2023-2024学年湖南省雅礼中学高三上学期月考（一）物理试卷（解析版）

大联考雅礼中学2024届高三月考试卷（一）

物理

时量75分钟，满分100分。

一、单选题（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. 如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　）

A. 若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大

B. 若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大

C. 若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大

D. 若改用波长大于单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零

2. 2021年6月17日我国神舟十二号载人飞船入轨后，按照预定程序，与在同一轨道上运行的“天和”核心舱交会对接，航天员将进驻“天和”核心舱。交会对接后神舟十二号飞船与“天和”核心舱的组合体轨道不变，将对接前飞船与对接后的组合体对比，下面说法正确的是（　　）

A. 组合体的环绕速度大于神舟十二号飞船的环绕速度

B. 组合体的环绕周期大于神舟十二号飞船的环绕周期

C. 组合体的向心加速度大于神舟十二号飞船的向心加速度

D. 组合体所受向心力大于神舟十二号飞船所受的向心力

3. 如图所示为一拔桩机的设计示意图，绳CDE与绳ACB连接于C点。在D点施加竖直向下的力F可将桩拔起。保持CD段绳水平，AC段绳竖直，更省力的措施是（　　）

A. 减小α角，增大β角 B. 减小α角，减小β角

C. 增大α角，增大β角 D. 增大α角，减小β角

4. 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（　　）

A. 此交流电的频率为

B. 此交流电动势的有效值为

C. 当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大

D. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率最大

5. 已知汽车在平直路面上由静止启动，阻力恒定，最终达到最大速度后以额定功率匀速行驶，ab、cd平行于v轴，bc反向延长线过原点O，汽车质量为M，已知M、、、，下列说法不正确的是（　　）

A. 汽车额定功率为 B. 汽车从b到c过程作变加速运动

C. 汽车匀加速运动持续的时间为 D. 汽车从a到b过程克服阻力做功

6. 一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播，t0=0刻平衡位置坐标x=0.5 m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5 s时的波形如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 如果波沿x轴正方向传播，最大的周期为1.5s

B. 波沿x轴传播，最小的速度为3m/s

C. 如果波沿x轴正方向传播，0~0.5s内质点P经过的最短路程为1.5m

D. 如果波速为21m/s，则波一定沿x轴负方向传播

二、多选题（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. 某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，为等势面上的点，为两电荷连线上对称的两点，为两电荷连线中垂线上对称的两点。则（　　）

A. 两点的电势差

B. 负电荷从点移到点，电势能增加

C. 两点电场强度等大反向

D. 两点的电场强度相同，从到的直线上电场强度先变大后变小

8. 正方形导线框边长为，垂直纸面向里的水平匀强磁场区域，上、下边界分别为、，宽度为。线框平面竖直，边与平行，距离为，线框从静止释放后，边在下落过程中经过与经过时的速度相等。重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）

A. 边刚进入磁场时，线框加速度一定向上

B. 磁场的宽度可能小于线框的边长

C. 边到达的速度一定等于

D. 线框穿过磁场的全过程，产生的焦耳热一定为

9. 如下图，是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作卡诺逆循环过程（制冷机）的图像，虚线、为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（　　）

A. 过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低导致的

B. 一个循环过程完成后，气体对外放出热量

C. 过程向低温热源释放的热量等于过程从高温热源吸收的热量

D. 过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功

10. 如图所示，一质量为M的长直木板放在光滑的水平地面上，木板左端放有一质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为μ，在长直木板右方有一竖直的墙。使木板与木块以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），设木板足够长，木块始终在木板上，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 如果M=2m，木板只与墙壁碰撞一次，整个运动过程中摩擦生热的大小为

B. 如果M=m，木板只与墙壁碰撞一次，木块相对木板的位移大小为

C. 如果M=0.5m，木板第100次与墙壁发生碰撞前瞬间的速度大小为

D. 如果M=0.5m，木板最终停在墙的边缘，在整个过程中墙对木板的冲量大小为1.5mv0

三、实验题（11题6分，12题10分）

11. 如图所示，某同学利用水平桌面上的气垫导轨和数字计时器，探究滑块沿气垫导轨下滑过程中机械能是否守恒。气垫导轨上有很多小孔，气泵送来的压缩空气从小孔喷出，使得滑块与导轨之间有一层薄薄的空气层，滑块运动时阻力近似为零。

