[物理]湖南省岳阳市岳汨联考2023_2024学年高三下学期5月月考试题(解析版)

这是一份[物理]湖南省岳阳市岳汨联考2023_2024学年高三下学期5月月考试题(解析版)，共21页。试卷主要包含了选择题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 北京冬奥会速滑比赛中的某段过程，摄像机和运动员的位移x随时间t变化的图像如图，下列说法正确的是（ ）
A. 摄像机做直线运动，运动员做曲线运动
B. 时间内摄像机在前，时间内运动员在前
C. 时间内摄像机与运动员的平均速度相同
D. 时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度
【答案】C
【解析】A．图像只能表示直线运动的规律，则摄像机和运动员都在做直线运动，故A错误；
B．图像反映了物体的位置随时间的变化情况，由图可知，在时间内摄像机一直在前，故B错误；
C．时间内摄像机与运动员的位移相同，所用时间相同，根据
可知，平均速度相同，故C正确；
D．图像的斜率表示速度，则在时间内摄像机的速度先大于运动员速度，在等于运动员速度，后小于运动员速度，故D错误。
故选C。
2. 2020年12月19日，嫦娥五号带回1731克月球土壤，开启了我国对月球矿物资源探索研究的新纪元。据推测，月球地壳浅层中富含氦-3（）元素，氦-3是理想的热核反应原料，它与氘（）聚变产生质子与另一生成物，不会给环境带来危害。下列有关该核反应的说法正确的是（ ）
A. 该核反应可在常温下进行B. 另一生成物为
C. 另一生成物为D. 与氦-3比较，另一生成物的质量更小
【答案】B
【解析】A.热核反应的发生需要极高的温度，常温下不能进行，故A错误；
BC.由题意，写出核反应方程式为
根据电荷数和质量数守恒可知另一生成物X，故B正确，C错误；
D.与氦-3比较，氦-4的质量更大，故D错误。
故选B。
3. 呼气试验是临床用于检测幽门螺旋杆菌感染的一种方法。被检者空腹，用约20mL凉开水口服一粒尿素[]胶囊，静坐25分钟后，用吹气管向二氧化碳吸收剂中吹气，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断患者胃中幽门螺旋杆菌的存在情况。已知的半衰期大约是5730年，发生的是β衰变，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变释放β射线时，生成的新核X的核电荷数比的核电荷数少1
B. 含的化合物与单质衰变快慢相同
C. 被检者体温越高衰变越快
D. 由于衰变释放能量，新核X的质量数比的质量数少
【答案】B
【解析】A．由电荷数守恒可知，发生β衰变时，生成的新核X的核电荷数比的核电荷数多1，故A错误；
BC．衰变发生在原子核内部，跟单质还是化合物无关，跟外界环境无关，故B正确，C错误；
D．由于β衰变释放能量，新核X的质量比的质量少，但是根据质量数守恒可知，新核的质量数等于的质量数，故D错误。
故选B。
4. “嫦娥四号”月球探测器登陆月球背面的过程可以简化为如图所示的情景：“嫦娥四号”首先在半径为r、周期为T的圆形轨道I上绕月球运行，某时刻“嫦娥四号”在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入近月圆形轨道Ⅲ。轨道Ⅱ与轨道I、轨道Ⅲ的切点分别为A、B，A、B与月球的球心O在一条直线上。已知引力常量为G，月球的半径为R，体积，则（ ）
A. 月球的平均密度为
B. 探测器在轨道Ⅱ上A、B两点的线速度之比为
C. 探测器在轨道Ⅱ上A、B两点的加速度之比为
D. 探测器从A点运动到B点的时间为
【答案】A
【解析】A．设月球质量为M，“嫦娥四号”质量为m，则由
得，月球质量为
则月球平均密度为
故A正确；
B．由开普勒第二定律得
得
故B错误；
C．探测器在轨道Ⅱ上A、B两点的合外力即为在该点所受万有引力，即
则加速度之比为
故C错误；
D．设探测器在椭圆轨道上的周期为T1，则由开普勒第三定律知
则探测器从A点运动到B点的时间为
故D错误。故选A。
