2024-2025学年湖南省长沙一中高三上学期月考卷（三）物理试题及答案

长沙市一中2025届高三月考试卷（三）物理本试题卷分选择题和非选择题两部分，共6页。时量75分钟，满分100分。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示，取一支质量为m的按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度h，然后再竖直下落。重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了mghB.放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能C.笔在离开桌面后的上升阶段处于超重状态2hD.笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为g2.用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关S，待电流稳定后再1闭合开关S，通过传感器的电流随时间变化的图像是（）2A.B.C.D.3.湖北某小区晾晒区的并排等高门型晾衣架’CC’’如图所示，、CD杆均水平，不可伸长的轻绳的一端M固定在中点上，另一端N系在C点，一衣架（含所挂衣物）的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动。将轻绳NC点沿CD方向缓慢移动至D点，整个过程中衣物始终没有着地。则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是（）A.一直减小C.一直增大B.先减小后增大D.先增大后减小4.潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球′自转持续减速，同时月球也会逐渐远离地球。如图所示，已知地球和月球的球心分别为O和OA和B是地球上的两个海区，多年后，下列说法正确的是（）A.海区A的角速度小于海区B的角速度B.地球赤道上的重力加速度会减小C.月球绕地球做圆周运动的加速度会增大D.地球的同步卫星距离地面的高度会增大5.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。则此风力发电机发电的功率约为（）A.1.6×103wB.1.6×104wC.1.6×105wD.1.6×10w66.如图（AB间的电压恒为UB板右侧的平行金属板MN间加有图（b）所示的交变电压，OO是N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场且电场仅局限于板间。零时刻，紧贴AT板同时由静止释放甲、乙两个离子，两离子质量相等、电荷量关系为q=4q；甲在时刻沿OO方向进甲乙4T入并在时刻飞离交变电场。设甲、乙飞离交变电场时的速率为v、v，在交变电场中的偏移量大小为甲乙4yy。离子重力和离子间的相互作用均不计。则（）甲乙A.y甲=2yB.y甲yC.v甲vD.v甲=4v乙乙乙乙二、多项选择题：本题共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。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.图甲为中国京剧中的水袖舞表演，水袖的波浪可视为简谐横波。图乙为该横波在t0=时刻的波形图，Q为该波上两个质点，此时P位于平衡位置，Q位于波峰，且P比Q先振动。图丙为波上某质点的振动图像。则（）A.该波的传播速度为2.5m/sB.图丙可能为质点P的振动图像C.t时，质点的速度最大=QD.0−质点P运动的路程为1.2m8.如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为mm的物体AB通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，开始时用手托着物体A在距地面h高处静止，此时细绳恰伸直无弹力，弹簧轴线沿竖直方向，物体B静止在地面上、放手后经时间t物体A下落至地面，落地前瞬间物体A的速度为零，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（）A.物体A在下落过程中其机械能减小B.弹簧的劲度系数为hC.A从静止下落到落地的t时间内，地面对B物体的冲量大小为mgt2D.将A物体质量改为m，再将A物体由从原位置释放，A物体下落过程的最大速度为39.如图所示，和为相互垂直的同一圆上的两条直径，长度均为L,OM点和点为该圆的圆心。在O点各固定一点电荷，处于O点的点电荷的电荷量为q(q0)，它们形成的电场在N点处的电场强度−>为0，已知静电力常量为k，下列说法正确的是（）+4qA.处于M点的点电荷的电荷量为B.