湖南省长沙市第一中学2023-2024学年高三下学期月考（七）物理

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物理
注意事项：
1．答卷前、考生务必将自己的姓名、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，将本试题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．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核发生了某种衰变，已知放射出的粒子速度方向及反冲核N原子核的速度方向均与磁场方向垂直，它们在磁场中运动的径迹是两个相内切的圆，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．碳14在衰变的过程中动量不守恒
B．图中大圆为反冲核N原子核的运动轨迹
C．碳14发生衰变
D．图中大圆与小圆直径之比为7∶1
2．如图所示，均匀介质中A、B、C三点构成直角三角形，，B、C处各有一波源，可发出波速均为2m/s的机械横波。已知A、C间的距离为8m，O为AB的中点，B、C处波源的振动方程分别为时刻两波源同时起振。下列说法正确的是（ ）
A．两波的波长均为2mB．10s时，A点在平衡位置
C．O点是振动加强点D．0~10s内，A点通过的路程为0.4m
3．如图所示，地心在O点处，曲线Ⅰ是卫星做圆周运动的轨道，其半径为曲线Ⅱ是卫星做椭圆运动的轨道，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（ ）
A．椭圆轨道的半长轴长度大于R
B．卫星在Ⅰ轨道的速率为，卫星在Ⅱ轨道B点的速率为，则
C．卫星在Ⅰ轨道的加速度大小为，卫星在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则
D．若，则卫星在A点的速率
4．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用时t拉出，外力所做的功为，外力的功率为；第二次用时2t拉出，外力所做的功为，外力的功率为，则（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程中，动量大小的最小值为（ ）
A．B．C．D．0
6．将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果，石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于。为了观察到“水漂”，某同学将一石子从距水面高度为h处以水平抛出，观察到在水面跳了n次，第次已不能从水面跳起。石子每次与水面接触后水平方向的速度方向不变大小减为接触前的一半、竖直方向的速度方向反向大小减为接触前的四分之三。不计石子在空中飞行时的空气阻力，重力加速度大小为g，则（ ）
A．B．
C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。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，透明材料的圆柱体底部中心P点处有一束光以入射角射入，已知圆柱体的底面半径为l，高度为，材料折射率，光在真空中的速度为c，则（ ）
A．，光线从圆柱体底部传播到顶部的时间
B．，光线从圆柱体底部传播到顶部的时间
C．任意改变入射角，圆柱体侧面可以有光线射出
D．任意改变入射角，圆柱体侧面始终没有光线射出
8．如图所示，在固定光滑斜面上固定两木板，两根完全相同的轻质弹簧1、2一端固定在木板上，中间拴接小球A处于静止状态，此时两弹簧的总长度恰好等于两弹簧的原长之和。已知斜面倾角为，弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m、重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧1的伸长量为
B．剪断弹簧1的瞬间，小球A的加速度大小为
C．剪断弹簧1后，小球A的振幅为
D．剪断弹簧1后，弹簧2给木板最大压力为
9．如图，足够长的两平行光滑金属导轨EF、GH水平放置，导轨中间分布有磁感应强度为1T、间距为1m的匀强磁场，磁场边界为倒置的正弦曲线。一粗细均匀的导体棒以4m/s的速度从ab位置向右匀速滑动（导体棒最大切割磁感线长度），定值电阻R的阻值为1Ω，导体棒接入回路的电阻也为1Ω，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，电压表为理想电压表且示数恒定，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．理想电压表的示数为2VB．导体棒运动到cd位置时，有电流流过R
C．导体棒上的热功率为1WD．流经R的最大电流为1A
10．如图所示，空间中有三个同心圆L、M、N，半径分别为R、3R、，图中区域Ⅰ、Ⅲ中有垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），区域Ⅱ中有沿半径向外的辐向电场，AOB为电场中的一条电场线，AO和OB间电压大小均为U，a、b两个粒子带电量分别为、，质量均为m，从O点先后由静止释放，经电场加速后进入磁场，加速时间分别为、，a进入Ⅰ区域后从距入射点四分之一圆弧的位置第一次离开磁场，b进入Ⅲ区域后恰好未从外边界离开磁场，不计粒子重力（ ）
