2024届湖南省师范大学附属中学高三上学期月考（二）物理试题（解析版）

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炎德·英才大联考湖南师大附中2024届高三月考试卷（二）物理时量75分钟，满分100分。第I卷一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1. 在力学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了物理学的进步。对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实不相符的是（　　）A. 伽利略首先建立平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动的概念B. 胡克提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比C. 卡文迪许是测量地球质量的第一人D. 伽利略根据理想斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动2. 甲、乙两个物体初始时刻在同一位置，运动图像分别为图中实线和虚线，两个图像均为圆弧，圆弧的半径均为a，横纵坐标表示的物理意义未知，下列说法正确的是（　　）  A. 若实线和虚线分别为甲、乙的运动轨迹，则甲、乙的速率相同B. y表示速度，x表示时间，则时甲、乙间的距离为C. y表示加速度，x表示时间，则时甲、乙间的距离为D. y表示位移，x表示时间，则甲、乙的平均速度相同3. 如图所示，质量为m、长为L的均匀杆AB一端靠在墙上，用细绳CD拴杆于D点，图中AD等于，，，此时杆处于平衡状态，，。那么以下说法正确的是（　　）  A. 在图中杆A端所受摩擦力方向可能沿墙面向下B. 在图中杆与墙壁间最小动摩擦因数C. 在图中杆A端所受墙壁对杆的力一定沿杆方向D. 如果改变细线的位置而不改变夹角和，杆A端所受的摩擦力不可能为零4. 如图所示，在粗糙的斜面上用一个滑块将轻质弹簧压缩后由静止释放，滑块沿斜面上滑的距离为时脱离弹簧，上滑的距离为时速度变为0且不再下滑，用表示滑块的动能，表示滑块的重力势能（以斜面底端为零势能参考面），表示弹簧的弹性势能，E表示滑块的机械能，则以上各种能量随滑块上滑的距离x的图像中，可能正确的是（    ）  A.    B.   C.    D.   5. 在信息技术迅猛发展今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示。下列说法中正确的是（    ）  A. 图中光束①是红光，光束②是蓝光B. 在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度快C. 若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①条纹宽度比光束②的窄D. 光束①比②更容易发生明显衍射现象6. 如图所示，一个带正电的小球静止在光滑的水平面上，当时，在空间加上一个水平向右的大小为的匀强电场，当时，匀强电场突然反向，且大小变为，当时，小球恰好回到出发点，则下列说法中正确的是（　　）  A. B. 当时，小球离出发点最远C. 若仅将小球的比荷变为原来的2倍，则当时，小球将位于出发点的左侧D. 从到的时间内，小球的电势能先减小后增大再减小二、多项选择题（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. 如图1所示为医生用超探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号就形成了超图像；若探头发出的超声波在人体内传播时在时刻的图形如图2所示，波沿轴正向传播，是波传播路径上的两个质点，质点的振动比质点的振动超前，则下列说法正确的是（    ）A. 时刻，质点与质点振动情况相同B. 超声波在人体中传播速度大小为C. 反射的超声波传播速度会小于探头发射的超声波速度D. 从时刻开始，当质点第一次回到平衡位置时，质点的位移和时刻的位移相同8. 为简化“天问一号”探测器在火星软着陆的问题，可以认为地球和火星在同一平面上绕太阳做匀速圆周运动，如图1所示。火星探测器在火星附近的A点减速后，被火星捕获进入了1号椭圆轨道，紧接着在B点进行了一次“侧手翻”，即从与火星赤道平行的1号轨道，调整为经过火星两极的2号轨道，将探测器绕火星飞行的路线从“横着绕”变成“竖着绕”，从而实现对火星表面的全面扫描，如图2所示。以火星为参考系，质量为的探测器沿1号轨道到达B点时速度为，为了实现“侧手翻”，此时启动发动机，在极短的时间内喷出部分气体，假设气体为一次性喷出，喷气后探测器质量变为、速度变为与垂直的。已知地球的公转周期为，火星的公转周期为，地球公转轨道半径为，以下说法正确的是（　　）  A. 火星公转轨道半径B. 喷出气体速度u的大小为C. 假设实现“侧手翻”的能量全部来源于化学能，化学能向动能转化比例为，此次“侧手翻”消耗的化学能D. 考虑到飞行时间和节省燃料，地球和火星处于图1中相对位置时是在地球上发射火星探测器的最佳时机，则在地球上相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔为9. 一款健身车如图甲所示，图乙是其主要结构部件，金属飞轮A和金属前轮C可绕同一转轴转动，飞轮A和前轮C之间有金属辐条，辐条长度等于飞轮A和前轮C的半径之差。脚踏轮B和飞轮A通过链条传动，从而带动前轮C在原位置转动，在室内就可实现健身。已知飞轮A的半径为，脚踏轮B的半径为，前轮C的半径为，整个前轮C都处在方向垂直轮面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将阻值为R的电阻的a端用导线连接在飞轮A上，b端用导线连接前轮C边缘。健身者脚蹬脚踏轮B使其以角速度ω顺时针转动，转动过程不打滑，电路中其他电阻忽略不计，下列说法正确的是（   ）  A. 前轮C转动的角速度为 B. 前轮C边缘的线速度大小为C. 辐条两端的电压为 D. 电阻R的热功率与ω成正比10. 如图所示，杂技演员做水流星表演时，用一绳系着装有水的小桶在竖直平面内绕O点做圆周运动，整个运动过程中水没有流出。已知小桶内水的质量为，O点到水面的距离为，水面到桶底的距离为，小桶直径远小于，重力加速度大小为。则小桶转到最低点时水对桶底的压力大小可以为（    ）  A.  B.  C.  D. 第II卷三、非选择题（本题共5小题，共56分）11. 