使另一负电荷沿延长线从N点向右移动，其电势能逐渐减小C.N点的电势比PD.P点处的电场强度大小为45−22L2=ΩR=2ΩR=10,R=20Ω，12310.在如图所示电路中，电源电动势E=，内阻r8，定值电阻，端R的取值范围为0∼30Ωa，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从滑动变阻器滑到b端的过程中，电压表的是（4V、V、2∆U、∆U、∆I电流表A示数的变化量分别为。下列说法正确12电压表1）A.1读数变小，V2U1∆U2大于读数变大，ΔU1ΔIΔU2ΔI=20Ω,=ΩB.C.R4的功率先增大后减小，最大值为0.36WD.电源的输出功率先增大后减小，最大值为4.5W三、实验题：本题共2小题，题6分、12题10分，共16分。用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。a（1）实验前需要调节气垫导轨水平：先在光电门的右侧轨道上只放滑块，向左轻推一下滑块Aa和光电门b的时间分别为1、tt>t，若，则需将导轨左端_____（选填调高或“调12后通过光电门2低”（2）调节气垫导轨水平后，将滑块B置于光电门b的左侧，滑块A静置于两光电门间的某一适当位置。tt，滑2给B一个向右的初速度，通过光电门b的时间为，B与A碰撞后再次通过光电门b的时间为1at块A通过光电门的时间为。为完成该实验，还必须测量的物理量有______3A．挡光片的宽度dm1B.B及挡光片的总质量m2C.A及挡光片的总质量aD.光电门到光电门b的间距L（3）若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：______________（用已知物理量12.某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。()(实验器材：电池组两节干电池；定值电阻R=2Ω；毫安表（量程为50mA，内阻R=4.5Ω量0g)程为，内阻很大；滑动变阻器R；电阻箱；开关；导线若干；（1）将电阻箱的阻值调至Ω（2）实验步骤如下：，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为______mA。①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到______端(选填左”或右”；)②闭合开关，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出UI图线。−()E=______Vr=Ω()结果均保留两位有效数字。（3）电池组两节干电池的电动势，内阻______()（4）从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势_____实际电动势选填“”“等于或小于”。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.图为直流电动机提升重物的装置图，重物的质量20kg，电源电动势100V，电源内阻3Ω，当电动机0.5m/s的恒定速度竖直向上提升重物时，电路中的电流I2A。不计绳的重力，不计摩擦阻力与空气阻=力，取重力加速度大小g=10m/s2，求：P入（1）电动机的输入功率；（2）电动机线圈的电阻；（3）电源的工作效率。14.如图所示，半径R0.6m的光滑半球静止于光滑水平桌面，在半球的顶端点有两个相同的小球，小=B球可看作质点，取重力加速度大小g=10m/s2，刚开始小球用双手固定，O点是球心，不计空气阻力。（1）如图1，现同时将两个小球以0=2gR的水平初速度向外抛出，求两小球落地瞬间的水平距离v（2）如图2，现同时放开双手，求小球离开球面瞬间的速度大小；m=，以初始球心O位置为坐标中心，OBy方向为M=4kg（3）如图3，若半球质量，小球质量轴正半轴，方向为轴正半轴建立坐标系，在B点只放一个小球，由于轻微扰动，当其由静止向右运x动时，求小球在半球球面上运动时的轨迹方程。L15.如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连2LLR=接，水平轨道BO（长为B点与一个半径的光滑的竖直固定圆弧轨道相切于22B点。以水平轨道O点为坐标原点建立平面直角坐标系，x轴的正方向水平向右，y轴的正方(−µ)2x4µ2yL向竖直向下。水平轨道右下方有一段弧形轨道PQ，该弧形轨道是曲线+=1在坐标2L2µL22系xOy（>0，>0Q端在y轴上。带电量为（>0mµ的小球1与水平轨道AB间的动摩擦因数为，在x轴上方存在竖直向上的匀强电场，其场强E=，重力加速度为。