湖南省长沙市长郡中学2024-2025学年高三上学期月考卷（四）物理试题（含答案）

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长郡中学2025届高三月考试卷（四）
物 理
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟。满分100分。
第Ⅰ卷 选择题（共46分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 一质点沿平直轨道运动时，通过位移传感器描绘了质点位置随时间的变化规律，图像如图所示。已知该图像为开口向下的抛物线，1.5s处为抛物线的最高点。倾斜的虚线为时图像的切线，此时质点的速度大小为6m/s。下列说法正确的是（　　）
A. 质点始终向同一方向运动 B.
C. 质点的加速度大小为 D.
2. 如图所示为一小朋友放风筝的示意图。稳定时风筝悬浮在空中，地面上的人用轻绳拉住风筝，为了让风筝沿同一竖直线缓慢升高，地面上的人缓慢地放绳，整个过程人始终没有走动，假设空气对风筝作用力的方向不变。则风筝缓慢上升时（　　）
A. 空气对风筝的作用力逐渐增大
B. 轻绳的拉力逐渐减小
C. 人对地面的压力逐渐增大
D. 地面对人的摩擦力逐渐减小
3. 电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P是缆绳上的一个平台。下列说法正确的是（　　）
A. 太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离的平方成反比
B. 超级缆绳对P平台作用力方向指向地心
C. 若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动，一边落向地球
D. 若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处为椭圆的近地点
4. 某同学在课外活动时设计了一个小游戏，将质量为的滑块套在竖直杆上，滑块外侧有一轨道（可使轻绳绕滑块无摩擦转动），长为的轻绳一端与轨道相连，另一端与质量为的小球相连，滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块恰不下滑，则小球做圆周运动的角速度为（　　）
A. B.
C. D.
5. 如图所示，AB、BC、AC是等长的绝缘细棒，构成彼此绝缘的等边三角形，AB、BC棒上均匀分布着负电荷，AC棒上均匀分布着正电荷。已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的绝对值相等且是AC的两倍，AB棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，取无限远处为电势零点，AB棒在O点产生的电势为 φ。关于三根细棒在O点所产生的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）
A. O点电场强度为零，电势为零
B. O点电场强度大小为2E，方向沿OB指向O；电势为 φ
C. O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向B；电势为 1.5φ
D. O点电场强度大小为，方向沿OB指向B；电势为φ
6. 在xOy竖直平面内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场，现让一个质量为m，电荷量为q的带正电小球从O点沿y轴正方向射入，已知电场强度大小为，磁感应强度大小为B，小球从O点射入的速度大小为，重力加速度为g，则小球的运动轨迹可能是（　　）
A. B.
C. D.
7. 如图所示，三角形ACD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，，，AO垂直于CD，OA长度为L。O点有一电子源，在ACD平面向磁场内各个方向均匀发射速率均为的电子，速度方向用与OC的夹角表示，电子质量为m，电量为，且满足，下列说法正确的是（　　）
A. 从AC边射出的电子占总电子数的六分之一
B. 从AD边射出的电子占总电子数的二分之一
C. 从OD边射出的电子占总电子数的三分之一
D. 所有从AC边射出的电子中，当时，所用的时间最短
8. 图甲为一列简谐横波在t=0.2s时刻波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A. 在t=0.3s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
B. 从t=0.2s到t=0.4s，该波沿x轴负方向传播了2m
C. 从t=0.2s到t=0.5s，质点P通过的路程为30cm
D. 在t=0.4s时，P质点的位移为
9. 如图甲所示，倾角为30°的光滑斜面上，质量为2kg的小物块在平行于斜面的拉力F作用下由静止沿斜面向上运动，拉力（F）随位移（x）变化的图像如图乙所示。取，则在物块沿斜面运动的过程中，下列判断正确的是（　　）
A. 上升过程中，当x=7.5m时物块的速度最大
B. 上升过程中，当x=10m时物块的速度为0
C. 上升过程中，物块能达到的最大高度为7.5m
D. 下降过程中，当x=0时重力对物块做功的功率为
10. 如图所示，固定在天花板上的轻杆将光滑轻质小定滑轮悬挂在空中，一根弹性轻绳一端固定在左边墙壁上O点，另一端与套在粗糙竖直杆上P点、质量为m的滑块连接，用手平托住滑块，使OAP在一条水平线上。绳的原长与O点到滑轮距离OA相等，AP之间的距离为d，绳的弹力F与其伸长量x满足胡克定
律F=kx，滑块初始在P点时对杆的弹力大小为mg，滑块与杆之间的动摩擦因数为0.2。现将滑块由静止释放，当滑到Q点时速度恰好为零，弹性绳始终处在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A. 滑块从P点释放瞬间的加速度大小为g
B. 滑块下滑过程中速度达到最大值时的位置到P点距离为0.8d
C. 滑块从P运动到Q的过程中，弹性绳对滑块做功-0.8mgd
D. PQ之间的距离为1.6d
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 某同学用图甲所示装置探究加速度合外力之间关系。图中长木板水平放置，轻绳跨过定滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码，本实验中可用的钩码共有N个，每个钩码的质量为m，小车的质量为M，重力加速度大小为g。
（1）平衡摩擦力：将N个钩码全部放入小车中，在长木板不带滑轮的一端下方垫上一个小物块后，发现小车（和钩码）做减速运动，则应将小物块向______（选填“左”或“右”）移动，才会使小车（和钩码）在板上做匀速运动；
