2024长沙雅礼中学高三下学期月考（八）物理含解析

这是一份2024长沙雅礼中学高三下学期月考（八）物理含解析，共15页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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．
3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回．
一、单选题（本题共6小题，每小题4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．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件．如图示为理想LC振荡电路，某时刻电容器中的电场方向向下，且电路中的电流正在增大，下列说法正确的是（ ）
A．电路中的磁场能正在减小B．电容器两极板间的电势差正在减小
C．电感线圈内部的磁场向下D．电感的自感电动势正在增大
2．2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水．核污水中的发生衰变时的核反应方程为．设的比结合能为的比结合能为，的比结合能为．已知光在真空中的传播速度为的半衰期为138天，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．该衰变过程本质是原子核中的一个中子转变为质子并放出一个电子
C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
D．10个核138天后剩余5个
3．半径为的半圆弧金属丝均匀带的电荷时，在其圆心处产生的电场强度大小为为静电力常量．若让一根半径为的圆弧金属丝均匀带的电荷，则在其圆心处产生的电场强度大小为（ ）
A．B．C．D．
4．如图，长为的细绳下方悬挂一小球，绳的另一端固定在天花板上点处，在点正下方的处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为，向右为正．下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的关系的是（ ）
A．B．C．D．
5．2023年11月16日，中国北斗系统正式加入国际民航组织标准，成为全球民航通用的卫星导航系统．北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星等组成．将地球看成质量均匀的球体，若地球半径与同步卫星的轨道半径之比为，下列说法正确的是（ ）
A．倾斜地球同步轨道卫星有可能保持在长沙的正上方
B．地球静止轨道卫星与地面上的点线速度大小相等所以看起来是静止的
C．地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为
D．地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为
6．如图，一竖直轻弹簧静止放在水平面上，将质量分别为和的两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态．现用一恒力竖直向上拉，将视为质点，重力加速度为，弹簧劲度系数为且弹簧始终未超过弹性限度，不计空气阻力，则下列说法中错误的是（ ）
A．若，则始终不会分离
B．若，则的最大速度为
C．若，则分离时弹簧恰好恢复原长
D．若，则在初始位置分离
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7．如图电路中，理想自耦变压器接在输出电压有效值恒定的正弦式交流电源上，为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器的滑片，是定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．若仅将从位置逆时针转到位置，则电压表示数减小，示数增大
B．若仅将从位置逆时针转到位置，则电流表A示数增大
C．若仅将向左滑动，定值电阻消耗的电功率增大
D．若仅将向左滑动，滑动变阻器消耗的功率减小
8．光镊是一种利用光力学性质的重要技术．如图所示，真空中放有一个折射率为的直角三棱镜，其边长为．一束极细的激光从的中点平行于人射，假设激光在面和面不发生反射．已知该束激光的功率为，在真空中的波长为，真空中的光速为，普朗克常量为．则（ ）
A．激光在棱镜中的传播时间为B．激光在棱镜中的波长为
