湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高三物理上学期月考试卷（五）（Word版附解析）

这是一份湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高三物理上学期月考试卷（五）（Word版附解析），共13页。试卷主要包含了输电能耗演示电路如图所示等内容，欢迎下载使用。

物 理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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。每小题只有一项符合题目要求)
1.雨雪天气时路面湿滑，汽车在紧急刹车时的刹车距离会明显增加。如图所示为驾驶员驾驶同一辆汽车在两种路面紧急刹车时的v-t图像，驾驶员的反应时间为1s。下列说法正确的有
A.从t=0到停下，汽车在干燥路面的平均速度等于在湿滑路面的平均速度
B.从t=1s到停下，汽车在干燥路面的平均速度大于在湿滑路面的平均速度
C.从t=0到停下，汽车在干燥路面的行驶距离比在湿滑路面的行驶距离少10m
D.从t=1s到停下，汽车在干燥路面的加速度是在湿滑路面的加速度的1.33倍
2.如图所示，一小球(可视为质点)从坐标原点О外开始做平抛运动.初速度沿着x轴正方向。在坐标原点О处有束激光照射到小球上，随着小球的运动，激光束绕О点不停旋转，总能保持激光束正照射到小球上。设任意时刻激光束与x轴正方向的夹角为θ，小球做平抛运动的时间为t，不计空气阻力，则
A. B. C. D.
3.如图所示，图中阴影部分ABC为一折射率n=2的透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的四分之一圆弧，在圆弧面圆心D处有一点光源，ABCD构成正方形，若只考虑首次从AC直接射向AB、BC的光线，光在真空中的光速为c，则
A.从AB、BC面有光射出的区域总长度为R
B.从AB、BC面有光射出的区域总长度为
C.点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
D.点光源发出的光射到AB面上的最长时间光
4.深秋时节，郡园里的银杏果纷纷从树上掉落，2024届高三的某同学在某个无风的中午观察到一个银杏果从8m高处从静止落下，落地速度为5m/s。已知这颗银杏果的质量为4g，且下落过程中所受空气阻力与速度成正比，且关系为，重力加速度为10m/s2，请你计算银杏果下落时间t为
B.s
5.输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：6，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧变压器原，副线圈匝数比为2：1，R上的功率为40W；接2时，匝数比为1：2，R上的功率为P。以下判断正确的是
A.r=8Ω B.r=4Ω C.P=90W D.P=180W
6.已经从郡园毕业20年并躬耕中国航天事业的你带领着团队于2044年6月9日成功发射了一颗木星同步卫星Q，P为地球同步卫星，P、Q均做匀速圆周运动。已知木星的自转周期为T1，地球自转周期为T2，木星质量为地球质量k倍，设Q与木星中心的连线在单位时间内扫过的面积SQ，P与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为SP，则为
A. B. C. D.
二、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，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分)
7.某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则
A.一电子从b点运动到c点，电场力做负功 B.一质子从a点运动到d点，电场力做负功
C.a点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大
8.如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，不考虑灯泡电阻的变化，E是电源，内阻不能忽略，开关为S。分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，下列说法中正确的是
A.若S由断开到闭合，D1立马变亮
B若S由断开到闭合，D2和D3立马达到最亮，后亮度稍有减小最终保持不变
C.若闭合S待电路稳定后，在断开S瞬间，由于自感Ⅰ1和I2方向都不变
D.若闭合S待电路稳定后，在断开S瞬间，D2和D2亮度会突然增大，后逐渐熄灭
9.质谱仪的工作原理如图所示，大量粒子飘入加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片上。在一次测试中，大量的某种粒子经加速电场加速后刚进入匀强磁场时的速度大小均为v，打在底片上的位置到M点的最小距离为a，匀强磁场的磁感应强度为B，不考虑粒子的重力及它们之间的相互作用。则
A.粒子的比荷为
B加速电场的电压为
C.粒子在磁场中运动的时间
