向上抛出一物体，运动过程中空气阻力保持恒定，以地面为零势能面，图甲表示物体机械能E随物体距地面高度h变化的关系，重力加速度取10m/s2，根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A．图像中的MN段表示物体在下降 B．可以计算出物体的质量为0.2kg C．可以计算出空气阻力大小为2N D．此过程中的动能Ek随物体距地面高度h的变化图像可用图乙表示 4．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，Ⅰ、Ⅲ两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，a＝r3。在Δt时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3，下列说法正确的是（　　） A．v2E＜v3＜v1＜v2B B．行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的加速度大小不等 C．S2＝S3 D．行星Ⅱ的运行周期大于行星Ⅲ的运行周期 5．如图所示，在平面直角坐标系中有一等边三角形OPC，O点位于坐标原点，OC与x轴重合，P点坐标为（2，2），A，B分别为OP，PC的中点。坐标系处于匀强电场中，且电场方向与坐标平面平行，已知O点的电势为6V，A点的电势为3V，B点的电势为OV，则由此可判定（　　） A．C点的电势为3V B．场强方向由A指向B C．该匀强电场的电场强度大小为100V/m D．该匀强电场的电场强度大小为100V/m 6．小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表面刷有绝缘漆）绕制了两个线圈n1＝100匝、n2（匝数没有记录），线圈n1与开关S1、干电池E1、交流电源E2构成电路，交流电源E2的电动势e＝6sin100πt（V），线圈n2与开关S2、电流计G、交流电压表V构成电路。当S1置于2、S2置于4时，电压表V的示数为12V，取1.4。下列说法正确的是（　　） A．由实验数据可算得，线圈n2的匝数为200匝 B．由实验数据可估计，线圈n2的匝数超过280匝 C．S2置于3，当S1从0扳到1时，G中不会有电流 D．S2置于3，当S1从0扳到1时，G中电流慢慢增大并稳定到某一值 7．很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示，自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B＝0.5T，圆盘半径l＝0.3m，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R＝10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压大小U＝0.6V。则（　　） A．电压表的正接线柱应与a相接 B．电压表的正接线柱应与b相接 C．后轮匀速转动20min产生的电能为426J D．该自行车后轮边缘的线速度大小为4m/s 二．多选题（共5小题，每题5分，共25分） （多选）8．第24届冬季奥林匹克运动会，已于2022年2月4日在北京和张家口联合成功举行，北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示，其简化图如图乙所示，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、减速停止区CD三部分组成。比赛中，质量为m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，落在了着陆坡末端的C点，落地瞬间垂直接触面的分速度减为零，以平行接触面的分速度滑入减速停止区，在与C等高的D处速度减为零。已知B、C间的高度差为h，着陆坡的倾角为θ，重力加速度为g，不计运动员在助滑道AB受到的摩擦阻力及空气阻力，则（　　） A．由B点飞出的速度为 B．运动员在停止区CD上克服摩擦力所做的功为mgh（1+） C．运动员从B点飞出经历时间时距离斜面BC的距离最远 D．运动员从A点下降到B点和由B点到C点下落的高度之比为1：4tan2θ （多选）9．2022年冬奥会将在北京举行，冰壶是冬奥会的传统比赛项目。在冰壶动中运动员可以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动。在某次训练中，A壶与静止的B壶发生对心碰撞，碰后运动员用冰壶刷摩擦B壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的v﹣t图线如图中实线所示，已知EF与GH平行，且两冰壶质量相等，由图像可得（　　） A．碰后B壶的加速度大小为20.5m/s2 B．碰后至停止的过程中，A、B两壶的运动时间之比为1：4 C．碰后至停止的过程中，A、B两壶所受摩擦力的冲量大小之比为1：3 D．两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞 （多选）10．