湖南省娄底市2023-2024学年高三下学期5月月考物理试题

试卷更新日期：2024-06-07 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. 如图甲所示，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m．创造了我国载人深潜新纪录。已知在深度3000m以下，海水温度基本不变。现利用如图乙所示固定在潜水器外的一个密闭气缸做验证性实验．气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。若将气体分子撞击缸壁视为弹性正碰，则在潜水器从4000m处下潜到5000m深度的过程中，下列说法正确的是（）

A、封闭气体从外界吸收热量 B、封闭气体的压强与潜水器下潜的深度成正比 C、封闭气体分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加 D、封闭气体分子每次对缸壁的平均撞击的冲量增大

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2. 如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式为 $B = k \frac{I}{r}$ （k为常数，r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场的磁感应强度大小为 $1 \times 1 0^{- 4} T$ ，则ML、LN两边在O点产生的合磁场磁感应强度大小及方向为（）

A、0 B、 $1 \times 1 0^{- 4} T$ ，垂直纸面向里 C、 $1.5 \times 1 0^{- 4} T$ ，垂直纸面向里 D、 $2 \times 1 0^{- 4} T$ ，垂直纸面向外

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3. 一物体做平抛运动，从抛出时开始计时，第1s内的位移为 $x_{1}$ ，第2s内的位移为 $x_{2}$ ，第3s内的位移为 $x_{3}$ ，已知 $\frac{x_{1}}{x_{2}} = \frac{1}{2}$ ，则下列关于 $\frac{x_{2}}{x_{3}}$ 的说法正确的是（）

A、 $0 < \frac{x_{2}}{x_{3}} < \frac{1}{2}$ B、 $\frac{1}{2} < \frac{x_{2}}{x_{3}} < \frac{2}{3}$ C、 $\frac{2}{3} < \frac{x_{2}}{x_{3}} < \frac{3}{4}$ D、 $\frac{3}{4} < \frac{x_{2}}{x_{3}} < \frac{4}{5}$

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4. 如图甲所示，一列简谐横波沿直线传播，P、Q为波传播路径上相距12m的两个质点，P、Q两个质点的振动规律分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（）

A、该波一定从Q点向P点传播 B、 $t = \frac{1}{3} s$ 时，P、Q两质点的位移可能相同 C、 $t = 0$ 时刻，P、Q连线中点处的质点有可能处于平衡位置 D、该波的传播速率可能为4m/s

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5. 如图甲所示，质量为m的单匝正方形金属线框用绝缘细线悬挂于天花板上处于静止状态，线框平面在纸面内，线框的边长为a ，总电阻为R ，线框的下半部分（总面积的一半）处于垂直纸面的有界磁场中，磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，以垂直纸面向里为正方向，线框始终不动，重力加速度为g ，图中 $B_{0}$ 、T均为已知量，下列说法正确的是（）

A、线框中电流方向始终不变 B、 $\frac{T}{2}$ 时刻，细线中的拉力大于 $m g$ C、 $0 ~ \frac{T}{2}$ 时间内，线框中的平均电动势为 $\frac{B_{0} a^{2}}{T}$ D、线框中感应电流的电功率为 $\frac{π^{2} B_{0}^{2} a^{4}}{2 R T^{2}}$

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6. 如图所示，半径为R、圆心为O的光滑大圆环悬挂并固定在竖直平面内，质量为m的小圆环套在大圆环上，从大圆环顶端由静止开始下滑，当小圆环运动到P点（图中未画出）时，向心加速度大小等于重力加速度g的3倍，下列说法正确的是（）

A、小圆环运动到P点的过程中重力势能减少 $m g R$ B、小圆环运动到P点时的速度大小为 $\sqrt{2 g R}$ C、PO连线与竖直方向的夹角为60° D、小圆环运动到P点时大圆环对小圆环的弹力大小为 $3 m g$

