湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题（含答案）

这是一份湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题（含答案），共10页。试卷主要包含了非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7 题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的0分。
1．在光电效应实验中，当用频率为ν的单色光照射金属阴极K时，能够发生光电效应。若改用另一频率为ν'的单色光照射同一金属阴极K也能够发生光电效应，已知频率ν的单色光经过某狭缝并照射到荧光屏上产生的条纹宽度比用频率为ν'的单色光产生的条纹宽度更宽。则以下说法正确的是
A．用频率为ν'的光照射金属阴极K时，截止频率会增大
B．用频率为ν'的光照射金属阴极K时，该金属的逸出功会增大
C．用频率为ν'的光照射金属阴极K时，遏止电压会增大
D．用频率为ν'的光照射金属阴极K时，饱和光电流会减小
2．如图所示，东湖风景区内的东湖之眼摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，其直径为49.9米，转一圈的时间为13分14秒，可同时容纳112人乘坐。下列说法正确的是
A．乘客在最高点处于超重状态
B．乘客在整个运动过程中的机械能不变
C．乘客在整个运动过程中所受合力不变
D．乘客随座舱转动的线速度大约为0.2m/s
3．将一段铜制裸导线弯折成如图甲所示形状的线框，将它置于一节干电池的正极上（线框上端的弯折位置与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁N极向上吸附于电池的负极，使导线框下面的两端P、Q套在磁铁上并与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该电动机，下列说法正确的是
A．俯视，线框将顺时针转动
B．电池的输出功率等于线圈转动时的机械功率
C．若将裸导线改成漆包线，对漆包线不做任何处理也能成功转动
D．若线圈电阻不受发热影响，则线圈从静止开始转动的过程中，线框中电流保持不变
4．2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球半径为R、引力常量为G，则有
A．主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度大于7.9km/s
B．返回器跳出大气层后需向后喷气方可第二次再入大气层
C．由题给条件可求出地球密度为3πGT2
D．由题给条件可求出地球第一宇宙速度为4π2r3RT2
5．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是
A．a点与b点的磁感应强度相同
B．a点与c点的磁感应强度相同
C．a点与d点的磁感应强度相同
D．a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相
6．如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为h，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M点在纸面内以v0=2gh的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为v=2v0的速度通过N点。已知重力加速度g，不计空气阻力。则下列正确的是
A．可以判断出电场强度的方向斜向右下方
B．小球从M到N的过程经历的时间t=v0g
C．电场强度大小为重力的3倍
D．M点到N点的过程中小球的机械能先增大后减小
7．在距离地面高H=20m处以水平速度v0=10m/s抛出一质量为m=1kg的小球，小球在空中运动时受到的空气阻力大小f=kv，其中k=0.5N∙s/m。已知小球从抛出到落地所花的时间为t=2.4s，水平位移x=14m，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是
A．落地时小球的速度为8m/sB．落地时小球的竖直速度为23m/s
C．该过程中克服空气阻力所做的功为147.5JD．该过程中重力的平均功率约为65w
8．如图甲所示，在光滑水平面上有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面朝外，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是
A．线框的加速度大小为i1RBLt1
B．线框受到的水平外力的大小B(i3-i2)L2
C．0~t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1
D．0~t3间内水平外力所做的功大于mi32R22B2L2
9．如图所示，三棱镜ABC的截面为等腰直角三角形，其底边BC水平，AB=L。一束平行于BC边的光线射到AB边上的某点D，光线经底边BC反射后从AC边上F点（图中未画出）射出，不考虑多次反射光线。已知该棱镜的折射率n=2，真空中的光速为c。下列说法正确的是
A．无论BD等于多少，出射光线一定平行于入射光线
B．从BD间不同点入射的光在棱镜中传播时间不同
C．当BD=13L时，从AC射出的点距离C点距离为2-33L
D．当BD=13L时，光在棱镜中运动的时间为23L3c
10．如图所示，在xy平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的半圆形区域，x轴上方圆周外存在着上边界为y=2R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆周内无磁场。O点有一粒子源可以向外发射速度大小为v，质量为m、电荷量为q的带正电粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。下列说法正确的是
A．从b点进入磁场区域的粒子从磁场上边界射出时运动方向转过了60°，则磁感应强度B=3mv2qR
B．为使从b点进入磁场区域的粒子不从上边界飞出，磁感应强度B应满足B>mvqR
C．为使粒子可垂直于磁场上边界射出磁场，磁感应强度的最大值为Bmax=mv2qR
D．若磁感应强度为B=mv2qR，粒子能从上边界射出的宽度为5+3R
