湖南省长沙市雅礼中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题

雅礼中学2025届高三综合自主测试(9月) 物理 时量：75分钟 分值：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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、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、如图所示的射线测厚仪采用放射性元素T℃作为放射源，其发生B衰变的半衰期为6h。 则该测厚仪 放大器 厚度控制装置 探测器上 。 塑料板 或金属板 故射性 同位素 A.Tc衰变产物为5Nb B.:Tc衰变的原因是弱相互作用 C.用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是P射线 D.20g放射源wTc经12h后剩余物质的质量为5g 2、如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光 滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体和b。气体分子之间相互作用的 势能可忽略。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，、b各自达到新的平衡。下列说法 中错误的是 A.a的温度升高 B.加热后a的分子热运动比b更激烈 C.a的体积增大，压强变小 D.a增加的内能大于b增加的内能 物理(YL)试题（第1页，共8页） 3、凌月是指在地球上观测月球时，看到空间站在月球表面快速掠过（轨迹可视为与图中月 球直径重合)，空间站凌月时间仅为0.54秒，空间站和月球绕地球运动的轨道可视为圆轨 道。已知月球绕地运行周期及轨道半径、空间站运行周期、地球表面重力加速度和地球半径， 忽略地球自转，利用以上信息可求得 A,地球质量 B.引力常量 C.月球半径 D.月球质量 4、在一凝冻天气里，贵州某地的两小孩在庭院里用一板凳倒放在水平冰面上玩耍。其中一 人坐在板凳上，另一人用与水平方向成37°角斜向下的恒力F推着板凳向前滑行，如图所示。 己知板凳上的小孩与板凳的总质量为30.8kg,板凳与冰面间的动摩擦因数为0.05，重力加 速度大小取10m/s,sin37°=0.6，cos37°=0.8。为使板凳做匀速直线运动，F应为 A.13N B.20N C.27N D.35N 5、运动员某次发球，将球从离台面高九处发出，球落在A点反弹后又落在B点，两次擦边。 AB间距离为L,球经过最高点时离台面的高度为h(h>),重力加速度为8。若忽略阻力、 球的旋转、球与台面碰撞时能量的损失，乒乓球离开球拍的速度大小为 A 2gh+ B. 8h 2g(h-A)+8 8h 28(h+6)+8 D 8h V2g(h-） 8h 6、电子感应加速器的基本原理如图甲所示，在电磁铁的两极间有一环形向外逐渐减弱、并 对称分布的交变磁场，这个交变磁场又在真空室内激发感生电场，其电场线是一系列绕磁感 线的同心圆。这时若用电子枪把电子向右沿切线方向射入环形真空室，电子将受到环形真空 室中的感生电场的作用而被加速，同时，电子还受到洛伦兹力的作用，使电子（电荷量绝对 值为)在半径为R的圆形轨道上运动。电子做圆周运动的方向如图乙所示，电子轨道所围 面积内平均磁感应强度B随时间变化如图丙所示（垂直纸面向内为B的正方向）。下列说法 正确的是() 物理(YL)试题（第2页，共8页） 真空室 甲侧视图 电子 -B. 花三枪 丙 乙真空室俯视图 A,加速器利用磁场变化产生的静电场对电子进行加速 B.为使电子加速，电场的方向应该沿逆时针方向 C.电子在加速器中可正常加速的时间是21。~3。 D.电子在圆形轨道中正常加速的时间内，加速一周，感生电通对电子所做的功为 2neBR 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、有一块厚度为山，半径为R的圆饼状玻璃砖，折射率为√2，现经过圆心截取二分之一， 如图所示，使截面ABD水平放置，一束单色光与该面成45°角入射，恰好覆盖截面。已知 光在真空中传播速度为c,不考虑玻璃砖内的反射光，以下说法正确的是 A。从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间为26R 3c B.从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间为5R C.弧面ACD上有光线射出的面积 D.弧面ABCD上有光线射出的面积πR 3 8、某同学在研究性学习活动中自制了电子秤，如图。用理想电压表显示物体的质量，托盘 与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，电流表内阻可忽略，滑动变阻器 R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时 电压表示数为0。