湖南省百校大联考2023-2024年高二上学期12月考试物理试题

试卷更新日期：2024-01-04 类型：月考试卷

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一、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. 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）

A、温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 B、黑体不会辐射电磁波 C、爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 D、黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍

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2. 如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷+Q（ $Q > 0$ ）的右侧，C、D为枕形导体内部的两点，沿过D点的竖直虚线将导体视为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（　　）

A、枕形导体左边部分带正电 B、枕形导体左边部分的电荷量大于右边部分的电荷量 C、C、D两点的电场强度相等 D、将点电荷 $+ Q$ 缓慢靠近枕形导体，C点的电场强度逐渐增大

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3. 图甲和图乙分别是用内接法和外接法测量同一电阻 $R_{x}$ 的电路图，已知两电路的路端电压 $U = 10 V$ 恒定不变，两图中的电压表和电流表均不是理想电表，图甲电路中电流表的示数为 $0.4 A$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、图甲中电压表的示数为 $10 V$ B、图乙中电压表的示数可能为 $10 V$ C、图乙中电流表的示数可能为 $0.38 A$ D、理论上 $R_{x}$ 的阻值略大于 $25 Ω$

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4. 如图所示，物块B和C用轻弹簧拴接，C放在水平地面上，物块A放在物块B上，整个系统处于静止状态。突然拿走静止在B上的A，B将在竖直方向做简谐运动，C始终没有离开地面。A、B、C的质量分别为 $m_{A}$ 、 $m_{B}$ 和 $m_{C}$ ，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、拿走A的瞬间，B所处的位置为简谐运动的平衡位置 B、B的振幅为 $\frac{m_{A} g}{k}$ C、弹簧恢复原长时，B的加速度为零 D、B到达最高位置时，B的加速度大小为g

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5. 中国空间站工程“巡天”望远镜（简称CSST）将于2024年前后投入运行，CSST以“天宫”空间站为太空母港，日常工作时与空间站共轨独立飞行且与空间站保持适当距离，在需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港。已知地球半径为R，空间站轨道半径与地球半径的比值为k，地球表面的重力加速度大小为g，则CSST日常工作时的速度大小为（）

A、 $\sqrt{k g R}$ B、 $\sqrt{\frac{g R}{k}}$ C、 $\sqrt{\frac{g}{k^{2} R}}$ D、 $\sqrt{\frac{g}{k^{3} R}}$

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6. 如图所示，真空中的 $Δ A B C$ 为等边三角形，D点为AB边的中点。分别在A、B、C三点固定三个电荷量的绝对值均为 $Q_{1}$ 的点电荷，固定在A、B点的点电荷带正电，固定在C点的点电荷带负电。为使三角形的中心O点的电场强度为零，应在D点固定电荷量的绝对值为 $Q_{2}$ 的点电荷。则 $Q_{1} ： Q_{2}$ 为（　　）

A、 $2 ： 1$ B、 $1 ： \sqrt{3}$ C、 $\sqrt{3} ： 1$ D、 $3 ： 1$

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二、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. 2023年6月4日，神舟十五号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，“神舟十五号”载人飞行任务取得圆满成功！返回舱在距离地面 $10 k m$ 高度时开始启动降落伞装置，一段时间后返回舱的速度减为 $10 m / s$ 且保持这个速度竖直降落。快到地面时，返回舱底部的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度恰好为0．返回舱降落过程的最后一秒的速度（v）-时间（t）图像如图所示。已知返回舱的总质量为 $3000 k g$ ，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、返回舱距离地面 $1.5 m$ 时，缓冲发动机启动 B、返回舱在最后的 $0.3 s$ 内处于失重状态 C、返回舱在最后一秒的平均速度大小为 $5 m / s$ D、返回舱在最后的减速过程中，受到的合力大小为 $1.0 \times 1 0^{5} N$

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8. 如图所示，闭合矩形导体框在水平方向的匀强磁场中绕竖直方向的对称轴 $O O^{'}$ 匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体框的面积为S，导体框从图示位置开始转动并开始计时，下列说法正确的是（）

A、0时刻穿过导体框的磁通量为BS B、导体框从图示位置转过 $180 °$ 时，穿过导体框的磁通量为0 C、导体框从图示位置转过 $30 °$ 时和 $60 °$ 时，对应穿过导体框的磁通量之比为 $1 ： 2$ D、导体框从图示位置转过 $30 °$ 时和 $150 °$ 时，对应穿过导体框的磁通量相同

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9. A、B两个物块在光滑的水平地面上发生正碰，碰撞时间极短，两物块运动的x—t图像如图所示，则下列判断正确的是（）

A、碰撞后A，B两个物块运动方向相同 B、A，B的质量之比 $m_{1} ： m_{2} = 2 ： 3$ C、碰撞前、后A物块的速度大小之比为 $5 ： 3$ D、此碰撞为弹性碰撞

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10. 如图所示，两块较大的平行金属板 $A$ 、 $B$ 水平放置并与电源相连，两板间的距离为 $d$ ，电源的电动势为 $E$ 。开关S闭合后，一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带电油滴恰好静止在两板间的 $P$ 点，现将 $A$ 板向上平移一小段距离 $x$ 。重力加速度大小为 $g$ 。下列说法正确的是（）