D.大量粒子所经过磁场区域最窄外的宽度头
10.如图所示，形状相同且足够长的木板A、B静止在光滑水平面上，物块C静止在B的右侧。某时刻木板A以水平向右的速度v与木板B发生弹性碰撞，碰撞时间极短可不计。若A、B、C的质量分别为km，m、，其中k>0，B、C之间粗糙，不计空气阻力，则
A.A、B碰撞后A将水平向左运动
B.A、B、C构成的系统在整个过程中动量守恒，机械能不守恒
C.A、B碰撞后一定不会发生第二次碰撞
D.A、B碰撞后仍可能会再次发生碰撞
三.填空题(本题共2小题，共14分)
11.(6分)由于打点计时器出现故障，物理实验小组用图甲所示的装置来测量滑块运动的加速度。将一较长且下端系着盛有有色液体的小漏斗(可视为质点)的细线﹐上端固定在拉力传感器上。置于水平桌面上的滑块用细绳跨过定滑轮与钩码相连，做合适的调节后使滑块拖动固定在其后面的宽纸带一起做匀加速直线运动。同时，使漏斗在垂直于滑块运动方向的竖直平面内做摆角很小(小于5°)的摆动。漏斗中漏出的有色液体在宽纸带上留下如图乙所示的痕迹。拉力传感器获得漏斗摆动时细线中拉力F的大小随时间t的变化图像如图丙所示，重力加速度为g，完成以下问题：
(1)图乙中测得A，C两点间距离为，A，E两点间距离为。则液体滴在D点时滑块速度的大小=________，在A、E两点间滑块加速度的大小为=_________。(从题给物理量符号、、、g及中选择你需要的符号来表示)
(2)根据题中所给数据，可知系着小漏斗(可视为质点)的细线长度L=_________。(从题给物理量符号、、、g及中选择你需要的符号来表示)
12.(8分)某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50Ω~250Ω。供选择的实验器材如下：
A.电源E：电动势为3V，内阻不计
B.电流表A1：量程为3mA，内阻r1=10Ω
C.电流表A2：量程为30mA，内阻r2约为12Ω
D.电阻箱Rl：阻值范围0~9999.9Ω
E.定值电阻R0：R0=50Ω
F.开关S、导线若干
(1)为了较准确地测量电阻Rx，某同学设计了图甲的实验电路图，根据所设计的电路图，设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，电阻箱的电阻为R1，则Rx的测量值为Rx=_________。(用所给字母表示)
(2)该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加外力F的Rx-F图像，如图乙所示，则由此图像可知，随压力F的增大，压敏电阻Rx的阻值__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为4V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源电动势E=5V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0～100N，压力为100N时对应电压表4V的刻度，则定值电阻R应取R=__________Ω，电压表2.5V刻度对应压力表__________N的刻度。
四、计算题(本题共3小题，其中第13题10分，第14题14分，第15题18分，共42分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分)
13.(10分)如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，求：
(1)物体A的振动方程；
(2)物体B对地面的最大压力大小。
✮14.(14分)如图甲所示，固定的光滑平行导轨(电阻不计)与水平面夹角为θ=30°，导轨足够长且间距L=0.5m，底端接有阻值为R=4Ω的电阻，整个装置处于垂直于导体框架向上的匀强磁场中，一质量为m=1kg、电阻r=1Ω、长度也为L的导体棒MN在沿导轨向上的外力F作用下由静止开始运动，拉力F与导体棒速率倒数关系如图乙所示。已知g=10m/s2。
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小；
(2)导体棒MN两端的最大电压；
(3)当棒的加速度a=8m/s2时，导体棒的速度大小。
15.(18分)“鲁布·戈德堡机械”是用迂回曲折的连锁机械反应完成一些简单动作的游戏。图为某兴趣小组设计的该类游戏装置：是半径为2L的光滑四分之一圆弧轨道，其末端B水平；在轨道末端等高处有一质量为m的“”形小盒C(可视为质点)，小盒C与质量为3m，大小可忽略的物块D通过光滑定滑轮用轻绳相连，左侧滑轮与小盒C之间的绳长为2L；物块D压在质量为m的木板E左端，木板E上表面光滑、下表面与水平桌面间动摩擦因数=0.5(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，木板E右端到桌子右边缘固定挡板(厚度不计)的距离为L；质量为m且粗细均匀的细杆F通过桌子右边缘的光滑定滑轮用轻绳与木板E相连，木板E与定滑轮间轻绳水平，细杆F下端到地面的距离也为L；质量为m的圆环(可视为质点)套在细杆F上端，环与杆之间滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小为mg。开始时所有装置均静止，现将一质量为m的小球(可视为质点)从圆弧轨道顶端A处由静止释放，小球进入小盒C时刚好能被卡住(作用时间很短可不计)，然后带动后面的装置运动，木板E与挡板相撞、细杆F与地面相撞均以原速率反弹，最终圆环刚好到达细杆的底部。不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)小球与小盒C相撞后瞬间，与小盒C相连的绳子上的拉力大小；
