2024-2025学年湖南省长沙市湖南师范大学附属中学高三（上）月考卷物理试卷（四）（含答案）

2024-2025学年湖南省长沙市湖南师范大学附属中学高三（上）月考卷物理试卷（四）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 紫外线由空气进入液体后频率升高
B. 紫外线在液体和空气中传播相等的距离，在液体中所需的时间更短
C. 紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率
D. 紫外线在液体中的波长比在空气中的波长短
2.近日电磁弹射微重力实验装置启动试运行，该装置采用电磁弹射系统，在很短时间内将实验舱竖直向上加速到后释放。实验舱在上抛和下落回释放点过程中创造时长达的微重力环境，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 微重力环境是指实验舱受到的重力很小
B. 实验舱上抛阶段处于超重状态，下落阶段处于失重状态
C. 实验舱的释放点上方需要至少高的空间
D. 实验舱在弹射阶段的加速度小于重力加速度
3.如图所示，“杆线摆”可以绕着固定轴来回摆动．摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内，这相当于单摆在光滑斜面上来回摆动．轻杆水平，杆和线长均为，重力加速度为，摆角很小时，“杆线摆”的周期为
A. B. C. D.
4.电鳗能够产生的瞬时电压，足以击倒成年水牛，被称为“水下发电机”。如图甲，电鳗放电时头部是负极，尾部是正极。电鳗放电瞬间周围的电场线分布可简化为图乙，、之间的电势差为，下列说法正确的是( )
A. 点的电场强度大小大于点的电场强度大小
B. 一个质子从点移到点，电场力做功为，电势能增加了
C. 一个质子从点由静止释放，在只受电场力的作用下，它可以沿着电场线运动到点
D. 点电势比点电势低
5.在垂直于纸面向里的匀强磁场中有一个粒子源，可以发射不同比荷，不同速度的带正电粒子。已知所有发射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均相等。粒子源每发射一个粒子后，间隔逆时针旋转度发射下一个粒子。发现发射的第一个粒子在回到初始位置之前和第四个粒子在回到初始位置之前在磁场中恰好相碰。若第一个粒子发射的初速度为，质量为，电荷量为，，则第四个粒子的速度为( )
A. B. C. D.
6.列车由质量均为的节车厢组成，其中仅有号车厢为动力车厢，如图所示。已知列车从静止开始以额定功率启动，经过一段时间达到最大速度。列车运动过程中，只有号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。号车厢的迎风面积垂直运动方向上的投影面积为，不计其他阻力包括地面和、、车厢的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为时，下列说法正确的是( )
A. 额定功率为
B. 此时加速度为
C. 此时号车厢对号车厢的拉力为
D. 从静止启动到达到最大速度克服空气阻力所做的功为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.某载人飞船发射过程可以简化为如图所示，轨道是椭圆轨道，变轨后到圆轨道，点和点分别是轨道的远日点和近日点，点是轨道上与、共线的点，点距地心的距离为，点距地心的距离为，则( )
A. 飞船在轨道上过点的速度大于轨道过点的速度
B. 若轨道的速度为，则轨道在点的加速度为
C. 在轨道上运行的周期与轨道上运行周期的之比为
D. 在轨道上由点运动到点的过程中，由于离地高度越来越大，所以机械能逐渐增大
8.两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为，图示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波波源的起振方向相同
B. 当两列波相遇时，左边的波源振动了
C. 平衡位置在处的质点为振动加强点
D. 时，处的质点运动的总路程为
9.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻、两端的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻、组成电路，、可以同时接入电路，也可以单独接入电路．下列说法正确的是( )
A. 将、串联后接到电源两端时，电源的效率为
B. 将、并联后接到电源两端时，电源的效率为
C. 为使电源输出功率最大，可将单独接到电源两端
D. 为使电源输出功率最大，可将单独接到电源两端
10.长为的绝缘轻细线一端连接质量为、电荷量为的带正电小球，另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的
点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，俯视图如
图甲所示，为轨迹圆的一条直径。以点为起始点，小球运动过程中的电势能与小球运动的路程之间的关系如图乙所示，其中。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 从点到点电场力对小球做功为
C. 小球运动过程中速度的最小值为
D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图为孙华和刘刚两位同学设计的一个实验装置，用来探究一定质量的小车其加速度与力的关系。其中电源为的交流电，一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，小车的质量为，砂和砂桶的质量为。

