湖南省新高考教学教研联盟2024届高三下学期4月第二次物理联...

更新时间：2024-05-08 浏览次数：6 类型：月考试卷

一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项符合题目要求）

1. 下列说法中正确的是

A . 牛顿在探究行星与太阳之间的引力作用大小F时，仅由牛顿第二定律和开普勒第三定律就得到了 $\text{[math]}$ （其中G为一常数） B . 阴极射线和 $\text{[math]}$ 射线都是带负电的高速运动的电子流，它们速率差别很大，阴极射线来源于原子核外的电子，而 $\text{[math]}$ 射线是来源于原子核 C . 原子核每发生一次 $\text{[math]}$ 衰变，原子核内就会失去一个电子 D . 雨后看到的彩虹，是光的干涉现象

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2. 如图所示，电荷量为q的正点电荷与均匀带电薄板相距 $\text{[math]}$ ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，静电力常量为k，则图中B点的电场强度为

A . $\text{[math]}$ B . 0 C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2023高二下·雨花会考) “风洞”实验是飞行器研制工作中的重要过程。一小球在光滑的水平面上以 $\text{[math]}$ 穿过一段风带，经过风带时风会给小球一个与 $\text{[math]}$ 方向垂直、水平向北的恒力，其余区域无风，小球穿过风带过程的运动轨迹及穿过风带后的速度方向表示正确的是（）

A . B . C . D .

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4. 某螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为R的球体内，球体外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M，可认为均匀分布，球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为r，引力常量为G。科学家根据实测数据，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的速度大小v随r变化的关系图像如图所示。在 $\text{[math]}$ 范围内的恒星速度大小几乎不变，科学家预言螺旋星系周围（ $\text{[math]}$ ）存在一种特殊物质，称之为暗物质。暗物质与通常的物质有引力相互作用，并遵循万有引力定律。已知暗物质在以此螺旋星系中心为球心的任意球面上质量均匀分布，球面外的暗物质对球面内恒星的引力为零。下列说法正确的是

A . 在 $\text{[math]}$ 范围内，星系中不同位置处恒星的加速度a与 $\text{[math]}$ 成反比 B . 在 $\text{[math]}$ 范围内，星系中不同位置处恒星的加速度a与r成反比 C . 在 $\text{[math]}$ 范围内，暗物质的质量为 $\text{[math]}$ D . 在 $\text{[math]}$ 范围内，暗物质的质量为 $\text{[math]}$

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5. 如图甲所示，倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角 $\text{[math]}$ 增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示。以下分析正确的是

A . 光线从空气进入冰晶后传播速度变大 B . 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小 C . 若太阳高度角 $\text{[math]}$ 等于30°时恰好在侧面发生全反射，可求得冰晶的折射率为 $\text{[math]}$ D . 若太阳高度角 $\text{[math]}$ 等于30°时恰好在侧面发生全反射，可求得冰晶的折射率为 $\text{[math]}$

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6. 图1为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数 $\text{[math]}$ 匝，电阻 $\text{[math]}$ .在它的c、d两端接一阻值 $\text{[math]}$ 的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间按图2所示的规律变化，可在受电线圈中产生电动势的最大值为 $\text{[math]}$ 的正弦交流电，设磁场竖直向上为正。则下列说法正确的是

A . 在 $\text{[math]}$ 时，受电线圈中产生的电流为 $\text{[math]}$ B . 在 $\text{[math]}$ 时，c端电势低于d端 C . 在一个周期内，电阻R上产生的热量约为 $\text{[math]}$ D . 从 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 时间内，通过电阻R的电荷量为 $\text{[math]}$

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7. 如图所示，在 $\text{[math]}$ 的区域有垂直于 $\text{[math]}$ 平面向里的匀强磁场，在 $\text{[math]}$ 的区域有方向与y轴负方向成30°斜向右下方的匀强电场，x正半轴上的c点有一个离子源， $\text{[math]}$ 。可以向各方向发射质量为m、带电量为q，初速度大小为 $\text{[math]}$ 的正离子（重力不计），当与x轴正方向成30°射入第Ⅰ象限时，从距离O点为 $\text{[math]}$ 的d点进入电场，则下列说法正确的是

