湖北省部分重點中學2023-2024學年高三上學期11月月考聯(lián)考物理試題（解析版）

PAGEPAGE1湖北省部分重點中學2024屆高三第一次聯(lián)考高三物理試卷一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題出的四個選項中，第1-7題只有一項符合題目要求，第8-10題有多項是符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得，有選錯的得0分。1.如圖所示，若x軸和y軸分別表示時間t和速度v，AB是做直線運動物體的速度隨時間變化的圖線，梯形OABC的面積可以代表該物體在該段時間內的位移。對一輛沿平直公路行駛的汽車，下列結論中錯誤的是（）A.若x軸和y軸分別表示時間t和汽車的加速度a，AB是汽車的加速度隨時間變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表汽車的速度變化量B.若x軸和y軸分別表示汽車的速度v和汽車的牽引F，AB是汽車牽引力隨速度變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表牽引力的功率C.若x軸和y軸分別表示時間t和汽車功率P，AB是汽車的功率隨時間變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表汽車牽引力做的功D.若x軸和y軸分別表示時間t和汽車所受的合外力F，AB是汽車所受合外力隨時間變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表汽車的動量變化【答案】B【解析】A．根據(jù)可知若x軸和y軸分別表示時間t和汽車的加速度a，AB是汽車的加速度隨時間變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表汽車的速度變化量，故A正確；B．由圖可知若x軸和y軸分別表示汽車的速度v和汽車的牽引F，說明牽引力的瞬時功率不斷增大，梯形OABC的面積沒有物理意義，故B錯誤；C．根據(jù)可知若x軸和y軸分別表示時間t和汽車的功率P，AB是汽車的功率隨時間變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表汽車牽引力做的功，故C正確；D．根據(jù)可知若x軸和y軸分別表示時間t和汽車所受的合外力F，AB是汽車所受合外力隨時間變化的圖線，那么梯形OABC的面積可以代表汽車的動量變化，故D正確。本題選錯誤項，故選B。2.杭州亞運會的復興號亞運動車組迎來首次試行。假設實驗列車由4節(jié)車廂組成，為2動2拖的分散性車組，其中1、3車廂提供的牽引力均為F，2、4車廂不提供牽引力，每節(jié)車廂的質量均為m，每節(jié)車廂受到的阻力相同，列車在平直鐵軌上行駛，下列說法正確的是（）A.若列車做勻速運動，則每節(jié)車廂受到的阻力大小為B.若列車做勻加速直線運動，且每節(jié)車廂受到的阻力為，則列車的加速度為C.2、3車廂間的作用力為0D.1、2車廂間的作用力與3、4車廂間的作用力大小之比為【答案】C【解析】A．由整體受力平衡可得解得故A錯誤；B．由牛頓第二定律可得解得故B錯誤；CD．設每節(jié)車廂受到的阻力均為，1、2車廂間的作用力，2、3車廂間的作用力為，3、4車廂間的作用力為，列車的加速度為，由牛頓第二定律可得綜合解得則有故C正確，D錯誤。故選C。3.縱波也可以發(fā)生干涉現(xiàn)象。圖甲是可以使輕質泡沫顆粒懸浮的聲懸浮儀，上、下兩圓柱體間的兩列振幅相同的同頻超聲波相遇發(fā)生干涉現(xiàn)象。泡沫顆粒能在振幅幾乎為零的點附近保持懸浮狀態(tài)。以上、下兩波源的連線為x軸，軸上兩列超聲波的疊加情況可簡化為圖乙所示，實線表示振動加強點的位置，虛線表示振動減弱點的位置。已知這兩列超聲波傳播的速度均為。則下列說法正確的是（）A.振動加強點的質點，位移始終最大B.泡沫顆粒能懸浮在的M點附近C.該聲懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為D.增大該聲懸浮儀所發(fā)出的超聲波頻率，泡沫顆?？蓱腋〉狞c的個數(shù)增加【答案】D【解析】A．振動加強點的質點，其振幅最大，可仍做周期性的振動，因此位移不是始終最大，A錯誤；B．的M點是振動加強點，泡沫顆粒在該點附近振動劇烈，不能懸浮在M點附近，B錯誤；C．