5. 如图甲所示，在平面内有两个波源（，）和（，），两波源做垂直于平面的简谐运动，其振动图像分别如图乙和图丙所示，两波源形成的机械波在平面内向各个方向传播，波速均为。平面上有A、B两点，其位置坐标分别为（，），（，），则（ ）
A. 两波源形成的波不同，不能产生干涉现象
B. 图中点（，）的振幅为
C. AB连线上有一个振动加强点
D. 两波源的连线上（不含波源）有11个振动减弱点，它们的位移大小始终是
【答案】C
【解析】A．由图乙、图丙可知两列波的周期都为，则两列波的频率都为
可知两列波的频率相同，相位差恒定，可形成稳定的干涉现象，A错误；
B．两列波的波长均为
点到两波源的波程差为
由于两波源的起振方向相反，可知点为振动减弱点，故点的振幅为
B错误；
C．点到两波源的波程差为
由于两波源的起振方向相反，可知、两点均为振动减弱点，而两波源到点波程差为，两波源到点波程差为，因此、连线上有一个波程差为的点，该点为振动加强点，C正确；
D．两波源的连线上（不含波源）点与两波源的波程差满足
由于两波源的起振方向相反，可知当波程差满足时，该点为振动加强点，则有
可知两波源的连线上（不含波源）有11个振动加强点，它们的振幅为，但位移在到之间变化，D错误。故选C。
6. 如图所示，某透明介质的横截面为等腰直角三角形ABC，O为斜边BC的中点，介质内O点的点光源向各个方向发射光线，其中从AC边上的D点射出的光线平行于底边BC，且，从E点射出的光线垂直BC向上。已知DE两点距离为。则该光在介质中发生全反射的临界角C为（ ）
A. 45°B. 30°C. 60°D. 75°
【答案】A
【解析】由几何关系可知，题图中
故光线OD在AC面上的入射角为30°，折射角为45°；根据光的折射定律有
由
可知
故选A。
7. 如图所示，不带电的金属球N的半径为R，球心为O，球N左侧固定着两个电荷量大小均为q的异种点电荷，电荷之间的距离为2R。M点在点电荷＋q的右侧R处，M点和O点以及＋q、－q所在位置在同一直线上，且两点电荷连线的中点到O点的距离为5R。当金属球达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A. M点的电势低于O点的电势
B. M点的电场强度大小为
C. 感应电荷在球心O处产生的场强大小为
D. 将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功不相等
【答案】C
【解析】A．金属球靠近M点的位置感应出负电荷，M点左侧图示虚线位置上电场线向右，沿着电场线的方向电势逐渐降落，处于静电平衡的金属球是一等势体，M点的电势高于O点的电势。A错误；
B．M点的电场强度大小由三部分组成，等量异种电荷的电场和金属球上的感应电荷的电场，等量异种电荷在M点的电场强度之和为
方向水平向右，感应电荷在M点产生的场强之和应水平向右，故合场强要大于，B错误；
C．金属球处于静电平衡内部场强处处为0，等量异种电荷在O点的电场强度之和为
方向水平向右，所以感应电荷在球心O处产生的场强大小等于，方向水平向左，C正确；
D．M点与金属球上不同点间的电势差相等，将一电子由M点移到金属球上不同点，克服电场力所做的功相等。D错误。故选C。
8. 如图甲所示，质量为2kg的物体静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为0.4，与地面间的最大静摩擦力为9N。t=0时刻起，物体受到一个水平向右的力F作用，其大小随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A. t=0到t=4s时间内摩擦力的冲量为零
B. t=4s时物体开始运动
C. t=6s时物体的速度大小为
D. t=11s时物体恰好停止运动
【答案】C
【解析】A．根据 ，t=0到t=4s时间内摩擦力不等于零，所以摩擦力的冲量不等于零，A错误；
B．根据图像，拉力为，t=4s时拉力等于8N，小于最大静摩擦力9N，物体仍然静止，B错误；
C．根据，4.5s末物体开始运动，在4.5～6s时间内，拉力和摩擦力的冲量分别为
根据动量定理得
解得
C正确；
D．在4.5～11s时间内，拉力和摩擦力的冲量分别为
由此可知，t=11s前物体已经停止运动，D错误。故选C。
