湖南省湘楚名校2023-2024学年高二下学期5月月考物理试卷(含答案)

这是一份湖南省湘楚名校2023-2024学年高二下学期5月月考物理试卷(含答案)，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
1．原子能电池又称放射性同位素电池，原子能电池的热源是放射性同位素，是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰.钚同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。已知钚的衰变方程为，下列说法正确的是( )
A.的核子平均质量大于的核子平均质量
B.钚的衰变为β衰变
C.衰变放出的粒子是高速氦核，它的贯穿能力很强
D.钚在极高压下可加速衰变，其半衰期可变长
2．今年4月19日，广西一法院开庭审理一起高空抛物致一高中生死亡的案例，高空抛物是十分危险的行为，我国正式将高空抛物罪纳入刑法内容，我们应杜绝高空抛物行为.现有一居民在阳台玩耍，不慎将篮球从窗台外落下，致篮球从高楼落下做自由落体运动，篮球开始下落后的v-t图像如图所示，已知时篮球距地面高度为12.8m，重力加速度g取，，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.篮球下落至地面所用时间为2s
B.篮球落地时的速度大小
C.篮球落地后反弹的最大高度为3m
D.至，篮球的位移大小为12m
3．如图所示为波源O做简谐运动的振动图像，时振动开始向外传播，已知沿着波的传播方向，O、M两质点平衡位置间的距离为5m，时质点M偏离平衡位置的位移第一次为10cm，下列说法正确的是( )
A.自时起，经过2s时间波源O的位移第一次为10cm
B.该简谐波的波速大小为4m/s
C.该简谐波的波长为12m
D.自至，质点M通过的路程为10cm
4．2024年4月26日，神舟十八号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十七号航天员乘组实现“太空会师”.据报道，天宫空间站绕地稳定飞行一周时间约为90分钟，其轨道近似呈圆形，不考虑太空中存在的稀薄空气，以下说法正确的是( )
A.神舟十八号的发射速度需达到11.2km/s
B.空间站内的宇航员不受重力作用
C.空间站的轨道半径大于同步卫星轨道半径
D.在绕地稳定飞行过程中，空间站的机械能保持不变
5．如图所示，三角形ABC为棱镜的横截面，，，一束光线从AB边的M点以入射角射入棱镜，从N点射出的光线恰好与BC平行。已知入射点M与A点的距离为d，光在真空中的传播速度为c。则光在棱镜中传播的时间为( )
A.B.C.D.
6．竖直面内有A、B、C、D四点构成矩形，AC竖直，，空间有一范围足够大的匀强电场，方向由D指向C，将一质量为0.1kg、不带电的小球a从A点以某一速度水平向右抛出，经过D点时，其动能是在A点时的4倍；将另一质量也为0.1kg、带正电荷0.02C的小球b从A点以与a小球初速度相同大小的速度水平向左抛出，经过B点时的动能也是在A点时的4倍，重力加速度，不计空气阻力，则该电场的电场强度E的大小等于( )
A.50N/CB.25N/CC.D.100N/C
二、多选题
7．图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、，降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统（报警器未画出），和为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是( )
A.
