湖南省娄底市2023-2024学年高三下学期5月月考物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省娄底市2023-2024学年高三下学期5月月考物理试卷（Word版附解析），共14页。
1．答卷前，学生务必将自己的姓名、考场号、座位号、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，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
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．如图甲所示，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m．创造了我国载人深潜新纪录。已知在深度3000m以下，海水温度基本不变。现利用如图乙所示固定在潜水器外的一个密闭气缸做验证性实验．气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。若将气体分子撞击缸壁视为弹性正碰，则在潜水器从4000m处下潜到5000m深度的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．封闭气体从外界吸收热量
B．封闭气体的压强与潜水器下潜的深度成正比
C，封闭气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加
D．封闭气体分子每次对缸壁的平均撞击的冲量增大
2．如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式为（k为常数，r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场的磁感应强度大小为，则ML、LN两边在O点产生的合磁场磁感应强度大小及方向为（ ）
A．0B．C．D．
3．一物体做平抛运动，从抛出时开始计时，第1s内的位移为，第2s内的位移为，第3s内的位移为，已知，则下列关于的说法正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图甲所示，一列简谐横波沿直线传播，P、Q为波传播路径上相距12m的两个质点，P、Q两个质点的振动规律分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该波一定从Q点向P点传播
B．时，P、Q两质点的位移可能相同
C．时刻，P、Q连线中点处的质点有可能处于平衡位置
D．该波的传播速率可能为4m/s
5．如图甲所示，质量为m的单匝正方形金属线框用绝缘细线悬挂于天花板上处于静止状态，线框平面在纸面内，线框的边长为a，总电阻为R，线框的下半部分（总面积的一半）处于垂直纸面的有界磁场中，磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，以垂直纸面向里为正方向，线框始终不动，重力加速度为g，图中、T均为已知量，下列说法正确的是（ ）
A．线框中电流方向始终不变B．时刻，细线中的拉力大于
C．时间内，线框中的平均电动势为D．线框中感应电流的电功率为
6．如图所示，半径为R、圆心为O的光滑大圆环悬挂并固定在竖直平面内，质量为m的小圆环套在大圆环上，从大圆环顶端由静止开始下滑，当小圆环运动到P点（图中未画出）时，向心加速度大小等于重力加速度g的3倍，下列说法正确的是（ ）
A．小圆环运动到P点的过程中重力势能减少
B．小圆环运动到P点时的速度大小为
C．PO连线与竖直方向的夹角为60°
D．小圆环运动到P点时大圆环对小圆环的弹力大小为
二、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．如图所示为我国自主研发的三代核电——“华龙一号”示范工程。“华龙一号”利用核裂变发电，一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。已知在中子的轰击下裂变为和，质量，，，，1u相当于931.5MeV的能量，，铀矿石中的含量为3%。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应方程为B．一个铀核裂变放出的能量约为140 MeV
C．的比结合能比和的都大D．“华龙一号”一期工程一年消耗铀矿石约46吨
8．2023年9月21日15时48分，中国空间站“天宫课堂”第四课正式开讲．新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一堂精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。地球半径为R，引力常量为G，若梦天实验舱做匀速圆周运动的轨道半径是地球半径的k倍，梦天实验舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为S，则下列说法正确的是（ ）
A．梦天实验舱的环绕周期为B．地球的质量为
C．梦天实验舱处的重力加速度大小为D．地球的密度为
9．如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，足球的重力为9N，设木板对球的支持力为、绳上的拉力为，木板在转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．的最小值为B．的最大值为9N
C．当木板转动60°时，是大小的三倍D．当木板转动30°时，与大小相等
10．如图所示，足够长的光滑金属导轨水平固定于竖直方向的匀强磁场（图中未画出）中，窄轨部分的间距为，宽轨部分的间距为L，两根完全相同的导体棒1、2垂直于导轨静止放置并与导轨接触良好，导体棒的长度均为L。现使导体棒1瞬间获得一个平行于导轨向右的初速度开始运动，已知导体棒1在到达宽窄导轨的连接处之前就已经匀速运动，经过足够长的时间，两根导体棒都在部分匀速运动，不考虑导体棒1经过宽窄导轨连接处时的速度变化。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒1前后两次匀速运动的速率之比为3∶2
B．导体棒1前后两次匀速运动的速率之比为1∶2
C．导体棒2前后两次匀速运动的速率之比为1∶2
D．导体棒2前后两次匀速运动的速率之比为1∶3
三、非选择题：本题共5小题．共56分。
11．（7分）利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”，且采用如图乙所示计时器。