二、多选题（共4小题，每题5分，共20分）
9. 直角坐标系的y轴为两种均匀介质I、Ⅱ的分界线，位于坐标原点处的波源发出的两列机械波a、b同时在介质I、Ⅱ中传播，某时刻的波形图如图所示。已知位置是此时刻a波传到的最远点，则（ ）
A. 两列波的频率关系为
B. 此时刻b波传到位置
C. 波源的起振方向沿y轴正方向
D. 从图示时刻起，质点P、Q中，Q将先到达最大位移处
【答案】BD
【解析】A．由题意可知，这两列波是由同一振源引起的，故两列波的频率关系为
故A错误；
B．由图象可知，a波的波长为，由图象可知，b波的波长为，则有
由题目可知
整理可得
代入数据可得，故B正确；
C．由题可知，此时刻a = 6m的质点刚刚开始振动，根据质点的传播方向和振动方向的关系可知，该质点此时刻向y轴负方向振动，说明振源开始振动的方向也为y轴负方向，故C错误；
D．根据传播方向可以知道，该时刻P、Q质点均向y轴正方向振动，质点P经过个周期到达最大位移处，而质点Q在小于个周期的时间里就能达到最大位移处，即Q质点先
到达最大位移处，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，一个半径为的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端点正上方的点水平抛出（小球可视为质点），恰好从半圆柱体的右上方点掠过。已知为半圆柱体侧面半圆的圆心，与水平方向夹角为，，，不计空气阻力，重力加速度取，则（ ）

A. 小球从点运动到点所用时间为
B. 小球从点运动到点所用时间为
C. 小球做平抛运动的初速度为
D. 小球做平抛运动的初速度为
【答案】AC
【解析】AB．小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点，可知速度与水平方向夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则有
因为
解得
根据
可得小球从点运动到点所用时间为
故A正确，B错误；
CD．小球平抛运动的初速度
故C正确，D错误。
故选AC。
11. 如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线、、、，在与和与之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向垂直于虚线所在平面向里。现有一矩形线圈abcd，宽度，质量为，电阻为2Ω，将其从图示位置静止释放（cd边与重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻cd边与重合，时刻ab边与重合，时刻ab边与重合，之间图线为与t轴平行的直线，之间和之后的图线均为倾斜直线，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度g取）则（ ）
A. 在时间内，通过线圈的电荷量为
B. 线圈匀速运动的速度大小为
C. 线圈的长度为
D. 时间内，线圈产生的热量为
【答案】BC
【解析】B．根据平衡有
mg=BIL
又
联立，解得
v＝8m/s
故B正确；
C．t1～t2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动，知ab边刚进上边的磁场时，cd边也刚进下边的磁场。设磁场的宽度为d，则线圈的长度
=2d
线圈下降的位移为
则有
代入数据，解得d=1m
所以线圈的长度为
故C正确；
A．在0～t1时间内，cd边从L1运动到L2，通过线圈的电荷量为
故A错误；
D．0～t3时间内，根据能量守恒得
故D错误。故选BC。
12. 如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，z轴上的A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷，在z轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强最强的点，这两个点关于原点O对称。在A点将质量为m、电荷量为的小球套在轨道AC上（忽略它对原电场的影响），将小球由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 图中的A点是z轴上场强最强的点