由圖乙可知，相鄰兩振動加強點（或相鄰兩減弱點）之間的距離為0.50cm，因此兩波的波長為由于波速為，因此波的頻率為C錯誤；D．增大該聲懸浮儀所發(fā)出的超聲波頻率，則超聲波的波長減小，則在相同的距離內振動減弱點的個數(shù)增加，因此泡沫顆?？蓱腋〉狞c的個數(shù)增加，D正確。故選D。4.電影中的太空電梯非常吸引人。現(xiàn)假設已經(jīng)建成了如圖所示的太空電梯，其通過超級纜繩將地球赤道上的固定基地、同步空間站和配重空間站連接在一起，它們隨地球同步旋轉。圖中配重空間站比同步空間站更高，P是纜繩上的一個平臺。則下列說法正確的是（）A.太空電梯上各點線速度的平方與該點離地球球心的距離成反比B.宇航員在配重空間站時處于完全失重狀態(tài)C.若從P平臺向外自由釋放一個小物塊，則小物塊會一邊朝P點轉動的方向向前運動一邊落向地球D.若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將繞地球做橢圓運動，且斷裂處為橢圓的遠地點【答案】C【解析】A．太空電梯上各點具有相同的角速度，根據(jù)可知，太空電梯上各點線速度與該點離地球球心的距離成正比，故A錯誤；B．配重空間站軌道半徑大于同步軌道，由知其線速度和向心加速度均大于同步衛(wèi)星；而由知同步衛(wèi)星的加速度大于配重空間站所在軌道的正常運行衛(wèi)星的加速度，所以配重空間站內的宇航員的加速度大于同軌道衛(wèi)星的運行加速度，所以不是處于完全失重狀態(tài)，故B錯誤；C．若從P平臺向外自由釋放一個小物塊，則小物塊會一邊朝P點轉動的方向向前運動一邊落向地球，做近心運動，故C正確；D．若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將繞地球做橢圓運動，其斷裂處為橢圓的近地點，由于在近地點線速度較大，半徑較小，需要的向心力更大，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，在彎曲的光滑管道內，有一根質量分布均勻長為L的繩子。初始時，用手拉著繩的A端使之靜止在管道內，繩A、B兩端豎直高度差為h。已知重力加速度為g，則放手瞬間繩的加速度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】對繩子的任一小部分取微元分析，在沿管道方向均只受到重力沿管的分力，且整體在沿管道方向的加速度相同。即其中，對于任意一小段繩而言聯(lián)立可得故選A。6.如圖所示，蛇形擺各擺球的擺長從左到右按一定規(guī)律遞減，現(xiàn)有10個擺球，質量均為，從左到右依次編號為、1、2、…、9，擺長分別為，，，…，擺長滿足，其中，編號的單擺周期為（為已知量），用一板子把所有擺球由平衡位置垂直于蛇形擺所在平面推起一小段相同的位移，然后同時釋放，不考慮空氣阻力，擺球開始做簡諧運動，下列說法錯誤的是（）A.編號為的單擺的周期B.板子放開后編號的單擺若完成了5次全振動，編號的單擺完成了8次全振動C.板子放開后最短經(jīng)過，所有擺球又重新回到釋放時的狀態(tài)D.若沿垂直于蛇形擺所在平面方向以為周期去搖晃擺架，經(jīng)過足夠長時間，所有擺球均以為周期擺動【答案】C【解析】A．的單擺的擺長為，其周期而編號為的單擺的擺長將其代入單擺的周期公式可得故A正確，不符合題意；B．根據(jù)單擺周期公式的通式可得則可知，板子放開后編號的單擺若完成了5次全振動，編號的單擺完成了8次全振動，故B正確，不符合題意；C．當10個擺球全部都能做完整的全振動時，所有擺球又回到釋放狀態(tài)，假設最短時間為，編號為0的單擺擺動了次，則其他單擺擺動的次數(shù)為，，，，顯然，若要保證次數(shù)均為整數(shù)，則的最小值應為10次，則最短時間為，故C錯誤，符合題意；D．若沿垂直于蛇形擺所在平面方向以為周期去搖晃擺架，則所有單擺都做受迫振動，因此其振動周期都將等于驅動力的周期，因此，經(jīng)過足夠長時間，所有擺球均以為周期擺動，故D正確，不符合題意。故選C。7.如圖所示為控制電動機轉速的調速器。豎直圓筒固定不動，兩輕桿上端與圓筒中心的轉軸相連，下端固定質量為的小球。輕桿隨轉軸一起轉動，可以自由張合，當輕桿與豎直方向夾角時，小球恰好觸及圓筒內壁。已知圓筒內壁半徑，小球與筒壁之間的動摩擦因數(shù)為0.25，重力加速度取。下列說法正確的是（）A.輕桿對小球彈力的方向一定始終沿桿方向B.當小于時，小球受重力、彈力和向心力三個力作用C.當?shù)扔跁r，輕桿對小球彈力大小不隨轉軸轉速的增大而增大D.