A . 磁感应强度 $\text{[math]}$ B . 从c点发射出的所有离子第一次穿过y轴的纵坐标最大值为 $\text{[math]}$ C . 离子从磁场经过d点第一次进入电场运动后离开电场时的速度为 $\text{[math]}$ D . 离子从磁场经过d点第一次进入电场运动后再次回到磁场中，两次经过y轴时速度的偏角的正切值为 $\text{[math]}$

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二、选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）

8. 如图所示，一个小球（视为质点）从 $\text{[math]}$ 高处，由静止开始通过光滑弧形轨道 $\text{[math]}$ ，进入半径 $\text{[math]}$ 的竖直圆环，圆环轨道 $\text{[math]}$ 部分有摩擦， $\text{[math]}$ 部分光滑，小球能够通过最高点C；沿 $\text{[math]}$ 滑下后，进入光滑弧形轨道 $\text{[math]}$ ，且到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为（ $\text{[math]}$ ）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. 如图甲所示，水面上有两个波源 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 同时产生两列水波，若两列水波近似为简谐横波，以两波源的连线为x轴建立坐标轴，某时刻的波形图如图乙所示，P、Q为介质中的两点，下列说法正确的是

A . $\text{[math]}$ 发出的水波波长大于 $\text{[math]}$ 发出的水波波长 B . 两列水波在水中的传播速度大小相等 C . 图示时刻，P、Q两点的振动方向相反 D . 两列水波相遇时，两波源连线中点处的振动将加强

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10. 如图甲所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动。滑块、长木板的速度图像如图乙所示，已知小滑块与长木板的质量相等，滑块Q始终没有从长木板P上滑下，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。则下列说法正确的是

A . $\text{[math]}$ 时长木板P停下来 B . 长木板P的长度至少是 $\text{[math]}$ C . 长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.075 D . 滑块Q在长木块P上滑行的路程是 $\text{[math]}$

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三、填空题（本题共2小题，共16分）

11. 某兴趣小组的同学设计了如图甲所示的装置，该装置能绕竖直轴匀速转动，水平转台上放置质量未知的滑块（可视为质点），且滑块上方装有宽度为d的遮光条，不可伸长的细线一端连接滑块，另一端固定在转轴上的力传感器上，可以通过安装在铁架台上的光电门得到遮光条通过光电门的时间t，逐渐增大转台的角速度，并保证每次都匀速转动，记录对应的力传感器示数和遮光条通过光电门的时间。该兴趣小组采取了下列操作步骤：
①用二十分度游标卡尺测量遮光条的宽度d。
②使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L。
③控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器的示数和通过光电门的时间，分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ；依次增大转台的角速度，并保证每次都匀速转动，记录对应的力传感器示数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、…和通过光电门的时间 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、…
回答下面的问题：
1. （1）由于游标卡尺老旧，前面刻度丢失，示数如图乙所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）兴趣小组测量了遮光条的宽度d和滑块到转轴的距离L后，处理数据时，该组同学以力传感器的示数F为纵轴、转台角速度的平方 $\text{[math]}$ 为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙①图线所示（图中a，b已知），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则滑块和台面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ （用a、b、d、L、g中相关量表示）。
3. （3）该组在实验快结束时发现，实验过程中遮光条所在平面与细线不垂直，但与水平台面垂直，请你判断该组测得滑块和台面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 与实际值对比（填“偏大”“相等”或“偏小”）。
4. （4）该组后来又换了两个不同的滑块进行实验，并以力传感器的示数F为纵轴，转台角速度的平方 $\text{[math]}$ 为横轴，描点后拟合出的直线如图丙②、③图线所示，其中图线①与图线③平行。下列说法正确的是____。
  
