1、2021-2022学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高三（上）月考物理试卷（三）一、选择题（本题共6小题，每小题3分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1（3分）关于近代物理知识，下列判断正确的是（）A黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释B自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量可能小于该原子核的结合能C如果一个质子和一个中子的德布罗意波长相等，那么它们的总能量相同D康普顿效应表明光子不仅具有能量，而且具有动量2（3分）如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半
2、圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为34h0（不计空气阻力），则（）A小球和小车组成的系统动量守恒B小车向左运动的最大距离为12RC小球离开小车后做斜上抛运动D小球第二次能上升的最大高度12h0h34h03（3分）根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴OO以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该“力”作用下也具有一个对
3、应的“势能”，在重力和该“力”的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中错误的是（）A该“力”对水面上小水滴做功与路径无关B小水滴沿水面向上移动时，该“势能”减小C小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力不变D最终稳定时，水面上的一个小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直4（3分）如图所示，两根刚性轻杆上端由自由旋转轴A连接，轻杆下端固定一根自然伸长的匀质轻弹簧，围成边长为L的等边三角形ABC，将此装置竖直放在光滑水平面上，在轴A处施加竖直向下的大小为F的作用力，弹簧被拉伸一定长度，若此时弹簧弹力大小恰为F2，则弹簧的劲度系数
4、为（）5（3分）如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B，相互绝缘且质量均为2kg,A带正电，电荷量为0.1C，B不带电。开始处于静止状态，若突然加沿竖直方向的匀强电场，此瞬间A对B的压力大小变为15N，g=10m/s2，则（）A电场强度为50N/C，方向向上B电场强度为100N/C，方向向上C电场强度为100N/C，方向向下D电场强度为200N/C，方向向下6（3分）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab段水平长度为2R，bc段是半径为R的四分之一圆弧，与ab段相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平恒力作用，自a点处从静止开始向右运动。已知重力加速度
5、为g,小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（）A6mgRB5mgRC4mgRD2mgR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，有多个选项符合要求.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（5分）引力波的发现证实了爱因斯坦的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一。假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星在万有引力作用下绕它们连线的某一点做匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两颗星中心间距离为L，两颗星的轨道半径之差为r,且轨道半径大小关系满足rarb，则（）Aa星做圆周
6、运动的线速度大小为Ba、b两颗星的质量之比为Cb星做圆周运动的周期为D如果双星的总质量一定，双星间距变大，则它们的转动周期将变小8（5分）如图甲所示，光滑绝缘细杆竖直放置，距细杆右侧d的A点处有一固定的正电荷，细杆上套有一带电小环，设小环与点电荷的竖直高度差为h,将小环无初速度地从h高处释放后，在下落至h=0的过程中，其动能Ek随h的变化曲线如图乙所示，则（）A小球可能带负电B从h高处下落至h=0的过程中，小环电势能增加C从h高处下落至h=0的过程中，经过了加速、减速、再加速三个阶段D小环将做以O点为中心的往复运动9（5分）从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球，若运动过程中受到的空
7、气阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地速率为v1，且落地前小球已经做匀速运动，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程中也逐渐减小，直到变为0B小球抛出瞬间的加速度大小为g+gC小球在运动的全过程，上升的时间大于下降的时间D小球上升过程的平均速度小于，下降过程的平均速度也小于10（5分）如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角=37，一质量为3m的L形工件沿斜面以速度v0=1m/s匀速向下运动.工件上表面光滑，下端为挡板，现将一质量为m的小木块轻轻放在工件上的A点，当木块运动到工件下端时
8、（与挡板碰前的瞬间），工件速度刚好减为零，而后木块与挡板第一次相碰，以后木块将与挡板发生多次碰撞。已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，木块始终在工件上运动，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A下滑过程中，工件和木块系统沿斜面方向上动量不守恒B下滑过程中，工件的加速度大小为2m/s2C木块与挡板第1次碰撞后瞬间，工件的速度大小为1.5m/sD木块与挡板第3次碰撞至第4次碰撞的时间间隔为0.75s三、非选择题（共56分.第1114题为必考题，每个试题考生都必须作答，第1516题为选考题，考生根据要求作答）（一）必考题11（6分）王晓刚同学设计用如图所示装置测定弹簧的劲度系数，用
