广东省惠州市惠州中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试卷（解析版）

这是一份广东省惠州市惠州中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，每题4分，共28分。
1. 2024年5月19日，我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。光伏发电的主要原理是光电效应，即在光的照射下物体表面能发射出电子的现象。实验发现，用紫光照射金属锌能发生光电效应，而红光照射时不能使锌发生光电效应，这是因为（ ）
A. 红光的频率小于金属锌的截止频率
B. 红光光子能量大于紫光光子能量
C. 红光照射的时间不够长
D. 红光的强度小于紫光的强度
【答案】A
【解析】
【详解】AC．只有当入射光的频率大于或等于极限频率时，才能发生光电效应，红光照射时不能使锌发生光电效应，这是因为红光的频率小于金属锌的截止频率，与光照时间无关，故A正确，C错误；
B．红光频率小于紫光频率，则红光光子能量小于紫光光子能量，故B错误；
D．根据题意无法比较红光的强度与紫光的强度的大小关系，故D错误。
故选A。
2. 图甲为一儿童玩具——弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙。不计空气阻力，则（ ）
A. 人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
B. 人向上弹起过程中，先处于失重状态后处于超重状态
C. 弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
D. 从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，相互作用力大小相等，作用方向相反，故A错误；
B．当人开始向上弹起时，高跷对人向上的支持力大于人的重力，人处于超重状态；当人向上运动并减速时，高跷对人向上的支持力小于人的重力，人处于失重状态，故B错误；
C．当弹簧压缩到最低点时，人的速度已经为0，并要开始向上做加速运动，则高跷对人的作用力大于人的重力，故C正确；
D．当人从最高点开始下落时，人处于完全失重状态，人做自由落体运动；当弹簧触地时，弹簧会向上产生弹力，并且弹力随着压缩量增加而增大，所以人会先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，故D错误。
故选C。
3. 如图甲所示，工程师用塔吊从地面开始提升建材。建材在水平方向上的位移与时间的图像、在竖直方向上的速度与时间的图像分别如图乙、丙所示，则下列说法正确的是（ ）

A. 0~t1内建材在做直线运动B. t1~t2内建材在做曲线运动
C. t2~t3内建材在做曲线运动D. 0~t3内建材一直处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．0~t1内建材在水平方向做匀速运动，竖直向上做匀加速运动，则合运动是曲线运动，选项A错误；
B．t1~t2内建材在水平方向做匀速运动，竖直向上也做匀速运动，则合运动是直线运动，选项B错误；
C．t2~t3内建材在水平方向做匀速运动，竖直向上做匀减速运动，则合运动是曲线运动，选项C正确；
D．0~t1内建材加速度向上，处于超重状态；t1~t2内建材匀速运动，不超重也不失重；t2~t3加速度向下，处于失重状态，选项D错误。
故选C。
4. 根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减。称之为“掉深”。如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在内潜艇竖直方向的图像如图乙所示（设竖直向下为正方向）。则（ ）
A. 潜艇在时下沉到最低点
B. 潜艇在“掉深”和自救时的位移大小之比为
C. 潜艇竖直向下的最大位移为
D. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为
【答案】B
【解析】
【详解】AC．在内潜艇竖直方向的图像可知，在向下做匀加速直线运动，向下做匀减速直线运动，则潜艇在时下沉到最低点，潜艇竖直向下的最大位移为
故AC错误；
B．潜艇在“掉深”时做加速运动，自救时做减速运动，位移大小为
则位移的比值为
故B正确；
D．潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为
故D错误。
故选B。
5. 如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的点恰好发生全反射，反射角为，光在真空中传播速度为，则（ ）
A. 光从空气进入水球，波长变短B. 光从空气进入水球，频率变大
C. 水折射率D. 光在水球中的传播速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB．光从空气进入水球，频率不变，波速减小，则波长变短，选项A正确，B错误；
C．入射光在气泡表面的点恰好发生全反射，则水的折射率
选项C错误；
D．光在水球中的传播速度
选项D错误。
故选A。
6. 运动会比赛结束后，教师为参赛的运动员颁奖，我们可以把奖牌简化为一根质量不计的轻绳和位于轻绳中点重物，重物可视为质点。教师手抓在轻绳的两端，下列说法正确的是（ ）
A. 当轻绳夹角变大时，绳的张力减小
B. 轻绳夹角不变，教师用力抓轻绳时，轻绳与教师手之间摩擦力增加
C. 如图，轻绳上拉力大小为
D. 教师双手对轻绳的作用力方向为沿绳斜向上
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据题意，对小球受力分析，由平衡条件有
解得轻绳上拉力大小为
当轻绳夹角变大时，变小，轻绳上拉力大小变大，轻绳夹角不变，轻绳上拉力大小不变，由平衡条件可知，教师用力抓轻绳时，轻绳与教师手之间摩擦力不变，故AB错误，C正确；
D．根据题意，把轻绳和小球看做整体，对整体受力分析，由平衡条件可知，教师双手对轻绳的作用力与小球的重力等大反向，则教师双手对轻绳的作用力方向为竖直向上，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面。上有一半径为R=0.1m的光滑圆轨道，一质量为m=0.2kg的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，g=10m/s2，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为0
B. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为1m/s
C. 小球以2m/s的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为8N
D. 小球通过圆轨道最低点和最高点时对圆轨道的压力之差为6N
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球做圆周运动，在最高点，根据牛顿第二定律有
当时，小球有最小速度，解得
故AB错误；
C．小球以2m/s的速度通过圆轨道最低点时，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，球对轨道的压力大小为9N，故C错误；
D．结合上述，小球做圆周运动，在最高点有
小球通过圆轨道最低点时有
从最高点到最低点，根据动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共3小题，每题6分，共18分。
8. 一列简谐横波沿x轴传播，在时刻的波形如图甲所示，质点P的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 经过0.2s，质点P将沿x轴正方向运动2m
B. 该波沿x轴正方向传播，速度大小为10m/s
C. 时，质点P受到的回复力沿y轴负方向
D. 0~0.8s，质点P的路程是20cm
【答案】BC
【解析】
【详解】A．质点P沿y轴方向运动，不沿x轴运动，故A错误；
B．由图乙可知，波的周期为
T=04s
且在时刻，质点P从平衡位置沿y轴正方向运动；结合图甲可知波沿x轴正方向传播，且波速为
故B正确；
C．时，质点P在波峰处，即正向位移最大处，所以受到的回复力沿y轴负方向，故C正确；
D．在0~0.8s内，也就是在2个周期内，质点P的路程为
故D错误。
故选BC。
9. 2020年12月1日，嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。某中学的科技小组设想嫦娥五号的登月轨道方案如图所示，环月轨道I为圆形轨道，环月轨道II为椭圆轨道，远月点记为P点，近月点记为Q点（图中未标出）。减速下降阶段速度很小能安全着陆。下列说法正确的是（ ）
A. 嫦娥五号在环月轨道I上的运动速度比月球的第一宇宙速度大
B. 嫦娥五号在环月轨道I上的机械能小于在环月轨道II上的机械能
C. 嫦娥五号在轨道I和轨道II上经过P点时的加速度相等
D. 嫦娥五号在环月轨道I上的运行周期比在环月轨道II上的运行周期短
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据公式
可知轨道半径越大，线速度越小，月球的第一宇宙速度等于在月球表面的环绕速度，故嫦娥五号在环月轨道Ⅰ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，选项A错误；
B．从轨道I变轨到轨道II，需要在P点减速做近心运动，故嫦娥五号在环月轨道Ⅰ上的机械能大于在环月轨道Ⅱ上的机械能，选项B错误；
C．根据
可知，嫦娥五号在轨道I和轨道II上经过P点时的加速度相等，选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可得
在环月轨道Ⅰ上的运行的半径大于在环月轨道Ⅱ上的运行半长轴，故嫦娥五号在环月轨道Ⅰ上的运行周期比在环月轨道Ⅱ上的运行周期长，选项D错误。
故选C。
10. 如图甲所示，配重式抛石机出现于战国初期，是围攻和防守要塞的重要器械。抛石机可简化为图乙，质量为的石块装在长臂末端的弹袋中，质量为的配重安装于短臂的末端，初始时长臂被固定，抛石机静止，杠杆与水平面的夹角。释放杠杆，配重下落，带动杠杆自由转动，当长臂转到竖直位置时，杠杆被制动而停止，石块以的速度被水平抛出。已知长臂的长度，不计一切摩擦和杠杆质量，取重力加速度大小。对于从释放杠杆到石块飞出的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 石块增加的机械能为
B. 石块受到的合力对石块做的功为
C. 短臂长度为
D. 配重增加的动能为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．从释放杠杆到石块飞出的过程，石块增加的动能
增加的重力势能
因此石块增加机械能为，石块受到的合力对石块做的功为，选项A错误、B正确；
CD．配重和石块构成的系统机械能守恒，因此配重减少的机械能为，有
解得
或（舍去）
配重增加的动能
选项C错误、D正确。
故选BD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 某同学利用图(a)所示的实验装置研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”。
（1）实验中需要把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，平衡木板对小车的阻力及其他阻力，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列_________的点，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做_______________运动。
（2）保持砂和砂桶质量不变，小车中加入砝码，每增加一个砝码打出一条纸带，打点计时器的电源为50Hz的交流电源，图(b)是实验打出的一条纸带的一部分，A、B、C、……G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出。小车的加速度大小a=______m/s2(保留2位有效数字)。
（3）某同学在平衡了木板对小车的阻力及其他阻力情况下进行实验，处理数据时，他以小车加速度的倒数为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出图象如图(c)所示。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则砂和砂桶的质量为___(用斜率k和截距b表示)。
【答案】 ①. 点迹距离均匀 ②. 匀速直线运动 ③. 0.40 ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]．实验中需要把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，平衡木板对小车的阻力及其他阻力，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列点迹距离均匀的点，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动运动。