  A . 图线①→图线②，可能是换成质量更大但与转台间动摩擦因数更小的滑块 B . 图线①→图线②，可能是换成与转台间动摩擦因数更大但质量更小的滑块 C . 图线①→图线③，可能是换成质量更大且与转台间动摩擦因数更大的滑块 D . 图线①→图线③，可能是换成与转台间动摩擦因数更大但质量更小的滑块
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12. 某物理兴趣小组要精确测量某一电流表A的内阻 $\text{[math]}$ （约为 $\text{[math]}$ ），量程为 $\text{[math]}$ ，实验室为其提供以下实验器材：
A.电源E（电动势 $\text{[math]}$ ，内阻约 $\text{[math]}$ ）
B.电压表 $\text{[math]}$ （量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）
C.电压表 $\text{[math]}$ （量程 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）
D.定值电阻 $\text{[math]}$
E.定值电阻 $\text{[math]}$
F.滑动变阻器 $\text{[math]}$ （阻值范围0~25 $\text{[math]}$ ，允许通过的最大电流 $\text{[math]}$ ）
G.开关S一个，导线若干
要求：选用以上实验器材精确测量电流表A的内阻 $\text{[math]}$ ，尽可能地减小实验误差。
1. （1）以上给定的器材中，电压表选，定值电阻选；（用器材前的序号字母表示）
2. （2）根据选用的实验器材，在方框中画出测量电路原理图，并标注所选器材的符号；
3. （3）电路接通后，测得电压表读数为U，电流表读数为I，改变滑动变阻器的阻值，得到多组U和I的测量值，该兴趣小组以电压U为纵轴，电流I为横轴，作出 $\text{[math]}$ 图像，得到如图所示倾斜直线，测出该直线的斜率为k，则待测电流表内阻 $\text{[math]}$ 。（用已知量的字母和斜率表示）
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四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）

13. 航天员身着航天服出舱活动，首先要从太空舱进入到气闸舱，关闭太空舱舱门，然后将气闸舱中的气体缓慢抽出，再打开气闸舱门，从气闸舱出舱。已知气闸舱的容积为 $\text{[math]}$ ，舱中气体的初始压强为 $\text{[math]}$ Pa，温度为300 K。为了安全起见，先将气闸舱的压强降至 $\text{[math]}$ Pa，给航天员一个适应过程。此过程中，求：
1. （1）若气闸舱的温度保持不变，抽出的气体在 $\text{[math]}$ Pa压强下的体积；
2. （2）若气闸舱温度变为 $\text{[math]}$ ，气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比。（该问结果保留2位有效数字）
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14. 如图甲所示，长度为L的水平绝缘传送带顺时针转动，速度大小恒定，上表面与地面间的高度为h，且粗糙程度相同。有一长度为d的导体杆，质量为m，电阻不计，两端通过两根柔软的轻质导线连接到电路中，电路中接有一阻值为R的定值电阻。导线的电阻均不计且导线够长，故导体杆在运动过程中不会受到导线的拉力，且运动过程中柔软导线不会进入磁场。图乙为整个装置的俯视图，如图所示，宽度恰为d的区域中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，边界正好始终与导体杆垂直。现将导体杆垂直传送带传动方向轻轻放上传送带的左侧，导体杆能做加速运动，且恰能在滑离传送带前与其共速。导体杆滑离传送带后立即沿水平方向抛出，水平射程为x，落地时动能为抛出时的一半，且速度与水平面的夹角为45°。重力加速度为g。导体杆由特殊轻质材料制成，其运动整个过程中都需同时考虑其重力和空气阻力，空气阻力方向始终与运动方向相反，大小为 $\text{[math]}$ ，其中k为定值。导体杆运动过程中始终和初始状态保持平行。
1. （1）求导体杆从放上传送带到落地的过程中，流过电阻的电荷量；
2. （2）求导体杆在空中运动的时间；
3. （3）求传送带多消耗的电能。
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15. 如图a和图b所示，在光滑的水平面上建立 $\text{[math]}$ 直角坐标系。A、B、C三个小球（视为质点）质量均为m。初始时小球均静止，C、B连线沿x方向，间距为L；A、B用长为L，不可伸长的柔软轻绳连接，B、A连线方向与C、B连线方向垂直，A与B、C连线的距离为 $\text{[math]}$ 。现使A以大小为 $\text{[math]}$ 的速率沿x轴正方向运动。试求：
1. （1）若在A运动的同时用手按住B，在A、B间轻绳被拉紧的瞬间损失的机械能；
2. （2）若B、C间由原长为L，劲度系数为k的轻质弹簧连接（见图a），在A、B间轻绳刚刚被拉紧后的瞬间A、B、C三球各自的速度大小；
3. （3）若B、C间由长度为L，不可伸长的轻绳（材质跟A，B间的轻绳相同）连接（见图b），在A、B间轻绳刚刚被拉紧后的瞬间A、B、C三球各自的速度大小。
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