2024湖南师大附中高三上学期月考卷（四）物理试卷含答案

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本试题卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共8页。 时量 75 分钟,满分 100分。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 物理思想和方法是研究物理问题的重要手段，如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜 M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。当用力 F 压桌面时，光点的位置会发生明显变化，通过光点位置的变化反映桌面的形变。这个实验中主要用到的思想方法与下列哪个实验用到的思想方法相同
A.卡文迪什通过扭称实验测量万有引力常量
B.伽利略斜面实验探究物体下落规律
C.实验探究圆周运动的向心力大小的表达式
D.实验探究力的合成规律
2. 近日电磁弹射微重力实验装置启动试运行，该装置采用电磁弹射系统，在很短时间内将实验舱竖直向上加速到20m/s后释放。实验舱在上抛和下落回释放点过程中创造时长达4s的微重力环境，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．微重力环境是指实验舱受到的重力很小
B．实验舱上抛阶段处于超重状态，下落阶段处于失重状态
C．实验舱的释放点上方需要至少20m高的空间
D．实验舱在弹射阶段的加速度小于重力加速度
3. 春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆的象征。如图所示，由六根等长的轻质细绳悬挂起五个质量相等的灯笼1、2、3、4、5，中间的两根细绳 BC 和CD的夹角θ=120°,下列选项中正确的是
A.绳AB 与绳 BC 的弹力大小之比为 3:1
B. MA 的拉力为单个灯笼重力的2.5 倍
C. MA 与竖直方向的夹角为 15°
D.绳MA 与绳 AB 的弹力大小之比为3:1
4. 电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P 是缆绳上的一个平台。则下列说法正确的是

A．太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心的距离成反比
B．超级缆绳对 P平台的作用力方向指向地心
C．若从P平台向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝P点转动的方向向前运动一边落向地球
D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处为椭圆的远地点
5. .金秋九月，正是收割玉米的季节，加工过程中，农民会采用如图甲所示的传送带装置。具体过程如图乙所示，将收割晒干的玉米投入脱粒机后，玉米粒从静止开始被传送到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上，一段时间后玉米粒相对于传送带保持静止，直至从传送带的顶端飞出，最后落在水平地面上，农民迅速装袋转运，提升了加工转运的效率。已知传送带与水平方向的夹角为、顶端的高度为h，玉米粒相对于传送带顶端的最大高度也是h，重力加速度为g，若不计风力、空气阻力和玉米粒之间的相互作用力，下列说法正确的是
A.玉米粒在传送带上时，所受摩擦力始终不变
B.玉米粒落地点与传送带底端的水平距离为 2+22ℎtanθ
C.传送带的速度大小为 2gℎsinθ
D.玉米粒飞出后到落地所用的时间为3ℎg
6. 为了测定某平行于纸面的匀强电场的场强，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置为坐标原点O建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心，r为半径作圆，如图甲所示。DIS电压传感器的一个黑表笔保持与基准点接触，红表笔从P点起沿圆周逆时针逐点测圆上各点的电势并记录相应转过的角度θ，再用此数据绘制图。当半径r分别取、、时，分别绘制出如图乙中所示的三条曲线，三条曲线均在时达到最大值，最大值分别为、、，且曲线③的最小值恰好为零，则下列说法正确的是（ ）
曲线①对应的r取值为
电场方向沿x轴负方向
坐标原点O的电势为
电场强度的大小为
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分）
7. 如图所示，一根足够长的细棒均匀带负电，棒的横截面积为S，单位长度所带的电荷量大小为q。当细棒沿其所在直线向右做速度大小为ν的运动时，会形成等效电流。下列选项正确的是
A．等效电流的方向向右
B．等效电流的大小为qv
C．若从细棒左侧向右侧看，空间中磁场方向为逆时针
D．若保持细棒静止，细棒周围的电场为匀强电场
8. 均匀介质中，波源位于点的简谐横波在水平面内传播，时刻，所有波峰、波谷的分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，坐标处的质点P处于波峰．质点P的振动图象如图乙所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）

A.该波的传播速度大小为5m/s
B.坐标(0，40)处的质点 M 第一次处于波谷的时刻为4s
C.坐标(10，0)处的质点 N 的振动方程为z=−2csπ2tcm
D.坐标(0,10)处的质点在 8.5s 末在 z轴上的坐标为-1 cm
9. 如图所示，AB为一足够长的光滑水平横杆，横杆上固定一个阻挡钉C。杆上套一质量不计的轻环，环上系一长为L且足够牢固、不可伸长的轻细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球，现将轻环拉至C左边0.2L处并将绳拉直，让绳与AB平行，然后由静止同时释放轻环和小球。重力加速度为g，则关于之后的整个运动过程，下列描述正确的是