（1）下列实验操作正确的是______。（多选）
A．打点计时器的电源应该使用6～8 V的交变电源
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔
C．把一根细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重量的钩码
D．开始实验时，先释放小车，再接通电源
（2）某实验小组得到如图丙所示纸带，纸带上的部分计数点用1、2、3、4、5、6表示（每相邻两个计数点间还有4个计时点，图中未画出），打点计时器所用的交流电频率为50Hz。打下第2点时小车的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了49Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50 Hz进行处理，那么速度的测量值与实际值相比______，加速度的测量值与实际值相比______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（9分）某物理实验小组准备测量未知电阻（约为2kΩ）的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开，电动势E标称值为3.4 V，允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材：
A．电压表V（量程4V，内阻约为10kΩ）
B．电流表（量程100mA，内阻为25Ω）
C．电流表（量程2mA，内阻约为100Ω）
D．滑动变阻器R（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱（0～9 999Ω）
F．开关S一个、导线若干
（1）为了测定电阻的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应选用______（选填“”或“”），将电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（2）该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。
①电流表示数的倒数与电阻箱阻值之间的关系式为______（用字母E，r，表示）。
②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的图像为图丙所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字）
13．（10分）如图所示为某玻璃工件的截面图，上半部分为等腰直角三角形ABC，，BC边的长度为2R；下半部分是半径为R的半圆，O是圆心，AD、BC垂直相交于O点。现有一束平行于AD方向的光射到AB面上．从A点射入玻璃工件的光折射到半圆弧BDC上的P点，已知CP的弧长是DP弧长的2倍。光在真空中传播的速度为c，，若只考虑光从AB界面一次折射到圆弧界面。求：
（1）圆弧界面有光射出的部分的长度；
（2）这束光从AB面上射到圆弧界面上的最长时间。
14．（14分）如图所示，在直角坐标系xOy中，x轴上方存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场；质量为m、带电荷量为的粒子从轴上的P点，以与y轴正方向成角的初速度射入第一象限，第一次经过x轴后恰好能通过坐标原点O。已知粒子经过x轴时速度方向与x轴正方向也成53°角，且．不计粒子重力，，。
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若仅改变匀强磁场的磁感应强度大小，使粒子从轴上的P点以同样方式射出后，进出磁场一次后又恰好能回到P点，求改变后的磁感应强度与改变前的磁感应强度大小之比。
15．（16分）如图所示，光滑绝缘水平桌面位于以ab、cd为边界的匀强电场中，电场方向垂直边界向右。两小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。两小球质量分别为、，A带电荷量为，B不带电。初始时小球A距ab边界的距离为L，两小球间的距离也为L。已知电场区域两个边界ab、cd间的距离为30L，电场强度大小为。现释放小球A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。求：
（1）第一次碰撞后A和B的速度大小；
（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，A与B间的最远距离；
（3）B球在出边界cd之前，A与B碰撞的次数。
2024届高三冲刺卷（二）
物理参考答案及评分意见
1．C 【解析】根据热力学第一定律，由于温度不变，气体的内能不变，气体压强增大，体积减小，外界对气体做正功，则气体放出热量，并且外界对气体做的功等于气体放出的热量，A错误；气体压强，压强与潜水器下潜的深度成一次函数关系，B错误；下潜过程中，潜水器的压强增大，气体被压缩，气体分子数密度增大，气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加，C正确；潜水器下潜过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变，气体分子每次对缸壁的平均撞击的冲量大小不变，D错误。
2．B 【解析】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为，根据并联电路两端电压相等的特点可知，上下两路电流之比，又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据安培定则和矢量叠加原理可知，MLN支路电流在O点产生的磁场与MN支路在O点产生的磁场磁感应强度大小相等，方向相反，所以大小为，方向垂直纸面向里，B正确。
3．B 【解析】设第1s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为y，则第2 s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为3y，第3s内水平方向的位移为x、竖直方向的位移为5y，可知第1s内的位移，第2s内的位移，第3s内的位移，由解得，B正确。
4．D 【解析】由题意无法确定波的传播方向，A错误；时，P、Q两质点的位移方向不同，B错误；时刻，P质点位于平衡位置，Q质点位于波峰位置，P、Q连线中点处的质点不可能处于平衡位置，C错误；当该列波从P点向Q点传播时，则，则由可得波速；当波从Q点向P点传播时满足，则，当时，可得，D正确。
