湖北省随州市广水市第二高级中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题

这是一份湖北省随州市广水市第二高级中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题，共9页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交，如图所示，质量为M等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
考试范围：
高中全部高考内容
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分,。在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题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1、汽车中的ABS系统是汽车制动时自动控制制动器的刹车系统，能防止车轮抱死，可以减小刹车距离，增强刹车效果。实验小组通过实验，研究有ABS系统和无ABS系统两种情况下的匀减速制动距离，测试的初速度均为60 km/h。根据图中的图线及数据，可以推断出两种情况下汽车刹车的加速度大小之比a有∶a无等于( )
A．4∶3 B．3∶4 C．3∶2 D．2∶3
2、如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑凹槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球圆心的连线与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．小铁球受到的合外力方向水平向左
B．凹槽对小铁球的支持力大小为mgsinα
C．凹槽与小铁球组成的系统的加速度大小a＝g tan α
D．推力大小F＝Mg tan α
3、风力发电机是由风力带动叶片转动，叶片再带动转子(磁极)转动，使定子(线圈，不计电阻)中产生电流，实现风能向电能的转化。若叶片长为l，设定的额定风速为v，空气的密度为ρ，额定风速下发电机的输出功率为P，则风能转化为电能的效率为( )
A．2Pπρl2v3 B．6Pπρl2v3 C．4Pπρl2v3 D．8Pπρl2v3
4、如图所示，传送带在电动机带动下，始终以速率v做匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在水平传送带的左端，传送带足够长，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，对于物块从由静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是( )
A．物块做匀速直线运动 B．所用时间为vμg
C．因摩擦产生的热量为mv2 D．电动机多做的功等于12mv2
5、如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场。AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度vA竖直向下从A点沿切线进入四分之一圆弧轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度vB射出。已知重力加速度为g，电场强度大小为E＝3mg4q，sin 37°＝0.6，空气阻力不计，下列说法正确的是( )
A．从A到B过程中，小球的机械能先增大后减小
B．从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大
C．在A、B两点的速度大小满足vA>vB
D．从B点抛出后，小球速度的最小值为45vA2+12gR
6、用电流表(内阻约4 Ω)和电压表(内阻约3 kΩ)测量电阻R的阻值。某次按照如图所示电路的测量情况：电流表的示数是5 mA，电压表的示数是2.5 V，下列说法正确的是( )
A．电阻R的值为500 Ω
B．电阻R的值略大于500 Ω
C．电阻R的值略小于500 Ω
D．如果采用电流表外接法测量，结果更加精确
7、如图所示，质量为M、电阻为R、长为L的导体棒，通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上，固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源E0或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和其他电阻。开关S接1，当导体棒静止时，细杆与竖直方向的夹角θ＝π4；然后开关S接2，棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中，( )
A．电源电动势E0＝2Mg2BLR
B．从左向右运动时，最大摆角小于π4
C．棒消耗的焦耳热Q＝1-22Mgl
D．棒两次过最低点时感应电动势大小相等
