湖南省衡阳市衡阳县三校2023-2024学年高二下学期4月月考物理试卷(含答案)

这是一份湖南省衡阳市衡阳县三校2023-2024学年高二下学期4月月考物理试卷(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
1．下列说法正确的是( )
A.岳麓山有时也可以看作质点
B.物体的重心一定不会随其位置和形状的变化而变化
C.小球在受力平衡时一定静止
D.在探究合力与分力关系时采用了控制变量法
2．特种兵部队进行匍匐前进训练，从某时刻开始计时，特种兵A、B的速度随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )
A.在时间内，他们均做匀加速直线运动
B.时刻两人速度相等
C.时间内特种兵A处于静止状态
D.时间内A的加速度小于B的加速度
3．如图所示，长为L的轻杆一端用铰链固定，另一端固定一个小球，将小球放置在等边三角形斜坡上，由静止释放小球，某时刻轻杆与水平方向的夹角为，轻杆此时转动的角速度为ω，则此时斜䢃的速度大小为( )
A.B.C.D.
4．一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，副线圈两输出端连接了定值电阻和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数不变
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
5．如图所示，一农用水泉由两根粗细不同的管组成，出水口离地面的高度为，其出水管是水平的，已知细管内径为d，粗管内径为，水平射程为s，水的密度为ρ，重力加速度大小为g，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是( )
A.若水流不散开，则观察到空中的水柱越来越粗
B.粗、细管中水流的速度之比为
C.空中水的质量为
D.水落地的速度为
6．如图甲所示，直导线a、b分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，两组绳长不同，其截面图如图乙所示，初始时刻a固定于水平轴正下方，导线b通以垂直纸面向里的电流，导线a电流方向未知，平衡时两导线位于同一水平面，且两组绝缘轻绳夹角，现让a绕水平轴沿逆时针缓慢向上转动，同时改变a中电流大小，保证夹角不变，直到连接导线a的轻绳水平，下列说法正确的是( )
A.a导线中电流方向垂直纸面向里
B.a导线中电流I增大，b导线对悬线的拉力不变
C.a导线中电流I先减小后增大，b导线对悬线的拉力一直减小
D.初末状态a、b间相互作用力大小之比为
二、多选题
7．图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，a、b、c为介质中的三个质点，图乙表示该波处a质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.时刻，质点a处于波峰位置
C.在时间内，质点b振动的速度增大，且方向与回复力方向相同
D.质点c的位移随时间变化的关系式为
8．某电场中的电场线分布如图中的实线所示，一带电粒子(不计重力)沿图中虚线所示的路径运动，先后通过M点和N点。下列说法正确的是( )
A.粒子在点的速度大小关系为
B.粒子在点的加速度大小关系为
C.点的电场强度大小关系为
D.粒子不可能带负电
9．中国的火星探测器“天问一号”成功在火星表面着陆，图为其运行的轨道示意图，它由粗圆轨道1、椭圆轨道2、圆轨道3、最终经过轨道4落在火星表面附近，最后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述运动过程，下列说法正确的是( )
A.探测器从轨道2到轨道3需要向前喷气减速
B.探测器在轨道2和轨道1的P点加速度大小不相等
C.火星的球心与椭圆的中心重合
D.探测器在轨道4上降落火星表面的过程中机械能减小
10．如图所示，在直角坐标系的第一象限中有一等腰直角三角形区域，其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的边在x轴上且长为L。边长也为L的正方形导线框的一条边也在x轴上，时刻，该线框恰好位于图中所示位置，此后线框在外力F的作用下沿x轴正方向以恒定的速度v通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则线框通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流、穿过线框平面的磁通量Φ、通过线框横截面的电荷量q、外力F随线框的位移x变化的图像中可能正确的是(图中曲线是抛物线的一部分)( )
A.B.
C.D.