此实验中正确的操作是_____
实验需要用天平测出砂和砂桶的质量
实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力
小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车
为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
该同学在实验中得到一条纸带如图所示，相邻计数点间有个点未画出，打点计时器所接交流电的频率为，小车的加速度大小为_____结果保留两位有效数字。

孙华同学以小车的加速度为纵坐标，力传感器的示数为横坐标，画出的图线与横坐标轴的夹角为，且斜率为，如图所示，则小车的质量为_____。

． ． ． ．
12.如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池；和是固定电阻，是可变电阻；虚线方框内为换挡开关，端和端分别与两表笔相连。该多用电表有个挡位，个挡位分别为直流电压挡和挡，直流电流挡和挡，欧姆挡。改装后刻度盘欧姆挡“中值”为“”。
某次测量时，若开关端是与“”相连的，则此时多用电表的挡位为_____挡；若开关端是与“”相连的，则此时多用电表的挡位为_____挡。填题干中所给个挡位中的一个
电路中与的比值_____填“大于”“小于”或“等于”。
若电池的电动势为，当把开关端接到位置，短接、表笔进行欧姆调零后，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表满偏刻度的处，则该电阻的阻值为_____。电池使用时间较长，电池的电动势变小、内阻变大；将两表笔短接，调节，使电流表的示数达到满偏，然后将表笔与一未知电阻连接，则该电阻的测量值_____填“大于”“小于”或“等于”真实值。
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
13.如图甲所示，一缸壁导热的汽缸水平放置，用活塞封闭一定量的理想气体，活塞与汽缸底部用一原长为、劲度系数为的轻质弹簧连接，当环境温度为时，弹簧恰处于自然状态。现缓慢将汽缸转动到开口向上竖直放置，如图乙所示，此时活塞距汽缸底部的距离为。已知外界大气压强为，活塞面积为，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦。求：
活塞质量；
若环境温度缓慢升高，则当弹簧恢复原长时，缸内气体的压强和温度。
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.如图所示，质量的木船静止在湖边附近的水面上，船面可看做水平面，并且比湖岸高出。在船尾处有一质量铁块，铁块将一端固定的轻弹簧压缩后再用细线拴住，铁块与弹簧不栓接，此时铁块到船头的距离，船头到湖岸的水平距离。将细线烧断后铁块恰好能落到湖岸上，忽略船在水中运动时受到水的阻力以及其它一切摩擦力，重力加速度。求：
铁块脱离木船时的瞬时速度大小；
木船最终的速度大小；
弹簧释放的弹性势能。
15.如图甲所示。真空中水平放置的平行金属板间距为。紧邻两板右侧有一荧光屏。点为荧光屏的中心，两板间加如图乙所示的变化电压已知。现有大量完全相同的带电粒子由静止开始经加速电场后。沿平行板正中间水平射入两板之间。某粒子在时刻进入两板。经过时间打在荧光屏上点，已知平行金属板长为粒子质量为、电荷量为。所有粒子均能从两板间射出并打在荧光屏上。不计粒子重力和粒子间相互作用。求：
加速电压；
时刻进入板间的粒子打在荧光屏上点与点间的距离；
不同时刻进入板间的粒子打在荧光屏上的落点与点间距的最大值与最小值之比。
参考答案
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9.
10.
11.
12. 直流电压 直流电流
小于
大于

13.解：当汽缸转动到开口向上竖直放置后，根据胡克定律可知，弹簧的弹力，
对封闭的气体，根据玻意耳定律可得：
解得：
对活塞由平衡条件得：
联立解得：
当弹簧恢复原长时，缸内气体的压强
根据查理定律得：
联立解得：
答：活塞的质量为；
缸内气体的压强和温度分别为、。
14.烧断细线后，、组成的系统，合力为零，动量守恒，又，解得：，，
铁块离开小木船后做平抛运动，在水平方向，在竖直方向，解得：，；
铁块与小木船相互作用时，由动量守恒得，解得；
由机械能守恒定律得：，解得。
15.分析可知．甲粒子在 电场中．水平方向有
粒子在加速电场中．由动能定理得
解得
粒子在竖直方向上的加速度为
时．竖直速度为
，竖直位移为
，粒子在竖直方向上做匀速运动．竖直位移为
粒子在竖直方向上做匀加速运动．加速度为 时．竖直速度为
竖直位移为
整个过程的竖直位移为
当粒子在竖直方向上．先加速 后匀速 时．打在荧光屏上的落点与点间距的最大。为
粒子在竖直方向上．先匀速 后加速 时．打在荧光屏上的落点与点间距的最小．为
则最大值与最小值之比为

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