2023-2024学年湖南省衡阳市八中高三上学期10月月考（二）物理试题及答案

衡阳市八市2024届高三第二次月考物理试题卷考生须知：1．本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟．2．非选择题的答案须写在答题卷上相应区域内，写在本试题卷上无效。一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题只有一项符合题目要求．1．如图所示，图甲为氢原子能级图，大量处于n3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（）A．用能量为13.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B．阴极K金属的逸出功为6.09eVC．光电子最大初动能与入射光的频率成正比D．一个处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光2．如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块O，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接O，另一端悬挂一物块P。设细线的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小，现将P、Q由静止同时释放，关于、Q以后的运动，下列说法正确的是（）A．在向90增大的过程中，P一直处于超重状态B．当90时，P的速度最大C．当90时，Q加速度最大D．当60时，、Q的速度大小之比是1:23AV灯泡LMRP改变．SL正常发光．滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是（）A．电压表读数变小B．电流表读数减小C．等效电阻R两端电压增大D．为使灯泡L正常发光，滑片P应向下滑动4．如图，MN是一段倾角为30的传送带，一个可以看作质点，质量为m的物块，以沿传动带向需的速度04m/s从M点开始沿传送带运动。物块运动过程的部分vt图像如图所示，取g10m/s2，则（）A．物块最终从传送带N点离开B．传送带的速度v/s，方向沿斜面向下a2m/s2C．物块沿传送带下滑时的加速度大小为D．物块将在时回到原处5．如图，水平粗糙的桌面上有个光滑的小孔S，一轻绳穿过小孔，两端各系着质量分别为2、m的两个小方块A、B，B以S正下方的点O为圆心做角速度为的匀速圆周运动，A恰好处于静止状态。已知L，重力加速度大小为gm的小物块C放在A上，A仍然保持静止，B以最大的角速度m做匀速圆周运动，则（）L2A．C受到向左的静摩擦力B．A与桌面间的动摩擦因数为2g3g24C．mD．角速度为m时，B运动的轨道半径为2L26．2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星探测器在轨道半径为r的环火星圆轨道上运动时，周期为T，在半长轴为a的着陆准备轨道上运动时，周期为T，则下列正确的是（）12r2a2A．“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足T3123B．火星的平均密度一定大于21CA点时的加速度不相同D4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．7m长量xx2xk21是（）A．1a22mgx2B．kC．当弹簧的伸长量为x时，物体的速度大小为2ax111D．弹簧的伸长量从零增大到2的过程中，弹簧弹力对物体做的功与重力做的功不相同8．某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的情景模型：将一可视为质点的质量为m的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的O点，在外力细线拉力T和重力的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为F的夹角为F水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是（）A．保持角及小球位置不变，逐渐缓慢减小角直至F竖直向上，则T逐渐减小B．保持F水平，逐渐缓慢增大角，则T逐渐减小C．保持角不变，逐渐缓慢增大角，直至悬线水平，则F逐渐增大D．只增加细线的长度，其他条件不变，T都减小9ORB里的匀强磁场，MN为直径。大型带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与成30角的方向射入磁场。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）mA．粒子在磁场中运动的最长时间为qBRmB．若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为mC．若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场，则粒子的速度大小为D．