B.乙图中电压的瞬时值表达式为
C.R处出现火警时，输电线上的电流增大
D.R处出现火警时，电压表V的示数增大
8．如图所示，甲、乙两小球（视为质点）用轻质细线连接，分别套在竖直、倾斜固定放置的硬直杆上，两杆的夹角为，用两个竖直向上的拉力分别同时作用在甲、乙上，使两小球处于静止状态，细线正好水平，倾斜杆对乙的弹力大小为0.5F，重力加速度为，不计摩擦，，下列说法正确的是( )
A.甲球的质量为0.6kgB.乙球的质量为0.6kg
C.甲对竖直杆的弹力大小为3ND.细线的拉力大小为6N
9．位于川西山区的中国空气动力发展与研究中心装备有亚洲最大风洞群，已累计完成风洞试验50余万次，获得各级科技进步成果奖1403项，某风洞实验可简化为如下模型：在风洞作用区的光滑水平面上静止放置一个质量为m的木板A，其右端与墙壁距离为，左端静止放置一个质量为m、可视为质点的物块B，如图所示，二者间动摩擦因数为，木板A和物块B分别受到大小为mg、方向水平向右的恒定风力作用，现将木板A和物块B同时由静止释放，木板将在风洞内往返运动，并撞击右侧墙壁，若该碰撞时间极短且为完全弹性碰撞，运动过程中物块B始终未脱离木板，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.木板A第一次与墙壁碰撞后瞬间物块B的加速度大小为
B.从释放到木板A与墙壁第二次碰撞，木板A运动的路程为
C.从释放到木板A和物块B都静止，木板A和物块B的相对位移大小为
D.从释放到木板A和物块B都静止，系统因摩擦产生的热量为
10．如图，间距为L的足够长的金属线框abcd静置在光滑水平桌面上，ab平行于dc，bc垂直于ab，质量为m的导体杆A平行bc边放置在线框上，且保持与金属线框接触良好，二者间的动摩擦因数为μ，导体杆A始终挡在两个固定小立柱M、N的左侧.空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。某时刻，对bc边施加一水平向右的拉力F（大小未知），当导体杆A离bc边距离恰好为L时，线框开始以速度v做匀速运动，并以此刻作为计时起点.已知导体杆和金属线框单位长度的电阻均为r，重力加速度为g，在t时刻，下列说法正确的是( )
A.此时回路中的电流为
B.立柱M受到导体杆的压力大小为
C.水平拉力F的大小为
D.回路中的电功率为
三、实验题
11．某同学用如图a所示的装置比较平抛运动和自由落体运动.实验如下：
(1)小锤打击弹性金属片后，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，观察到A、B两球同时落地。关于该实验及分析判断，下列说法正确的是__________。
A.两球的质量必须相等
B.改变击球点离地高度，观察到A、B两球也同时落地
C.说明做平抛运动的A球与做自由落体运动的B球运动时间相等
D.说明做平抛运动的A球在竖直方向上的分运动为自由落体运动
(2)该同学使用频闪照相机对A、B球进行频闪照相，拍摄时使照相机十字准心分别与竖直方向和水平方向对齐，即照片长边框平行于竖直方向，短边框平行于水平方向，某次照片局部如图b所示，A、B两球的像始终在同一水平线上。用刻度尺对和进行测量，若在误差范围之内发现______（填“>”“=”或“<”），即说明A球在水平方向上做匀速运动。图b是按与实际环境比例冲洗的照片，已知照相机频闪周期为T，用刻度尺测得和、和、，则小球平抛初速度大小是______，当地重力加速度大小是______。（用题目中所给物理量字母表示）
12．物理兴趣小组想要用图甲所示的器材精确测量微安表（量程，内阻几百欧）的内阻，并将其改装成一个量程为1mA的电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的电压表。因桥式电路测量电阻比较准确，实验时要求采用桥式电路进行测量.实验装置及连接如图甲所示，其中MN是固定在刻度尺上的电阻丝，P是可调节的鳄鱼铗。
(1)已知电源的电动势为4V，内阻很小，实验室提供了两个滑动变阻器，且两种滑动变阻器都能正常使用，此实验中应选择__________（填“A”或“B”）；
A.滑动变阻器（阻值范围）
B.滑动变阻器（阻值范围）
(2)实验中发现鳄鱼侠P到右侧N的距离是MN长度的时灵敏电流计中恰无电流.此时若将P向MN中点移动而不改变电阻箱的阻值，则此时流过灵敏电流计的电流方向应是______（选填：“P向Q”或“Q向P”）。反复调整鳄鱼铗P和电阻箱，直到P处在MN的中点时，灵敏电流计示数为零，电阻箱的示数如图乙所示时，则微安表的电阻为__________。