g2q（1）若小球1从倾斜轨道上由静止开始下滑，恰好能经过圆形轨道的最高点，求小球1O点时的速度大小；（2）若小球1从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过O点落在弧形轨道上，请证明小球1每次落在时动能均相同，并求出该动能大小；（3）将小球2静置于O点，小球1沿倾斜轨道由静止开始下滑，与小球2发生弹性碰撞（碰撞时间极v1与小球2发生碰撞前的速度为，要使两小球碰后均能落在弧形轨道上的同一地点，且小1球1运动过程中从未脱离过圆形轨道，求小球1和小球2的质量之比。长沙市一中2025届高三月考试卷（三）物理答案一、单项选择题1.【答案】A【详解】A．因放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度，该过程中弹簧的弹性势能转化为重力势能，则弹性势能为mgh，则按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了mghAB．放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能转化为笔的动能和重力势能，选项B错误；C．笔在离开桌面后的上升阶段，加速度向下为g，则处于完全失重状态，选项C错误；D．根据竖直上抛运动的对称性可知，笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为2ht=2g选项D错误。故选A。2.【答案】A【详解】闭合开关S后，电容器充电，电容器电压与电源电压差值越来越小，则通过传感器的电流越来越1小，充电完成后，电容器电压等于电源电压，此时电路中电流为零；再闭合开关SRR2，因为电容器电压大于电压，则电容器放电，电容器电压与电压差值越来越小，则通22R过传感器的电流越来越小，且电流方向与开始充电时的方向相反，当电容器电压等于电压，此时电路2中电流为零。故选A。3.【答案】B【详解】由题意可知，将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点过程中，绳子的夹角先减小后增大，由于合力的大小不变，故可得此过程中轻绳上张力大小的变化情况是先减小后增大，ACD错误，B正确，故选B。4.【答案】DAA和BA的角速度等于海区B的角速度，故A错误；B．根据题意，对地球赤道上的物体有π2=+mRR2T2地球自转持续减速，周期T变大，可得，地球赤道上的重力加速度会增大，故B错误；C．由万有引力提供向心力有=mar2rC由于月球逐浙远离地球，增大，则月球绕地球做圆周运动的加速度会减小，故错误；D．(+)Rhπ2=m(+)Rh2T2解得2h=−R3π2由于地球自转周期变大，则地球的同步卫星距离地面的高度会增大，故D正确。故选D。5.【答案】B【详解】在t时间内空气动能为111E=2=ρvtSv2=ρπr23vtk222则此风力发电机发电的功率约为10%Ek1P==0.1×ρπr2v3≈1.6×10W4t2故选B。6.【答案】B【详解】两粒子在电场中被加速，则1=22可得2v=m两离子质量相等、电荷量关系为q=4q；可知两粒子出离电场中的速度之比为甲乙v:v=2:1甲乙时间之比为t:t=1:2甲乙TTT因为甲在时刻沿OO方向进入，则乙在时刻沿OO方向进入，甲粒子在偏转电场中的运动时间为，422则乙粒子在偏转电场中的运动时间为T；甲粒子在偏转电场中的加速度E⋅4qa=甲m偏转距离1TqET2y=2⋅a()=2甲甲244m乙粒子在偏转电场中的加速度偏转距离ma=乙1TqET2y=2⋅a()2=乙乙224m则y甲y乙由对称性可知，甲乙两粒子出离偏转电场时沿场强方向的速度均为零，则出离偏转电场时的速度等于进入偏转电场时的速度，即v:v=2:1甲乙选项错误，B正确；故选B。二、多项选择题：7.【答案】AD【详解】A．由乙图知，波长为2.0m，由丙图知，周期为0.8s，则波速为λv==/sT故A正确；BP比质点Qxt=0时刻质点P上下坡法，可知质点P此时向y轴负方向振动，故丙图不是质点P的振动图像，故B错误；1Ct==T+T，故质点此时处于波谷，速度为零，故C错误；Q21Dt==T+T，则质点P运动的路程为2s=6A=1.2m故D正确。故选AD。8.【答案】AC【详解】A．物体A在下落过程中，除了重力做功之外，绳的拉力对物体A做负功，故机械能减小，故A正确；B．由题意可知，初始状态弹簧无弹力，物体A落地前瞬间，弹簧的形变量等于h，此时弹簧的弹力F=2弹簧的劲度系数为Fh2k==h故B错误；II，对A由动量定理绳C．设整个过程中，绳子对A的冲量大小为，则绳子对B和弹簧的冲量大小也为绳得−I绳=0对B和弹簧由动量定理得2mgt−I−I=0地绳解得物体A从静止下落到落地的t时间内，地面对B物体的冲量大小为I地=mgt故C正确。DA物体质量改为1.5m，当弹簧弹力恰好等于1.5mgA受力平衡，加速度为零，速度最大，此时弹簧形变量mg3x==hk4对A和弹簧的系统，根据机械能守恒11mgx=kx2+×mv222解得3v=4故D错误。故选AC。9.【答案】AD【详解】A．