A．Ⅰ、Ⅲ磁感应强度的比值
B．Ⅰ、Ⅲ磁感应强度的比值
C．为使两粒子尽快相遇，两粒子释放的时间间隔
D．为使两粒子尽快相遇，两粒子释放的时间间隔
三、实验题：本题共2小题，11题6分、12题8分，共14分。
11．（6分）某同学采用图甲所示的装置做“验证小球摆动的过程中满足机械能守恒定律”的实验。细线上端固定在铁架台上的O点，下端悬挂一小球，将小球拉起一定角度，由静止释放，摆到最低点时，恰好通过固定在铁架台上的光电门。
请回答下列问题。
（1）用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径d为______mm；小球通过光电门的时间为t。
（2）若测得O点与小球之间细线的长为L，初始位置细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为m，当地的重力加速度为g，则小球从释放点运动到最低点时重力势能的减少量为______；（用m、g、L、d、表示）
（3）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下小球通过光电门的时间t，为了直观地判断机械能是否守恒，可作______图像。（填字母序号）
A．B．C．D．
12．（8分）在日常生活中充电宝可以像电源一样使用，小明尝试测量充电宝B的电动势E及内阻r．设计了如图1所示的电路。均匀电阻丝XY长1.00m，电阻8.00Ω，标准电池A电动势为8.00V、内阻为0.50Ω，定值电阻。
（1）开关S断开，当滑动片J移动至位置时（X点与滑片J之间的距离）电流表G示数为零，则充电宝B的电动势______V（保留到小数点后第二位）；
（2）开关S闭合，滑片J移至处时电流表G示数为零，则充电宝B的内电阻______Ω（保留到小数点后第二位）；
（3）某金属丝电阻值R随摄氏温度t变化规律如图2所示。根据（1）（2）问中算得的电动势和内阻，小刘用该金属丝做测温探头，代替定值电阻。把开关S闭合，当温度变化时，调节滑动片J的位置，使电流表G示数为零，则可以把电阻丝长度XJ刻度改为相应的温度刻度，这样就得到了一个电阻温度计。如果电池、充电宝的电动势和内阻都不变，则温度越高，XJ值______（选填“越大”或“越小”）。当处时，测得的温度为______℃．
四、解答题：本题共3小题，共42分。其中第13题12分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。
13．（12分）如图所示，横截面积均为S的两导热汽缸A、B中装有同种气体，通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两汽缸中各有一个质量为m的活塞，汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，汽缸B中气柱长度为L，汽缸A中的活塞处于静止状态，气柱长度为3L。将一个质量为2m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上，稳定后A中气柱长度变为2L。打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，关闭阀门D。已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气。求：
（1）大气压强；
（2）放上C打开活塞，系统稳定后弹簧的形变量；
（3）最后关闭阀门时汽缸A中活塞与底端距离。
14．（14分）如图所示，和为固定在同一水平面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。导轨的段与段平行，间距为段与段平行，间距为1m。两根质量均为，电阻均为的金属杆a、b垂直于导轨放置，杆的长度恰好等于导轨间距。一根不可伸长的绝缘轻质细线一端系在金属杆b的中点，另一端绕过轻小定滑轮与质量为m，的重物c相连，线的水平部分与平行且足够长，c离地面足够高。已知两杆与导轨间的动摩擦因数均为，不计导轨电阻及电磁辐射，重力加速度为。
（1）若要保持整个系统静止，重物c的质量不能超过多少？
（2）若c的质量改为，将c由静止释放并开始计时，杆在运动过程中始终保持与轨道垂直且接触良好，求金属杆b的最大速度。
（3）在（2）的条件下，已知时，金属杆b已经非常接近最大速度，求这4s的过程中a棒上产生的焦耳热。
15．（16分）如图所示，在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接，水平面上有无穷多个位于同一直线上，处于静止状态的相同小球，小球质量质量的物体（可视为质点）从轨道上高的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小。物体和传送带之间的动摩擦因数，传送带AB之间的距离。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰。重力加速度，。求：
（1）物体从P点下滑到A点的过程中，摩擦力做的功；
（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，传送带对物体的冲量大小；
（3）物体第一次与小球碰后到最终的过程中因为物体在传送带上滑动而多消耗的电能。