A、 $A$ 板平移后， $P$ 点的电势变大 B、 $A$ 板平移后，带电油滴在 $P$ 点的电势能变小 C、带电油滴的比荷 $\frac{q}{m} = \frac{E g}{d}$ D、 $A$ 板平移后，油滴的加速度大小为 $\frac{q E}{m d} - \frac{q E}{m (d + x)}$

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三、非选择题：共56分．

11. “春耕”学习小组利用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示。

(1)、学习小组的同学用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图乙所示，则摆球的直径 $D =$ cm。

(2)、学习小组的同学组装好实验装置后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度（小于5°），然后释放摆球，摆球某次通过最低点时开始计时，并从 $1$ 开始计数，然后摆球每完成一次全振动计数加 $1$ ，当该同学计数到40时停止计时，测得的时间记为 $t$ ，测得的单摆的摆长记为 $L$ ，则当地的重力加速度大小 $g =$ （用 $L 、 t$ 表示）。

(3)、学习小组的同学改变摆线的长度继续做实验，在绘制单摆的周期的平方—摆长（ $T^{2} - L$ ）图线时，一位同学误将摆线长和小球直径的和记为摆长 $L$ ，则他画出的图线可能为图丙中的（填“ $a$ ”、“ $b$ ”或“ $c$ ”）。

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12. “仲夏”实验小组同学们要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验器材如下：
A．灵敏电流计G（ $0 \sim 5 m A$ ，内阻未知）；
B．电压表V（ $0 ∼ 3 V$ ， $10 k Ω$ ）；
C．电阻箱 $R_{1} (0 \sim 999.9 Ω)$ ；
D．滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 ∼ 100 Ω$ ， $1.5 A$ ）；
E．待测干电池2节；
F．开关、导线若干。

(1)、由于灵敏电流计的量程太小，因此需扩大灵敏电流计的量程。测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示，调节 $R_{2}$ 和电阻箱使得电压表的示数为 $2.00 V$ ，灵敏电流计的示数为 $4.00 m A$ ，此时电阻箱接入电路的电阻为 $381.0 Ω$ ，则灵敏电流计的内阻为 $Ω$ （结果保留一位小数）。

(2)、为将灵敏电流计的量程扩大为 $0.6 A$ ，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱 $R_{1}$ 的阻值调为 $Ω$ （结果保留一位小数）。

(3)、把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的实验电路，根据实验测得的数据作出 $U - I$ 图像，如图丙所示（U为电压表的示数，I为灵敏电流计的示数），则该干电池组的电动势 $E =$ V、内阻 $r =$ $Ω$ 。（结果均保留两位小数）

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13. 高空跳伞是一项极限运动。某跳伞运动员于 $t = 0$ 时刻从高空静止跳出的 $v - t$ 图像如图所示，可将其运动视作竖直方向的直线运动。运动员（含降落伞）所受空气阻力f的方向与速度v的方向相反，f的大小与 $v^{2}$ 成正比，但开伞前、后的正比例系数不同。已知开伞前运动员匀速飞行时的速度大小为 $v_{0}$ ；运动员在 $t_{1}$ 时刻打开降落伞，开伞后运动员匀速飞行时的速度大小为 $\frac{1}{3} v_{0}$ 。重力加速度大小为g，不计空气浮力。

(1)、求 $t_{1}$ 时刻运动员的加速度 $a_{1}$ 的大小；

(2)、若某时刻运动员的加速度大小为 $\frac{3}{32} a_{1}$ ，求该时刻运动员的速度大小。

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14. 如图所示，水平地面上方有水平向右的范围足够大的匀强电场，从地面上的 $A$ 点竖直向上以初速度 $v_{0} = 6 m / s$ 抛出一个质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q (q > 0)$ 的小球， $B$ 点为其运动轨迹的最高点，小球落在水平地面上的 $C$ 点，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，匀强电场的电场强度大小为 $\frac{m g}{2 q}$ ，忽略空气阻力的影响，求：

(1)、小球运动到 $B$ 点时在水平方向的分位移 $x_{B}$ ；

(2)、小球运动到 $C$ 点时速度方向与水平方向夹角的正切值 $t a n θ$ 。

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15. 如图所示，倾角 $θ = 30 °$ 足够长的斜面与水平地面在B点通过一小段圆弧平滑连接，质量 $m_{2} = 0.2 k g$ 的木块静止于B处。现将质量 $m_{1} = 1 k g$ 的小物块从斜面上的A点由静止释放。已知A、B两点间的距离 $x = 9 m$ ，它们与斜面间的动摩擦因数均是 $μ_{1} = \frac{\sqrt{3}}{5}$ ，小物块及木块与水平地面间的动摩擦因数均是 $μ_{2} = 0.5$ ，小物块及木块均可视为质点，所有的碰撞均为弹性正碰且不考虑碰撞的时间，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求小物块与木块碰撞后瞬间小物块的速度大小 $v_{1}$ ；

(2)、求最终木块与B点间的距离 $s_{木}$ ；

(3)、若在小物块与木块发生碰撞前瞬间，木块受到水平向左的瞬时冲量 $I = 0.6 N \cdot s$ ，求最终小物块与木块间的距离 $Δ s$ 。

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