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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. 如图所示为我国自主研发的三代核电——“华龙一号”示范工程。“华龙一号”利用核裂变发电，一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。已知 $_{92}^{235} U$ 在中子的轰击下裂变为 $_{38}^{90} S r$ 和 $_{54}^{136} X e$ ，质量 $m_{U} = 235.0439 u$ ， $m_{n} = 1.0087 u$ ， $m_{S r} = 89.9077 u$ ， $m_{X e} = 135.9072 u$ ， 1u相当于931.5MeV的能量， $N_{A} = 6.02 \times 1 0^{23} m o l^{- 1}$ ，铀矿石中 $_{92}^{235} U$ 的含量为3%。下列说法正确的是（）

A、该核反应方程为 $_{92}^{235} U \to_{38}^{90} S r +_{54}^{136} X e + 9_{0}^{1} n$ B、一个铀核裂变放出的能量约为140 MeV C、 $_{92}^{235} U$ 的比结合能比 $_{38}^{90} S r$ 和 $_{54}^{136} X e$ 的都大 D、“华龙一号”一期工程一年消耗铀矿石约46吨

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8. 2023年9月21日15时48分，中国空间站“天宫课堂”第四课正式开讲．新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一堂精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课。地球半径为R ，引力常量为G ，若梦天实验舱做匀速圆周运动的轨道半径是地球半径的k倍，梦天实验舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为S ，则下列说法正确的是（）

A、梦天实验舱的环绕周期为 $\frac{π k^{2} R^{2}}{S}$ B、地球的质量为 $\frac{3 S^{2}}{G k R}$ C、梦天实验舱处的重力加速度大小为 $\frac{4 π S^{2}}{k^{3} R^{3}}$ D、地球的密度为 $\frac{3 S^{2}}{π k G R^{4}}$

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9. 如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的足球悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角 $α = 30 °$ ，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，足球的重力为9N，设木板对球的支持力为 $F_{N}$ 、绳上的拉力为 $F_{T}$ ，木板在转动过程中，下列说法正确的是（）

A、 $F_{N}$ 的最小值为 $3 \sqrt{3} N$ B、 $F_{N}$ 的最大值为9N C、当木板转动60°时， $F_{N}$ 是 $F_{T}$ 大小的三倍 D、当木板转动30°时， $F_{N}$ 与 $F_{T}$ 大小相等

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10. 如图所示，足够长的光滑金属导轨水平固定于竖直方向的匀强磁场（图中未画出）中，窄轨 $a b a^{'} b^{'}$ 部分的间距为 $\frac{L}{3}$ ，宽轨 $c d c^{'} d^{'}$ 部分的间距为L ，两根完全相同的导体棒1、2垂直于导轨静止放置并与导轨接触良好，导体棒的长度均为L。现使导体棒1瞬间获得一个平行于导轨向右的初速度开始运动，已知导体棒1在到达宽窄导轨的连接处 $c b b^{'} c^{'}$ 之前就已经匀速运动，经过足够长的时间，两根导体棒都在 $c d c^{'} d^{'}$ 部分匀速运动，不考虑导体棒1经过宽窄导轨连接处时的速度变化。下列说法正确的是（）

A、导体棒1前后两次匀速运动的速率之比为3∶2 B、导体棒1前后两次匀速运动的速率之比为1∶2 C、导体棒2前后两次匀速运动的速率之比为1∶2 D、导体棒2前后两次匀速运动的速率之比为1∶3

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三、非选择题：本题共5小题．共56分。

11. 利用如图甲所示的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”，且采用如图乙所示计时器。

(1)、下列实验操作正确的是____。（多选）

A、打点计时器的电源应该使用6～8 V的交变电源 B、将纸带固定在小车尾部，并穿过电火花打点计时器的限位孔 C、把一根细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重量的钩码 D、开始实验时，先释放小车，再接通电源

(2)、某实验小组得到如图丙所示纸带，纸带上的部分计数点用1、2、3、4、5、6表示（每相邻两个计数点间还有4个计时点，图中未画出），打点计时器所用的交流电频率为50Hz。打下第2点时小车的速度大小为 $v_{2} =$ m/s，小车的加速度大小为 $a =$ $m / s^{2}$ 。（结果均保留三位有效数字）