三、实验题
11．某研究小组利用如图甲所示的实验装置，探究小车在长木板上的运动规律。
(1)图乙是小车做匀加速直线运动时打出的一条纸带，每两个点间有四个计时点，已知打点计时器所用电源的频率为，可求得小车的加速度大小为______(保留两位有效数字)。
(2)若用该实验装置“探究a与F、M之间的关系”，要用钩码（质量用m表示）所受的重力表示小车(质量用M表示)所受的细线的拉力，需满足__________，满足此条件做实验时，得到一系列加速度a与合外力F的对应数据，画出关系图像，如图丙所示，若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响，由图像可知，实验操作中不当之处为__________，小车的质量_______；如果实验时，在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，如图丁所示，从理论上分析，该实验图线的斜率将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12．“伽利略”学习小组想测定两节串联干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0～250μA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0～3V的电压表，小组同学经过计算后将一阻值为的定值电阻与表头连接，进行改装。
（1）小组同学先把改装后的电压表与标准电压表并联进行校准，当标准电压表读数为2.9V时表头满偏，则定值电阻的实际阻值为______Ω，在定值电阻旁______（填“串联”或“并联”）一阻值大小为______Ω的电阻即可使改装后的电压表量程变为0～3V。
（2）小组同学将校准之后的改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图甲连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，作出相应的图象如图乙所示，结合图乙可知这两节串联干电池的电动势______V，总内阻______Ω。（结果均保留三位有效数字）
四、计算题
13．如图所示，扇形为透明柱状介质的横截面，该介质为特殊材料做成。扇形的半径为扇形的角平分线，，光在真空中的传播速度，一束平行于角平分线的单色光由面射入介质，折射光线与平行且恰好打到圆弧面上的M点，不考虑光在面的反射。求：
(1)介质对该单色光的折射率n；
(2)该单色光在介质中的传播时间t(结果保留两位有效数字)。
14．如图所示，水平地面长度为L，半圆弧轨道半径为R，竖直直径左侧空间分布有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，右侧空间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将一质量为m、带电荷量为的小球从O点静止释放，重力加速度大小为g，不计一切阻力，轨道均绝缘，小球通过N点落回地面的位置在P点左侧，求：
(1)小球第一次到达P点时的速度大小；
(2)小球上升到与圆弧轨道圆心等高点D(未画出)时对圆弧轨道的弹力大小；
(3)小球落回地面时离P点的距离d。
15．如图所示，三个小滑块（看成质点）静止排列在水平面上，建立x轴，滑块a位于原点，其与滑块b间的部分水平面光滑，其余水平面粗糙，相邻滑块间距，，三个滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数都为，取重力加速度大小，现给滑块a一水平向右、大小为的初速度v，滑块间所有碰撞都是弹性碰撞。
(1)求滑块a与滑块c碰后瞬间的速度；
(2)通过计算判断滑块a与滑块c会不会发生二次相碰；
(3)求三个滑块最终停在x轴上的位置。
参考答案
1．答案：A
解析：岳麓山有时也可以看作质点，选项A正确；物体的重心可能会随着形状的变化而变化，选项B错误；小球在受力平衡时可能做匀速直线运动，选项C错误；在探究合力与分力关系时用到了等效替代法，选项D错误。
2．答案：B
解析：时间内A做匀速直线运动，不是匀加速运动，也不是静止，选项AC均错误；时刻两人速度相等，选项B正确；时间内，A运动的速度一时间图像的斜率大于B的，即A的加速度大，选项D错误。
3．答案：C
解析：球与接触点在垂直接触面方向速度相同，由几何关系可知选项C正确。
4．答案：A
解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知不变，当P向上滑动时，R变大，由知减小，减小，故电流表的读数变小，选项A正确、B错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知增大，由知增大，增大，故电流表的读数变大，选项CD错误。
5．答案：D
解析：水的流量为定值，由可知越往下S越小，选项A错误；同理粗、细管中水流的速度之比，选项B错误；，选项C错误；落地速度，选项D正确。
6．答案：D