8、(多选)宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中一种三星系统如图所示。三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R。忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，则( )
A．每颗星做圆周运动的线速度大小为GmR
B．每颗星做圆周运动的角速度为3GmR3
C．每颗星做圆周运动的周期为2πR33Gm
D．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
9、一带负电的粒子只在静电力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是( )
A．x1处电场强度为0
B．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1＞φ2＞φ3
C．粒子在x2～x3段速度v随x均匀减小
D．x2～x3段是匀强电场
10、(多选)如图所示，某同学为探究带电粒子“约束”问题，构想了垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁感应强度为B，边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在小圆弧上的点且OP＝PA。若有一粒子源垂直磁场方向在纸面的360°范围内发射出比荷为qm的带负电粒子，速度连续分布且无相互作用，不计其重力，sin 37°＝0.6。对粒子源的位置和被约束相关量的说法正确的是( )
A．在A点时，被磁场约束的粒子速度最大值vmA＝3qBR2m
B．在O点时，被磁场约束的粒子速度最大值vmO＝3qBR2m
C．在O点时，被磁场约束的粒子每次经过磁场时间最大值tm＝127πm90qB
D．在P点时，被磁场约束的粒子速度最大值vmP＝qBRm
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11、（12分）实验小组在探究“加速度与物体的受力、物体质量的关系”时，用图甲所示的装置让滑块做匀加速直线运动来进行。
(1)实验前，接通气源后，在导轨上轻放滑块，轻推一下滑块，使其从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间。为使导轨水平，可调节旋钮使轨道右端________(选填“升高”或“降低”)一些。
(2)现用游标卡尺测量遮光条宽度d。测量结果如图乙所示，则d＝________ mm。
(3)实验时，由气垫导轨侧面的刻度尺测出光电门A、B之间的距离为L，游标卡尺测量遮光条宽度为d，由计时器读出遮光片通过光电门A、B的时间分别为tA、tB，则滑块的加速度a＝________(用L、tA、tB、d来表示)。
12、如图所示，静止放置在光滑水平面上的A、B、C三个滑块，滑块A、B间通过一水平轻弹簧相连，滑块A左侧紧靠一固定挡板P，某时刻给滑块C施加一个水平冲量使其以初速度v0水平向左运动，滑块C撞上滑块B的瞬间二者粘在一起共同向左运动，弹簧被压缩至最短的瞬间具有的弹性势能为1.35 J，此时撤掉固定挡板P，之后弹簧弹开释放势能，已知滑块A、B、C的质量分别为mA＝mB＝0.2 kg，mC＝0.1 kg, (取10＝3.17)求：
(1)滑块C的初速度v0的大小；
(2)当弹簧弹开至恢复到原长的瞬间，滑块B、C的速度大小(结果保留2位有效数字)；
(3)从滑块B、C压缩弹簧至弹簧恢复到原长的过程中，弹簧对滑块B、C整体的冲量。
13、如图所示，水平轨道AB、CD分别与高为h、倾角θ＝30°的斜面轨道BC两端平滑连接，质量为m的小物块P静止在水平轨道AB上，质量大于m的小物块Q位于P的左侧，Q的初动能为Ek0＝54mgh(g为重力加速度大小)，初速度方向向右；Q与P发生碰撞后，P沿斜面上滑高度2536h后返回，在水平轨道上与Q再次发生碰撞，所有轨道均是光滑的，每次碰撞均为弹性碰撞。
(1)求Q的质量；
(2)求第2次碰撞后P沿斜面上滑到C点时的速度大小；
(3)为保证第2次碰撞能在水平轨道AB上发生，求初始时P离斜面底端B的最小距离。
14、为测量电阻Rx的阻值，某同学设计了如图(a)所示的电路图，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：
(1)将S拨向接点1，闭合S1，调节R0，使电流表A0的指针偏转到适当位置，记下此时电流表A0的读数I0；
(2)然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节RN，使________，记下此时RN的读数；
(3)某次RN读数如图(b)所示，则RN读数为______，多次重复上述过程，计算RN读数的平均值，该平均值即为电阻Rx的测量值；
(4)写出一条你认为存在误差的原因：_____________________。