处于O点的点电荷在N点处的电场强度向左，在N点处的电场强度为0，根据场强的叠加原理，可知处于M点的点电荷在N点处的电场强度向右，则处于M点的点电荷带正电，且qQk=kL2()22可得处于M点的点电荷的电荷量为故A正确；Q=4qB．延长线上的电场方向都向右，电势逐渐减低，使另一负电荷沿延长线从N点向右移动，根据Ep=ϕ可得电势能逐渐增大，故B错误；CN点与P点距O点距离相等，则处于O点的点电荷在NP点的电势相等，P点距离M点近，则处于M点的点电荷在P点的电势大于N点的电势，所以P点的电势高，故C错误；DMP点的电场强度大小为k⋅4q82E==2(L)22O点在P点的电场强度大小为4==12(L)22建立直角坐标系，如图故P点处的电场强度大小为E=(Esin45−E)2+(Ecos452)=45−222故D正确。故选AD。10.【答案】R1R等效为电源内阻，则等效电源的电动势2【详解】A和21==6VR1+2+r等效内阻(r+1)R21==ΩrR2++1等效电路如图RA．当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，4V1V读数变小，则读数变大，因2U=U1+U2U∆U，故A错误；2可知小于1B．根据欧姆定律U1=3则ΔU1ΔI=3=20Ω根据闭合电路的欧姆定律E=U+I(R+r)1231可得U2I=R+r=Ω31故B正确；C3等效为新电源的内阻，内阻为r=r+R=Ω213当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从04=Ω增加到30Ω，可知的功率先增大后减小，当时功率最大，最大值为12r2P=()22=0.36W故C正确；D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源E的外电阻为2R2+332631=1+=Ω当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为R(R+R)312=1+234=Ω234++3电源E的内阻r8，则滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，故D=Ω错误。故选BC。三、实验题：1111m③.=2−1【答案】①..1t3t2at1、tt>t1）[1]先后通过光电门和光电门b的时间分别为，，说明滑块A在加速，应将左22端调高。（2）如果导轨水平时，滑块在导轨上做匀速直线运动，所以滑块经过两光电门时用时相等。本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度。故C正确，AD（3）根据速度公式可知，碰前B的速度d10=碰后A的速度dt31=B的速度dt22=设B的原方向为正方向，根据动量守恒定律可知：应验证的表达式为mv=mv−mv102112代入数据并化简可得1111t21=2−1t312.）（2（3）①.②.（4）等于【解析】【小问1详解】改装后电流表的量程为IgRg×504.5I=Ig+=50mA+=500mAR0.5【小问2详解】闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到左端阻值最大的位置；【小问3详解】[1][2]由电路可知，毫安表的读数为电路中总电流的10倍，改装后的电流表电阻0.5×4.5RA=Ω=Ω0.54.5+E=U+10I(R+R+r)=U+(24.5+10r)IA0即U=E−(24.5+10r)I由图像可知E=3.0V3.0−1.0k=24.5+10r=Ω=Ω4510−×3解得r=2.0Ω【小问4详解】从实验原理上分析，已经考虑到了电流表内阻的影响，则通过本实验测量的电动势等于实际电动势。四、解答题：13.）188W2）22Ω）94%）电池内电压U==6V内1根据闭合电路欧姆定律E=内+U外U外=94VP=UI可得根据入外代入数据入=188WP=P+P（2）电动机工作时由焦耳定律又入内机内=Ir22机=联立解得2=22Ω（3）电源的工作效率PU外η=外=P入E代入数据η=14.）2.4m（2）（3）2ms25x+16y=5.7622【解析】【小问1详解】对于其中的一个小球，水平方向有x=0t竖直方向有其中1R=gt220=2gRx=2R求得两小球落地瞬间的水平距离为d=2x=4R=2.4m【小问2详解】设小球离开球面瞬间小球与球心的连线与竖直方向的夹角为θ，在该过程中根据动能定理，有1(−θ)=mgR1mv2−02重力沿半径方向的分力提供向心力，有v2mgcosθ=mv=2msR求得【小问3详解】tv(x,y)，半球的速度大小为，水平方向的位移v2设经过时间，小球水平方向的速度大小为，其坐标为1大小为x'，二者组成的系统水平方向动量守恒，有−=012该式对小球在半球面上运动的任意时刻都成立，故−=0'根据几何关系，二者水平方向的位移大小之和满足(+′)xx2+