如图甲所示，粗糙水平轨道与半径为R的竖直光滑、绝缘的半圆轨道在B点平滑连接，过半圆轨道圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右、范围足够大的匀强电场E，质量为m的带正电小滑块从水平轨道上A点由静止释放，运动中由于摩擦起电滑块电荷量会增加，过B点后电荷量保持不变，小滑块在AB段加速度随位移变化图象如图乙所示。已知A、B间距离为4R，滑块与轨道间动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g。则（　　） A．小滑块运动到B点时速度大小为2 B．小滑块在圆弧轨道上运动时，过小滑块对半圆轨道压力最大处半径与OB夹角的正切值为2 C．小滑块从圆弧轨道最高点C离开的同时，保持电场强度大小不变，方向变为水平向左，则从C离开到再次回到水平轨道的运动过程中小滑块一直做曲线运动 D．在满足C选项的条件下，小滑块再次到达水平轨道时，速度大小为2 （多选）11．如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是（　　） A．液滴将加速向下运动 B．液滴将保持不动 C．P点电势升高，液滴在P点时电势能减少 D．P点电势升高，液滴在P点时电势能增大 （多选）12．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢平躺着看手机，经常出现手机砸伤脸的情况。若手机质量约为150g，从离人脸约20cm的高处无初速掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．手机与人脸作用过程中动量变化量方向竖直向下 B．手机对人脸的冲量大小约为0.3N•s C．手机对人脸的平均冲力大小约为4.5N D．手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为0.3kg•m/s 三．解答题（共4小题，共47分） 13．某实验小组利用图（a）所示装置、传感器来测量物块与斜面间的动摩擦因数。实验测得甲、乙两木块从不同高度h由静止开始下滑到达底端A点的动能Ek，并绘制出甲、乙两木块的Ek﹣h图象如图（b）所示，已知甲、乙两木块与斜面间动摩擦因数相同。（12分） （1）甲、乙两木块的质量关系m甲　 　m乙，加速度大小关系 为a甲　 　a乙．（选填“＞”、“＜”或“＝”） （2）实验小组利用天平测得m甲＝2kg，用量角器测得斜面倾角θ＝37°，则木块与斜面间动摩擦因数μ＝　 　（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。 14．LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为5V的LED灯泡正常工作时的电阻，已知该灯泡正常工作时电阻大约为500Ω，其电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有（10分） A．电流表A1（量程为60mA，内阻RA1，约为1Ω，读数记为I1） B．电流表A2（量程为3mA，内阻RA2＝20Ω，读数记为I2） C．电压表V（量程0～15V，内阻RV＝lkΩ，读数记为U） D．定值电阻R1＝980Ω E．定值电阻R2＝1980Ω F．滑动变阻器R（0～20Ω） G．蓄电池E（电动势为24V，内阻很小） H．开关S，导线若干 （1）部分电路原理图如图1所示，请选择合适的器材，电表1为 　 　，电表2为 　 　，定值电阻为 　 　（填写器材前的字母编号） （2）将电路图（图2）补充完整。 （3）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx＝　 　（用已知量和测量量表示），调节滑动变阻器滑片的位置。当表达式中的 　 　（填字母）达到 　 　，记下另一电表的读数代入表达式，其结果即为LED灯正常工作时的电阻。 15．如图所示，轻杆的上端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动，小球固定在轻杆上Q点，用细绳连接小物块与小球，绳子穿过铰链正下方的小孔P，现用手沿绳方向拉住小球，使小球和物块保持静止，此时∠OQP＝90°，∠POQ＝37°。已知小球和小物块的质量均为1kg，轻杆长度为1m，重力加速度g取10m/s2，忽略一切摩擦，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，求：（13分） （1）拉力F的大小； （2）松手后，小球运动到最低点时小物块速度大小v物与小球的速度大小v球。 16．如图所示，间距为L＝0.4m平行金属导轨MN和PQ水平放置，其所在区域存在磁感应强度为B1＝0.5T的竖直向上的匀强磁场；轨道上cd到QN的区域表面粗糙，长度为s＝0.3m，其余部分光滑。光滑导轨QED与NFC沿竖直方向平行放置，间距为L，由半径为r＝m的圆弧轨道与倾角为θ＝370的倾斜轨道在E、F点平滑连接组成，圆弧轨道最高点、圆心与水平轨道右端点处于同一竖直线上；倾斜轨道间有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B2＝1.0T．质量为m1＝0.2kg的金属棒ef光滑；质量为m2＝0.1kg的金属棒ab粗糙，与导轨粗糙部分的动摩擦因数为μ＝0.2，两棒粗细相同、阻值均为R＝0.1Ω；倾斜轨道端点CD之间接入的电阻R0＝0.3Ω；初始时刻，ab棒静止在水平导轨上，ef棒以v0＝2m/s的初速度向右运动．