2024届海南省海口市琼山中学高三上学期第十次月考物理试题（解析版）

这是一份2024届海南省海口市琼山中学高三上学期第十次月考物理试题（解析版），共23页。试卷主要包含了 如图所示，将两个电荷量均为Q， 下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
物理试题
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力表达式
可得
又
联立可得引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位可表示为。
故选C。
2. 一物体在水平面上做直线运动，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 若该图像为图像，则在时间内物体的平均速度小于
B. 若该图像为图像，则在时间内物体先做加速运动再做减速运动
C. 若该图像为图像，则在时间内物体的最大位移出在b时刻
D. 若该图像为图像，则在时间内物体的最大位移出在c时刻
【答案】A
【解析】
【详解】AC. 若该图像为图像，若为匀变速直线运动，则和时间段内图线均为直线，平均速度为，但由于时间段内图线为曲线，因线下面积为位移，所以实际位移小于匀变速运动位移，则时间内物体平均速度小于，直线在时间内物体的最大位移出在c时刻，A正确，C错误；
BD. 若该图像为图像，图线斜率表示物体运动速度，则在时间内，物体先做加速运动再做匀速运动，物体的最大位移出在b时刻，BD错误。
故选A。
3. 如图所示，三角形斜面A放置于水平地面上，将光滑滑块B放置于斜面A上，在滑块B上施加水平向右的恒力F，斜面A和滑块B一起向右匀速运动，已知滑块B的质量为m，斜面A的质量为2m，斜面倾角为30°，则斜面与地面之间的动摩擦因数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】隔离滑块B，对B受力分析，如图所示
根据平衡条件，可得
对A、B整体受力分析，如图所示
可得
其中摩擦力
代入数据解得
故选D。
4. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲为波在t=0时刻的波形图，图乙为平衡位置在x=1m处质点P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. 该波的波速为2m/s
C. 0~5s内，质点Q运动的路程为5cm
D. 6s末，质点P运动到了Q点
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，t=0时刻，质点P向上振动，根据“上下坡”法可知，该简谐波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．根据图甲可知，该波的波长为2m，则波速为
故B错误；
C．由于
则质点P运动的路程为
故C正确；
D．介质中的质点只在自己的平衡位置附近振动，而不会随波迁移，故D错误。
故选C。
5. 用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光（ ）
A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B. 发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C. b光的频率大于a光的频率
D. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，b光的遏止电压大，根据
所以b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大，同时逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比，故AB错误；
CD．根据光电效应方程可得，b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，根据
可知，通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示，将两个电荷量均为Q（Q>0）的正点电荷分别固定在菱形的两个顶点a、c上，∠abc=120°，它们在菱形的顶点d处产生的电场强度为E。现只将c点处的电荷换成等量负点电荷-Q（未画出），则d点处新的电场强度大小为（ ）
A. EB. C. D. 2E
【答案】B
【解析】
【详解】设菱形的边长为L，它们各自在d点的电场强度大小均为，根据平行四边形定则，a、c两点的点电荷在d点叠加的合电场强度大小仍为
方向由O指向d，当c点处换成等量负电荷后，a、c两点的点电荷在d点的合电场强度方向平行于ac向右，大小为
故选B。
7. 在如图所示的电路中，电源电动势和内电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片移动时，发现电压表示数变大，则下列判断正确的是（ ）
A. 电流表示数变大B. 电阻的电功率变大
C. 滑动变阻器的滑片向上移动D. 电源的输出功率一定增大
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．根据串反并同可知，电压表示数变大时，说明滑动变阻器阻值变大，即滑动变阻器的滑片向下移动，同理电流表示数变大，电阻的电功率变小，故A正确，BC错误；
D．当外电阻和内电阻相等时，电源的输出功率最大。当滑向下移动时外电阻变大，但是不能确定外电阻和内电阻的关系，所以输出功率不一定变大。故D错误。
故选A。
8. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过人工制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。如图所示，一质量为m的游客恰好可以静止在直径为d的圆柱形风洞内。已知气流密度为ρ，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则风洞内气流的流量（单位时间内流出风洞的气流体积）为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对时间内吹向游客的气体，由动量定理可得
由于游客处于静止状态，故满足
F=mg
另外
风洞内气流的流量为
联立解得
故选A。
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。
9. 下列说法正确的是（ ）
A. 一定质量的理想气体从外界吸热，内能可能减小
B. 布朗运动证明组成固体微粒的分子在做无规则运动
