2024-2025学年湖南省长沙市第一中学高三（上）月考物理试卷（11月）（含答案）

2024-2025学年湖南省长沙市第一中学高三（上）月考
物理试卷（11月）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图所示，取一支质量为的按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度，然后再竖直下落。重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 按压时笔内部弹簧的弹性势能增加了
B. 放手后到笔向上离开桌面的过程弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能
C. 笔在离开桌面后的上升阶段处于超重状态
D. 笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为
2.用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是
A. B. C. D.
3.湖北某小区晾晒区的并排等高门型晾衣架如图所示，、杆均水平，不可伸长的轻绳的一端固定在中点上，另一端系在点，一衣架含所挂衣物的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动。将轻绳端从点沿方向缓慢移动至点，整个过程中衣物始终没有着地。则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是( )
A. 一直减小 B. 先减小后增大 C. 一直增大 D. 先增大后减小
4.潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球自转持续减速，同时月球也会逐渐远离地球。如图所示，已知地球和月球的球心分别为和，和是地球上的两个海区，多年后，下列说法正确的是( )
A. 海区的角速度小于海区的角速度 B. 地球赤道上的重力加速度会减小
C. 月球绕地球做圆周运动的加速度会增大 D. 地球的同步卫星距离地面的高度会增大
5.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能。则此风力发电机发电的功率约为( )
A. B. C. D.
6.如图，平行金属板、间的电压恒为，板右侧的平行金属板、间加有图所示的交变电压，是、板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场且电场仅局限于板间。零时刻，紧贴板同时由静止释放甲、乙两个离子，两离子质量相等、电荷量关系为；甲在时刻沿方向进入并在时刻飞离交变电场。设甲、乙飞离交变电场时的速率为、，在交变电场中的偏移量大小为、。离子重力和离子间的相互作用均不计。则( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.图甲为中国京剧中的水袖舞表演，水袖的波浪可视为简谐横波。图乙为该横波在时刻的波形图，为该波上两个质点，此时位于平衡位置，位于波峰，且比先振动。图丙为波上某质点的振动图像。则( )
A. 该波的传播速度为 B. 图丙可能为质点的振动图像
C. 时，质点的速度最大 D. 质点运动的路程为
8.如图所示为一缓冲模拟装置。质量分别为、的物体、通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，开始时用手托着物体在距地面高处静止，此时细绳恰伸直无弹力，弹簧轴线沿竖直方向，物体静止在地面上、放手后经时间物体下落至地面，落地前瞬间物体的速度为零，此时物体对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为，则下列说法中正确的是( )
A. 物体在下落过程中其机械能减小
B. 弹簧的劲度系数为
C. 物体从静止下落到落地的时间内，地面对物体的冲量大小为
D. 将物体质量改为，再将物体由从原位置释放，物体下落过程的最大速度为
9.如图所示，和为相互垂直的同一圆上的两条直径，长度均为，点为该圆的圆心。在点和点各固定一点电荷，处于点的点电荷的电荷量为，它们形成的电场在点处的电场强度为，已知静电力常量为，下列说法正确的是( )
A. 处于点的点电荷的电荷量为
B. 使另一负电荷沿延长线从点向右移动，其电势能逐渐减小
C. 点的电势比点的电势高
D. 点处的电场强度大小为
10.在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所有电表均为理想电表。闭合开关，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表电压表电流表示数的变化量分别为。下列说法正确的是( )
A. 读数变小，读数变大，大于
B.
C. 的功率先增大后减小，最大值为
D. 电源的输出功率先增大后减小，最大值为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块和相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
实验前需要调节气垫导轨水平：先在光电门的右侧轨道上只放滑块，向左轻推一下滑块，其先后通过光电门和光电门的时间分别为、，若，则需将导轨左端__________选填“调高”或“调低”。
调节气垫导轨水平后，将滑块置于光电门的左侧，滑块静置于两光电门间的某一适当位置。给一个向右的初速度，通过光电门的时间为，与碰撞后再次通过光电门的时间为，滑块通过光电门的时间为。为完成该实验，还必须测量的物理量有__________选填选项前的字母。
A.挡光片的宽度　　　　　　　　　　　　　　
B.滑块及挡光片的总质量
C.滑块及挡光片的总质量　　　　　　　　
D.光电门到光电门的间距
若滑块和在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：__________用已知物理量和测量的物理量的字母表示。
12.某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。
实验器材：电池组两节干电池；定值电阻；毫安表量程为，内阻；电压表量程为，内阻很大；滑动变阻器；电阻箱；开关；导线若干；
将电阻箱的阻值调至，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为_____。
实验步骤如下：
闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到_____端选填“左”或“右”；
闭合开关，改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表的示数，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出图线。
电池组两节干电池的电动势_____，内阻_____结果均保留两位有效数字。
从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势____实际电动势选填“大于”“等于”或“小于”。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.图为直流电动机提升重物的装置图，重物的质量，电源电动势，电源内阻，当电动机的恒定速度竖直向上提升重物时，电路中的电流。不计绳的重力，不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小，求：
电动机的输入功率；
电动机线圈的电阻；
电源的工作效率。
14.如图所示，半径的光滑半球静止于光滑水平桌面，在半球的顶端点有两个相同的小球，小球可看作质点，取重力加速度大小，刚开始小球用双手固定，点是球心，不计空气阻力。
如图，现同时将两个小球以的水平初速度向外抛出，求两小球落地瞬间的水平距离不考虑小球反弹；
如图，现同时放开双手，求小球离开球面瞬间的速度大小；
如图，若半球质量，小球质量，以初始球心位置为坐标中心，方向为轴正半轴，方向为轴正半轴建立坐标系，在点只放一个小球，由于轻微扰动，当其由静止向右运动时，求小球在半球球面上运动时的轨迹方程。
15.如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的粗糙水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道和水平轨道长为在点与一个半径的光滑的竖直固定圆弧轨道相切于点。以水平轨道末端点为坐标原点建立平面直角坐标系，轴的正方向水平向右，轴的正方向竖直向下。水平轨道右下方有一段弧形轨道，该弧形轨道是曲线在坐标系中的一半见图中实线部分，弧形轨道端在轴上。带电量为、质量为的小球与水平轨道、间的动摩擦因数为，在轴上方存在竖直向上的匀强电场，其场强，重力加速度为。
若小球从倾斜轨道上由静止开始下滑，恰好能经过圆形轨道的最高点，求小球经过点时的速度大小；
若小球从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过点落在弧形轨道上，请证明小球每次落在时动能均相同，并求出该动能大小；
将小球静置于点，小球沿倾斜轨道由静止开始下滑，与小球发生弹性碰撞碰撞时间极短，小球与小球发生碰撞前的速度为，要使两小球碰后均能落在弧形轨道上的同一地点，且小球运动过程中从未脱离过圆形轨道，求小球和小球的质量之比。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.调高；；。
12.
左
等于

