湖南省湘楚名校2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案）

第第页湖南省湘楚名校2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题一、单项选择题：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．原子能电池又称放射性同位素电池，原子能电池的热源是放射性同位素，是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰.钚−238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能.已知钚-238的衰变方程为94238A．94238Pu的核子平均质量大于B．钚−238的衰变为β衰变C．衰变放出的粒子是高速氦核，它的贯穿能力很强D．钚−238在极高压下可加速衰变，其半衰期可变长2．今年4月19日，广西一法院开庭审理一起高空抛物致一高中生死亡的案例，高空抛物是十分危险的行为，我国正式将高空抛物罪纳入刑法内容，我们应杜绝高空抛物行为.现有一居民在阳台玩耍，不慎将篮球从窗台外落下，致篮球从高楼落下做自由落体运动，篮球开始下落后的v-t图像如图所示，已知t=0时篮球距地面高度为12.8m，重力加速度g取10m/A．篮球下落至地面所用时间为2sB．篮球落地时的速度大小v=16C．篮球落地后反弹的最大高度为3mD．t=0至t=2s3．如图所示为波源O做简谐运动的振动图像，t=0时振动开始向外传播，已知沿着波的传播方向，O、M两质点平衡位置间的距离为5m，t=4sA．自t=0时起，经过2s时间波源O的位移第一次为10cmB．该简谐波的波速大小为4m/sC．该简谐波的波长为12mD．自t=0至t=4s4．2024年4月26日，神舟十八号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十七号航天员乘组实现“太空会师”.据报道，天宫空间站绕地稳定飞行一周时间约为90分钟，其轨道近似呈圆形，不考虑太空中存在的稀薄空气，以下说法正确的是（）A．神舟十八号的发射速度需达到11.2km/sB．空间站内的宇航员不受重力作用C．空间站的轨道半径大于同步卫星轨道半径D．在绕地稳定飞行过程中，空间站的机械能保持不变5．如图所示，三角形ABC为棱镜的横截面，∠A=60°，∠B=75°，一束光线从AB边的M点以入射角α=45°射入棱镜，从N点射出的光线恰好与BC平行。已知入射点M与A点的距离为d，光在真空中的传播速度为c。则光在棱镜中传播的时间为（）A．2dc B．3dc C．6．竖直面内有A、B、C、D四点构成矩形，AC竖直，∠DAC=30°，空间有一范围足够大的匀强电场，方向由D指向C，将一质量为0.1kg、不带电的小球a从A点以某一速度水平向右抛出，经过D点时，其动能是在A点时的4倍；将另一质量也为0.1kg、带正电荷0.02C的小球b从A点以与a小球初速度相同大小的速度水平向左抛出，经过B点时的动能也是在A点时的4倍，重力加速度g=10m/A．50N/C B．25N/C C．253N/C 二、多项选择题：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．图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示.输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）.降压变压器右侧部分为一火灾报警系统（报警器未画出），A．nB．乙图中电压的瞬时值表达式为u=250C．R处出现火警时，输电线上的电流增大D．R处出现火警时，电压表V的示数增大8．如图所示，甲、乙两小球（视为质点）用轻质细线连接，分别套在竖直、倾斜固定放置的硬直杆上，两杆的夹角为53°，用两个竖直向上的拉力F=10N分别同时作用在甲、乙上，使两小球处于静止状态，细线正好水平，倾斜杆对乙的弹力大小为0.5F，重力加速度为g=10m/sA．甲球的质量为0.6kg B．乙球的质量为0.6kgC．甲对竖直杆的弹力大小为3N D．细线的拉力大小为6N9．位于川西山区的中国空气动力发展与研究中心装备有亚洲最大风洞群，已累计完成风洞试验50余万次，获得各级科技进步成果奖1403项，某风洞实验可简化为如下模型：在风洞作用区的光滑水平面上静止放置一个质量为m的木板A，其右端与墙壁距离为x0，左端静止放置一个质量为m、可视为质点的物块B，如图所示，二者间动摩擦因数为μA．