9、刻度尺测量出光滑斜面的高度h和斜面的长度L首先把弹簧放在光滑桌面上，用刻度尺测量出弹簧的长度L0然后把弹簧放到光滑斜面上，上端固定在挡板上，带有挂钩的小物块挂在下端，小物块静止后，然后用刻度尺测量出此时弹簧的长度x,然后用测力计测量出小物体重力G换用不同的小物体，重复上述实验，在图纸上画出x随G的变化规律图线，图线最后部分为曲线。测得图线直线部分的斜率为k0，纵截距为x0（1）弹簧的劲度系数为 （2）L0和x0的大小关系为L0 x0（选填“大于”“等于”或“小于”）（3）图线最后部分为曲线的原因是 12（9分）利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细
10、线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤：（1）测量小球1、2的质量分别为m1、m2，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；（2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；（3）分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g,碰前球1的动量大小为 。若满足关系式 ，则验证碰撞中动量守恒；（4）与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点
11、是： ；（5）球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量 球2的质量（填写“大于”、“等于”或“小于”）；若为非弹性碰撞，则 （填“能”或“不能”）比较两球质量大小？理由是： 。13（13分）如图所示，光滑绝缘水平面AB与倾角=37，长L=5m的固定绝缘斜面BC在B处平滑相连，在斜面的C处有一与斜面垂直的弹性绝缘挡板。质量m=0.5kg、带电荷量q=+510-5C的绝缘带电小滑块（可看作质点）置于斜面的中点D，整个空间存在水平向右的匀强电场，场强E=2105N/C，现让滑块以v0=14m/s的速度沿斜面向上运动。设滑块与挡板碰撞前后所带
12、电荷量不变、速度大小不变，滑块和斜面间的动摩擦因数=0.1。（g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）滑块沿斜面向上运动的加速度大小； （2）滑块在斜面上运动的总路程；（3）滑块在水平面上运动的总路程。14（15分）三百年前，牛顿就对碰撞进行了大量的实验研究，提出了碰撞定律。定律指出：两物体发生弹性正碰，碰撞后相比碰撞前，相对速度大小相等方向相反。即v1-v2=v2-v1。这种表述与弹性正碰撞的定义完全等价，但应用起来更加简洁方便，请应用上述定律及其他相关物理规律分析下面实例。在一个带有活塞的固定柱形汽缸内有一单原子分子沿着汽缸的长度方向往返运动，它与汽缸左壁及活塞
13、均做弹性正碰撞。如图所示，活塞向左推进速度为常量u,随着活塞左移，汽缸长度变短。设汽缸的初始长度为l0，分子从活塞近旁以v0的初始速率朝汽缸左壁运动.略去重力的影响，分子的初始速率v0u。（1）试求分子与活塞发生第一次碰撞时汽缸的长度l1以及碰后分子的速率v1；（2）试求分子与活塞发生第k次碰撞时汽缸的长lk以及碰后分子的速率vk；（3）通过合理近似，试确定分子与活塞多次碰撞后，其速率v与汽缸长度l之间的关系；（4）设汽缸初始体积为V0，汽缸长度为l时的体积为V，再为该分子引入新物理量“温度”量T，使其正比于该分子的动能，设初始“温度”量为T0，试确定T与V之间的关系。 物理选修3315（13
14、分）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（）A用不能被水浸润的塑料瓶做酱油瓶，向外倒酱油时不易外洒B一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度升高而减少C某气体的摩尔质量为M，密度为，阿伏伽德罗常数为NA，则该气体的分子体积为V0D与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显E自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的16（6分）如图所示，倾角为=37的斜面固定在水平地面上，置于其上的物块质量为m=50kg,物块与斜面间动摩擦因数为=0.5，另有一气缸也固定在水平地面上，用轻质光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞和物块之间用跨过光滑定滑
15、轮的轻绳连接（连接物块的轻绳与斜面平行，连接活塞的轻绳竖直），物块恰好不下滑测得此时封闭气体温度为T1=540K，已知活塞横截面积为S=0.01m2，气缸外大气压强为P0=1.0105Pa,重力加速度为g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（sin37=0.6，cos37=0.8），求：（1）若对封闭气体降温，物块始终保持静止不动，则封闭气体的最低温度为多少？（2）若物块恰好不下滑，现从气缸中缓慢抽气，气体温度始终保持T1不变，要让物块仍能保持静止不动，抽出的气体与抽气前气体质量比最大为多少？ 物理选修3417下列说法正确的是（）A在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B单摆
16、在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关C火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高D当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象E用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长18大部分高层建筑都会采用玻璃幕墙，玻璃幕墙美观大方，也提高了建筑内的采光率，玻璃幕墙一般都是用中空玻璃，如图甲所示。某一玻璃幕墙其剖面及尺寸示意图如图乙所示，双层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，隔层充入干燥空气，每单层玻璃厚度d=12mm,夹层宽度l=18mm,一光束沿与玻璃竖直面成i=53角从墙外经双层中空玻璃射入室内（光束与玻璃剖面在同一平面上），光线通过玻璃后入射光线与出射光线会有一个偏移量（两光线垂直距离），玻璃折射率n=43，光在空气中的速度近似为c=3.0108m/s,sin53=0.8，cos53=0.6，求（结果两位有效数字）：（1）这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量h；（2）这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间t。