(2)木板E与挡板第一次相撞瞬间的速度大小；
(3)细杆F的长度以及木板E运动的总路程。
大联考长郡中学2024届高三月考试卷(五)
物理参考答案
一、选择题(本题共6小题﹐每小题4分﹐共24分。每小题只有一项符合题目要求)
1.C 【解析】从t=0到停下，汽车在湿滑路面的位移为=50m，平均速度为m/s=12.5m/s，从t=0到停下，汽车在干燥路面的位移为=40m，平均速度为m/s=13.3m/s，比较以上数据可知汽车在干燥路面的平均速度大于在湿滑路面的平均速度，汽车在干燥路面的行驶距离比在湿滑路面的行驶距离少10m，故A错误，C正确；从t=1s到停下，设汽车在干燥路面的平均速度为，在湿滑路面的平均速度为，==m/s=10m/s，说明二者平均速度大小相等，故B错误；从t=1s到停下，汽车在湿滑路面的加速度大小m/s2=6.7m/s2，从t=ls到停下，汽车在干燥路面的加速度大小m/s2=10m/s2，则从t=ls到停下，汽车在干燥路面的加速度是在湿滑路面的加速度的1.5倍，故D错误。
2.C 【解析】物体做平抛运动竖直方向的位移为，水平方向的位移为，因此激光束与x轴正方向的夹角θ的正切值为，即，故选C。
3.B 【解析】如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，因为临界角满足sinC=，即C=30°，则∠ADF=30°，同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则∠CDH=30°，根据几何关系可得AE=CG=Rtan30°=，AB、BC面有光射出的区域总长度为L=AE+CG=，故B正确，A错误；由题意可知，沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，由几何关系可知光从光源D到AC面的传播距离为R，材料中的传播距离为，在材料中的传播时间为，又，解得，光在空气中传播的时间为，所以，光源发出的光射到AB面上的最长时间为，故CD错误。
4.C 【解析】银杏果下落过程中由动量定理得：，代入数据得：，得t=1.50s，故C正确。
5.C 【解析】开关S接l时，，，=40W，且，代入数据解得：r=5Ω，故A，B错误；开关S接2时，，，，，，代入数据解得：P=90W，故C正确，D错误。
6.C 【解析】对Q有，，对P有，，整理得，故选C。
二.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，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分)
7.BD 【解析】由题图可知，则负电荷电荷从b点运动到从c点，电场力做正功，A错误；由题图可知=3V，=7V，电场力做功有=-4eV=-6.4×10-19J，电场力做负功，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则a点处的电场强度方向向左，C错误；由图可知四点中b点等差等势面最密集，则b点处的电场强度最大，D正确。
8.BD 【解析】A、B选项是通电自感，S闭合瞬间线圈L对电流的阻碍作用很大，由于电源内阻不能忽略，此时等效于外电阻最大，此时路端电压最大，随着电路的逐渐稳定路端电压逐渐减小后不变，故A错误，B正确；C、D选项是断电自感，I1方向不变，I2方向变化，电路稳定时D1电流为D2电流的两倍，由于自感线圈及D1，D2和D3组成闭合回路，电流立马都变为等于D1的电流，故C错误，D正确。
9.AD 【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为，根据牛顿第二定律可得，解得，故A正确；粒子在电场中加速，根据动能定理可得联立，可得，故B错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，粒子在磁场中运动的时间为，联立可得，故C错误；粒子在磁场中经过的区域为图中的阴影部分，根据几何关系有，最窄处的究度为，联立，可得，故D正确。
10.BC 【解析】设A，B碰撞后速度分别为，，由弹性碰撞，，解得，，若，A、B碰撞后A将继续水平向右运动，故A错误；B，C间相对运动，克服摩擦做功，A、B、C构成的系统在整个过程中动量守恒，机械能不守恒，故B正确；若，A、B碰撞后A将水平向左运动，A、B碰撞后不会发生第二次碰撞，若，设B，C最终达到的共同速度为，由B、C整体动量守恒有，解得，由，可知，即时，A、B碰撞后也不会发生第二次碰撞，故C正确，D错误。故选BC。
三.填空题(本题共2小题，共14分)
11.(6分，每空2分)(1)；；(2)。
【解析】⑴根据图丙可知漏斗振动的周期，由匀变速直线运动的规律可得液体滴在D点时滑块速度的大小；由，即，解得.
