2024-2025学年湖南省永州市第四中学高三（上）第二次月考物理试卷（10月）（含答案）

这是一份2024-2025学年湖南省永州市第四中学高三（上）第二次月考物理试卷（10月）（含答案），共15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6小题，共24分。
1.结合课本和生活中出现的以下情景，下列说法正确的是( )
A. 图甲中木板对托盘的压力就是木块和木板的总重力
B. 图乙中伽利略利用该实验说明了“物体的运动不需要力来维持”
C. 图丙中A同学推动B同学时，A对B的作用力大于B对A的作用力
D. 图丁中，王亚平在太空授课时处于完全失重状态，重力消失了
2.某商场推出了用筷子夹金砖的游戏．商家将金砖的竖直剖面设计为等腰梯形，并要求顾客按如图所示方向夹金砖，若筷子与金砖之间的动摩擦因数为0.75(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)，若无论金砖质量如何都不能被夹起，则梯形的底角必须( )
A. 小于等于53∘B. 大于等于53∘C. 小于等于60∘D. 大于等于60∘
3.我们常用支架与底板垂直的两轮手推车搬运货物。如图甲所示，将质量为m的货物平放在手推车底板上，此时底板水平；缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为60°。不计货物与支架及底板间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 当底板与水平面间的夹角为30°时，底板对货物的支持力为12mg
B. 当底板与水平面间的夹角为30°时，支架对货物的支持力为 32mg
C. 压下把手的过程中，底板对货物的支持力一直增大
D. 压下把手的过程中，支架对货物的支持力一直增大
4.2024年8月6日，全红婵在巴黎奥运会女子10米跳台跳水决赛中，以总分425.60分的成绩勇夺金牌，这一成绩不仅打破了伏明霞的纪录，而且以17岁131天的年龄，成为中国奥运历史上最年轻的三金王。从全红婵离开跳台开始计时，其重心的v−t图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，运动轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是( )
A. 全红婵在入水前做自由落体运动
B. 全红婵在3.65 s时浮出水面
C. 全红婵入水时的速度大小为14.5 m/s
D. 全红婵在1.65 s到3.65 s的平均速度大小为7.25 m/s
5.如图甲所示，筒车是利用水流带动车轮，使装在车轮上的竹筒自动水，提水上岸进行灌溉。其简化模型如图乙所示，转轴为O，C、O、D在同一高度，A、B分别为最低点和最高点，E、F为水面。筒车在水流的推动下做匀速圆周运动，竹筒做速圆周运动的半径为R，角速度大小为ω，竹筒顺时针转动，在点开始打水，从F点离开水面。从A点到B点的过程中，竹筒所装的水质量为m且保持不变，重力加速度为g下列说法正确的是( )
A. 竹筒做匀速圆周运动的向心加速度大小为ωR
B. 水轮车上装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为π16ω
C. 竹筒过C点时，竹筒对水的作用力大小为mg
D. 竹筒从C点到B点的过程中，其重力的功率逐渐减小
6.2024年5月3日17时28秒，我国“嫦娥六号”月球探测器由“长征五号”遥八运载火箭从位于海南的文昌航天发射场101工位发射升空，主要目的是实现月球背面自动采样并返回。已知月球的半径R，万有引力常数G。关于“嫦娥六号”的发射及返回的整个过程，下列说法正确的是( )
A. 在转移轨道上火箭关机后，火箭携带探测器在滑行过程中做匀速直线运动
B. “嫦娥六号”在转移椭圆轨道的近月点Q进入月球工作轨道时与月球组成的系统的机械能要增加
C. 如果探测器登陆月球表面后，以初速度v0竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为ℎ(远小于月球半径)，则可得到月球的密度3v028GRπℎ
D. 探测器取回月壤土返回地球，进入地球大气层后，由于所受合力增加，且合力做正功，所以机械能要增加
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别照射金属钾板，其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子；也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是( )
A. d光的频率最低B. d光在棱镜中的折射率最大
C. a光产生的干涉条纹宽度最大D. a光打出的光电子的最大初动能最大
8.抛秧是一种水稻种植方法。如图甲所示，在抛秧时，人们将育好的水稻秧苗大把抓起，然后向空中用力抛出，使秧苗分散着落入田间。这种种植方式相对传统插秧更省时省力。某同学研究抛秧的运动时，将秧苗的运动简化为以肩关节为圆心臂长为半径的圆周运动，忽略空气阻力，如图乙所示。秧苗离手瞬间，通过手指改变秧苗的运动速度，A、B两秧苗离开手后做不同的抛体运动，其轨迹在空中交于P点。下列说法正确的是( )
A. 秧苗在起抛处，手对秧苗的作用力一定小于秧苗的重力
B. 秧苗在最低点，手对秧苗的作用力大于秧苗的重力
C. 秧苗A先经过P点
D. 秧苗B初速度的水平分量一定大于秧苗A的初速度的水平分量
9.如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ=37∘，A、B两端相距4.45m，质量为m=10kg的物体以v0=5.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5(g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8)，下列说法中正确的是( )
A. 开始时物体的加速度大小一定为10m/s2
B. 若传送带不转动，物体沿传送带上滑的最大距离是1.25m
C. 若传送带逆时针运转的速度v=4.0m/s，物体沿传送带上滑的最大距离是1.25m
D. 若传送带顺时针运转的速度v=4.0m/s，物体从A点到达B点所需的时间是2.1s