(3)、如果当时电网中交变电流的频率稍有减小，频率从50Hz变成了49Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50 Hz进行处理，那么速度的测量值与实际值相比，加速度的测量值与实际值相比。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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12. 某物理实验小组准备测量未知电阻 $R_{x}$ （约为2kΩ）的阻值和某型号手机锂电池的电动势和内阻。电池已拆开，电动势E标称值为3.4 V，允许最大放电电流为100mA。在实验室备有如下实验器材：
A．电压表V（量程4V，内阻 $R_{V}$ 约为10kΩ）
B．电流表 $A_{1}$ （量程100mA，内阻 $R_{A}$ 为25Ω）
C．电流表 $A_{2}$ （量程2mA，内阻 $R_{2}$ 约为100Ω）
D．滑动变阻器R（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱 $R_{0}$ （0～9 999Ω）
F．开关S一个、导线若干

(1)、为了测定电阻 $R_{x}$ 的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应选用（选填“ $A_{1}$ ”或“ $A_{2}$ ”），将电压表的读数除以电流表的读数作为 $R_{x}$ 的测量值，则测量值（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

(2)、该实验小组设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。
①电流表示数的倒数 $\frac{1}{I}$ 与电阻箱阻值 $R_{0}$ 之间的关系式为（用字母E ， r ， $R_{A}$ 表示）。
②在实验中，多次改变电阻箱的阻值，获得多组数据，根据数据作出的 $\frac{1}{I} - R_{0}$ 图像为图丙所示的直线，根据图像可知该锂电池的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ Ω。（结果均保留两位有效数字）

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13. 如图所示为某玻璃工件的截面图，上半部分为等腰直角三角形ABC ， $∠ A = 90 °$ ， BC边的长度为2R；下半部分是半径为R的半圆，O是圆心，AD、BC垂直相交于O点。现有一束平行于AD方向的光射到AB面上．从A点射入玻璃工件的光折射到半圆弧BDC上的P点，已知CP的弧长是DP弧长的2倍。光在真空中传播的速度为c ， $c o s 15 ° = \frac{\sqrt{2} + \sqrt{6}}{4}$ ，若只考虑光从AB界面一次折射到圆弧界面。求：

(1)、圆弧界面有光射出的部分的长度；

(2)、这束光从AB面上射到圆弧界面上的最长时间。

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14. 如图所示，在直角坐标系xOy中，x轴上方存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场；质量为m、带电荷量为 $+ q$ 的粒子从 $+ y$ 轴上的P点，以与y轴正方向成 $θ = 53 °$ 角的初速度 $v_{0}$ 射入第一象限，第一次经过x轴后恰好能通过坐标原点O。已知粒子经过x轴时速度方向与x轴正方向也成53°角，且 $O P = L$ ．不计粒子重力， $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ 。

(1)、求匀强电场的电场强度大小；

(2)、求匀强磁场的磁感应强度大小；

(3)、若仅改变匀强磁场的磁感应强度大小，使粒子从 $+ y$ 轴上的P点以同样方式射出后，进出磁场一次后又恰好能回到P点，求改变后的磁感应强度与改变前的磁感应强度大小之比。

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15. 如图所示，光滑绝缘水平桌面位于以ab、cd为边界的匀强电场中，电场方向垂直边界向右。两小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。两小球质量分别为 $m_{A} = m$ 、 $m_{B} = 3 m$ ， A带电荷量为 $q (q > 0)$ ， B不带电。初始时小球A距ab边界的距离为L ，两小球间的距离也为L。已知电场区域两个边界ab、cd间的距离为30L ，电场强度大小为 $E = \frac{m a}{q}$ 。现释放小球A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。求：

(1)、第一次碰撞后A和B的速度大小；

(2)、在第一次碰撞到第二次碰撞之间，A与B间的最远距离；

(3)、B球在出边界cd之前，A与B碰撞的次数。

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