木板A第一次与墙壁碰撞后瞬间物块B的加速度大小为(B．从释放到木板A与墙壁第二次碰撞，木板A运动的路程为3+C．从释放到木板A和物块B都静止，木板A和物块B的相对位移大小为xD．从释放到木板A和物块B都静止，系统因摩擦产生的热量为210．如图，间距为L的足够长的“”形金属线框abcd静置在光滑水平桌面上，ab平行于dc，bc垂直于ab，质量为m的导体杆A平行bc边放置在线框上，且保持与金属线框接触良好，二者间的动摩擦因数为μ，导体杆A始终挡在两个固定小立柱M、N的左侧.空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场.某时刻，对bc边施加一水平向右的拉力F（大小未知），当导体杆A离bc边距离恰好为L时，线框开始以速度v做匀速运动，并以此刻作为计时起点.已知导体杆和金属线框单位长度的电阻均为r，重力加速度为g.在t时刻，下列说法正确的是（）A．此时回路中的电流为BLvB．立柱M受到导体杆的压力大小为BC．水平拉力F的大小为BD．回路中的电功率为B三、非选择题：本题共5小题，共56分.11．某同学用如图甲所示的装置比较平抛运动和自由落体运动.实验如下：（1）小锤打击弹性金属片后，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，观察到A、B两球同时落地.关于该实验及分析判断，下列说法正确的是____.A．两球的质量必须相等B．改变击球点离地高度，观察到A、B两球也同时落地C．说明做平抛运动的A球与做自由落体运动的B球运动时间相等D．说明做平抛运动的A球在竖直方向上的分运动为自由落体运动（2）该同学使用频闪照相机对A、B球进行频闪照相，拍摄时使照相机十字准心分别与竖直方向和水平方向对齐，即照片长边框平行于竖直方向，短边框平行于水平方向，某次照片局部如图乙所示，A、B两球的像始终在同一水平线上.用刻度尺对△和x2进行测量，若在误差范围之内发现x1x2（填“>”“=”或“<”），即说明A球在水平方向上做匀速运动.图乙是按与实际环境1：1比例冲洗的照片，已知照相机频闪周期为T，用刻度尺测得和x1、x2和h1、h12．物理兴趣小组想要用图甲所示的器材精确测量微安表（量程100μA（1）已知电源的电动势为4V，内阻很小，实验室提供了两个滑动变阻器，且两种滑动变阻器都能正常使用，此实验中应选择____（填“A”或“B”）；A．滑动变阻器R1（阻值范围0B．滑动变阻器R2（阻值范围0（2）实验中发现鳄鱼侠P到右侧N的距离是MN长度的25时灵敏电流计中恰无电流.此时若将P向MN中点移动而不改变电阻箱的阻值，则此时流过灵敏电流计的电流方向应是（选填：“P向Q”或“Q向P”）.反复调整鳄鱼铗P和电阻箱，直到P处在MN的中点时，灵敏电流计示数为零，电阻箱的示数如图乙所示时，则微安表的电阻为（3）然后兴趣小组设计了图丙所示的改装电路图，并标出R3和R4其中最左端为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱，电阻箱的阻值应取R3=Ω，13．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了100J，已知状态A气体的温度为150℃，热力学温度T=t+273K（1）气体在状态B时的温度；（2）气体在此过程中吸收了的热量.14．如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直弹性挡板，挡板右侧依次放有985个质量均为2m的白色小球（在一条直线上），一质量为m的红色0号小球以与白色小球共线的速度v0（1）红色0号小球和1号小球第1次碰撞后，红色0号小球的速度大小；（2）985号小球最终速度大小；（3）红色0号小球最终速度大小.15．如图所示是科学仪器中广泛应用的磁致离子偏转技术原理图.位于纸面的xOy平面内y=20cm和y=4cm两条直线间存在着垂直纸面向内的匀强磁场.原点O处的离子源能沿纸面发射质量为m=3.2×10−27kg（1）求该离子从A点射出磁场时的速度方向及匀强磁场的磁感应强度大小；（2）若离子源向与x轴正向最大夹角为37°范围内发射离子，且所有离子都不离开磁场，求其发射的离子最大速度vm（3）若磁场布满整个空间且磁场区域充满空气，使进入磁场的离子受到与速度大小成正比、方向相反的阻力.离子源沿x轴正向持续发射速度为v0=1.