（2）[3]．由题可知T=0.1s，根据结合逐差法可得
（3）[4]．由
则
则
则
12. 某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，设计了如图（a）所示的装置，实验过程如下：
（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
（2）用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图（b）所示，小球直径__________。
（3）测量时，应__________（选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”）。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。
（4）计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失__________（用字母m、d、和表示）。
（5）若适当调高光电门的高度，将会__________（选填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的测量误差。
【答案】 ①. 7.884##7.882##7.883##7.885##7.886 ②. B ③. ④. 增大
【解析】
【详解】（2）[1]依题意，小球的直径为
（3）[2]在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。
（4）[3]依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有
则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为
（5）[4]若调高光电门的高度，较调整之前小球会经历较大的空中距离，所以将会增大因空气阻力引起的测量误差。
四、计算题：本大题共3小题，共38分
13. 学校食堂采用高温消毒柜对公共餐具进行消毒，加热前柜内气体温度T1 = 300 K，气体体积V = 100 L，压强与外部气压均为p0 = 1.0 × 105 Pa。若将柜门关好不漏气，加热一段时间后，柜内气体温度达到T2 = 390 K，此过程中气体吸收的热量为Q = 9 × 105 J，求：
（1）T2 = 390 K时柜内气体的压强p1；
（2）此过程中消毒柜内气体的内能的变化量；
（3）假设消毒柜内气体紧接着做等温变化，压强为p0时对应的体积。
【答案】（1）1.3 × 105 Pa
（2）9 × 105 J
（3）130 L
【解析】
【小问1详解】
升温过程为等容变化，根据查理定律得
解得
【小问2详解】
根据热力学第一定律
由于气体的体积不变，所以W = 0，则气体的内能的变化量为
【小问3详解】
此过程为等温变化，根据玻意耳定律得
解得
14. 如图所示为传送带装置示意图的一部分，传送带与水平地面间的夹角θ = 37°，A、B两端的距离足够远，质量m = 1kg的物体（可视为质点）以速度v0 = 8m/s沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g =10m/s2，sin37° = 0.6，cs37° = 0.8。
（1）若传送带不转动，求物体沿传送带上滑的最大距离；
（2）若传送带沿顺时针方向运转的速度v = 5m/s，求物体从A点上滑到最高点所需的时间以及此过程中，传送带上的划痕长度。
【答案】（1）3.2m
（2）2.8s，6.25m
【解析】
【小问1详解】
若传送带不转动，设物体沿传送带向上运动的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得
解得
【小问2详解】
设物体减速到与传送带速度相等所需的时间为t1，则
解得
又μ < tanθ，物体不能与传送带保持相对静止，设物体与传送带共速后物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得
解得
设物体再用时t2上滑到最高点，可得
解得
物体从A点上滑到最高点所需的时间
解得
在0~ 0.3s内，物体相对传送带上滑，相对位移
解得
在0.3s~2.8s内，物体相对传送带下滑，相对位移
解得
解得
故划痕长度
15. 某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道AB运动L=10m后，从B点进入半径R=0.1m的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角=30的斜直轨道CD，最后在D点速度方向变为水平后飞出（不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失）。已知赛车质量m=0.1kg，通电后赛车以额定功率P=1.5W工作，赛车与AB轨道、CD轨道间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=，重力加速度g取10m/s2：
(1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小；
(2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时间；
(3)已知赛车在水平直轨道AB上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择CD轨道合适的长度，可使赛车从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时CD轨道的长度。
【答案】(1)1m/s；(2)；(3)，
【解析】
【详解】(1)小球恰好在最高点P，只受到重力，重力提供向心力，即
代入数据可得
(2)由(1)小题可知，若要赛车做完整圆周运动，即小车到达P点的速度至少为，赛车从开始运动到P点的全过程，由动能定理得：
代入数据可得，赛车的最短通电时间
(3)赛车在最后过程做匀速运动，牵引力与滑动摩擦力平衡，其速度大小为
设CD轨道的长度为，赛车沿CD向上运动过程运用动能定理可得
赛车从D飞出后做平抛运动，其水平位移为x，则有
联立可得
由数学知识可得，当，水平位移x有最大值，最大值为