解析：对b进行受力分析，设两绳对b的拉力的合力为对b的力为斥力，两导线的电流方向相反，即a导线中电流方向垂直纸面向外，选项A错误；设斥力为F，绳子与竖直方向的夹角为θ，如图所示，在矢量三角形中，根据正弦定理，此时，根据受力平衡有，在系统缓慢转动直至连接导线a的轻绳水平的过程中，α不变，β从逐渐减小到0，又可知θ从锐角逐渐增大到钝角，根据，由于不断减小，可知T不断减小，先增大后减小，可知F先增大后减小，可知a导线中电流I先增大后减小，选项BC错误；最后T减小到零，F与平衡，，则有，选项D正确。
7．答案：BD
解析：由题图乙可知，时，a在平衡位置，且接下来向上运动，由上下坡法可知，题图甲中a应该处于下坡位置，故该波沿x轴负方向运动，选项A错误；由题图乙可知，质点a的振动周期为，则末，质点a刚好位于波峰的位置，选项B正确；在时间内，质点b振动的速度先减小后增大，且方向与回复力方向先相反后相同，选项C错误；由题可知，，知，且由题图乙可推知c质点的振幅为，在0时刻的初相，质点c的振动方程为，选项D正确。
8．答案：AC
解析：由电场线和粒子运动的轨迹及粒子运动的速度v和静电力F的方向关系(如图)可知，在粒子从M点运动到N点的过程中，速度v和静电力F的夹角为锐角，静电力做正功，动能增加，所以粒子加速，选项A正确；电场线的疏密表示电场强度大小，M处电场线比N处电场线疏，，选项C正确；根据牛顿第二定律，粒子在M点的加速度较小，选项B错误；虽然静电力的方向确定，但因电场线的方向不确定，故电荷的电性不确定，带电粒子可能带负电，选项D错误。
9．答案：AD
解析：探测器由高轨道进入低轨道，需要向前喷气减速，选项A正确；在同一点，探测器的加速度大小相等，选项B错误；火星的球心在椭圆的焦点上，选项C错误；探测器在降落火星表面的过程中，机械能减小，选项D正确。
10．答案：ACD
解析：线框前进过程中，单边(右边框)切割磁感线，有，其中l为实际切割长度，随着导线框的移动而增大，与水平位移成正比，故感应电流增大。同理导线框前进过程中，也是单边(左边框)切割，其实际切割长度一直在增大，其感应电流随位移呈线性关系增大，选项A正确；当线框沿x轴正方向运动位移L时，穿过线框的磁通量最大，最大值，在这之前，磁通量Φ关于位移的表达式为，在这之后，磁通量Φ关于位移的表达式为，选项B错误；通过线框横截面的电荷量，故通过线框横截面的电荷量与穿过线框的磁通量成正比关系，故C图像符合，选项C正确；由左手定则判断可知，穿过磁场过程中线框受到的安培力一直向左，在内，其大小，在内，其大小，选项D正确。
11．答案：(1)0.50
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；1；变大
解析：(1)因为打点的周期，且每打五个点取一个计数点，所以每两个计数点间的时间间隔；由匀变速直线运动的推论得，代入数据解得
(2)要使细线的拉力等于钩码所受的重力，应该满足的条件是。由关系图像可知实验操作不当之处为没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车的质量。实验中把钩码所受的重力作为拉力F，实际上，由于钩码向下加速运动，拉力小于钩码所受重力。若在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F，则分析可知小车的加速度a和拉力F的关系图线的斜率变大。
12．答案：（1）10600；串联；400（2）2.78；0.200
解析：（1）校准时，标准电压表的读数
表头满偏
根据欧姆定律，改装后电压表的内阻
则实际的
表头应该串联的电阻为
解得
所以在旁串联
的电阻即可使改装后的电压表量程变为0～3V。
（2）由题图甲，根据欧姆定律得
整理得
题图乙的斜率
题图乙的纵轴截距
代入数据解得
13．答案：(1)(2)
解析：(1)单色光平行于
平行于
解得
(2)
光在弧面发生全反射
依据对称性，光在介质中传播的总路程
在中，
，
解得
14．答案：(1)(2)
(3)
解析：(1)小球从O点运动到P点只有电场力做功，根据动能定理可以得到
解得
(2)小球从O点运动到D点，根据动能定理可以得到
在D点，对小球分析，根据牛顿第二定律可以得到
由牛顿第三定律得
解得
(3)小球从O点运动到N点，根据动能定理可以得到
小球从N点飞出后，在竖直方向只受重力作用，即
水平方向只受电场力作用，小球的加速度大小
则小球在水平方向上向左减速，水平位移为
解得
15．答案：(1)，(2)不会(3)
解析：(1)设滑块a与滑块c碰前瞬间的速度为
由动能定理得
取滑块a初速度方向为正方向
滑块a与滑块c发生弹性碰撞
解得(“-”表示的方向水平向左)，
(2)设滑块a与滑块b碰前瞬间的速度为
由动能定理得
取滑块a与滑块b碰前的方向为正方向
滑块a与滑块b发生弹性碰撞
解得
设滑块a反弹后在粗糙部分运动的位移为
解得
滑块a与滑块c不会发生二次相碰。
(3)由前面计算可得，滑块a最终停在x轴上的位置是
滑块c碰后做匀减速直线运动有
滑块c最终停在x轴上的位置是
同理可得滑块b最终停在x轴上的位置是