A．小球先做自由落体运动，再做圆周运动，最后做匀速运动
B．小球运动到最低点时速度大小为
C．小球运动到最低点前瞬间对绳子的拉力大小等于
D．阻挡钉C对轻环冲量等于全过程小球动量的增加量
10. 如图所示，在xOy平面内第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=0.5T的有界匀强磁场，磁场右边界满足曲线方程（其中，，单位：m），M点的坐标为12 32。从O点沿x轴正方向以不同速率射出大量质量，电荷量的同种粒子。不计粒子的重力及相互作用力，已知所有粒子均不从磁场右边界射出。下列说法正确的是

A.所有粒子在磁场中运动的时间不同
B.粒子的最大速率为 100 m/s
C.磁场中有粒子出现的区域面积是 π3m2
D.某粒子从 O 点运动到 M点的过程中，动量改变量大小为1× 10⁻⁴kg⋅m/s
第Ⅰ卷答题卡
三、非选择题（本大题共5小题，共57分）
11. 用如图甲所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。
（1）实验中需要满足的条件及实验现象，下列说法错误的是 。
A.斜槽轨道的末端切线必须水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.小球1 每次必须从同一高度由静止释放
D.两球质量应满足 m₁>m₂
E.两球半径应满足 r₁=r₂
F. M、P、N三点一定分别对应小球1碰撞后、小球 1碰撞前、小球2碰撞后的落点
（2）图中O点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有___________。（选填选项前的字母）
A.入射小球和被碰小球的质量、
B.入射小球开始的释放高度h
C.小球抛出点距地面的高度H
D.两球相碰后的平抛射程、
（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后动量守恒。
（4）历史上关于“运动”量度有两种观点：一种观点认为应该用物理量来量度运动的强弱；另一种观点认为应该用物理量来量度运动的强弱。牛顿用如图所示的实验研究碰撞，并记录了自己的实验：“摆长取10英尺……若物体A以9份运动撞到静止的物体B，损失掉7份，碰撞后以2份继续前进，则物体B将以7份运动弹起。如果两物体从反方向相撞，撞前A以12份运动，B以6份运动，撞后A以2份后退，B将以8份后退，双方各减14份。”牛顿由此找到了碰撞中的运动守恒量。你认为牛顿所指的量度“运动”的物理量___________(选填“”或“”)。
12. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω）、灵敏电流计G（满偏电流，内阻，定值电阻（），定值电阻（阻值可求），变阻箱R（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
（1）若想灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要______一个定值电阻R2（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值______Ω。
（2）为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整______。
（3）采集灵敏电流计G和变阻箱R的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，则所测得电池组的内阻r=______。（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计G中的电流）
（4）组长还组织大家进步研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势E=6.0V，内阻（），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为______（保留2位有效数字）。
四、计算题(13 题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13.2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐地深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。某物理研究小组受“奋斗者”号的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图所示，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为p0，汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为3p0的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10 m深的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：
（1）当A向右移动时，水的深度h；
（2）该深度计能测量的最大水深hm 。
14. 1913年，美国物理学家密立根用油滴实验证明电荷的量子性并测出电子的电荷量，由此获得了1923年度诺贝尔物理学奖。如图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的金属极板，上极板中央有一小孔。用喷雾器将细小的油滴喷入密闭空间，这些油滴由于摩擦而带了负电。油滴通过上极板的小孔进入到观察室中，已知重力加速度为g，油滴的密度为。
（1）当两极板间电压为U0时，某一油滴恰好悬浮在两极板间静止。将油滴视为半径为r1的球体。求：
a.该油滴所带的电荷量q1；
b.实验中发现，对于质量为m的油滴，如果改变它所带的电荷量q的大小，则能够使油滴达到平衡的电压必须是某些特定值Un，研究这些电压变化的规律可发现它们都满足方程：，式中n =1，2，3，……。此结果说明了什么？
（2）密立根是通过测量油滴在空气中下落的速度来测量油滴所带电荷量的。当两极板间的电压为U时，半径为r的带电油滴受到的重力、静电力和空气阻力平衡时，油滴以速度v1匀速上升；断开电源去掉两极板间电压，经过一段时间后观测到油滴以速度v2匀速下降。已知油滴受到的空气阻力的大小为，其中常数η为空气的粘滞系数，v为油滴运动的速度大小。求油滴的电荷量q。
15. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物 A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，用手托住 B，A静置于地面上，B距地面高度为h，细线处于拉紧状态。释放后A、B开始运动。 已知A、B的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦和阻力。
(1)求B落地时的速度；
(2) B触地后无反跳，绳不会脱离动滑轮和定滑轮，A 不会与动滑轮相碰，当绳子再次绷直后，便保持绷直状态，A、B一起运动，试求从 B第一次触地后：(提示：绳子瞬间绷直，绳子张力很大，且有机械能损失)
①B能够上升的最大高度；
②经过多少时间，将第二次触地；
③经过多少时间，系统将停止运动。题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
得分
答 案