10.如图所示，一倾角为α=30°的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为k=8mg3d的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为2m的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块Р连接。初始时物块Р在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为α，去掉水平外力F，物块Р由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角β=53°。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g。弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，sin53°=0.8，cs53°=0.6。则下列说法正确的是( )
A. 物块Р在A点时弹簧的伸长量为34d
B. 物块P从A点运动到B点时，物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能
C. 物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块Р做的功为7580mgd
D. 物块P运动到B点时，物块Q的速度为 2786gd
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA=300g，mB=100g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T=0.02s，则：
(1)在打点0∼5过程中系统势能的减小量ΔEp=_____J，系统动能的增加量ΔEk=_____J，由此得出的结论是_____：(重力加速度g=9.8m/s2，结果均保留三位有效数字)
(2)实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是______。
A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
C.先释放重物，后接通电源打出纸带 D.利用公式v= 2gℎ计算重物速度
(3)用v表示物块A的速度，ℎ表示物块A下落的高度。若某同学作出的v22−ℎ图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g=_____m/s2(结果保留三位有效数字)。
12.“卓越”小组同学在物理实验室进行电学实验探究，老师给出的实验器材如下：
电流表G(量程1mA，内阻约为几十欧)；
电阻箱R0(最大阻值999.9Ω)；
电阻箱R1(最大阻值99.9Ω)；
滑动变阻器R(最大阻值4kΩ)；
电池组(电动势约3V，内阻未知)；导线、开关若干
(1)有同学设计了如图所示的电路测量电流表G的内阻，请完成以下实验内容：
①把滑动变阻器R滑片调到 端(选填“a”或“b”)；
②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的阻值，使电流表满偏；
③保持滑动变阻器的滑片不动，闭合开关S2，调节电阻箱R0的阻值，当R0=160.0 Ω时，电流表G的指针恰好指在满偏刻度的23处，由此可知电流表G的内阻测量值为Rg= Ω，该测量值与真实值相比 (选填“偏大”“相等”或“偏小”)。(2)小组同学利用该电路图测量电源的电动势和内阻，先把电阻箱R0的阻值调到较小值，把滑动变阻器换成电阻箱R1，闭合开关S1、S2，改变R1的阻值，记录电流表G的示数I，得到一系列的数据，作出1I−R1图像，若得到图像的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E= ，内阻r= (均用R0、Rg、b、k表示)
四、计算题：本大题共3小题，共32分。
13.某实验小组受酒店里烟雾报警器的启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的导热性能良好的圆柱形汽缸内用面积S=5cm2、质量m=0.5kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，圆柱形汽缸器顶部固定一个拉力传感器，拉力传感器与活塞之间连有一劲度系数k=5N/cm的轻质弹簧，整个装置倒贴在水平天花板上。当房间的热力学温度T0=300K时，活塞与汽缸顶部的距离l0=20cm，弹簧处于原长状态。环境温度缓慢升高时汽缸内气体温度也随之升高，当传感器受到的拉力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小g=10m/s2，拉力传感器的体积可忽略不计。求：
(1)T0=300K时封闭气体的压强p1；
(2)触发报警装置的热力学温度T。
14.某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。水平放置的目标靶长为2l，靶左端M与磁场圆心O的水平距离为l、竖直距离为 3l。从电子枪逸出的电子(质量为m、电荷量为e，初速度可以忽略)经匀强电场加速时间t后，沿PO方向射入磁场，(PO与水平方向夹角为60∘)，恰好击中M点，已知匀强电场场强的大小为E，求：
(1)电子射入磁场时的速度大小；
(2)匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
(3)为保证电子击中目标靶MN，匀强电场场强的大小范围(匀强电场极板间距不变)。
15.如图所示，桌面、地面和固定的螺旋形圆管均光滑，轻质弹簧左端固定，自然伸长位置为O′点，弹簧的劲度系数k=43.52N/m，圆轨道的半径R=0.5m，圆管的内径比小球m1直径略大，但远小于圆轨道半径，小物块m2静止于木板m3左端，木板的上表面恰好与圆管轨道水平部分下端表面等高，小物块与木板上表面间的动摩擦因数μ=0.5，木板右端与墙壁之间的距离L0=5m，现用力将小球m1向左推压，将弹簧压缩x0=0.5m，然后由静止释放小球，小球与弹簧不连接，小球运动到桌面右端O′点后水平抛出，从管口A处沿圆管切线飞入圆管内部，从圆管水平部分B点飞出，并恰好与小物块m2发生弹性碰撞，经过一段时间后m3和右侧墙壁发生弹性碰撞，已知m2始终未和墙壁碰撞，并且未脱离木板，m1=m2=0.5kg，m3=0.1kg，g=10m/s2，θ=37∘，sin37∘=0.6。试求：
(1)小球平抛运动的时间t及抛出点O′与管口A间的高度差ℎ；
(2)小球在圆管内运动过程中对圆管最高点的挤压力FN，并判断是和管的内壁还是外壁挤压；
(3)木板的最短长度L及木板在地面上滑动的总路程s。
参考答案
1.B
2.A
3.D
4.C
5.D
6.C
7.AD
8.BD
9.BCD
10.BD
11.(1) 1.18 1.15 在误差允许的范围内，A、B组成的系统机械能守恒
(2)B
(3)9.70