C. 光的偏振现象说明光是纵波
D. 电磁波波长越长，其能量子越小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据热力学第一定律可知，一定质量的理想气体从外界吸热，若对外界做功，则内能可能减小，故A正确；
B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，其实质是由于液体分子的无规则运动的撞击作用而形成的，反映液体分子的无规则运动，故B错误；
C．光的偏振现象说明光是横波，故C错误；
D．电磁波波长越长，频率越小，其能量子越小，故D正确。
故选AD。
10. 两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A. 在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B. 在rr0阶段，分子力先变大后变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在r>r0阶段，分子之间为引力作用，互相靠近时引力做正功，分子动能增加，分子势能减小，故A正确；
B．在rr0阶段，分子力先变大后变小，故D正确。
故选AD。
11. 2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成，如图所示。已知空间站离地面的高度为，这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的半径为，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为 B. 空间站的向心加速度大小为
C. 空间站的运行周期大于24小时D. 空间站的线速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】AD．对地球表面的物体有
可得
空间站绕地球运行，由万有引力提供向心力得
解得
故AD正确；
B．由牛顿第二定律有
空间站的向心加速度大小为
故B错误；
C．由牛顿第二定律有
解得
空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知空间站的周期小于同步卫星的周期，即小于24h，故C错误。
故选AD。
12. 如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=104 V，输出功率P1=109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1，输电线总电阻r=50 Ω。则（ ）
A. U4=U1
B. I4=I1
C. 通过电阻r的电流I2=2×104 A
D. 用户端的电功率为9.5×108 W
【答案】BD
【解析】
【详解】C．根据电流与线圈匝数的关系
可得
A
则通过电阻r的电流为A，故C错误；
A．电阻r两端的电压为
V
则
V
根据电压与线圈匝数的关系
解得
故A错误；
B．由于，根据
则
故B正确；
D．电阻r损耗的功率
W
用户端的电功率为
W
故D正确。
故选BD。
13. 如图所示，间距为L的两倾斜且平行的金属导轨固定在绝缘的水平面上，金属导轨与水平面之间的夹角为θ，电阻不计，空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨上端接有阻值为R的定值电阻。质量为m的导体棒ab从金属导轨上某处由静止释放，开始运动∆t时间后做匀速运动，速度大小为v，且此阶段通过定值电阻R的电量为q。已知导轨平面光滑，导体棒的电阻为r，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 刚释放瞬间导体棒的加速度大小为
B. 导体棒稳定时通过电阻R的电流方向为A→C
C. 从释放导体棒到其速度稳定的过程中导体棒运动的位移大小为
D. 从释放导体棒到其速度稳定的过程中定值电阻R上产生的热量为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．导体棒ab刚释放瞬间，根据牛顿第二定律可得
解得
故A正确；
B．根据右手定则可知，导体棒中的电流方向为b流向a，通过电阻R的电流方向为A→C，故B正确；
C．根据电荷量的计算公式可得
解得
故C正确；
D．根据能量守恒定律可得
联立可得
故D错误。
故选ABC。
三、实验题：本大题共2小题，每题10分，共计20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14. 如图所示，用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；
②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体的压强p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录压强和体积数据；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是（ ）
A. 移动活塞时应缓慢一些
B. 封闭气体的注射器应密封良好
C. 必须测出注射器内封闭气体的质量
D. 封闭气体的压强和体积必须用国际单位表示
（2）在不同环境温度下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2。在如图所示的四幅图中，更能直观反映相关物理量之间关系的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1）AB （2）AC
【解析】
【小问1详解】
A．移动活塞时应缓慢一些，避免气体温度上升，故A正确；
B．封闭气体的注射器应密封良好，避免气体质量发生变化，故B正确；
C．探究气体等温变化，不需测出注射器内封闭气体的质量，故C错误；
D．气体的压强和体积单位可以不使用国际单位，故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
AB．由理想气体状态方程可知
对于一定量的气体，温度T越高，p-图线斜率越大，故A正确，B错误；
CD．由理想气体状态方程可知
对于一定量的气体，温度T越高，即p-V图像离坐标轴越远，故C正确，D错误。
故选AC。
15. 某同学用如图所示装置测滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板放在水平桌面上，当地的重力加速度为g。（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）