（1）实验时，气垫导轨的b端需用垫片垫高。用50分度游标卡尺测量某块垫片的厚度，标尺位置如图所示，其读数为__________mm。

（2）设实验测得垫片的总高度为h，遮光条的有效宽度为d，单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离为L，滑块经过光电门1和光电门2时的遮光时间分别为和，则还需要测量的物理量是__________（写出物理量的符号并说明），实验需要验证的关系式是__________（用题中和所测物理量字母表示）。

（3）数据处理时发现重力势能减小量小于动能增加量，造成的原因可能______。

A．滑块释放位置不够高

B．充气泵的气流较小，滑块与导轨存在较大摩擦

C．导轨被垫高之前没有将导轨调节水平，被垫高的一端偏高

（4）光电门计时器的计时原理：光电门中的光敏元件接收到的光线是直径约的圆柱型光束，只要遮光条前沿挡住90％的光照就能使光控信号u上跳为H，只要后沿让光照恢复达到70％就能使光控信号u下跳为L。计时器可以设置两种计时模式：①记录前沿挡光与后沿复光信号之间的时间；②记录2次前沿挡光信号之间的时间。根据以上信息，下列哪种型号的遮光条测量速度的误差最小______（填“甲”“乙”或“丙”）。

12. 甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E及电阻R1和R2的阻值．

实验器材有：待测电源E(不计内阻)，待测电阻R1，待测电阻R2，电压表V(量程为1.5V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．

(1)先测电阻R1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：

闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1.保持电阻箱示数不变，_______，读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1＝___．

(2)甲同学已经测得电阻R1＝4.80Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值，该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，用测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E＝____V，电阻R2＝_____Ω(保留三位有效数字)．

四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分）

13. 图示是由透明材料制成的柱体的横截面图，圆弧AB所对的圆心角∠AOB为120°，圆弧半径为R，P为AO上的点。现有一光线沿纸面垂直OA从P点射入，射到圆弧面上的C点恰好发生全反射。已知OP=R，光在真空中传播的速度大小为c。求：

(1)透明材料的折射率和光线发生全反射的临界角；

(2)光从P点射入到第一次射出柱体所用的时间。

14. 如图所示，从A点以某一水平速度抛出质量的小物块1（可视为质点），当物块1运动至B点时，恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道，C端的切线水平且与长木板上表面等高，长木板静止在光滑水平面上，质量，其左端放置与小物块1完全相同的小物块2，右端固定挡板上连接一根轻质短弹簧，A点距C点的高度。小物块1滑行到车上立即与小木块2发生碰撞（碰撞时间极短），碰后两物块粘在一起在木板上向右滑动，一段时间后在木板的正中间与木板达到相对静止，物块与长木板间动摩擦因数，，，g取，弹簧始终在弹性限度内，求：

(1)小物块1抛出时水平速度的大小；

(2)小物块1滑动至C点时，对圆轨道压力大小；

(3)木板的长度。

15. 如图甲所示，某多级直线加速器由横截面相同的金属圆板和4个金属圆筒依次排列组成，圆筒的两底面中心开有小孔，其中心轴线在同一直线上，相邻金属圆筒分别接在周期性交变电压的两端。粒子从圆板中心沿轴线无初速度进入加速器，在间隙中被电场加速（穿过间隙的时间忽略不计），在圆筒内做匀速直线运动。若粒子在筒内运动时间恰好等于交变电压周期的一半，这样粒子就能“踏准节奏”在间隙处一直被加速。粒子离开加速器后，从O点垂直直线边界OP进入匀强磁场区域I，OP距离为a，区域I的PO、PQ两直线边界垂直。区域I的上边界PQ与匀强磁场区域Ⅱ的下直线边界MN平行，其间距L可调。两区域的匀强磁场方向均垂直纸面向里，磁感应强度大小。现有质子（）和氘核（）两种粒子先后通过此加速器加速，加速质子的交变电压如图乙所示，图中、已知。已知质子的电荷量为、质量为，不计一切阻力，忽略磁场的边缘效应。求：

（1）金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比；

（2）加速氘核时，交变电压周期仍为，则需要将图乙中交变电压调至多少；加速后，氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径多大；

（3）为使上述先后通过此加速器的质子与氘核在匀强磁场Ⅱ中的运动轨迹无交点，两磁场间距的取值范围。