设变阻器总电阻为R,总长度为1，电源电动势为F,内阻为，限流电阻 阻值为R。,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力，则下列说法正确的是 物理(YL)试题（第3页，共8页） A.物体质量m越大，电流表示数越大 B.物体质量m越小，电压表示数越小 C,该电子秤所用的弹簧劲度系数k越大越灵敏 D.电压表示数/与所称物体质量m的关系式为U=。 EmgR mgR+kl(r+R) 9、如图所示，原长为1的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。 小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上从W两点与0点的距 离均为，P点到0点的距离为，P与杆垂直。当小球置于杆上P点时怡好能保持静止。 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度 从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正 确的是 A。弹簧的劲度系数为 B.小球在P点下方处的加速度大小为(3√反-4)g C.从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大 D.从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，任意关于P点对称的点小球受到的摩 擦力大小相等 10、电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。 一球形界面外部空间中各处电势均为9，内部各处电势均为2，（？>)，球心位于z轴 上0点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度片平行于z轴射入该界面，电子 质量为m,电子电荷量为。，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发 生改变，不考虑相对论相应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为日， 它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角，（图中未标出），下列描述正确的是 法线 界面 法线 A.电子束汇聚到O点 B.电子束运动方向 61>02 物理(YL)试题（第4页，共8页） C.电子通过界面动能增加了e(p-%,) vsine sine,= D.电子束运动方向 +2a-g 三、填空题（本题共2小题，共16分） 11、(8分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架 子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一 周就在钢柱表面画上一条痕迹。（忽略软笔尖对钢柱运动的影响，已知当地重力加速度为g) 钢柱 软笔 电动机 B A 甲 乙 丙 (1)实验操作时，应该 。(填正确答案标号) A.先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B.先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动 (2)如图乙所示是某次实验得到的钢柱痕迹图像，其中痕迹O为画出的第一个痕迹， 从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、RC、D、E,测得它们到痕迹O的距离分别为h,、hg、 h、h。、h。若钢柱的质量为m,电动机每秒转动n圈，则画出痕迹D时，钢柱下落的速 度"。=，此时钢柱的重力势能比开始下落时减少了。（用题中所给物理量的 字母表示) (3)该同学测量出各痕迹到第一个痕迹O的距离h及各痕迹对应钢柱的下落速度， 然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图丙所示的图线。若钢柱下落过程中机械能守恒， 则图线的斜率近似等于。 (用题中所给物理量的字母表示) 12、(8分)图()是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的 实验装置。 注射器 压强 传感器 计算材 数据 采集器 图(a) (1)实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次 记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数，绘出的P-下 图像可能为() 物理(YL)试题（第5页，共8页） ∠I☑ (2)用第(1)问中获得的数据绘制二-「图像，如图(b)所示，则连接注射器与压 强传感器之间软管内气体的体积为 -V O OV: 图(b) 图(c) (3)若用天平测出若干粒大米的质量为m,然后将这些米粒装入上述装置中的注射器 内，移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数P,绘出图(c)所示的 图像。