5．D 【解析】由于磁感应强度随时间按余弦规律变化，线框中产生正弦式交变电流，方向周期性变化，A错误；时刻，因此感应电流为零，安培力为零，根据力的平衡，悬线的拉力，B错误；时间内，根据法拉第电磁感应定律，这段时问内的平均感应电动势，C错误；线框中电动势的最大值，有效值，则线框中感应电流的电功率，D正确。
6．C 【解析】小圆环运动到P点时向心加速度，即，B错误；小圆环从静止开始运动到P点的过程中机械能守恒，设环与圆心的连线跟竖直方向的夹角为，有，大圆环对小圆环的弹力大小满足，解得，，重力势能减少，A、D错误，C正确。
7．BD 【解析】根据核裂变规律可得方程为，A错误；裂变过程的质量亏损，释放的能量，B正确；裂变生成和，生成物比反应物更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，则可知的比结合能比和的都小，C错误；核电站一年的发电量，由可得，代入数据解得，D正确。
8．AD 【解析】由几何关系得，所以梦天实验舱的环绕周期，A正确；由万有引力提供向心力得，解得地球的质量，B错误；由、可得地球的密度，D正确；由万有引力等于重力得，所以梦天实验舱处的重力加速度大小为，C错误。
9．AD 【解析】足球的受力如图所示，因为绳与板的夹角不变，三力首尾相接可得与所在直线的夹角不变，即它们的矢量图被限制在一个外接圆上移动。可见绳对足球的拉力一直减小，木板对足球的支持力先增大后减小，初状态时的最小值为，A正确；当木板转动60°时，最大，最大值为，此时大小为，即是大小的两倍，B、C错误；当木板转动30°时，、与三力构成等边三角形，即与大小相等，D正确。
10．AC 【解析】设导体棒1瞬间获得向右的初速度为，当导体棒1在窄导轨上运动与导体棒2在宽导轨上运动切割磁感线产生的感应电动势相等时，两导体棒匀速，此时有，对导体棒1根据动量定理有，对导体棒2根据动量定理有，联立解得，；二者都在宽轨上匀速运动时，有，，解得，则导体棒1前后两次匀速运动的速率之比为，A正确，B错误；导体棒2前后两次匀速运动的速率之比为，C正确，D错误。
12．（1）BC（2分） （2）0.396（1分） 0.380（2分） （3）偏大（1分） 偏大（1分）
【解析】（1）图乙为电火花打点计时器，工作电压为交流220V，A错误；将纸带同定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔，B正确；细绳系上重物跨过定滑轮与小车相连，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，C正确；为充分利用纸带，应先接通电源，后释放小车，D错误。
（2）计数点2的瞬时速度大小为；根据，运用逐差法得，代入数据得。
（3）如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，实际的计数周期变大，仍按照50 Hz进行数据处理，那么速度及加速度的测量值与实际值相比都偏大。
12．（1）（1分） 大于（2分） （2）①（2分） ②3.3（2分） 8.3（2分）
【解析】（1）根据题意，由欧姆定律可得，流过电流表的最大电流约为，则电流表应该选用；由电路图甲可知，电流表采用的是内接法，由于电流表的分压，电压表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值。
（2）①根据题意及电路图乙，由闭合电路的欧姆定律有，整理得。
②根据题意，结合图丙可得，，解得，。
13．（1） （2）
【解析】（1）如图所示，过A点作AB面的法线，连结OP，根据几何关系可知从A点射入玻璃的光的入射角（1分）
设OP与AD的夹角为，由于CP的弧长是DP弧长的2倍，则，设AP与AD的夹角为，则，所以光在A点的折射角（1分）
由折射定律可得该玻璃工件的折射率（2分）
设玻璃工件的全反射临界角为C，由，解得（1分）
作出刚好发生全反射的光线FQ，连接OQ，FQ与OQ的夹角为全反射临界角。设FQ与BC的夹角为，由于所有入射光平行，则所有折射光线平行，，可知OB与OQ夹角为60°，OQ与OD夹角为30°，则圆弧PQ对应的圆心角是60°，光能从圆弧界面射出的圆弧长度为（1分）
（2）当光线沿AP射出时，所用时间最长，根据几何关系可得（1分）
传播速度（1分）
传播的时间（1分）
联立解得（1分）
14．（1） （2） （3）或
【解析】（1）设电场强度为E，粒子第一次经过x轴时的速度为v，磁感应强度为B。
粒子在电场中做斜上抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图1所示。
在电场中，根据抛体运动规律有（1分）
根据动量定理有（1分）
根据动能定理有（1分）
解得，（1分）
（2）在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有（1分）
根据几何关系知（1分）
解得（1分）
（3）设改变后的磁感应强度大小为，粒子运动轨迹如图2、3所示。
图2所示情况中：在第一象限有（1分）
解得，由几何关系可知
解得
在第三、四象限有（1分）
解得（1分）
图3所示情况中：设由斜上抛运动的最高点到第一次经过x轴所用时间为，则
（1分）
解得
根据几何关系有（1分）
则
在第三、四象限有，解得（1分）
则或（1分）
15．（1） （2）L （3）5
【解析】（1）A在电场力作用下加速到与B发生第一次碰撞前，有（1分）
解得（1分）
A与B发生第一次弹性碰撞，设碰撞后A、B的速度大小分别为、，由动量守恒和能量守恒，有
（1分）
（1分）
解得，
故第一次碰撞后A的速度大小为，B的速度大小为（1分）
（2）第一次碰后，当二者速度相同时，间距最大，即
解得（1分）
根据运动学公式得最大距离（1分）
解得（1分）
（3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有（1分）
解得（1分）
此时A的速度（1分）
B的速度仍为，这段时间内B的位移（1分）
之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得，
当位移相等时有
解得（1分）
在这段时间内，B运动的位移
之后二者第三次发生碰撞，碰前A的速度
由动量守恒有
机械能守恒有
解得，
当二者即将发生第四次碰撞时，
解得（1分）
在这段时间内，B运动的位移（1分）
以此类推，可得出B每次碰后到下一次碰前，B向右的位移逐次增加2L，即，，…
发生第五次碰撞时，B已经运动的位移为20L，此时B距磁场右边界为，则不会在电场内发生第六次碰撞，碰撞次数为5次（1分）