若不计所有导轨的电阻，两金属棒与导轨始终保持良好接触，水平轨道与圆弧轨道交界处竖直距离恰好等于金属棒直径，忽略感应电流产生的磁场及两个磁场间的相互影响，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，求：（12分） （1）两棒在水平轨道运动过程中，通过ab棒的最大电流。 （2）若两棒的距离增加x＝0.5m时，ef棒恰好到达QN位置，求此时两棒的速度大小。 （3）初始时刻至ef棒恰好达到稳定状态的过程中系统产生的焦耳热。 参考答案与试题解析 一．选择题（共7小题） 1-5：DDCAD 6-7:BB 二．多选题（共5小题） 8：AD 9：BC 10：BD 11：BC。12：CD。 13．【解答】解：物体由静止从斜面下滑，根据动能定理：mgh﹣μmgcosθ•＝Ek﹣0，整理得：Ek＝mg（1﹣）h，其中k＝mg（1﹣） 根据Ek﹣h图象，k甲＞k乙，所以m甲g（1﹣）＞m乙g（1﹣），即m甲＞m乙， 根据牛顿第二定律：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma， 解得：a＝gsinθ﹣μgcosθ， 所以a甲＝a乙。 （2）对应甲物体，m甲＝2kg，tanθ＝＝，k甲＝m甲g（1﹣），代入数据解得：μ＝0.5。 故答案为：（1）＞，＝；（2）0.5。 14．【解答】解：（1）要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流， 由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压， 可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压，故电表2选B； LED灯正常工作时的电流约为：I＝＝＝0.01A＝10mA，电流表A1的量程太大，不能用A1测量电流， 可以把已知内阻的电压表串联接入电路测电流，故电表1选C； LED的额定电压为5V，可以把表2改装成量程为6V的电压表，改装后电压表内阻为：R＝＝＝2000Ω， 定值电阻阻值为：2000﹣20＝1980Ω，定值电阻应选择E； （2）因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图所示： （3）根据闭合电路欧姆定律知，LED两端的电压：U2LED＝I2（R2+RA2）， 通过LED的电流：I＝﹣I2，所以LED灯正常工作时的电阻：RX＝＝。 改装后的电压表内阻为：RV＝2000Ω，则当I2＝2.5mA时，LED灯两端的电压为5V， 达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻。 故答案为：（1）C；B；E；（2）电路图如图所示；（3）；I2；2.5mA。 15【解答】解：（1）对小球受力分析如图所示。 对物块满足：T＝mg 对小球满足：mgcos53°+T＝F 解得：F＝16N （2）撤去F后，小球运动到最低点时，小球竖直方向的分速度为零，故物块的速度为零，即v物＝0。 设杆的长度为L＝1m，对小球和物块组成的系统，由机械能守恒定律得 解得：v球＝m/s 答：（1）拉力F的大小为16N； （2）松手后，小球运动到最低点时小物块速度大小v物与小球的速度大小v球分别为0、m/s。 16．【解答】解：（1）两棒在水平轨道运动过程中，初始时刻有最大电流。 E＝B1Lv0＝0.5×0.4×2V＝0.4V 根据欧姆定律：I＝ 解得 I＝ （2）当ef棒到达QN前，由于两棒距离增大0.5m，由此判断ab棒在cd的左侧。两棒受合外力等于零，系统动量守恒。规定向右为正方向，设ef棒和ab棒的速度分别为v1和v2 m1v0＝m1v1+m2v2 设两棒距离增加x＝0.5m用时为Δt，对于ab棒，由动量定理： Δt＝m2v2﹣0 q＝Δt 两棒距离增加x＝0.5m时通过回路的平均电流 平均感应电动势，ΔΦ＝BLx 解得两棒速度的大小为： v1＝1.5m/s v2＝1m/s （3）当ef棒离开水平轨道后，ab棒在cd左侧做匀速直线运动，进入cd右侧后，若一直减速运动到停止，则由动能定理有 ﹣μm2gΔs＝0﹣ 解得：Δs＝0.25m＜s＝0.3m 假设成立，所以ab棒静止在水平导轨上。 对于ef棒，若恰好能沿圆弧运动的速率为v： 解得：v＝＜v1＝1.5m/s所以ef棒可以沿圆弧运动。 ef棒沿圆弧运动过程，设ef棒到达圆弧底端的速度为vE，由动能定理有 解得vE＝3m/s ef棒进入倾斜轨道时，由牛顿运动定律有 m1gsinθ﹣B2I2L＝m2a 解得：a＝0 即ef棒进入倾斜轨道将做匀速直线运动达到稳定状态。 所以系统产生的焦耳热为 Q＝ 解得：Q＝0.125J 答：（1）两棒在水平轨道运动过程中，通过ab棒的最大电流为2A。 （2）若两棒的距离增加x＝0.5m时，ef棒恰好到达QN位置，此时ef棒和ab棒的速度大小分别为1.5m/s，1m/s。 （3）初始时刻至ef棒恰好达到稳定状态的过程中系统产生的焦耳热为0.125J。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$