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、钚-238衰变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，核反应过程中有质量亏损，所以94238Pu的核子平均质量大于92234U的核子平均质量，故A正确；

B、根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，所以X为α粒子，钚-238的衰变为a衰变，故B错误；

C、根据B项分析可知，衰变放出的粒子是高速氦核，它的贯穿能力很弱，故C错误；

D、放射性元素的半衰期只与原子核内部本身因素有关，与外界环境无关，故D错误；2．【答案】B【解析】【解答】A、篮球下落做自由落体运动，下落至地面所用时间为

t1=2xg=1.6s，

故A错误；

B、篮球落地时的速度大小v=gt=10×1.6m/s=16m/s，故B正确；

C、篮球落地后反弹的最大高度为：

h=v22g=1022×10m=5m，

故C错误；

D、在t=0至t1=1.6s内，篮球做自由落体运动，位移为x1=12.8m，方向向下；篮球反弹过程所用时间为

t2=vg=3．【答案】C【解析】【解答】A、由波源O的振动图像知，波的振幅为A=20cm，周期为T=4s，初相位φ=π，所以振动方程为：

y=20sin（2πTt+φ）(cm)=20sin（π2t+π）(cm)；

当y=10m时，时间t的最小值为t=73s，经过t=73s波源O的位移第一次为10cm，

故A错误；

BC、波自O传到M的时间

∆t=(4-73)s=53s，

波速4．【答案】D【解析】【解答】A、11.2km/s是第二宇宙速度，指卫星脱离地球束缚的最小发射速度，神舟十八号没有脱离地球束缚，因此神舟十八号的发射速度小于11.2km/s，故A错误；

B、空间站内的宇航员处于完全失重状态，但是宇航员仍然受到重力作用，故B错误；

C、根据GMmR2=m4π2T2R，

解得：

R=35．【答案】A【解析】【解答】光路图如图所示：

由于从N点出射的光线与BC边平行，根据几何关系可知在N点的折射角为α=45°，则光在M点的折射角为3和在N点的入射角为γ相等，其值为

∠β=∠γ=80°-(180°-∠A)2=180°-(180°-60°)2=30°，

光在棱镜中的光的路程s=d；

根据折射率公式可得

n=sinαsinβ=sin45°sin30°=2，

光在棱镜中的传播速度为：

v=6．【答案】A【解析】【解答】不带电小球只受重力作用，带电小球受到重力、沿DC方向的电场力作用；不带电小球向右水平抛出后做平抛运动，从A到D由动能定理有WG=∆Ek，即1.5mgR=4Ek0-Ek0，化简得1.5mgR=3Ek0，带电小球向左水平抛出后在复合场中运动，从A到B重力做功为0.5mgR，电场力做功为W=EqR，则由动能定理有W+0.5mgR=∆Ek，即W+0.5mgR=4Ek0-Ek0，可得mgR=EqR，则7．【答案】B,C【解析】【解答】A、升压变压器原线圈匝数小于副线圈匝数，有n1<n2；降压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数，

有n3>n4；则n1n2<n3n4，故A错误；

B、由图像得，乙图中电压最大值

Um=2502V，

电压的周期为T=0.02s，则

ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s，

则乙图中的电压瞬时值表达式为

u=2502sin100πt(V)，

故B正确；

C、当R处出现火警时，其阻值减小，负载总电阻减小，负载的总功率增大，则I4增大，原副线圈匝数比等于电流的反比，则I3增大，故C正确；

D、输电线上损失的电压为△U=I32r有C得，I3增大，则△U增大，输入电压U1不变，n1和n2不变，原副线圈电压之比等于匝数之比，

所以U28．【答案】B,C【解析】【解答】AB、由题意可知，倾斜杆对乙的弹力的方向垂直杆向下，对甲受力分析，竖直方向由二力平衡可得F=m甲g，由整体法可得

2F=m甲g+m乙g+0.5Fcos37°，

解得m甲=1kg，m乙=0.6kg，

故A错误，B正确；

CD、设细线的拉力大小为T，对乙，由三力平衡的矢量三角形可得T=0.5Fcos53°，

设竖直杆对甲的弹力为FN1，对甲在水平方向由二力平衡可得FN1=T，

由牛顿第三定律可得小球对竖直杆的弹力为

FN2=FN1，

解得FN2=3N，

故C正确，D错误；

故答案为：BC。

【分析】对甲乙整体进行受力分析列出平衡式，再对甲进行受力分析，再竖直方向列出平衡式，即可求出甲球的质量和乙球的质量；根据二力平衡和牛顿第三定律进一步分析计算出甲对竖直杆的弹力大小和细线的拉力大小。9．【答案】A,B,D【解析】【解答】A、木板第一次与墙壁碰撞后瞬间，木板A向左运动，物块B向右运动，则对物块B由