15、如图甲所示，水平放置的平行金属板a、b间加直流电压U，a板上方有足够长的“V”字形绝缘弹性挡板，两板夹角为60°，在挡板间加垂直纸面的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，垂直纸面向里为磁场正方向，其中B1＝B0，B2未知。现有一比荷为qm、不计重力的带正电粒子从c点静止释放，t＝0时刻，粒子刚好从小孔O进入上方磁场中，在t1时刻粒子第一次撞到左挡板，紧接着在t1＋t2时刻粒子撞到右挡板，然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间，粒子与挡板碰撞前后电荷量不变，沿板的分速度不变，垂直板的分速度大小不变、方向相反，不计碰撞的时间及磁场变化产生的影响。求：
(1)粒子第一次到达O点时的速率；
(2)图中B2的大小；
(3)金属板a和b间的距离d。
参考答案
1、A 2、C 3、A 4、B 5、D 6、C 7、B
8、ABC 9、ABD 10、ACD
11、[解析] (1)滑块通过光电门A的时间大于通过光电门B的时间，说明滑块做加速运动，则右端高，可调节旋钮使轨道右端降低一些。
(2)用游标卡尺测量遮光条宽度为d＝4 mm＋6×120 mm＝4.30 mm。
(3)滑块通过光电门A的速度为vA＝dtA
滑块通过光电门B的速度为vB＝dtB
从A到B做匀加速直线运动，则根据运动学公式可得a＝vB2-vA22L＝dtB2-dtA22L＝d22L1tB2-1tA2。
[答案] (1)降低 (2)4.30 3d22L1tB2-1tA2
12、[解析] (1)滑块C撞上滑块B的过程中，滑块B、C组成的系统动量守恒，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律得
mCv0＝(mB＋mC)v1
弹簧被压缩至最短时，滑块B、C速度为零，根据能量守恒定律得
Ep＝12(mB＋mC)v12
解得v1＝3 m/s，v0＝9 m/s。
(2)设弹簧弹开至恢复到原长的瞬间，滑块B、C的速度大小为v2，滑块A的速度大小为v3，根据动量守恒定律得mAv3＝(mB＋mC)v2
根据能量守恒定律得
Ep＝12mAv32+12(mB＋mC)v22
解得v2≈1.9 m/s。
(3)设弹簧对滑块B、C整体的冲量为I，选向右为正方向，由动量定理得
I＝Δp＝(mB＋mC)(v2＋v1)
解得I＝1.47 N·s，方向水平向右。
[答案] (1)9 m/s (2)1.9 m/s (3)1.47 N·s，方向水平向右
13、[解析] (1)设Q的质量为M，初速度大小为V0，第1次碰撞后瞬间P、Q的速度分别为v1、V1, 以向右为正方向，由动能定义、动量守恒定律和机械能守恒定律有
Ek0＝12MV02
MV0＝MV1＋mv1
12MV02＝12MV12+12mv12
12mv12＝2536mgh
联立可得M＝5m。
(2)第2次碰撞前瞬间P的速度大小为v1，方向向左；设碰撞后瞬间P、Q的速度分别v2、V2, P沿斜面上滑到C点时的速度大小为vC，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
MV1－mv1＝MV2＋mv2
12MV12+12mv12＝12MV22+12mv22
12mv22＝mgh+12mvC2
联立可得vC＝38gh9。
(3)设初始时P离斜面底端B的距离为s，第1次碰撞后Q运动到斜面底端B所需时间为t，P运动到斜面底端B所需时间为t1，P沿斜面运动时加速度的大小为a，在斜面上运动所需总时间为t2，由运动学公式、牛顿第二定律有s＝V1t
s＝v1t1
mg sin θ＝ma
t2＝2v1a
由题意t≥t1＋t2
联立上述各式并由题给条件得s≥10027h
即初始时P离斜面底端B的最小距离为10027h。
[答案] (1)5m (2)38gh9 (3)10027h
14、[解析] (2)该实验为等效替代法测电阻，先后连接待测电阻和电阻箱，使得电路电流相同，则此时电阻箱的阻值与待测电阻的阻值相同，故第二步应该是使电流表A0的读数为I0。
(3)电阻箱的读数为RN＝4×1 000 Ω＋2×100 Ω＋0×10 Ω＋8×1 Ω＝4 208 Ω。
(4)该实验的误差主要是电流表的灵敏度对实验的影响。在实际测量的过程中，调节电阻箱在一定范围内变化时，基本看不出电流表电流的变化。
[答案] (2)电流表A0的读数为I0 (3)4 208 Ω (4)电流表灵敏度不够，电阻箱的阻值在一定范围内变化时，不会引起电流表示数变化
15、[解析] (1)粒子从b板到a板过程中，静电力做正功，根据动能定理有
qU＝12mv2－0
解得粒子第一次到达O点时的速率v＝2qUm。
(2)粒子进入上方磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由qvB＝mv2r
得r＝mvqB
则得粒子做匀速圆周运动的半径
r1＝mvqB1，r2＝mvqB2
使其在整个装置中做周期性的往返运动，运动轨迹如图所示
由图易知r1＝2r2
则B2＝2B0。
(3)在0～t1时间内，粒子做匀速圆周运动的周期T1＝2πmqB0
在t1～(t1＋t2)时间内，粒子做匀速圆周运动的周期T2＝πmqB0
由轨迹图可知t1＝16T1＝πm3qB0
t2＝12T2＝πm2qB0
设粒子在金属板a和b间往返时间为t
有d＝0+v2×t2
且满足t＝t2＋n(t1＋t2)(n＝0，1，2，…)
联立可得金属板a和b间的距离
d＝π3+5n24B02Umq(n＝0，1，2，…)。
[答案] (1)2qUm (2)2B0 (3)π3+5n24B02Umq(n＝0，1，2，…)