12.b
80.0
偏小
R0+RgkR0
bk−R0RgR0+Rg

13.(1)设气体的初始压强为 p1 ，对活塞受力分析，由平衡条件可得
p1S=p0S−mg
解得
p1=9×104Pa
(2)设报警器的压强为 p2 ，弹簧的伸长量为x，对活塞受力分析，弹簧弹力为
F=kx
解得
x=1cm
由平衡条件可得
p2S+mg=p0S+F
解得
p2=1.0×105Pa
由理想气体状态方程可得
p1l0ST0=p2(l0+x)ST
解得
T=350K

14.(1)电子穿过匀强电场过程中，由动量定理得
Eet=mv0
解得
v0=Eetm
(2)由左手定则，可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里；电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力得
ev0B=mv02R
周期为
T=2πRv0
联立可得
T=2πmeB
设 OM 与竖直方向夹角为 α ，则有
tanα=l 3l= 33
可得
α=30∘
由图中几何关系可知，电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为 120∘ ，则电子在磁场中运动时间为
t=120∘360∘T=2πm3eB
(3)①当电子击中M点时，电子在磁场中的偏转半径为
R=mv0eB
设匀强磁场区域半径 r ，由几何关系得
tan30∘=Rr
②当电子击中N点时，设 ON 与竖直方向夹角为 β ，则有
tanβ=3l 3l= 3
可得
β=60∘
由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为 90∘ ，则偏转半径为
R1=mv1eB=r= 3R
则有
v1= 3v0
设极板间距离为d，粒子穿过匀强电场后的速度 v1 ，由动能定理得
eE2d=12mv12
eEd=12mv02
联立解得
E2=3E
则匀强电场场强的范围为
E≤E′≤3E

15.(1)弹簧弹开小球过程弹力随位移均匀变化，由动能定理可得
0+kx02×x0=12m1v02−0
在小球平抛到管口A点时如图
根据
vy=v0tanθ
vy=gt
ℎ=12gt2
联立解得
t=350 34s
ℎ=0.612m
(2)从A到圆筒最高点的过程，由动能定理可得
−m1g(R+Rcsθ)=12m1v2−12m1vA2
由上述图可知
vA=v0csθ
在最高点
FN+m1g=m1v2R
解得
FN=11N>0
说明小球和圆筒外壁挤压，挤压力大小为11N，方向竖直向上。
(3)从A到B全过程，由动能定理可得
m1g(R−Rcsθ)=12m1vA2−12m1vA2
解得
vB=6m/s
小球 m1 和物块 m2 碰撞过程，取水平向右为正方向，可得
m1vB=m1v 1′+m2v 2′
12m1v B2=12m1v 1 ′2+12m2v 2 ′2
解得
v 1′=0 ， v 2′=6m/s
说明碰后小球停止运动，物块获得6m/s向右的速度，开始在木板上滑动，以 m2 和 m3 为对象，可得
m2v 2′=(m2+m3)v1
对 m2 可得
μm2gx=12m2v 12−0
解得
v1=5m/s
x=0.5m