湖南省长沙市雅礼名校2024届高三下学期3月综合测试（一）物...

更新时间：2024-04-29 浏览次数：7 类型：月考试卷

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. (2024高三下·长沙月考) 小明利用手机传感器，测得电梯从静止开始运行的加速度-时间图像，如图所示。手机传感器中加速度向上时为正值，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 电梯处于匀加速下降阶段 B . $\text{[math]}$ 电梯处于匀速上升阶段 C . $\text{[math]}$ 电梯处于匀加速上升阶段 D . $\text{[math]}$ 电梯处于静止阶段

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2. (2024高三下·长沙月考) 据统计，我国发射的卫星已近600颗，位居世界第二位，这些卫星以导航、遥感、通信为主要类别，尤其是北斗导航卫星的发射使我国具备了全球精确导航定位、授时和短报文通信等能力。如图，A、B、C为我国发射的3颗卫星，其轨道皆为圆形，其中卫星A、B的轨道在赤道平面内，卫星C的轨道为极地轨道，轨道半径r_C < r_A < r_B ，下列说法正确的是（）

A . 卫星B一定与地球自转同步 B . 卫星A的动能比卫星B的动能大 C . 卫星C的线速度大小可能为8.0km/s D . 卫星A的加速度比卫星B的加速度大

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3. (2024高三下·长沙月考) 如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是（　　）

A . 若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹 B . 若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹 C . 若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为 $\text{[math]}$ ，在月球表面观察到的水平直条纹的间距为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ D . 若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大

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4. (2024高三下·长沙月考) 老师采用图1所示的实验器材演示交变电流的产生，并联的两个发光二极管连接方式如图2所示，二极管两端正向电压大于0.7V时才能发光，反向电压超过20V将损坏。匀速转动手柄，1min内二极管闪烁100次。已知发电机中正方形线框的边长为10cm，匝数为1000，假设线圈所在处的磁场可视为匀强磁场，下列判断正确的是（　　）

A . 线框的转速为100r/s B . 线框的电动势有效值可能是20V C . 磁感应强度B不会超过0.4T D . 若转速减半，1min内闪烁次数将变为50次

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5. (2024高三下·长沙月考) 美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次试验，比准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为 $\text{[math]}$ 的恒定电源两极相连，板的间距为 $\text{[math]}$ 、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行板间。现有一质量为 $\text{[math]}$ 的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 油滴带正电 B . 油滴中电子的数目为 $\text{[math]}$ C . 油滴从小孔运动到金属板B过程中，电势能减少 $\text{[math]}$ D . 若将金属板A向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降

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6. (2024高三下·长沙月考) 随着工作压力的增大以及生活水平的提高，越来越多的人选择在假期出行旅游放松身上放置一与地板成θ角的木板，木板上静置一木块。某段时间内，木块随车厢一起斜向上做加速度为a的匀加速运动。已知缆绳与水平方向夹角也为θ。若木板与车厢底板夹角缓慢增大稍许，木块、木板与车厢始终保持相对静止，则关于木块对木板的压力 $\text{[math]}$ 和木块对木板的摩擦 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 减小， $\text{[math]}$ 减小 B . $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 增大 C . $\text{[math]}$ 减小， $\text{[math]}$ 增大 D . $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 减小

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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. (2024高三下·长沙月考) 近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约236个1TB硬盘的数据。目前正常的网速想要传输1TB硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点O以 $\text{[math]}$ 的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）

A . 光纤内芯的折射率比外套的小 B . 光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变 C . 频率越大的光在光纤中传播的速度越大 D . 内芯对这种激光的折射率 $\text{[math]}$

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8. (2024高三下·长沙月考) 如图a所示，下端附有重物的粗细均匀木棒浮在水中，已知水的密度为 ρ ，木棒的横截面积为 S ，重力加速度大小为 g ，将木棒向下按压一段距离后释放，木棒所受的浮力 F 随时间周期性变化，如图b所示，下列说法正确的是（　　）

A . 木棒做简谐运动，重力充当回复力 B . 0~0.25s 内木棒的加速度逐渐减小 C . 木棒和重物的重力之和等于 $\text{[math]}$ D . 木棒所受合外力与偏离初始位置的距离成正比

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9. (2024高三下·长沙月考) 如图所示，真空中的正三棱柱 $\text{[math]}$ ，在A点固定一个电荷量为 $\text{[math]}$ 的点电荷，C点固定一个电荷量为 $\text{[math]}$ 的点电荷，已知 $\text{[math]}$ ，静电力常量为k，选取无穷远处电势为0。则下列说法正确的是（　　）

A . 将一负试探电荷从 $\text{[math]}$ 点移到 $\text{[math]}$ 点，其电势能一直增大 B . 将一正试探电荷沿直线从B点移到 $\text{[math]}$ 点，电场力做正功 C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的电势差大于 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点的电势差 D . $\text{[math]}$ 点的电场强度大小为 $\text{[math]}$

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10. (2024高三下·长沙月考) 如图所示，倾斜光滑金属导轨的倾角为 $\text{[math]}$ ，水平导轨粗糙，两平行导轨的间距均为 $\text{[math]}$ 。质量为 $\text{[math]}$ 、电阻为 $\text{[math]}$ 、长度为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 垂直水平导轨放置，两导轨间均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。现把质量为 $\text{[math]}$ 、电阻为 $\text{[math]}$ 、长度也为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 垂直倾斜导轨由静止释放，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，倾斜导轨无限长，金属棒 $\text{[math]}$ 始终静止，下列说法中正确的是（）