则可求出大米的密度为 (用m、、,表示)。 (4)第(3)问中，若读出注射器上的体积刻度为'之后，用手握住注射器左侧的大 部分位置，向外拉动活塞，其余操作无误，继续采集若干数据，请在图(c)中大致画出大 于部分的图线。 四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分） 13、(8分)如图所示，容积为2L的暖水瓶内倒入1L温度为97℃的热水，将瓶塞轻放入瓶 口，瓶塞与瓶口内侧接触良好且不漏气。已知瓶口的横截面积为12cm2,瓶塞圆台侧面母线 与轴线间的夹角为a,sina=0.14,cosa=0.99。瓶塞与瓶口间的动摩擦因数为0.15，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略瓶塞的重力。瓶内气体温度始终与水温相同，瓶内气体可 视为理想气体，外界大气压强p。=1x0,热力学温度与摄氏温度的关系为T=(273+)K。 瓶内温度缓慢降到78.5℃，此时瓶塞恰好不发生滑动。 (1)求瓶内温度为78.5℃时，瓶塞受到的摩擦力大小（结果保留两位有效数字）： (2)若稍微拔动瓶塞使外部气体进入暖水瓶内，忽略瓶内水温的微小变化，求稳定后 进入瓶内的空气质量与原来暖水瓶中空气质量的比值。 物理(YL)试题（第6页，共8页】 14、(14分)某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角0=37°的直轨道AB,半径R=1m的 圆弧轨道BCD,长度L=125m、倾角为8的直轨道DE,半径为R、圆心角为0的圆弧管道 EF组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠若质量m=0.Skg滑块b, 其上表面与轨道末瑞F所在的水平面平齐。质量m=0.5kg的小物块a从轨道AB上高度为h 静止释放，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE,轨道DE由特殊材料制成，小物块a向上运动时 动摩擦因数4=0.25，向下运动时动摩擦因数凸2=0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 当小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数恒为：，小物块a动到滑块右侧的竖直挡板能发 生完全弹性碰撞。（其它轨道均光滑，小物块视为质点，不计空气阻力，sn37°=0.6， c0s37°=0.8) (1)若h=0.8m,求小物块 ①第一次经过C点的向心加速度大小： ②在DE上向上运动时间1上和向下运动时间下之比。 (2)若h=1.6m,滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块。 A物块a 0 滑块b 0 00 R 03 物理(YL)试题（第7页，共8页） 15、(18分)类似光学中的反射和折射现象，用磁场或电场调控也能实现质子束的“反射” 和“折射”。如图所示，在竖直平面内有三个平行区域I、Ⅱ和：【区宽度为d,存在磁 感应强度大小为B、方向垂直平面向外的匀强磁场，Ⅱ区的宽度很小。I区和Ⅲ区电势处处 相等，分别为？和pm,其电势差U=9-pm。一束质量为m、电荷量为e的质子从O点以 入射角0射向I区，在P点以出射角0射出，实现“反射”：质子束从P点以入射角0射入 Ⅱ区，经Ⅱ区“折射”进入Ⅲ区，其出射方向与法线夹角为“折射”角。已知质子仅在平面 内运动，单位时间发射的质子数为从，初速度为。，不计质子重力，不考虑质子间相互作用 以及质子对磁场和电势分布的影响。 (1)若不同角度射向磁场的质子都能实现“反射”，求d的最小值： (2)若U=m心，求“折射率”n(入射角正弦与折射角正弦的比值) 2e (3)计算说明如何调控电场，实现质子束从P点进入Ⅱ区发生“全反射”（即质子束 全部返回I区) (4)在P点下方距离3mm处水平放置一长为4m的探测板CD(9在P的正下方)， eB eB C0长为" ,质子打在探测板上即被吸收中和。若还有另一相同质子束，与原质子束关于 eB 法线左右对称，同时从0点射入I区，且0-30°，求探测板受到竖直方向力F的大小与U 之间的关系。 法线 B Ⅲ 法线 C 物理(YL)试题（第8页，共8页）雅礼中学2025届高三综合自主测试(9月) 物理参考答案 一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分） l、B【解析】A.B衰变放出的粒子是电子，根据质量数和电荷数守恒可知，gTc衰变产 物为Ru,故A错误：B.”Tc发生B衰变的原因是弱相互作用，故B正确；C.