13.电池内电压
根据闭合电路欧姆定律
可得
根据
代入数据；
电动机工作时
由焦耳定律
又
联立解得；
电源的工作效率
代入数据。

14.解：两球做平抛运动，，
两小球落地瞬间的水平距离。
设小球在点离开球面，与的夹角为：，
从点到点由机械能守恒定律得：，
解得，。
小球与半球在水平方向动量守恒：，
运动时间相等，有，
水平方向有：，
，
整理得。

15.解：设小球恰好经过圆形轨道最高点时的速度大小为，根据牛顿第二定律有
设小球经过点时的速度大小为，对小球从圆形轨道最高点到点的运动过程，根据动能定理有
联立解得
小球离开点后做平抛运动，设经时间小球落在弧形轨道上，
根据运动学规律可知落点的坐标分别为，
由题意可知
设小球落在弧形轨道时的动能为，对小球从点到落在弧形轨道的过程
根据动能定理有
联立解得
可知小球每次落在时动能均相同。
设小球质量为，小球与小球碰撞后二者的速度大小分别为、
要使两小球均能落在弧形轨道上，两小球从点抛出时应具有相同的速度，而两小球发生的是弹性碰撞
碰后不可能速度相同即粘在一起，所以小球碰后一定反弹
根据动量守恒定律和能量守恒定律分别有，
联立解得 ，
小球运动过程中从未脱离过圆形轨道，分以下两种情况：
第一种：小球反弹后进入圆形轨道运动但未超过圆形轨道圆心等高处就沿轨道滑回，并且在返回点时的速度大小为，这种情况下根据动能定理有
解得
第二种：小球反弹后进入圆形轨道并能够通过最高点，并到达倾斜轨道上，之后从倾斜轨道上滑回经过圆形轨道最终返回点，且返回时速度大小为，这种情况下根据动能定理有
解得

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