（2）平衡摩擦力后，将n（依次取，2，3，4。。）个钩码挂在轻绳左端，其余N—n个钩码放在小车内，用手按住小车并使轻绳与木板平行，打开电源，释放小车，获得一条清晰的纸带如图乙，相邻计数点
间的时间间隔均为0.1s，则可计算出小车的加速度大小a=______（结果保留3位有效数字）；
（3）实验中______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车及车上钩码的总质量远大于所挂钩码质量”的条件；
（4）丙图是利用不同n对应不同a作出的图像，如果图线斜率为k，通过理论分析可知本实验中可用的钩码个数N=______（用g、k、m、M表示）；
12. 在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知定值电阻。
（1）实验中，定值电阻的作用有______（填字母）。
A．保护电源
B．在电流变化时使电压表示数变化明显
C．在电压变化时使电流表示数变化明显
（2）实验操作步骤如下：
①将滑动变阻器滑片滑到最左端位置；
②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U-I的值，断开开关；
③将滑动变阻器滑到最左端位置；
④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U-I值，断开开关；
⑤分别作出两种情况所对应的U-I图像。
（3）单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图乙所示，此时U＝______V．
（4）根据测得数据，作出两U-I图像分别如图丙、丁所示，根据图像可知图丙对应的接法为______（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）。
（5）综合可求得电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。（结果均保留两位小数）
13. 在空间站中的微重力环境下形成一个水球，在水球中心注入空气，水层内外两球面球心均在点O，如图所示。一束光从球外的A点以一定角度i射入球中，在内球面上恰好发生全反射。已知水的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，，。求：
（1）光束的入射角i；
（2）光束在水中的传播时间。
14. 在直角坐标系中，三个边长都为l=2m的正方形排列如图所示，第一象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E0，在第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场，三角形OEC区域内无电场，正方形DENM区域内无电场．
（1）现有一带电量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计）从AB边上的A点静止释放，恰好能通过E点．求CED区域内的匀强电场的电场强度E1;
（2）保持（1）问中电场强度不变，若在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有的粒子都经过E点，则释放的坐标值x、y间应满足什么关系？
（3）若CDE区域内的电场强度大小变为，方向不变，其他条件都不变，则在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有粒子都经过N点，则释放点坐标值x、y间又应满足什么关系？
15. 下图为某公司自动卸货过程的简化示意图。用来装运货物的平底箱和处于足够长的光滑水平轨道上的无动力小车质量均为m=6kg，光滑倾斜轨道底端通过一小段光滑圆弧与小车无缝接触，需要运送的货物距离轨道底端的高度为h=5m，小车右端固定一竖直挡板，平底箱与小车上表面的动摩擦因数为 =0.125，平底箱与挡板碰撞后不反弹。轨道右端固定一劲度系数无穷大的理想弹簧（压缩弹簧可以全部转化为弹性势能，但压缩量可以忽略）。小车受弹簧作用速度减为零时立即锁定小车，卸下货物后将平底箱紧靠挡板放置并解除对小车的锁定，小车及空的平底箱一起被弹回，小车与水平轨道左侧台阶碰撞瞬间停止，空平底箱滑出小车冲上倾斜轨道回到出发点，每次货物装箱后不会在平底箱中滑动，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）平底箱滑上小车前瞬间的速度大小；
（2）当某次货物质量为M=24kg，若能将空箱顺利运回释放点，小车的长度L需满足什么条件；
（3）当小车的长度为L=5m，若能顺利将空箱顺利运回释放点，每次运送的货物质量M应满足什么要求。
长郡中学2025届高三月考试卷（四）
物 理
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1.
【答案】D
2.
【答案】A
3.
【答案】D
4.
【答案】A
5.
【答案】C
6.
【答案】C
7.
【答案】B
8.
【答案】BD
9.
【答案】AC
10.
【答案】BD
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11.
【答案】（1）左 （2）2.02
（3）不需要 （4）
12.
【答案】 ①. AB##BA ②. 1.50 ③. 接法Ⅰ ④. 1.80 ⑤. 0.25
13.
【解】
【详解】（1）做出光路图如下所示
光在内球面上发生全反射
则
对有
得
光在外球面折射
得
所以
i=30°
（2）设光从A到B的距离为s，则光束在水中的传播时间
带入计算可得
14.
【解】
【详解】（1）设粒子出第一象限时速度为v，加速过程
由类平抛运动的规律
计算解得
（2）设出发点坐标（x,y）,加速过程
经过分析，要过E点在第二象限中类平抛运动时竖直位移与水平位移相等为y
计算可得y=x
（3）设出发点坐标（x,y）,加速
在第二象限中类平抛运动时竖直位移为，由几何关系可得水平位移大小为y
由类平抛运动中的中点规律可知
计算可得
15.
【解】
【小问1详解】
设平底箱滑上小车前瞬间的速度大小为v0，对平底箱从A点到滑上小车前根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
设平底箱与右侧竖直挡板碰撞后的速度为v共，则对平底箱滑上小车到与挡板碰撞，根据动量守恒定律有
解得
设小车被锁定时弹簧的弹性势能为Ep，由能量守恒定律可得
小车弹回过程中，弹性势能转化为平底箱和小车的动能，而小车与水平轨道左侧台阶碰撞时瞬间停止，则这一部分能量损失，此时对平底容器从挡板处滑上出发点，根据能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
当小车的长度为L=5m，若能顺利将空箱顺利运回释放点，则
联立可得
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