用于监测 与控制钢板厚度的最佳选择是Y射线，故C错误；D.20g放射源gTc经12h后剩余5g的Tc 未发生衰变，但剩余物质的质量大于5g,故D错误。 2、C【解析】AC.由于气缸和隔板都是绝热的，电热丝加热过程中，气体a的温度升高，a 气体膨胀，b气体被压缩，压强增加，外界对b气体做功，根据热力学第一定律得知b的温 度升高了，加热过程中气体a和气体b压强始终相等，可知a的体积减小，压强变大，由 广C可知气体a的温度也升高，敢A正确，不符合题意，C错误，符合题意：B,由于勺 体a体积膨胀，气体b被压缩，最终气体a体积大于气体b体积，由于初始时刻两个气室内 是同种气体，且体积相等，加热过程中气体a和气体b压强相等，由D火=C可知加热后气 体a的温度高于气体b的温度，即气体a的分子热运动比气体b更激烈，故B正确，不符合 题意：D.由于气体a膨胀，气体b被压缩，最终气体a体积大于气体b体积，所以气体a的 最终温度较高，内能增加较多，故D正确，不符合题意。 3、C【解析】设月球绕地运行周期为T及轨道半径为片、空间站运行周期为T,、地球表面重 力加速度为8，设空问站轨道半径为5，地球半径为风，由开普粉第三定律可得号-容，可 求出？，进而求得空间站由绕地运动速度：受，已知凌月时问为1，由几何关系得 ?仁R。所以可求得月球半径，故C正确：地球表面重力加选度g一兴G两个物理量 2R1=-R 4n2 不能单独求出，月球绕地球运动1=侧，月球质量在方程两则消掉后也求不力 故ABD错误。故选C。 地球 月球 4、B【解析】板凳做匀速直线运动，根据平衡条件可得Fcos3T=∫=FN, F=mg+Fsin37',解得F-20N。 物理(YL)答案（第1页，共7页） 5、B【解析】设乒乓球在运动过程中水平方向的分速度为V,,发球点处竖直方向的分速度 为”，，反弹点处竖直方向的分速度为"2，反弹后上升到最高点的时间为1，发球点到反弹 点运动的时间为6，则有么=8,1=号2，解得一西，号=4隔 最高点到发球点的时问为，可得( 2h-h)】 2h 由此可得=1-4=， 2(h-) V8 V g 则在竖直方向上，根据速度与时间的关系可得"，：='+ 而2=g=√2g动 联立解得=√2g(h- 由此可得发球速度=+=2gh-)+ 8h 故选B。 6、C【解析】A.加速器利用磁场变化产生的感应电场对电子进行加速，故A错误：B.为使 电子加速，电场的方向应该沿顺时针方向，故B错误：C.在24~3时间内，磁场向外增强， 根据楞次定律可知感应电场沿顺时针方向，此时电子受的洛伦兹力方向指向圆心，则电子能 黄正带加选款C正确：D,婚生电精场强E=动R岩过R品代-经 ,加速过程电场 24 力总与速度方向一致，电子运动一周电场力微的功印=B:2R=马R产故D错误。 二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 7、AC【解析】AB.在截面入射点在Q处射入玻璃柱体的光线在玻璃砖传播的距离最长 coS y 根据折射定律有n=sm siny 得.y=30° 又片1片12 n 3c 故A正确，B错误： CD.设折射光线PM在半圆界面刚好发生全反射 物理(YL)答案（第2页，共7页） 根据临界角公式sinC=L_2 n2 可得C=45°0M与水平方向的夹角为180°-(120°+45)=15°0N 与竖直方向的夹角为15°，有光透出的部分为MN圆弧对应圆心角为0=90° 则1BCD面上有光透出部分的面积为S=90° 180°x 可得S=πRh 2 故C正确，D错误。 故选AC。 8、BD【解析】AB.物体质量m越大，滑动变阻器阻值越大，根据“串反并同”，物体质量 m越大，电流表示数越小：则物体质量m越小，电压表示数越小，A错误，B正确： CD.设滑动变阻器上端到滑动端的长度为x,则mg=: 滑动变阻器接入电路的阻值为R=R E 根据闭合电路欧姆定律I= R。+R+r 电压表示数为U=IR 联立得U= mgRE mgR+k(R+r月 弹簧劲度系数k越大，当m变化时，电压表示数变化越小，即越不灵敏，C错误，D正确。 故选BD。 、AD【解折】小球在P点受力平衡，则有限=了，了=K,R=-引 联立解得长=，故A正确：小球运动到P点下方号时。0=45， 此时摩擦力大小为人=日9到，由牛领第二定律限+Fos45-了m. 联立解得a=√2g,B错误；在PW之间任取一点A,令A0与W之间的夹角为0， 则此时弹簧的弹力为F=k1-,1 2smd小球受到的摩擦力为f=u小=uFsin0, 化黄得斤=44sm0-》0在P之间增大在N减变小， 即摩擦力先变大后变小，故C错误： 根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等：故D正确： 10、BCD【解析】C.设电子穿过界面后的速度为片，由于电子只受法线方向的作用力，其 沿界面切线方向速度不变。则o,sin日=vsin 电子穿过界面的过程中，根据动能定理（似，-只）)m’ 故C正确； 物理(YL)答案（第3页，共7页） ABD.上式解得2=+ 2e(o2-g)】 如图所示 法线 界面 法线 sin.