A . 金属棒 $\text{[math]}$ 受到向左摩擦力 B . 金属棒 $\text{[math]}$ 受到的最大摩擦力一定为 $\text{[math]}$ C . 金属棒 $\text{[math]}$ 的最大速度为 $\text{[math]}$ D . 金属棒 $\text{[math]}$ 减小的机械能等于金属棒 $\text{[math]}$ 和金属棒 $\text{[math]}$ 中产生的总焦耳热

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三、填空题（本题共2小题，共16分）

11. (2024高三下·长沙月考) 某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度 $\text{[math]}$ 、质量m的关系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
1. （1）小组同学先让一个滑块做半径r为0.20m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m，0.16m，0.18m，0.22m，在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤、④、③、①四条图线。
2. （2）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的____
  
  A . 探究弹簧的弹力与形变量间的关系 B . 探究两个互成角度的力的合成规律 C . 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D . 探究平抛运动的特点
3. （3）对②图线的数据进行处理，获得了 $\text{[math]}$ 图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是（用半径r、角速度 $\text{[math]}$ 、质量m表示）。
4. （4）对5条 $\text{[math]}$ 图线进行比较分析，做 $\text{[math]}$ 图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率为（用半径r、角速度 $\text{[math]}$ 、质量m表示）。
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12. (2024高三下·长沙月考) 某实验小组要测量一节电池的电动势和内阻。
1. （1）先用多用电表的2.5 $\text{[math]}$ 直流电压挡粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电池的（填“正”或“负”）极相连，黑表笔与电池的另一极相连，多用电表的示数如图甲所示，则粗测的电池电动势为 $\text{[math]}$ ；实验小组想利用多用电表的欧姆挡粗略测量电池的内阻，你认为（填“可行”或“不可行”）。
2. （2）要精确测量电池的电动势和内阻，小组成员设计了如图乙所示的电路， $\text{[math]}$ 为定值电阻， $\text{[math]}$ 为滑动变阻器，两个直流电压表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均可视为理想电表。
  ①请根据图乙所示电路图，在图丙中用笔画线代替导线完成实物图连接。
  ②实验中移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的多组数据 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。利用测出的数据描绘出 $\text{[math]}$ 图像如图丁所示，图中直线的斜率为 $\text{[math]}$ ，截距为 $\text{[math]}$ ，可得电池的电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ 。（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）
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四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）

13. (2024高三下·长沙月考) 某半径为r的类地行星表面有一单色点光源P，其发出的各方向的光经过厚度为 $\text{[math]}$ 、折射率 $\text{[math]}$ 的均匀行星大气层射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面 $\text{[math]}$ 如图所示 $\text{[math]}$ ，设此截面内，一卫星探测器在半径为 $\text{[math]}$ 的轨道上绕行星做匀速圆周运动。忽略行星表面对光的反射。求：
1. （1）从P点发出的光入射到大气外表面处时，发生全反射的临界角；
2. （2）大气外表面发光区域在截面上形成的弧长；
3. （3）卫星探测器运行时，只能在轨道某些部分观测到光，则这部分轨道弧长。
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14. (2024高三下·长沙月考) 如图甲所示，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分组成，其中A部分为“”形平台，其上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸长；B部分为质量 $\text{[math]}$ ，长 $\text{[math]}$ 的长木板，其上表面粗糙、下表面光滑；C部分为半径 $\text{[math]}$ 的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。现用质量 $\text{[math]}$ 的小物块将弹簧压缩至 $\text{[math]}$ 点，由静止释放后，小物块沿滑道运动至 $\text{[math]}$ 点水平抛出后恰好落在A的最右端。已知小物块与B上表面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）小物块运动至 $\text{[math]}$ 点时对竖直半圆轨道C的压力；
2. （2）弹簧压缩至 $\text{[math]}$ 点时的弹性势能；
3. （3）如图乙所示，将竖直半圆轨道C向右移动一段较长的距离 $\text{[math]}$ 后固定，并解除对长木板B的固定。再次将小物块压缩弹簧至 $\text{[math]}$ 点由静止释放，改变小物块与B上表面的动摩擦因数使小物块滑上B且恰好未滑下，此后B与C碰撞，小物块冲上竖直半圆轨道C。求小物块冲上竖直半圆轨道C至落地过程中上升的最大高度。
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15. (2024高三下·长沙月考) 某粒子实验装置的基本结构如图（a）所示。两块圆弧形金属板间存在方向指向圆心 $\text{[math]}$ 的辐射状电场，一质量为m，电荷量为＋q的粒子从粒子源射出后沿纸面垂直该电场方向射入两金属板间，并恰好做半径为 $\text{[math]}$ 的匀速圆周运动，所经圆弧上的电场强度大小均为 $\text{[math]}$ 。在圆弧形金属板右侧有一三维坐标系 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 的空间中，存在着沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 的空间中存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度为B，在 $\text{[math]}$ 的区域存在着沿x轴负方向的磁场 $\text{[math]}$ 和沿y轴正方向的磁场 $\text{[math]}$ ，磁感应强度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的大小均随时间周期性变化（磁场 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均未画出）。足够大的荧光屏垂直于x轴放置并可沿x轴水平移动。粒子从金属板间射出后从 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向进入匀强电场，然后进入匀强磁场，刚进入匀强磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，刚射出匀强磁场时速度方向沿x轴正方向，不计粒子重力。
1. （1）求匀强电场的电场强度 $\text{[math]}$ 的大小；
2. （2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
3. （3）从粒子射出匀强磁场开始计时， $\text{[math]}$ 的区域内 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的大小随时间周期性变化的规律如图（b）所示， $\text{[math]}$ 为已知量。若粒子到达荧光屏时的速度方向与荧光屏的夹角为30°，求荧光屏所在位置的x轴坐标的可能取值。
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