如图1所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图，该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。（1）用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，下面说法正确的是________。A．图中打点计时器应使用8V左右的交流电源B．实验时必须通过调节轨道左端的滑轮以让细线和轨道平行C．实验时必须把轨道右端抬高以补偿阻力，但不需要满足槽码的质量远小于小车的质量D．为了提高实验的精度，本实验需要改变车中砝码的个数以改变运动小车的质量，获得多组数据（2）某同学利用如图1所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，实验中重物始终未落地，最后得到了如图2所示的速度—时间图像，根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是________。  A．实验中没有补偿阻力        B．实验中没有满足小车质量远大于槽码质量C．实验中先让释放小车后打开打点计时器    D．实验中未保持细线和轨道平行（3）在“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中，为了提高实验精度，某同学通过合理的操作使用力传感器来测量绳子拉力，下面有关实验操作中说法正确的是________。A．实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量B．实验操作中不需要细线和轨道平行C．实验操作中不需要补偿阻力D．实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据（4）该同学为了研究力传感器的原理，查阅相关原理，发现力传感器内部的核心结构是如图3所示的装置，四个电阻贴在右侧固定的弹性梁上。其主要原理是在弹性梁左侧施加外力F时，弹性梁发生形变，引起贴在弹性梁上的四个电阻形状发生改变，引起电阻值大小发生变化，使输出的电压发生变化，把力学量转化为电学量。其电路简化图如图4所示。施加如图3所示的外力F，若要ad两点输出的电压尽量大，则图中A处电阻应为________（填“”或“”）。    12. 某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于）；多用电表一个；电压表V（量程3V，内阻约）；电流表A（量程0.6A，内阻约）；滑动变阻器R（最大阻值为）；定值电阻（阻值）；定值电阻（阻值）；开关一个，导线若干。（1）为了估测电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，组内三位同学的操作如下，你认为正确的是________。A．小明选择直流电压10V挡，红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极，测量电池的电动势B．小莉选择直流电压2.5V挡，红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极，测量电池的电动势C．小阳选择欧姆挡合适的倍率，欧姆调零后，直接将红、黑表笔与电池两极连接，测量电池内阻（2）①该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图乙所示，出现该现象的主要原因是________。A．滑动变阻器调节范围小    B．电压表量程偏大    C．干电池内阻较小②针对出现的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，在图丙中用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。（        ）③改进方案后重新测量，得到数据并绘出新的图像如图丁，可得干电池内阻为________。（结果保留2位有效数字）13. 如图所示，容积为V的气缸由导热材料制成，面积为S的活塞将气缸分成容积比为的上下两部分，气缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一个阀门K。开始时，K关闭，气缸上部气体压强为。现将K打开，容器内的液体缓慢地流入气缸，当流入的液体的体积为0.125V时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了0.25V，已知活塞的质量为M，体积不计，外界环境温度保持不变，重力加速度为g。求流入气缸内液体的密度。  14. 如图所示。“L”型平板B静置在地面上，物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑，光滑部分的长度。用不可伸长的经绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，第1次下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动，物块A以的速度沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞，一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度为零，此后再过0.75s小球恰好第4次回到最低点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，重力加速度，，整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小与；（2）从小球释放到小球第4次回到最低点，整个系统因摩擦产生的热量；（3）悬挂小球轻绳的长度。15. 如图所示，光滑的半圆形轨道ABC和粗糙斜面DE、EF固定在光滑的水平面上，A、D之间的距离足够大，C、E两点等高，半圆形轨道的半径，斜面DE和EF的倾角均为60°，可视为质点的滑块P、Q之间有一根处于压缩状态的轻质弹簧，滑块与弹簧之间均未栓接。现同时释放滑块P、Q，与弹簧分离后，滑块P恰能通过圆弧轨道的最高点C点，滑块Q沿斜面DE上滑通过E点后刚好落在F点。滑块Q与斜面DE之间的动摩擦因数，滑块P的质量，滑块Q的质量未知，且滑块Q通过D点时无机械能损失，重力加速度。求：（1）滑块P通过与圆心O等高的B点时加速度的大小；（2）滑块Q离开E点后与斜面EF间的最大距离；（3）弹簧对滑块Q的冲量大小和释放滑块P、Q之前弹簧所具有的弹性势能。