=- v sine 则有 g 2e(p2-9) m 所以81>02 故A错误，BD正确。 故选BCD, 三、填空题（本题共2小题，共16分） 11、(1)A (2) n(hg-he) mgh。(3)2g 2 【解析】(1)实验中，为了使得软笔尖在钢柱表面画第一条痕凌时，钢柱的速度为0，需 要先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。故选A。 (2)[1]电动机每秒转动圈，则相邻痕迹之间的时间间隔为T='由于匀变速直线运 动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有。=”，解得y。-仙一】 2T 2 [2]结合上述可知，此时钢柱的重力势能比开始下落时减少值为E。=g。 (3)根据机核能守恒定律有动旷变形得2=2gh可知，若钢柱下落过程中机械能 守恒，则图线的斜率近似等于2g。 71 12、(1)C (2) (3) (4 +3 【解析】(1)由于连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略，当压强增加后， 连接部分软管内的气体体积也减小，但连接部分体积未变，则注射器中有气体进入连接部分， 相当于注射器漏气，当V减小时， 广增大，口随之增加的程度不是线性关系，当V越小时。 压强越大，进入软管内的气体鵡多，压强增加程度越小，斜率越小，故绘出的刀一图像 可能为C。 物理(YL)答案（第4页，共7页） (2)设连接注射器与压强传感器之间软管内气体的体积为，根据玻意耳定律 p(V+V)=C 则有。=C+) 当。为0时，-，代入上式得%= (3)设大米的体积为∥，以注射器内及软管内封闭的气体为研究对象，由玻意耳定律 p(V+'。-')=C 则有分c+- 当二为0时，作队.代入上式得队=斯，=片+ 则可求出大米的密度为P="=m V*+ (4)用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动活塞时，气体的温度会增加，由理 想气体状态方程P=C 知随着体积增加，。V图像的斜率减小，故图像如图 p 1 p 0, 分 四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分） 1B、①)气体温度缓慢降低过程，气体发生等容变化，则有受-号 其中T=(273+97)K=370K,T=(273+78.5)K=351.5K 解得p=0.95×10Pa 瓶塞受力分析，如图所示 由平衡条件有PS-pS=Fy sina+f cosa 又f=F 物理(YL)答案（第5页，共7页） 联立解得∫≈3.1N (2)空气进入暖水瓶后，瓶内温度不变，压强等于大气压强，根据p'+PAV=乃V, 可得m=4=B-P=1 m V p19 ①对小物块a从A到第一次经过C的过程，根据机械能守恒定律有 第一次经过C点的向心加速度大小为a=二-2g=16ms ②根据牛顿第二定律可知小物块a在DE上向上运动和向下运动的加速度大小分别为 a=gsin0+ug cos0=8m/s? ag=gsin 0-tg cos=2m/s? 将小物块a在DE上的若干次运动等效看作是一次完整的上滑和下滑，则 1 1 根据运动学公式有20上=2a片 解得上=」 12 (2)对小物块a从A到F的过程， 根据动能定理有m=mgh-Lsm0-2R-cos0小-4 co0 解得ve=2m/s 设滑块长度为1时，小物块恰好不脱离滑块，且此时二者达到共同速度，根据动量守 恒定律和能量守恒定律有mwF=2mn m-方2m+2ung 解得1=0.2m 15、1)根据牛顿第二定律B,=m上，不同角度射向碱场的质子都能实现“反射”，d 的最小值为d。=2r=2m。 Be (2)设水平方向为x方向，竖直方向为y方向，x方向速度不变，y方向速度变小，假 1 1设折射角为0，根据动能定理Ue=m-)m 二房 2 解得男=√2v。 根据速度关系osin0=sin0 解得n=sn9=上=V5 sing'v。 物理(YL)答案（第6页，共7页】 (3)全反射的临界情况：到达Ⅲ区的时候y方向速度为零，即Ue=0-一m(y。cos)2 可得U=-m2cos20 2e 即应满足U≤- my cos20 2e (4)临界情况有两个：1、全部都能打到，2、全部都打不到的情况， 根据几何关系可得∠CPQ=30° 所以如果U20的情况下，折射角小于入射角，两边射入的粒子都能打到板上，分情况 讨论如下： ①当U≥0时F=2Nmm, 又eU= 21 2m- mc,cos8所 解得F=2Nm√后8+2eC m 全部都打不到板的情况 ②根据几何知识可知当从Ⅱ区射出时速度与竖直方向夹角为60°时，粒子刚好打到D点， 水平方向速度为y,= 2 所以,=,y=5 tan60°- 6 又eW=2m时-2mcos所 21 解得U=-m 3e 即当U<-m时，F=0 3e ③部分能打到的情况，根据上述分析可知条件为(-m心≤U<0),此时仅有0点右侧 3e 的一束粒子能打到板上，因此F=N 解得F=Nm后+20 物理(YL)答案（第7页，共7页）