湖南省岳阳市岳阳县重点中学2023-2024学年高三下学期物理3月月考试题

试卷更新日期：2024-05-07 类型：月考试卷

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一、选择题（共6小题，每题4分，共24分）

1. 在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿观点的是（）

A、两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受力越大则速度就越大 B、人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方 C、两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢 D、一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”

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2. 探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面 $h = 200 k m$ 的圆形工作轨道。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A、飞行试验器绕月球运行的周期为 $2 π \sqrt{\frac{R}{g}}$ B、在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为 ${(\frac{R}{R + h})}^{2} g$ C、飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为 $\sqrt{g (R + h)}$ D、由题目条件可知月球的平均密度为 $\frac{3 g}{4 π G (R + h)}$

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3. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是( )

A、当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V B、当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01s时，电流表示数为零 C、当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小 D、当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz

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4. 如图所示的位移—时间（ $s - t$ ）图象和速度—时间（ $v - t$ ）图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（　　）

A、图线1表示物体做曲线运动 B、 $s - t$ 图象中 $t_{1}$ 时刻1的速度大于2的速度 C、 $v - t$ 图象中0至 $t_{3}$ 时间内3和4的平均速度大小相等 D、两图象中， $t_{2}$ 、 $t_{4}$ 时刻都表示2、4开始反向运动

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5. 如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab和cd，bd端接有电阻R．导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计．导轨右端区域存在垂直于导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．在 $t = 0$ 时刻，导体棒以速度 $v_{0}$ 从导轨的左端向右运动，经过时间 $2 t_{0}$ 开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流i随时间t的变化规律图像可能是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制 $（$ Ⅰ为细导线 $） .$ 两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界 $.$ 设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ ，在磁场中运动时产生的热量分别为 $Q_{1}$ 、 $Q_{2} .$ 不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则（）

A、 $v_{1} < v_{2}$ ， $Q_{1} < Q_{2}$ B、 $v_{1} = v_{2}$ ， $Q_{1} = Q_{2}$ C、 $v_{1} < v_{2}$ ， $Q_{1} = Q_{2}$ D、 $v_{1} = v_{2}$ ， $Q_{1} < Q_{2}$

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二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）

7. 如图所示，两根平行长直金属轨道，固定在同一水平面内，问距为d，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置，且与两轨道接触良好，导体棒与轨道之间的动摩擦因数为 $μ$ ．导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，从静止开始沿轨道运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直），设导体棒接入电路的电阻为r，轨道电阻不计，重力加速度大小为g_，在这一过程中（）

A、流过电阻R的电荷量为 $\frac{B d l}{R + r}$ B、导体棒运动的平均速度为 $\frac{(F - μ m g) (R + r)}{2 B^{2} d^{2}}$ C、恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能 D、恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒所增加的动能

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8. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x₀ ，如图中B点，此时物体静止。撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离距B点为3x₀ ， C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则（　　）

A、撤去F时，弹簧的弹性势能为3μmgx₀ B、物体先做加速度逐渐变小的加速运动，再做加速度逐渐变大的减速运动，最后做匀减速运动 C、从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量 D、撤去F后，物体向右运动到O点时的动能最大

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9. 2013年12月14日，嫦娥三号探测器的着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，到2公里高度时实现姿态控制和高度判断，转入变推力发动机向正下方的姿态，2公里以下进入缓慢的下降状态，100米左右着陆器悬停，自动判断合适的着陆点，下降到距离月面4米高度时进行自由下落着陆成功。若已知月面重力加速度约为地面重量加速度的六分之一，则下列说法正确的是（）

A、嫦娥三号着陆器高度下降到100m之前机械能在减小，100m之后机械能不变 B、嫦娥三号着陆器悬停时发动机需要工作 C、嫦娥三号着陆器落上月面时的速度约3.6m/s D、嫦娥三号着陆器还可以利用降落伞来实现软着陆

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10. 如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R₂的滑动触头p移动时，关于两个电压表V₁与V₂的示数，下列判断正确的是（　　）

A、p向a移动，V₁示数增大、V₂的示数减小 B、p向b移动，V₁示数增大、V₂的示数减小 C、p向a移动，V₁示数改变量的绝对值小于V₂示数改变量的绝对值 D、p向b移动，V₁示数改变量的绝对值大于V₂示数改变量的绝对值