C．单位时间内通过棱镜的光子数为D．激光对棱镜的作用力大小为
9．水平面上放置一质量为的滑块，上方有圆形凹槽，质量为的圆柱恰好能放置在凹槽中，其截面图如图所示，圆心与二者接触的左端点连线跟竖直方向夹角．一质量为的物体通过跨过定滑轮的不可伸长的轻质细绳与相连，细绳伸直后由静止释放，不计一切摩擦，离定滑轮足够远，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．若能保持相对静止，则细绳的张力大小为
B．若能保持相对静止，则对的作用力大小为
C．当时，恰要从凹槽中滚出
D．若，则只要足够大，一定可以从凹槽中滚出
10．如图，一足够长的金属导轨质量，放在光滑的绝缘水平面上，导体棒质量（电阻不计）放置在导轨上且接触良好，已知导体棒与导轨动摩擦因数构成矩形，导体棒右侧有两个固定于水平面的立柱．导轨段长，开始时右侧导轨的总电阻，导轨单位长度的电阻．以ef为界，其右侧匀强磁场方向竖直向上，左侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为．在时，一水平向右的拉力垂直作用在导轨的边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度，重力加速度．下列说法正确的是（ ）
A．回路中感应电流随时间变化的表达式
B．导轨由静止开始做匀加速直线运动，拉力达到最大值
C．导轨由静止开始做匀加速直线运动的过程中拉力的最大值为
D．某过程中回路产生的焦耳热为，导轨克服摩擦力做功为，则导轨动能的增加量为
三、实验题（本题共2小题，11题6分、12题10分，共16分）
11．为测量电流表（量程为）的内阻，某同学设计了如图所示电路，器材如下：
A．电源（电动势，内阻很小）
B．电源（电动势，内阻很小）
C．滑动变阻器（阻值）
D．滑动变阻器（阻值）
E．电阻箱（阻值）
F．开关两个，导线若干
（1）为提高测量精度，滑动变阻器应该选择_________，电源应该选择_________．（均填器材前的选项字母）
（2）实验操作步骤如下：①先将调至最大，闭合开关，再调节，使电流表指针满偏；②闭合开关，保持不变，调节使得电流表指针指在位置，此时的值为，则测得电流表内阻为_________（保留3位有效数字）．若不考虑偶然误差，电流表内阻的测量值_________（填“大于”“等于”或“小于”）其真实值．
12．小何同学做“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”实验，组装好如图1所示实验装置并调节斜槽末端水平后，实验步骤如下：
图1
①用电子天平测量出钢球和玻璃球的质量分别为．
②找到斜槽末端在白纸上的竖直投影点．
③将钢球从斜槽上某一位置由静止释放，落到复写纸上并在白纸上留下痕迹：重复上述操作多次，得到多个落点痕迹，找到平均落点．
④将玻璃球放在斜槽末端，再将钢球从位置由静止释放，两球碰撞后落到复写纸上并在白纸上留下痕迹：重复上述操作多次，分别找到两球的平均落点．
⑤用刻度尺测量出线段和的长度分别记为和．试分析下列问题．
（1）（多选）关于实验的一些细节，下列说法正确的是_________．
A．实验时使用的钢球和玻璃球半径必须相同
B．实验装置中的铅垂线是用来判断斜槽末端是否水平的
C．实验时每次释放钢球的位置必须相同，斜槽是否光滑无关紧要
D．实验过程中白纸未移动，但不小心移动了复写纸，则需要重新做实验
（2）验证碰撞过程动量守恒的表达式_________（用表示）．
（3）小何细心观察后发现他做实验得到的四点不共线，而是如图2所示情况．于是他进一步测得，若小何想重新验证该碰撞过程沿方向动量守恒，则需要验证表达式_________，若他还想验证该碰撞过程前后动能相等，则需要验证表达式_________．（用表示）
图2
（4）定义碰撞过程的恢复系数，其中和分别表示两物体碰撞前的相对速度和碰撞后的相对速度．若实验时四点共线，且落点总是在之间，则说明钢球与玻璃球碰撞的恢复系数至少为_________（保留2位有效数字，已知钢球密度约为玻璃球密度的3倍）．
四、解答题（本题共3小题，共40分．其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分．）
13．如图，一定质量的理想气体被面积为的活塞封闭在汽缸中，大气压强为，活塞质量为．初始时气缸内气体的温度为，且此时活塞与汽缸底部相距．现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向上移动距离后停止，且该过程中气体向环境释放的热量为．已知该理想气体的内能与温度的关系为（已知），忽略活塞与汽缸间的摩擦，重力加速度为．求：
