湖南省衡阳市第八中学2023-2024学年高三上学期10月月考物理试题（解析版）

衡阳市八市2024届高三第二次月考物理试题卷考生须知：1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。2.非选择题的答案须写在答题卷上相应区域内，写在本试题卷上无效。一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题只有一项符合题目要求。1.如图所示，图甲为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是（ ）A.用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B.阴极K金属的逸出功为C.光电子最大初动能与入射光的频率成正比D.一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光【答案】B【解析】【详解】A．根据电离条件可知，要使处于基态的氢原子电离，需用能量大于或等于13.6eV的子照射，则用能量为的光子照射，不可使处于基态的氢原子电离，故A错误；B．大量处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出频率最高的光子对应到的跃迁，频率最高光子的能量为由图丙可得辐射光电子的最大初动能为故阴极K金属的逸出功为故B正确；C．由爱因斯坦光电效应方程可知光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是成正比，故C错误；D．根据可知大量处于能级的氢原子向基态跃迁时共3种频率的光，而一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多只能放出2种不同频率的光，故D错误。故选B。2.如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q，另一端悬挂一物块。设细线的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小，现将、由静止同时释放，关于以后的运动，下列说法正确的是（ ）A.在向增大的过程中，一直处于超重状态B.当时，的速度最大C.当时，加速度最大D.当时，的速度大小之比是【答案】D【解析】【详解】A．当＝90°时，P的速度为零，初始时刻P的速度也为零，所以在向90°增大的过程中，P先向下加速后向下减速，即P先处于失重后处于超重，故A错误；B．当＝90°时，Q的速度水平向右，沿绳方向的速度分量为零，所以此时P的速度为零，故B错误；C．从很小到90°的过程中，细绳拉力对Q做正功，Q先做加速运动。后细绳拉力对Q做负功，Q再做减速运动，所以＝90°时Q速度最大，但加速度为0，故C错误；D．当＝60°时，将Q的速度v分解为沿绳速度分量和垂直于绳的速度分量，有则故D正确。故选D。3.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表、理想电压表，副线圈上通过输电线接有一个灯泡，一个电吹风，输电线的等效电阻为，副线圈匝数可以通过调节滑片改变。断开时，灯泡正常发光。滑片位置不动，当闭合时，以下说法中正确的是（ ）A.电压表读数变小 B.电流表读数减小C.等效电阻两端电压增大 D.为使灯泡L正常发光，滑片应向下滑动【答案】C【解析】【详解】A．滑片位置不动，则变压器匝数不变，可知次级电压不变，则电压表读数不变，选项Ａ错误；B．S闭合后，次级电阻减小，则次级电流变大，可知初级电流变大，即电流表读数变大，选项B错误；CD．次级电流变大，则等效电阻两端电压增大，此时灯泡两端电压减小，灯泡变暗，则为使灯泡L正常发光，滑片应向上滑动，从而增加次级电压，选项C正确，D错误。故选C。4.如图，MN是一段倾角为的传送带，一个可以看作质点，质量为的物块，以沿传动带向下的速度从M点开始沿传送带运动。物块运动过程的部分图像如图所示，取，则（ ）A.物块最终从传送带N点离开B.传送带的速度，方向沿斜面向下C.物块沿传送带下滑时的加速度D.物块将在5s时回到原处【答案】D【解析】【详解】AB．从图象可知，物体速度减为零后反向向上运动，最终的速度大小为1m/s，因此没从N点离开，并且能推出传送带斜向上运动，速度大小为1m/s，故AB错误；C．图象中斜率表示加速度，可知物块沿传送带下滑时的加速度故C错误；D．速度图象与时间轴围成的面积表示位移，由图可知，时，物块的速度为0，之后物块沿斜面向上运动，所以物块沿斜面向下运动的位移到时，物块沿斜面向上加速运动的位移物块沿斜面向上匀速运动的时间所以物块回到原处的时间故D正确。故选D。5.如图，水平粗糙的桌面上有个光滑的小孔S，一轻绳穿过小孔，两端各系着质量分别为2m、m的两个小方块A、B，B以S正下方的点O为圆心做角速度为的匀速圆周运动，A恰好处于静止状态。已知SB=L，重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现将质量为m的小物块C放在A上，A仍然保持静止，B以最大的角速度做匀速圆周运动，则（ ）A.C受到向左的静摩擦力B.A与桌面间的动摩擦因数为C.角速度为时，B运动的轨道半径为D.【答案】D【解析】【详解】A．C静止，只受重力和A的支持力，不受静摩擦力，选项A错误；B．不放C时，对A有F=μ·2mg对B有Fsinθ=mω2Lsinθ解得选项B错误；CD．B以大的角速度做匀速圆周运动时，A受到桌面的静摩擦力恰好为最大静摩擦力，则有F′=μ·3mg又解得则轨道半径选项C错误，选项D正确。故选D。6.2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，己知“天问一号”火星探测器在轨道半径为r的环火星圆轨道上运动时，周期为，在半长轴为的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列正确的是（ ）A.“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足B.火星的平均密度一定大于C.“天问一号”沿不同轨道经过图中的A点时的加速度不相同D.“天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能【答案】B【解析】【详解】A．由开普勒第三定律可得故A错误；B．