(2)根据单摆的周期公式，可得摆长。
12.(8分，每空2分)(1)；(2)减小；(3)200；25。
【解析】(1)的测量值为。
(2)由图可知，随压力F的增大﹐压敏电阻的阻值减小。
(3)由图乙，
根据欧姆定律
当F=100N时，=50Ω，此时电压表电压为4V，定值电阻的阻值为R=200Ω
将U=2.5V代入得F=25N。
四、计算题(本题共3小题，其中第13题10分，第14题14分，第15题18分，共42分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分)
13.(10分)【解析】(1)图乙可知振幅为A=….1分
周期为T=1.0s
角速度为rad/s……1分
规定向上为正方向，t=0时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为
…1分
则振子的振动方程为cm.…..…1分
(2)物体A在最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为F=mg
对于物体A有…2分
解得
当物体A运动到最低点时，物体B对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体A在最低点时加速度向上，且大小等于1.5g，由牛顿第二定律得
……2分
解得F′=5mg
由物体B的受力可知，物体B受水平面的最大支持力为……1分
由牛顿第三定律=6mg……1分
14.(14分)【解析)(1)导体棒的最大速度=0.1m/s，所以最大速度=10m/s……1分
此时拉力最小为=7N
根据共点力平衡条件可得…….2分
得……l分
代入数据得B=2T……1分
(2)导体棒速度最大时﹐产生的电动势最大，其两端电压最大
…2分
……1分
解得U=………1分
(3)根据功率与速度的关系可得拉力的功率P=70W……1分
当棒的加速度a=8m/s2时，拉力设为F'，速度为
根据牛顿第二定律可得…2分
而，'…1分
整理可得
解得=5m/s(或=-70m/s舍去)……1分
15.(18分)【解析】(1)设小球滑出圆弧轨道时的速度为，刚被卡住瞬间速度为，与小盒C相连的绳子上的拉力大小为T。
对小球从A到B，由动能定理得……1分
小球撞击C瞬间，二者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得……1分
对小球和C组成的系统，由圆周运动公式可知，与小盒C相连的绳子上的拉力大小
….….……………………1分
解得T=3mg……...………-2分
(2)由(1)知，当小球刚被小盒C卡住时，物块D对木板E压力为零，此时桌面对木板E的最大静摩擦力
由知，木板E将向右运动；木板E向右运动与挡板相撞前，将木板E、圆环和细杆F视为一个整体，设加速度大小为a
由牛二定律…1分
解得……1分
对圆环由牛顿第二定律…1分
可知圆环所受摩擦力…1分
所以木板E向右运动与挡板相撞前，圆环与细杆F之间未发生相对滑动
假设第一次相撞的速度大小为，则由匀变速直运动推导公式
……1分
故.……1分
(3)由分析知，第一次相撞后细杆F与圆环发生相对滑动，设相撞后圆环向下做匀减速直线运动的加速度大小为，木板E向左、细杆F向上做匀减速直线运动的加速度大小为，则对圆环由牛顿第二定律
………1分
对木板E、细杆F整体由牛顿第二定律长
…1分
解得，………1分
因为，大小相等，则圆环与木板E、细杆F同时减速为零，且圆环与细杆F的位移大小相等，方向相反。设第一次相撞后，木板E向左的最大位移为，则由匀变速直线运动推导公式
解得分
同理可得：第二次相撞后，木板E向左的最大位移为
第n次碰撞后，木板E向左的最大位移为
则第一次相撞后，圆环与细杆F的最大相对位移
同理可得：第二次相撞后﹐圆环与细杆F的最大相对位移
第n次相撞后﹐圆环与细杆F的最大相对位移
设细杆F的长度为x，则……1分
设木板E运动的总路程为
由能量守恒：..….……1分题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
答案
C
C
B
C
C
C
BD
BD
AD
BC