(3)然后兴趣小组设计了图丙所示的改装电路图，并标出和其中最左端为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱，电阻箱的阻值应取______Ω，______Ω（结果均保留到个位）。
四、计算题
13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了100J，已知状态A气体的温度为，热力学温度，求：
(1)气体在状态B时的温度；
(2)气体在此过程中吸收的热量。
14．如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直弹性挡板，挡板右侧依次放有985个质量均为2m的白色小球（在一条直线上），一质量为m的红色0号小球以与白色小球共线的速度与1号小球发生弹性正碰，红色小球反弹后与挡板弹性碰撞，碰后速度方向与碰前速度相反，白色小球之间也发生弹性正碰.求：
(1)红色0号小球和1号小球第1次碰撞后，红色0号小球的速度大小；
(2)985号小球最终速度大小；
(3)红色0号小球最终速度大小。
15．如图所示是科学仪器中广泛应用的磁致离子偏转技术原理图.位于纸面的xOy平面内和两条直线间存在着垂直纸面向内的匀强磁场.原点O处的离子源能沿纸面发射质量为，电荷量为的正离子.其中向第一象限且与x轴正向成发射的速度大小为的离子，刚好从A点射出磁场，不计重力，。
(1)求该离子从A点射出磁场时的速度方向及匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)若离子源向与x轴正向最大夹角为范围内发射离子，且所有离子都不离开磁场，求其发射的离子最大速度及最大速度离子可以到达的磁场区域面积S；
(3)若磁场布满整个空间且磁场区域充满空气，使进入磁场的离子受到与速度大小成正比、方向相反的阻力。离子源沿x轴正向持续发射速度为的离子，单位时间发射离子数为，这些离子均经过A点。若在A点沿y轴放一小块离子收集板以收集所有射到A点的离子，不考虑离子间的相互作用，求离子束对收集板的作用力沿x轴方向分力的大小。
参考答案
1．答案：A
解析：因为释放能量，存在质量亏损，所以的核子平均质量小于，故A正确；根据质量数和电荷数守恒，可判断X是，氦核流的贯穿能力很弱，电离能力很强，是α衰变，故BC错误；原子核半衰期与外界环境无关，故D错误.故选A。
2．答案：B
解析：设自由落体加速度的方向为正方向，下落的高度下落时间为，则，，故A错误。设落地时速度为v，则，，故B正确；由图像知1.6s后，篮球做初速度为的竖直上抛运动，反弹的最大高度，故C错误，当运动的时间，则发生位移为，，后的位移为，故D错误。
3．答案：C
解析：由波源O的振动图像知，其振动方程为，时，时间t的最小值为，经过波源O的位移第一次为10cm，故A错误；波自O传到M的时间，波速，波长，B错误，故C正确；质点M振动的时间间隔为，质点M通过的路程，故D错误。
4．答案：D
解析：11.2km/s是第二宇宙速度，指卫星脱离地球束缚的最小发射速度，神舟十八号没有脱离地球束缚，因此神舟十八号的发射速度小于11.2km/s，A错误；空间站内的宇航员处于完全失重状态，但是宇航员仍然受到重力作用，B错误；根据。解得，由于同步卫星的周期为24小时，大于天宫空间站绕地飞行时间，约为90分钟，因此空间站的轨道半径小于同步卫星轨道半径，C错误；在绕地稳定飞行过程中，空间站仅仅受到万有引力，因此空间站的机械能保持不变，D正确。故选D。
5．答案：A
解析：光路图如图所示，由于从N点射出的光线与BC边平行，根据几何关系可知在N点的折射角为，则光在M点的折射角为β和在N点的入射角为γ相等，其值为，光在棱镜中的光的路程；根据折射率公式可得，光在棱镜中的传播速度为，光在棱镜中传播的时间，故A正确，BCD错误。故选A。
6．答案：A
解析：不带电小球只受重力作用，带电小球受到重力、沿DC方向的电场力作用。不带电小球向右水平抛出后做平抛运动，从A到D由动能定理有，即，化简得，带电小球向左水平抛出后在复合场中运动，从A到B重力做功为，电场力做功为，则由动能定理有，即，可得，则，故选A。
7．答案：BC
解析：A.根据
可知
故A错误；
B.乙图中电压最大值
所以
乙图中的电压瞬时值表达式
故B正确；
C.当R处出现火警时，其阻值减小，负载总电阻减小，负载的总功率增大，则增大，则增大，故C正确；
D.又
增大，输入电压不变，和不变，所以不变，由于
所以减小，和不变，则变小，即电压表V的示数减小，故D错误。
故选BC。
8．答案：BC
解析：分析可知倾斜杆对乙的弹力的方向垂直杆向下，对甲受力分析，竖直方向由二力平衡可得，由整体法可得，解得，，故A错误，B正确；
设细线的拉力大小为T，对乙，由三力平衡的矢量三角形可得。设竖直杆对甲的弹力为，对甲在水平方向由二力平衡可得。由牛顿第三定律可得小球对竖直杆的弹力为。解得，故C正确，D错误。