选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场10．如图所示，在均匀介质中，坐标系位于水平面内．O点处的波源从t0时刻开始沿垂直于水平面的z轴做简谐运动，其位移随时间变化关系z2sin5t，产生的机械波在平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示t0时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则下列正确的是（）A．该机械波的传播速度为5m/sB．t0C．t时，B处质点的速度方向为z轴正方向D．t至t时间内，C处质点运动的路程为12cm三、非选择题：本题共5小题，共56分．118分）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验时，一定要进行的操作是_________．A．用天平测出砂和砂桶的质量B．挂好砂和砂桶后，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_________m/s2（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_________．22A．1/tanB．1/0C．D．0kk（4）乙同学根据测量数据作出如图所示的aF图线，该同学做实验时存在的问题是_________．12101）图1是一个多量程多用电表的简化电路图。将多用电表选择开关旋到“50V”直流电压挡，测量某直流电源电压，正确操作后表盘指针如图2所示，其示数为_________V．图1图2（2）在“电池电动势和内阻的测量”实验中，除一节千电池、电键和导线外，还提供了如下器材：A．电流表A（量程为，内阻r90Ω）11B．电流表A（量程为，内阻rΩ）22C．电压表V（量程为6V，内阻V约为2kΩ）D．可变电阻1：电阻箱（阻值可调范围0999.9Ω）E．可变电阻2：滑动变阻器（阻值变化范围0Ω）某同学设计的电路图如图3_________（选填“A“B“C_________（选填“D”或“E4所示的图像，图像横坐标x表示的物理量是11_________（选填“I”或“”或“U”或“_________Ω．IU图3图41312分）如图所示，在温度为℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬h050cmk100N/m，气缸的质量M2kgmS20cm20110Pa5大气温度相同，重力加速度g取10m/s2（1）求弹簧的压缩量；（2）若环境温度缓慢上升到℃，求此时倒立汽缸的顶部离地面的高度；（3）若在第（2）问中，密闭气体内能增加10J，则求该过程中密闭气体吸收的热量。1410m、m0.2kg的物体AB12体A位于水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数0.1，与滑轮距离足够远；物体B带正电，带电量q210C，位于倾角30的光滑绝缘斜面上，斜面上与物体B相距d1.5m的C点下方存在沿斜面4向上的匀强电场，电场强度大小为E7000N/C．t0时刻将物体B由静止释放，物体B视为质点，重力加速度g取10m/s2，求：（1）物体B到达C点时的速度大小；（2）物体B从开始到第一次运动至最低点的过程中电场力做的功。1516三个圆形轨道组成，、、D分别是三个圆形轨道的最低点，、C间距与D间距相等，半径R2.0mR1.4m。一个质量为m1.0kgA点以v12.0m/s的110初速度沿轨道向右运动，、B间距16.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数u，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g10m/s2数字。试求（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距L应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径3应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离。参考答案：1B2D3C4DAB/s没从N点离开，并且能推出传送带斜向上运动，速度大小为/s，故AB错误；4C．vtam/s2.5m/s2故C228tsD01518516585x4mtst到1122821125位移2m物块沿斜面向上匀速运动的时间t匀所以物块回到原处的时间25vt，D正确。5C【详解】A．C静止，只受重力和A的支持力，不受静摩擦力，选项A错误；B．不放C时，L2对A有F2对B有Fsin2Lsin解得选项B错误；2gCD．B以大的角速度m做匀速圆周运动时，A受到桌面的静摩擦力恰好为最大静摩擦力，则有322g，又Fsin2mmcosFmLsin，F，解得，则轨道半径2L4g24mLsinL2选项C正确，选项D错误。r3a36B【详解】A．由开普勒第三定律可得，A错误；B．假设“天问一号”在火星表面附T21T222r3近做圆周运动时，周期为3，则火星的平均密度可表示为由T，可知，TT故31，B正确；C．