（1）实验前调节定滑轮高度，使牵引滑块的细线与长木板平行，接通电源，释放滑块，实验打出的一条纸带如下图所示，打点计时器所接交流电的频率为50Hz，可求得小车加速度的大小为___________m/s2。
（2）多次改变砝码盘中砝码的质量，重复实验，测得多组力传感器的示数F及对应的小车加速度a，作出a-F图像，如下图所示，若滑块和力传感器的总质量为M，由此求得滑块与长木板间的动摩擦因数µ=___________。
（3）若a-F图像斜率为k，则可求得滑块和力传感器的总质量为___________。
【答案】（1）0.88
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由于打点计时器所接交流电的频率为50Hz，所以相邻两计时点间的时间间隔为0.02s，则小车运动的加速度大小为
【小问2详解】
根据牛顿第二定律可得
所以
结合图像可得
所以
【小问3详解】
由以上分析可知
所以
16. 某同学利用下列器材测量两节干电池的总电动势和总电阻。
A.待测干电池两节；
B.电压表、，量程均为，内阻很大；
C.定值电阻（阻值未知）；
D.电阻箱；
E.导线若干和开关。
（1）根据如图甲所示的电路图，在实物图乙中补全相应的电路图_________。
（2）实验之前，需要利用该电路测出定值电阻。先把电阻箱调到某一阻值，再闭合开关，读出电压表和的示数分别为、，则_______（用、、表示）。
（3）实验中调节电阻箱，读出电压表和的多组相应数据、。若测得，根据实验描绘出图象如图丙所示，则两节干电池的总电动势_______、总电阻________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. ②. ③. 3.0 ④. 2.4
【解析】
【详解】(1)[1]
(2)[2] 闭合开关后，根据串并联电路规律可知，两端电压，电流为，根据欧姆定律
(3)[3] 根据闭合电路欧姆定律可知
变形可得
由图象可知，当时，，则有
图象的斜率为
联立解得，
四、计算题：本大题共3小题，16题8分，17题12分，18题16分，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图所示为某玻璃砖的截面图，由半径为的四分之一圆与长方形组成，长为，长为，一束单色光以平行于的方向照射到圆弧面上的点，，折射光线刚好交于的中点，光在真空中的传播速度为，求：
（1）玻璃砖对光的折射率；
（2）求光从点射入到面射出玻璃砖所需的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）折射光路如图所示
由题意可知
因此为等腰三角形，根据几何关系，光在点的入射角，折射角为
因此玻璃砖对光的折射率
（2）由几何关系，光在面上的入射角，全反射的临界角为，可知
因此
光在面会发生全反射。根据折射定律的定义
可知
光从点传播到H的光程为
则光从点传播到H所用时间的
18. 如图所示，小华和滑块P均静止在平台上，某时刻小华将滑块P以一定速度从A点水平推出，滑块P恰好从B点沿着切线方向滑入半径R1=3m的光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC相切于C点的光滑水平面CD，与放置在水平面E点的滑块Q发生正碰且粘在一起，碰后两滑块冲上静止在光滑水平面上的、半径为R2=0.5m的四分之一光滑圆弧槽S，圆弧槽与水平面相切于F点，最高点为G。已知滑块P的质量m1=30kg，滑块Q的质量m2=40kg，圆弧槽S的质量m3=140kg，AB两点的高度差h=0.8m，光滑圆弧对应的圆心角53°，将滑块P和Q看做质点，重力加速度g=10m/s2（sin53°=0.8，cs53°=0.6）求：
（1）滑块P到达B点时速度vB；
（2）滑块P到达圆弧末端C时对轨道的压力的大小；
（3）两滑块冲上圆弧槽后能上升的最大高度。
【答案】（1）5m/s，方向沿B点切线方向向下；
（2）790N （3）0.3m
【解析】
【小问1详解】
滑块P从A到B做平抛运动，则
解得
滑块到达B点时速度为
方向沿B点切线方向向下；
【小问2详解】
滑块从B点运动到C点，根据动能定理可得
代入数据解得
在C点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可得，滑块P到达圆弧末端C时对轨道的压力的大小为790N；
【小问3详解】
滑块P与滑块Q碰撞过程，动量守恒，则
解得
两滑块冲上圆弧槽后上升到最大高度，根据动量守恒有
联立可得
19. 受控热核聚变反应的装置中温度极高，因而带电粒子没有通常意义上的容器可装，而是由磁场将带电粒子束缚在某个区域内。现有一个环形区域，其截面内圆半径R1=m，外圆半径R2=3m，区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，如图所示。已知磁感应强度大小B=1.0T，被束缚的带正电粒子的比荷=4.0×107C/kg，中空区域中的带电粒子由内、外圆的圆心O点以不同的初速度射入磁场，不计带电粒子的重力和它们之间的相互作用，且不考虑相对论效应。
（1）求带电粒子在磁场中运动的周期T和带电粒子不能穿越磁场外边界的最大速度v0；
（2）若中空区域中的带电粒子以（1）中的最大速度v0从O点沿圆环半径方向射入磁场，求带电粒子第一次回到O点所需要的时间；
（3）为了使束缚效果最好，在半径为R1的圆内也加上磁场，磁感应强度B'=2B，方向相同。求粒子不能射出半径为R2的圆形区域的最大速度v。
【答案】（1）1.57×10-7s，4×107m/s
（2）1.91×10-7s
（3）8×107m/s
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得带电粒子在磁场中运动的周期为
当带电粒子以某一速度射入磁场时，粒子的运动轨迹恰好与外圆相切，此时粒子的速度为不能穿越磁场外边界的最大速度，如图所示
根据几何关系有
解得
洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有
解得
小问2详解】
带电粒子以速度v0射入磁场中时，根据几何关系有
解得
故其运动轨迹如图所示
带电粒子在磁场中运动的圆心角为，在磁场中运动的时间为
带电粒子在磁场外做匀速直线运动，所用的时间为
故带电粒子从O点沿圆环半径方向射入磁场到第一次回到O点所需要的时间
解得
【小问3详解】
要使束缚效果最好，则B′与B的方向应相同，如图所示
粒子在内圆区域内运动时，轨迹圆心为O1，在圆环区域内运动时，轨迹圆心为O2，设粒子在两区域内的运动半径分别为r1、r2，因为
所以
根据几何关系有
则三角形OO1O2为等腰三角形，∠OO1O2=2α，所以
解得
则