B. 轨道上A点的电场强度大小为
C. 小球刚到达C点时的加速度不为0
D. 小球刚到达C点时的动能为
【答案】BD
【解析】A．由题意可知
如图所示，P为z轴上一点，PD连线与z轴的夹角为
根据等量同种电荷电场分布可知P点的电场强度竖直向上，大小表示为
整理得
令，，可得函数
对函数求导
令，解得
结合导函数的性质可知，在时，单调递增，在时，单调递减，因此时，电场强度最大，即
由此可知，z轴上距离O点处的两点电场强度最大，故A错误；
B．，轨道上A点的电场强度大小
故B正确；
C．由几何关系可知
，
根据对称性可知，A、C两点的电场强度大小相等，因此，C点的电场强度方向沿x轴正方向，电场强度大小表示为
小球在C点时的受力如图所示
小球在C受到的电场力为
沿杆方向的合力为
解得
由此可知小球刚到达C点时的加速度为0，故C错误；
D．根据等量同种电场分布和对称关系可知，A、C两点电势相等，电荷从A到C的过程中电场力做功为零，根据动能定理可得
解得
故D正确。
故选BD。
三、计算题（共4小题，共48分）
13. 某同学利用如图甲所示装置探究合力的功与动能变化间的关系。斜面的倾角为，其底端与光滑的水平台面平滑连接，斜面上每间隔长度的A、B、C、D、E五个位置处可放置挡板，装置的右侧固定一个竖直木板，木板上粘贴有白纸和复写纸。该同学用游标卡尺测量钢球的直径d，从而在白纸上确定了水平面上钢球圆心等高点的位置，记为O点，并在白纸上建立竖直方向的坐标轴，白纸到水平台面右端的距离为s。现分别从斜面上五个位置处静止释放质量为m的钢球，在白纸上测得了五组墨迹的中心点的坐标值y。重力加速度为g。
（1）利用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图丙所示，则钢球直径______mm；
（2）如果作出的______图像（选填“”、“y”、“”或“”）是一条直线，如图乙所示，则表明钢球所受合力的功与钢球获得的速度的平方成正比；
（3）若图像中直线的斜率为k，则钢球所受的合力______（用题目给定的物理量表示）。
【答案】（1）11.40 （2） （3）
【解析】（1）[1]游标卡尺读数为
（2）[2]刚下落过程中，合力的功
设小球运动到斜面底端的速度为v，离开水平面后做平抛运动，水平方向
竖直方向
可得
若作出的图像是一条直线，则说明。
（3）[3]根据动能定理
可得
其中斜率
可得
14. 新冠疫情期间，测温仪广泛使用，测温仪的核心部件是金属热敏电阻。
（1）某同学想利用如图（a）所示电路测量热敏电阻在不同温度时的电阻，则在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到___________（填“a”或“b”）端。
（2）通过测量得出了电阻随温度变化的规律如图（b）所示，其中一条是直线是理论值，则实验值是直线___________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
（3）该同学用上述热敏电阻连接成如图（c）所示电路，制作一简易的测温仪，其中电源电动势，内阻，理想电压表满偏电压为，定值电阻，为了使热敏电阻在时电压表满偏，电阻箱R应该调成___________。
（4）利用上述方法。可以将理想电压表刻度线改成温度刻度线，则温度刻度线是___________（填“均匀”、“左疏右密”或“左密右疏”）。
（5）该测温计使用较长时间后，电源电动势减小，内阻变大，导致测量结果___________（填“大于”、“小于”或“等于”） 真实值。
【答案】（1）b （2）I （3）149 （4）左密右疏 （5）大于
【解析】（1）[1]在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到电阻最大的位置，即调到b端。
（2）[2]由电路可知，采用电流表外接，电阻测量值偏小，即相同温度下的实验值偏小，则实验值是直线Ⅰ。