牛顿第二定律可得

μmg-F=ma，

解得物块B的加速度

a1=μmg-Fm=μmg-mgm=(μ-1)g，

故A正确；

B、风力F=mg，

第一次碰撞前整体的加速度为

a=2F2m=g，

碰撞前木板的速度为

v1=2ax0=2gx0，

碰后木板以

v1'=2ax0

的速度反弹，B向右的速度

v1=2gx0，

碰后木板的加速度大小为

a2=F+μmgm=(1+μ)g10．【答案】A,B,D【解析】【解答】A、开始计时以后导体杆做匀速直线运动，感应电动势E=BLv，回路的电阻R=(4L+2vt)r，

由闭合电路欧姆定律

I=ER=BLv(4L+2vt)r，

故A正确；

B、导体杆受到的安培力大小为

F'=BIL=B2L2v(4L+2vt)r，

方向水平向右，立柱M受到的压力大小

FM=12(F'+F1)=B2L2v(8L+4vt)r+12μmg，

故B正确；11．【答案】（1）B；C；D（2）=；x1+【解析】【解答】(1)根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，观察到两球同时落地。观察到两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，即平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，为了使实验具有普遍性，还要改变不同敲击高度做实验，用不同质量的球做实验，故BCD正确，A错误；故答案为：BCD。

(2)在图b实验中，由于频闪照像的闪光间隔不变，所以平抛运动的小球在水平方向上的运动规律是匀速直线运动，则频闪间隔内水平位移应相等。即x1=x2；

(3)水平方向上有：x1=x2=v0T，从而有v0=x1T；在竖直方向相等时间内的位移差为：△y=h2-h1，由于竖直方向上做自由落体运动，因此有：△y=gT2，由此得：g=∆yT2=12．【答案】（1）B（2）Q向P；900（3）100；2910【解析】【解答】(1)由于电源的电动势为4V，且两种滑动变阻器都是安全的，而待测电阻有几百欧，宜接成分压电路，为便于调节，变阻器宜小不宜大，故选用R2。

(2)题中要求用桥式电路进行测量，先将电源、电键和滑动变阻器接成主电路，然后在分压电路中将待测元件和电阻箱串联后与电阻并联，用灵敏电流计作为电桥，可连接成图示实验电路。

电桥平衡时电流计中无电流，P、Q两点等电势，当P向MN中点移动时Q端的电势不变，而P端的电势降低，故有Q向P的电流。当P处在MN的中点电桥再次平衡时，电阻箱和微安表的内阻相等，读图知电阻箱的示数为900Ω，故表头内阻Rg=900.0Ω；

(3)电表改装时应按满量程计算。接a时量程为1mA，有IgRg=(I-Ig)R3，得R3=100Ω；接b时量程为3V，有U=IgRg+IR4，得R=2910Ω。

【分析】(1)待测电阻有几百欧，变阻器宜小不宜大；

(2)题中要求用桥式电路进行测量，电桥平衡时电流计中无电流，P、Q两点等电势，当P向MN中点移动时，P端的电势降低，故有Q向P的电流。电阻箱和微安表的内阻相等，读图知电阻箱的示数即为灵敏电流计的电阻；

(3)根据电压表两端电压等于满篇电流乘以所有内阻，代入数据即可计算出并联电阻的大小。13．【答案】（1）从状态A变化到状态B，等压变化，则V由题意知VA=3.0×1可得T（2）从状态A变化到状态B，气体膨胀，外界对气体做负功，则W=−0从状态A变化到状态B，该过程中气体内能增加了100J，则Δ由热力学第一定律ΔU=W+Q可得【解析】【分析】（1）气体从状态A变化到状态B为等压变化，根据盖一吕萨克定律即可求解气体的温度；

（2）先根据W=p△V求解气体做功，再根据热力学第一定律ΔU=W+Q14．【答案】（1）设红色0号小球与1号小球碰撞后速度分别为v01和v1由能量守恒定律有1解得v01=−故红色0号小球与1号小球第一次碰撞后，红色0号小球的速度大小为1（2）设1号小球与2号小球碰撞后的速度分别为v'1和根据动量守恒定律及能量守恒定律有2m1解得v由题意可知，白色小球之间发生弹性正碰，由1号小球开始，白色小球碰撞时不断交换速度，985号小球最终速度为v（3）设红色0号小球与1号小球第n次碰撞后速