（1）该理想气体最终的温度：
（2）整个过程中气体从电热丝吸收的热量．
14．如图，可视为质点的光滑定滑轮与竖直墙面上的点等高，为的中点，距离为．一根轻质不可伸长的细绳一端系在点，穿过光滑圆环再绕过定滑轮，另一端吊着质量为的重物．初始时都静止，且此时与水平方向夹角为（如图所示）：然后在外力作用下，将圆环缓慢上移到点并静止释放．已知重力加速度为，整个过程中未与滑轮相撞，不计空气阻力和一切摩擦．求：
（1）的质量：
（2）可以下降的最大距离：
（3）和总动能最大时的动能．
15．如图，在平面直角坐标系的第一、二象限有足够长的条状磁场区域Ⅰ、Ⅱ，宽度均为，区域Ⅰ和Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为．有一个质量为、带电量为的粒子，从坐标原点沿轴正方向以速度（未知）射入区域Ⅰ，不计粒子重力．
（1）若粒子恰可以穿过磁场区域，求的大小：
（2）若粒子恰可以穿过磁场区域Ⅱ，求的大小：
（3）若，粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状（全程在Ⅰ区域中运动），并与轴相切于点（未画出），求粒子由点运动到点的时间及点的坐标：
（4）若区域Ⅰ磁感应强度大小沿轴满足不均匀分布，且粒子恰可以穿过磁场区域Ⅰ，求的大小．
雅礼中学2024届高三月考试卷（八）
物理参考答案
一、单选题（24分）
1．B 【解析】AB．电路中的电流正在增加，说明线圈中的磁场正在增强，故电路中的磁场能正在增大，电容器的电场能正在减小，电容器正在放电，故电容器两极板间的电势差正在减小，A错误B正确：C，电容器上板带正电，正在放电，回路中电流为逆时针方向，根据右手定则可知电感线圈内部的磁场向上，C错误：D．理想LC振荡电路中自感电动势大小等于电容器电压，故自感电动势也在减小，D错误．故选B．
2．C 【解析】A．比更稳定，比结合能更大，故，A错误：B．由质量数守恒和电荷数守恒可知是，该衰变的本质是原子核中两个质子和两个中子组成了，B错误：C．该核反应过程中放出能量，故C正确：D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，10个原子核的衰变不符合该统计规律，D错误：故选C．
3．C 【解析】将带电荷的半径为的半圆弧金属丝等分成两部分来看，两部分在圆心处产生的电场大小相同为，则，即带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度，因此带电荷的圆弧金属丝在其圆心处产生的电场强度为，故选C．
4．A 【解析】摆长为时单摆的周期：摆长为时周期，故；又由于小球机械能守恒，故，故选A．
5．D 【解析】A．倾斜地球同步轨道卫星周期仍然是24小时，但轨道与赤道平面有夹角，如果某时刻在长沙正上方，则24小时后就又在长沙正上方，但不能保持在长沙正上方，故A错误；B．地球静止轨道卫星与地面上的点角速度相等，线速度大于地面上的点，B错误；CD．根据题意，由万有引力提供向心力有，在地球北极有，在赤道上有，联立可得，则地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为，D正确，C错误．故选D．
6．C 【解析】分析：若很小，则可能做简谐振动不分离，假设不分离，则振幅，最大位移：若很大，则会分离，设位移时分离，则此时，解得；当取临界值时，恰好可以分离，即，故，即能否分离的临界拉力．
A．，因此会一起做简谐振动不会分离，A选项说法正确；
B．一起做简谐振动，平衡位置处速度最大，由动能定理有，解得，B选项说法正确；
C．，故会分离，分离时不受的作用力，故合力为0，加速度为0，加速度也为0，弹簧处于压缩状态，C选项说法错误；
D．令，故，即时，在初始位置分离，D选项说法正确：综上所述，答案选C．
总结：①若，则一起做简谐振动不分离；
②若，则会越过平衡位置在减速阶段分离，分离后类竖直上抛；
③若，则在经过平衡位置分离，分离后做匀速直线运动；
④若，则在向上加速阶段分离，分离后做勺加速直线运动；
⑤若，则在初始位置分离．
二、多选题（20分）
7．BC 【解析】AB．若仅将从位置逆时针转到位置，副线圈匝数变大：原线圈电压不变，则电压表示数不变，根据，可知副线圈电压增大，则副线圈电流增大，电流表示数增大，两端电压增大，电压表示数增大，故A错误，B正确：CD．仅将向左滑动，滑动变阻器阻值减小，电流增大，定值电阻消耗的电功率增大，滑动变阻器消耗的功率不一定减小，故C正确，D错误．故选BC．