飞船在环火星圆轨道经过A点和着陆准备椭圆轨道经过A点时受到的万有引力大小21相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，CD．“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，D错误。7．答案：BD解析：本题考查牛顿运动定律、ax图像和功能关系的综合应用。由力的对称性可知，2aa，Axx时，对物体受力分析有，则x21，B0x过程中图112112k1x21象与坐标轴围成的面积等于速度平方的一半，所以v221x，解得伸长量为时，物体的速度x11vax,Cx的过程中，弹簧弹力对物体做负功，重力对物体做正功，两力112对物体做功不相同，D错误。8AC【详解】A．如图所示F和细线的拉力T作用，角不变，角减小到90，F角减小的过程中，T逐渐减小，F先减小后增大，故A正确；Fmgtan,T,角增大时F都逐渐增大，故B错误；TB．保持F水平，则C．保持角不变，增大角，细线和拉力F的方向都逆时针转动，如图F水平时F最大，F水平时F最大，所以F逐渐减小，F逐渐增大，故C正确；TTTD．只增加细线的长度，对T没有影响，故D错误。9AC【详解】A．当粒子的速度较小时，粒子从MN边界离开磁场，其轨迹对应的圆心角为300mm，此时粒子在磁场中运动的时间最长，最长时间t，故A正确；360qBqBB．如图所示当粒子做圆周运动的轨迹与半圆形磁场边界相切时（设切点为QRr1根据几何知识可知，粒子的轨道半径2v2设粒子的速度大小为1，有1Bm1，解得1，故B错误；r12m3RC．设当粒子恰好从P点离开磁场时，粒子的轨道半径为2，根据几何关系有222v2m设粒子的速度大小为2，有2Bm2，解得2，故C正确；r2qBR时，粒子从Q点右侧离开磁场，当粒子的速度小于qBRD．当粒子的速度大于时，粒子从MN边界离2m2m开磁场，即粒子不可能从M点离开磁场，故D错误。故选AC。10ABDA．由题意可得，相邻的波峰和波谷距离为2m2m谐振动的位移时间变化关系可得T确；s故机械波的传播速度为v/sA正TB．由图像可知，距离2m为一个完整的波长，t0时刻，D均在波峰，且平面内只有一个完整的波形，T则O点此时第二次出现波峰，可知tT，故B正确；044mC．由AB选项中的计算结果可知机械波传播到B点需要tB，则t时，点已经振动B5m/sttB58了n个周期n1机械波上的所有点都在模仿点的振动情况，因而如下图所示，OT5Tzz的位置在轴的负半轴，且速度方向沿轴负方向。故C错误；85mD(4m)2(3m)5mC点的时间为tC2则t至5m/stt12t时间内，C处质点只振动了n个周期nC1T3则C点处质点运动的路程Sn4A4，故D正确。故选ABD。211C②2.00m/s2③D④没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够1[1]AA错误；B．先不挂砂桶和砂子，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，选项B错误；CCD．实验时，因用弹簧测力计可测得小车的拉力，故没必要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，选项D错误；故选BC。（2）[2]频率为50Hz，周期为0.02s，两个计数点间的时间为T36x037.109.1311.095.123.091.1090.01小车的加速度为a/s2/s22.00m/s2T)22（3）[3]对小车与滑轮组成的系统，由牛顿第二定律得aF0M22图线的斜率为k，则k，小车的质量Mm，故选D。00Mk（4[4]力或平衡摩擦力不够。1121）15.8（157-15.9）（2）BD0.8I1）选择开关旋到“50V”直流电压挡时，电表的分度值为，读数时需要估读到小数点后一位，由图2可知示数为（15.7或15.9（2）[干电池的电动势E约为，电压表的量程太大，不适合测量电压，则只能选用电流表和电阻箱测量E1.5V电动势和内阻。若选电流表A，则电路最小总电阻为R1500Ω1m1E1.5V显然，电阻箱R无法满足要求；若选电流表A，则电路最小总电阻为RmΩ电阻箱1可12I2300mA满足实验要求；所以电表应选B，可变电阻应选D；1[6][7]由闭合电路欧姆定律可得EIRr整理得RErrr22I1Rx图像是一条直线，所以x表示的物理量是，图像的纵截距为Ω解得电池的内阻rr2IrΩ131）2）3）14.4JmgM1）对气缸和活塞整体受力分析Mmgx，带入得xk（2）由于温度变化，活塞离地面的高度不发生变化，气缸顶部离地面为h而活塞离地面，故初始时，内部气体的高度为l29cm。且该过程为等压变化。V1ls,T290K,2ls,1310K1V22根据代入得l故此时倒立汽缸的顶部离地面的高度hhll1T1（3）设密闭气体压强为p，对气缸受力分析得pSpS代入得p1.1Pa在第（2）问中为等51011压变化，故气体对外做功WV4.4J根据热力学第一定律得UQW，解得Q14.4J141）/s2）3.15J（1）对AB组成的整体，由牛顿运动定律得2gsin1g1ma2当物体B到达C点时v2得C/sC2（2）B冲入电场后，假设绳子松驰，则对B物