假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为，火星半径为R，根据万有引力提供向心力火星密度为则火星的平均密度可表示为由万有引力提供向心力联立解得可知所以有故B正确；C．飞船在环火星圆轨道经过A点和着陆准备椭圆轨道经过A点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C错误；D．“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。故选B。二、选择题：本愿共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.如图甲所示，一轻弹上端固定在天花板上，下端与一质量为m的物体相连，物体下有一托盘，用托盘托着物体使弹簧处于原长状态。现在突然撤去托盒，在物体竖直向下运动的整个过程中，其加速度口与弹簧的伸长量x间的关系如图乙所示。已知，设弹簧的劲度系数为，根据图中提供的信息，下列说法正确的是（ ）A.B.C.当弹簧的伸长量为时，物体的速度大小为D.弹簧的伸长量从零增大到的过程中，弹簧弹力对物体做的功与重力做的功不相同【答案】BD【解析】【详解】A．由于，根据图像的对称性可知故A错误；B．当时，对物体受力分析有则故B正确；C．过程中图像与坐标轴围成的面积等于速度平方的一半，所以解得伸长量为时，物体的速度为故C错误；D．弹簧的伸长量从零增大到的过程中，弹簧弹力对物体做负功，重力对物体做正功，两力对物体做功不相同，故D正确。故选BD。8.某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的情景模型：将一可视为质点的质量为的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的点，在外力细线拉力和重力的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为，与的夹角为，开始时水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是（ ）A.保持角及小球位置不变，逐渐缓慢减小角直至竖直向上，则逐渐减小B.保持水平，逐渐缓慢增大角，则逐渐减小C.保持角不变，逐渐缓慢增大角，直至悬线水平，则逐渐增大D.只增加细线的长度，其他条件不变，都减小【答案】AC【解析】【详解】A．如图所示对小球受力分析，小球受重力、拉力和细线的拉力作用，角不变，角减小到，最小，因此角减小的过程中，逐渐减小，先减小后增大，故A正确；B．保持水平，根据正交分解和平衡条件有可知角增大时都逐渐增大，故B错误；C．保持角不变，增大角，细线和拉力的方向都逆时针转动，如图所示水平时最大，水平时最大，所以逐渐减小，逐渐增大，故C正确；D．只增加细线的长度，对没有影响，故D错误。故选AC。9.如图所示，在圆心为O、半径为R的半圆形区域内（不含边界）有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为直径。大量带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与ON成角的方向射入磁场。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中运动的最长时间为B.若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为C.若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场，则粒子的速度大小为D.选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场【答案】AC【解析】【详解】A．当粒子的速度较小时，粒子从MN边界离开磁场，其轨迹对应的圆心角为，此时粒子在磁场中运动的时间最长，最长时间故A正确；B．如图所示当粒子做圆周运动轨迹与半圆形磁场边界相切时（设切点为Q），粒子恰好从圆弧边界射出，根据几何知识可知，粒子的轨道半径设粒子速度大小为，有，解得故B错误；C．设当粒子恰好从P点离开磁场时，粒子的轨道半径为，根据几何关系有设粒子的速度大小为，有，解得故C正确；D．当粒子的速度大于时，粒子从Q点右侧离开磁场，当粒子的速度小于时，粒子从MN边界离开磁场，即粒子不可能从M点离开磁场，故D错误。故选AC。10.如图所示，在均匀介质中，坐标系位于水平面内。点处的波源从时刻开始沿垂直于水平面的轴做简谐运动，其位移随时间变化关系，产生的机械波在平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则下列正确的是（ ）A.该机械波的传播速度为B.C.时，处质点的速度方向为轴正方向D.至时间内，处质点运动的路程为【答案】ABD【解析】【详解】A．由题意可得，相邻的波峰和波谷距离为，故波的波长为。根据简谐振动的位移时间变化关系可得故机械波的传播速度为故A正确；B．由图像可知，距离为一个完整的波长，时刻，均在波峰，且平面内只有一个完整的波形，则点此时第二次出现波峰，可知故B正确；C．由AB选项中的计算结果可知机械波传播到点需要则时，点已经振动了个周期机械波上的所有点都在模仿点的振动情况，因而如下图所示，的位置在轴的负半轴，且速度方向沿轴负方向。故C错误；D．根据勾股定理可知则传播到点的时间为则至时间内，处质点只振动了个周期则点处质点运动路程故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。(1)实验时，一定要进行的操作是______。A．用天平测出砂和砂桶的质量B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2（结果保留三位有效数字）。(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_______。A.B.－m0C.－m0D.(4)乙同学根据测量数据作出如图所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是________。【答案】①.BC②.2.00③.C④.没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【