8．ACD 【解析】A．激光发生全反射的临界角满足，而激光射到边上的点时，入射角为，故，因此激光在边上发生全反射，射到边上的，点，在棱镜中的传播路程为，传播速度为，传播时间为，A正确：
B．激光的频率不变，与光速成正比，故，B错误；
C．单位时间内通过棱镜的光子数，C正确；
D．激光入射点的入射角为，根据折射定律，有得，因此激光通过棱镜的偏转角为，每个光子通过棱镜后动量变化量大小为，由动量定理，激光受到棱镜的作用力大小满足，激光对棱镜作用力的大小，D正确：故选ACD．
9．AB 【解析】AB．若相对静止，则系统加速度大小为，对受力分析，有，故，再对受力分析，，AB正确：
C．小球滚出凹槽的临界条件为小球受到槽的作用力沿着圆心与二者接触的左端点连线方向，得，临界加速度大小为，整体上有，解得，C错误：
D．若，小球滚出凹槽的临界条件为小球受到槽的支持力沿着圆心与二者接触的左端点连线方向，有，，得临界加速度大小，由于，所以无论为多大，都不能滚出凹槽，D错误．故选AB．
10．BD 【解析】A．根据题意可知回路中的感应电动势为，导体做匀加速直线运动，有，时间t内运动的位移为，回路中的总电阻，方程联立，可得回路中感应电流随时间变化的表达式，代入题中所给数据，解得，故A错误；
BC．导轨受到外力F，安培力以及导体棒PQ的摩擦力的作用，其中安培力，根据电路中电流大小处处相等，两侧磁场的磁感应强度大小相等，则导体棒PQ所受安培力的大小也是，方向竖直向下。导轨受到的摩擦力为，根据牛顿第二定律可知，化简可得，上式中当，即时外力取最大值．代入，则外力最大值为，B正确C错误：
D．设此过程中导轨运动距离为，克服摩擦力做功，所以代入选项中数据解得，导轨动能的增加量，故D正确．故选BD．
三、实验题（16分）
11．（6分）（1）D B （2）100 小于
【解析】（1）为提高测量精度，滑动变阻器应尽量选大电阻，且要保证电流表示数不能太小，因此滑动变阻器应选择D，电源应选B．
（2）电流表指针指在位置时，通过的电流为，故；由于闭合后，总电阻略减小，总电流略增大，通过的真实电流略大于，故．
12．（10分）（1）AC
（2）
（3）
（4）0.33
【解析】（1）A选项，为保证该碰撞是对心碰撞，两球半径应当相同，正确；
B选项，实验装置中的铅垂线是用来确定点位置的，不是用来判定斜槽末端是否水平的，B错误；
C选项，只需保证每次释放钢球的位置相同，即可保证钢球的入射速度不变，与斜槽是否光滑无关，C正确；
D选项，实验过程中复写纸位置发生变化不影响实验，不需要重做，D错误；
故答案选AC．
（2）设小球平批的竖直位移为，则碰撞前钢球的速度，碰撞后钢球和玻璃球的速度分别为、，要验证该过程动量守恒，则需验证，化简得．
（3）验证该碰撞过程沿方向动量守恒，即，化简得；验证该碰撞过程前后动能相等，即，化简可得．
（4）先定性分析，如果碰撞是弹性的，则一定在之间：如果碰撞是完全非弹性的，则和重合．由此可知，当碰撞过程机械能损失很小时落点在之间，当碰撞过程机械能损失较大时，落点位于之间，临界情况是重合，即有．又因为，且，解得，故．
四、解答题（40分）
13．（10分）【解析】（1）活塞向上移动了，在此等压过程中有
解得
（2）活塞缓慢移动，受力平衡，则
得
外界对气体做功
得
气体的内能变化
得
由热力学第一定律，有
综上解得
14．（14分）【解析】（1）初始时静止，此时与水平方向夹角为受力平衡，有
故有
（2）设可以下降的最大高度为向下位移最大时速度均为0，由机械能守恒定律可知，有
解得
（3）和总动能最大时系统的总势能最小，即总势能取极小值，对应系统静止时的平衡位置，即与水平方向夹角为30°的位置，由机械能守恒定律，此时总动能
由关联速度知，此时速度等大，动能等大，故此时的动能为
综上，和总动能最大时的动能为
15．（16分）【解析】（1）粒子在区域中做圆周运动，轨迹与区域上边界相切，则
粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即
解得
（2）粒子运动轨迹如图所示，由几何关系知
又因为
综上解得
（3）设某时刻粒子的速率为，粒子的向心力由洛伦兹力提供，有
与轴相切时速度偏转了，运动时间
得
对粒子在方向列动量定理，有
得
故点坐标为
（4）粒子在区域Ⅰ运动过程速度大小不变，恰好穿过磁场区域Ⅰ边界时，速度大小为，方向水平向右，在方向上，由动量定理有
又因为
且与成线性关系，可知
得题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
C
C
A
D
C
题号
7
8
9
10
答案
BC
ACD
AB
BD