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
11．（8分）如图甲所示为“用光电门研究物体的加速度与质量关系”的实验装置。在轨道左侧的B点固定光电门，垫高轨道右端，平衡摩擦力。将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，测出小车静止在A点时挡光片的前端与光电门的距离L，挡光片的宽度为d（L≫d），在A点由静止释放小车，测出挡光片通过光电门的时间△t。
（1）为了研究小车加速度与质量的关系，本实验采用了控制变量的方法，操作中应保持不变。
（2）小车加速度的表达式为：a=。
（3）在小车上加配重片，改变小车总质量，同时确保钩码质量远小于小车和配重片总质量。由于粗心，忘记测量小车的质量，只记录了配重片的质量mx，以及挡光片通过光电门的时间△t，多次改变配重片的质量，重复测量。以mx为横坐标，△t2为纵坐标建立坐标系，得到如图乙所示的直线。已知直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则钩码的重力为，小车的质量为。
甲
12．（8分）多用电表是电学实验中的常用仪器，它不仅可以当做测量仪器测量电压、电流、电阻，还可以用来检测电路故障、探索黑箱。
（1）利用图甲所示电路测量电源电动势和内电阻，正确连接电路，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，而电流表指针不动，移动变阻器滑动片，电流表指针读数始终为零。不断开电路的情况下，使用多用电表检查电路故障，应将多用表旋钮拨到挡（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”或“交流电压”档），在a、e间检测，当检查滑动变阻器时，应将红表笔与（选填“c”或“d”）接线柱接触，若此时多用表指针发生偏转，电路故障应是滑动变阻器（选填“短路”或“断路”）；
（2）图乙所示黑盒子有三个接线柱，用多用电表欧姆档探究其内部电路结构。当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又归零；当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针稳定在某位置；当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不偏转；则黑盒内电路可能是下列选项中。
乙
13．（12分）
在平静的博雅湖面上有两个波源S1和S2，落水的排球静止在湖面上的P点，波源S1和S2、排球分别位于边长为l=8 m的等边三角形的三个顶点。t=0时刻，S1开始自平衡位置向下振动，S2开始自平衡位置向上振动，且S1振动的周期是S2的35倍。产生的两列波在水面传播的速度均为2 m/s，其中S1产生波的波长为λ1=3 m。求：
（1）振源S2产生波的波长λ2；
（2）从t=0开始，经过多长时间P点的排球第一次偏离平衡位置位移为正向最大值。（规定垂直水面向上为正方向，结果用分数表示）
14．（14分）
如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角θ=37°，导轨电阻不计，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。长为L的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R。两金属导轨的上端连接一个电阻，其阻值也为R。现闭合开关K，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大，最大速度为vm。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）求金属棒刚开始运动时加速度大小；
（2）求磁感应强度的大小；
（3）求金属棒由静止开始上滑s的过程中，金属棒上产生的焦耳热。
15．（18分）
如图所示，质量m1=1.995kg的物块A与质量m2（未知）的物块B（均可视为质点）通过轻质弹簧拴接在一起，静止在光滑地面上，t=0时质量m0=5g的子弹以速度v0=400m/s沿水平方向射入物块A并留在其中（时间极短）。t=0.5s时，弹簧第一次压缩量最大，此时弹簧压缩量为0.32m。从t=0到t=0.5s时间内，物块B运动的距离为0.072m。已知碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求：
（1）子弹打入物块A后系统损失的动能；
（2）求弹簧恢复原长时物块A、B的速度；
（3）若物块B和弹簧不拴接，A、B分离后B滑上倾角θ=37°，高度h=0.02m的粗糙斜面（斜面固定在水平面上，经过连接处时无能量损失），然后滑下，与一直在水平面上运动的A再次相碰，物块B与斜面间的动摩擦因数μ的取值范围。
高三物理限时训练答案
一、选择题：
二、非选择题：
11．（8分）（1）钩码质量（2）d22L∆t2（3）d22kLbk
12．（8分）（1）直流电压 c 断路（2）A
13．（12分）（1）λ2=5 m（2）t=778 s
（1）根据波速公式可得
T1=λ1v=1.5 s
依题意有T1=35T2，则
T2=2.5 s λ2=vT2=5 m
（2）设两列波刚传播到P点所用时间为t0，则
t0=lv=4 s
S1波的波峰传到P点再用的时间为t1，则
t1=34+n1T1n1=0,1,2,⋯⋯
S2波的波峰传到P点再用的时间为t2，则
t2=14+n2T2n2=0,1,2,⋯⋯
得
3n1+1=5n2
当n1=3时，n2=2，用时最短
t1=458 s=5.625 s
则
t=t0+t1=778 s
14．（14分）（1）1.4g（2）B=1L14mgR5vm（3）0.7mgs-14mvm2
（1）根据牛顿第二定律
F-mgsin37°=ma
F=2mg
解得
a=1.4g
（2）由
I=E2R
E=BLvm
F=BIL+mgsinθ
解得
B=1L14mgR5vm
（3）由能量关系可知
F⋅s=Q+mgs⋅sin37°+12mvm2
而
Q1=12Q
得
Q1=710mgs-14mvm2
15．（18分）（1）399J；（2）0.2m/s，方向向左；0.8m/s，方向向右；（3）920≤μμm2gcsθ
μ≤tanθ=34
③上滑过程，根据动能定理
-m2gh1-μm2gcsθh1sinθ=0-12m2vB2
下滑过程，根据动能定理
m2gh1-μm2gcsθh1sinθ=12m2v'B2
能追上A
v'B>0.2m/s
μ