9．答案：ABD
解析：木板第一次与墙壁碰撞后瞬间，木板A向左运动，物块B向右运动，则对物块B由牛顿第二定律可得，解得物块B的加速度，故A正确；风力，第一次碰撞前整体的加速度为，碰撞前木板的速度为，碰后木板以的速度反弹，B向右的速度，碰后木板的加速度大小为，木板向左做匀减速直线运动，当木板的速度减到零时向左的位移为，则从释放到木板与墙壁第二次碰撞，木板运动的路程为，故B正确；木板A第一次与墙壁碰撞后，物块B向右做匀减速运动，木板A向左做匀减速运动到速度为零，接着以相同大小的加速度向右做匀加速运动，第二次与墙壁碰撞前A、B先达到共速，之后一起做匀加速运动，木板A与墙壁发生第二次碰撞，碰后物块B继续向右做匀减速运动，木板A又向左做匀减速运动再反向向右做匀加速运动，A、B再次达到共速，接着一起加速直到木板A与墙壁第三次碰撞……，可知木板与墙壁经多次碰撞后将静止在墙壁处，物块B也处于静止状态，设整个过程物块B相对于木板A发生的位移为x，以A、B为系统，根据功能关系可得，解得，则系统因摩擦产生的热量为，故C错误、D正确。
10．答案：ABD
解析：开始计时以后导体杆做匀速直线运动，感应电动势，回路的电阻，由闭合电路欧姆定律，故A正确；导体杆受到的安培力大小为，方向水平向右，立柱M受到的压力大小，故B正确；由上可知，bc边受到的安培力与导体杆受到的安培力大小相等，方向水平向左，导体杆对线框的摩擦力大小，由平衡条件可知，水平拉力大小，故C错误；回路中的电功率，，故D正确。
11．答案：(1)BCD(2)=；；
解析：(1)根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，由于两球同时落地，因此说明A，B在竖直方向上的运动规律是相同的，改变击球点离地高度，多次实验也能观察到A、B两球同时落地.故根据实验结果可推知，平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，该实验不需要两球质量相等，故选BCD。
(2)频闪照相机曝光时间相同，用刻度尺对和进行测量，若在误差范围之内发现，则说明A球在水平方向上做匀速运动。图乙是按与实际环境比例冲洗的照片，由于小球A在水平方向做匀速直线运动，则可得小球平抛初速度大小是或或，小球竖直方向自由落体运动，则根据，可得，得
12．答案：(1)B(2)Q向P；(3)100；2910
解析：(1)由于电源的电动势为4V，且两种滑动变阻器都是安全的，而待测电阻有几百欧，宜接成分压电路，为便于调节，变阻器宜小不宜大，故选用。
(2)电桥平衡时电流计中无电流，P、Q两点等电势，当P向MN中点移动时Q端的电势不变，而P端的电势降低，故有Q向P的电流.当P处在MN的中点电桥再次平衡时，电阻箱和微安表的内阻相等，读图知电阻箱的示数为，故表头内阻。
(3)电表改装时应按满量程计算。接a时量程为1mA，有，得，接b时量程为3V，有，得
13．答案：(1)(2)250J
解析：(1)从状态A变化到状态B，等压变化，则
由题意知，，
可得
(2)从状态A变化到状态B，气体膨胀，外界对气体做负功，则
从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了100J，则
由热力学第一定律可得
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)设红色0号小球与1号小球碰撞后速度分别为和，根据动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得，
故红色0号小球与1号小球第一次碰撞后，红色0号小球的速度大小为
(2)设1号小球与2号小球碰撞后的速度分别为和
根据动量守恒定律及能量守恒定律有
解得
由题意可知，白色小球之间发生弹性正碰
由1号小球开始，白色小球碰撞时不断交换速度
985号小球最终速度为
(3)设红色0号小球与1号小球第n次碰撞后速度为，第2次与1号小球碰撞后，有，
解得
以此类推，红色0号小球最终速度大小为
15．答案：(1)，与y轴正向夹角为
(2)；
(3)
解析：(1)设轨迹半径为r
解得，
解得，
出射速度方向沿与y轴正向夹角为
(2)沿x轴正方向发射的离子轨迹恰好与上边界相切时
以方向入射的半径为的圆轨迹能到达的最低点
故最大半径为0.1m，
解得
如图所示，离子所到达的区域面积为
半径0.1m的一个圆加上顶角半径0.2m的扇形一中间叶片区域的面积，然后减去两个顶角半径0.1m的扇形相交区域的面积.即
(3)设某时刻速度为v，方向与水平方向夹角为θ，水平方向由动量定理得
即
解得
x方向对粒子由动量定理得，
解得
由牛顿第三定律得，粒子对收集板的作用力大小为