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三、实验答题（共2小题，共12分）

11. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处由一带长方形遮光条的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，遮光板两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光板经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光板的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。

(1)、滑块通过B点的瞬时速度可表示为。

(2)、某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔE_k=。系统的重力势能减少量可表示为ΔE_p=。在误差允许的范围内，若ΔE_k=ΔE_p则认为系统的机械能守恒。

(3)、在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的 $v^{2} - d$ 图像如图所示，并测得M=m，则重力加速度g=m/s²。

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12. 用伏安法测定一个待测电阻R_x的阻值(阻值约为200Ω)，实验室提供如下器材：
电源E：电动势3V，内阻忽略不计；
电流表A₁：量程0～15mA，内阻约为100Ω；
电流表A₂：量程0～300μA，内阻为1000Ω；
电压表V：量程15V，内阻约15kΩ；
滑动变阻器R₁：阻值范围0～20Ω；
定值电阻R₂：阻值为9000Ω；
开关S、导线若干．

(1)、在实验中要求尽可能准确地测量R_x的阻值，选择的电表为(填写器材代号)．

(2)、在图甲虚线框中画出完整测量R_x阻值的电路图，并在图中标明器材代号．

(3)、调节滑动变阻器R₁ ，两表的示数如图乙所示，可读出电流表A₁的示数是 mA，电流表A₂的示数是 μA．

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四、解答题（共3小题，共48分）

13. 如图所示，绝缘水平面上的AB区域宽度为d，带正电、电量为q的小滑块以大小为v₀的初速度从A点进入AB区域，当滑块运动至区域的中点C时，速度大小为 $v_{c} = \frac{\sqrt{3}}{2} v_{0}$ ，从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场，电场强度E保持不变，并且AB区域外始终不存在电场．

(1)、求滑块受到的滑动摩擦力大小；

(2)、若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等，求滑块离开AB区域时的速度；

(3)、要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长，电场强度E应满足什么条件？并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度．

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14. 如图(a)所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、质量均为m、电阻均为r的相同的导体棒M、N静置于导轨上，两棒相距x₀；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。从t=0开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F，使导体棒M在0~t₀内以加速度a=μg做匀加速运动，导体棒N在t₀时刻(t₀未知)开始运动，F随时间变化的规律如图(b)所示。棒与导轨间的动摩擦因数均为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力加速度大小为g。

(1)、求t₀时刻导体棒M的速度；

(2)、求2t₀时刻外力F的大小；

(3)、若2t₀时刻导体棒M的速度为v，求此时两棒间的距离。

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15. 如图所示，S为一电子发射枪，可以连续发射电子束，发射出来的电子初速度可视为0，电子经过平行板A、B之间的加速电场加速后，从O点沿x轴正方向进入xOy平面内，在第一象限内沿x、y轴各放一块平面荧光屏，两屏的交点为O，已知在y>0、0<x<a的范围内有垂直纸面向外的匀强磁场，在y>0、x>a的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，大小均为B．已知给平行板AB提供直流电压的电源E可以给平行板AB提供0~U之间的各类数值的电压，现调节电源E的输出电压，从0调到最大值的过程中发现当AB间的电压为 $\frac{3}{4} U$ 时，x轴上开始出现荧光．（不计电子的重力）试求：

(1)、当电源输出电压调至 $\frac{3}{4} U$ 和U时，进入磁场的电子运动半径之比r₁：r₂；

(2)、两荧光屏上的发光亮线的范围．

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16. 如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计，M、P间连接一个R=4.5Ω的电阻。两导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量m=0.05kg、电阻r=0.5Ω的金属棒ab以v=2m/s的速度沿导轨匀速向下滑动，下滑过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)、求电阻R中电流I的大小；

(2)、求金属棒与导轨间的动摩擦因数的大小；

(3)、对金属棒施加一个垂直于金属棒且沿导轨平面向上的恒定拉力F=0.12N，若金属棒继续下滑x=2m后速度恰好减为0，求在金属棒减速过程中，电阻R上产生的焦耳热。

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