（3）[3]热敏电阻在时电阻为Rt=100Ω，电路中的电流
则电阻箱的阻值
（4）[4]电压表读数
而Rt=kt
则
描绘出大致的t-U2图像如图，由数学关系可知，将电压表刻度线改成温度刻度线之后，温度刻度线左密右疏。
（5）[5]该测温计使用较长时间后，电源电动势减小，内阻变大，根据
可知U2偏小，则读出的t值偏大，即导致测量结果大于真实值。
15. 某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练。某次训练中使用的红色冰壶A和蓝色冰壶B的质量均为20kg，初始时两冰壶之间的距离s=7.5m，运动员以v0=2m/s的初速度将红色冰壶A水平掷出后，与静止的蓝色冰壶B碰撞，碰后红色冰壶A的速度大小变为vA=0.2m/s，方向不变，碰撞时间极短。已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为μ=0.02，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）红色冰壶A从开始运动到停下所需的时间；
（2）两冰壶碰撞过程中损失的机械能。
【答案】（1）6s；（2）3.2J
【解析】解：（1）红色冰壶A以v0=2m/s的初速度开始运动后，加速度大小由牛顿第二定律为
方向向左，冰壶A做减速运动，设在与B碰撞时速度为v1，则有
所用时间为
与冰壶B碰撞后，以速度大小变为vA=0.2m/s，方向不变，做减速运动直到停下，所用时间
红色冰壶A从开始运动到停下所需的时间为
t=t1+t2=5s+1s=6s
（2）两冰壶碰撞满足动量守恒，则有
mv1=mvA+m vB
解得
vB=v1−vA=1 m/s −0.2 m/s=0.8m/s
两冰壶碰撞中损失的机械能
16. 如图所示，在xOy坐标系所在的平面内，第二象限内有一半径为R的圆形匀强磁场区域Ⅰ，磁场边界与x轴和y轴分别相切于A、C两点，磁场方向垂直平面向里，磁感应强度大小为B。在0≤x≤R的区域有垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为。在R≤x≤2R区域有与x轴平行的匀强电场，电场强度大小为E，方向沿x轴负方向，x＝2R处放置与x轴垂直的荧光屏。沿x轴移动的粒子发射器能持续稳定的沿平行y轴正向发射速率相同的带负电粒子，该粒子的质量为m，电荷量大小为q．当粒子发射器在A点时，带电粒子恰好垂直y轴通过C点。带电粒子所受重力忽略不计。
（1）求粒子的速度大小；
（2）当粒子发射器在－2R＜x＜0范围内发射，求匀强磁场Ⅱ右边界有粒子通过的区域所对应纵坐标的范围；
（3）当粒子发射器在范围内发射，求荧光屏上有粒子打到的区域的长度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由A点射入的粒子恰好垂直轴通过C点，可知圆周运动的圆心在坐标原点处，圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有
解得粒子的速度为
（2）当粒子在－2R＜x＜0范围内发射时，由于轨迹圆半径等于磁场圆半径，粒子射入点、磁场圆圆心、轨迹圆圆心、粒子的射出点组成菱形，则射出点在磁场圆圆心水平右侧R处，即所有的粒子均从C点离开匀强磁场区域Ⅰ，与y轴正向夹角在0~180°范围内均有粒子射出粒子射入磁场Ⅱ区域做匀速圆周运动，由向心力公式得
解得
r＝2R
由C点沿y轴负方向射入磁场Ⅱ的粒子，从磁场Ⅱ右边界时的位置最靠下为D点，运动轨迹如图所示，由几何关系得
粒子的运动轨迹与磁场Ⅱ右边界相切时，切点F为从右边界射出的最上方的位置，运动轨迹如图所示
由几何关系得
匀强磁场Ⅱ右边界有粒子通过的区域所对应纵坐标的范围是
（3）当粒子在范围内发射时，运动轨迹如图所示
由几何关系可知处射入的粒子在Ⅰ区偏转120°由C点进入Ⅱ区，在Ⅱ区偏转30°垂直右边界由G点射出
进入电场后做匀加速直线运动打到荧光屏上M点；
处射入的粒子在Ⅰ区偏转60°由C点与Ⅱ区左边界成60°进入Ⅱ区，在Ⅱ区偏转60°后在H点沿y轴正向进入电场．
进入电场后做类平抛运动打到荧光屏上K点，x轴方向
y轴方向
荧光屏上有粒子打到的区域的长度
解得