當轉軸角速度為時，兩個小球克服摩擦力做功的總功率為【答案】D【解析】B．根據(jù)題意可知，當輕桿與豎直方向夾角時，小球恰好觸及圓筒內壁，因此可知，當小于時，小球未觸及圓筒內壁，此時小球受重力與輕桿對小球的彈力這兩個力的作用，而小球做圓周運動的向心力是重力與輕桿對小球彈力的合力提供的，故B錯誤；AC．當?shù)扔跁r，小球恰好與圓筒內壁接觸，但此時圓筒內壁對小球彈力為零，而小球在豎直方向受力平衡，設此時桿對小球的彈力為，則根據(jù)平衡條件有解得可知，在豎直方向上彈力只需滿足此關系即可，因此彈力的方向不一定沿著桿，而當增大轉速后，圓筒內壁對小球產生彈力與摩擦力，且隨著轉速的增大圓筒內壁對小球的彈力與摩擦力也隨之增加，彈力指向圓心，摩擦力始終沿著小球運動的切向方向，而小球未滑動，因此可知桿的彈力的一個分力要用來平衡摩擦力，顯然此種情況下桿的彈力不可能沿著桿的方向，且可知桿的彈力隨轉軸轉速的增大而增大，故AC錯誤；D．當轉軸角速度為時，小球做圓周運動的向心力而小球做圓周運動的向心力恰好由重力與桿對小球彈力的合力提供時，其向心力大小為顯然，當轉軸角速度為時，圓筒內壁對小球產生了彈力，且可得此彈力的大小為則根據(jù)牛頓第三定律可知，小球對桶壁的壓力為因此可得摩擦力一個小球運動一周克服摩擦力做功為而轉動一周的時間為則可得兩個小球轉動一周克服摩擦力做功的總功率為聯(lián)立以上各式，解得故D正確。故選D。8.如圖所示，直角坐標系y軸豎直，在第二象限內有一拋物線，拋物線方程為，在第四象限內有一個四分之一圓弧面，圓弧面的圓心在O點，A、B兩個小球在拋物線上，B小球所在位置縱坐標為，A球所在位置的縱坐標比B球的大，將A、B兩球均沿x軸正向拋出，結果兩球均通過O點最終落在圓弧面上，不計空氣阻力，重力加速度為g取，則下列判斷正確的是（）A.A球拋出的初速度大B.A球到達O點時速度比B球的大C.B球通過O點的速度大小為D.A球從O點到圓弧面運動的時間大于B球從O點運動到圓弧面所用時間【答案】BC【解析】A．拋物線上拋出的小球經(jīng)過O點，則解得選項A錯誤；B．由于拋出的初速度大小相同，因此下落高度高的A球到O點的速度比B球的大，選項B正確；C．B球到O點時豎直方向分速度則B球經(jīng)過O點時速度大小選項C正確；D．兩球在水平方向的分速度相等，A球在豎直方向的分速度大，因此落到圓弧面上時，水平位移小，時間短，選項D錯誤。故選BC。9.如圖所示，在光滑水平面上，質量分別為mA、mB的兩滑塊A、B用輕彈連接，滑塊B緊靠豎直墻壁，滑塊A在水平恒力F作用下處于靜止狀態(tài)，彈簧的彈性勢能為Ep?，F(xiàn)撤去力F，物塊B離開墻壁后，彈簧的最大彈性勢能為，整個運動過程中，滑塊A的最大速度為vA，滑塊B的最大速度為vB，已知，則下列關于mA、mB和vA、vB的比值正確的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】AB．撤去力F之后的運動過程中，滑塊A向右運動，當滑塊A運動至彈簧為自然長度時速度最大，此時彈簧的彈性勢能全部轉化為滑塊A的動能，由功能關系得此時滑塊B開始脫離墻壁，之后兩滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒、動量守恒，當滑塊A、B達到共同速度v時，系統(tǒng)的彈性勢能最大，以向右為正方向，由動量守恒得根據(jù)能量守恒得結合聯(lián)立解得故A錯誤，B正確；CD．滑塊B的速度最大時，彈簧再次恢復原長，取向右為正方向，根據(jù)動量守恒和能量守恒得解得故C正確，D錯誤。故選BC。10.如圖所示，兩端分別固定有小球A、B（均視為質點）的輕桿豎直立在水平面上并靠在豎直墻面右側處于靜止狀態(tài)。由于輕微擾動，A球開始沿水平面向右滑動，B球隨之下降，此過程中兩球始終在同一豎直平面內。已知輕桿的長度為，兩球的質量均為，重力加速度大小為，不計一切摩擦，則在B球落地前，下列說法正確的是（）A.球動能最大時對水平面的壓力大小等于B.當B下落時，球具有最大動能C.當B下落時，B球具有最大動能D.豎直墻面對B球的沖量大小為【答案】BD【解析】A．球動能最大時，則有速度達到最大值，可知該時刻A球受到的合力等于零，由于不計一切摩擦，則桿對A球的力是零，在豎直方向上A球受重力和水平面的支持力處于平衡狀態(tài)，由牛頓第三定律可知，A球對水平面的壓力大小等于mg，A錯誤；B．設AB與墻壁的夾角為θ，此時B球的速度大小為vB，A球的速度大小為vA，如圖所示，由速度的分解可得由動能定理可得聯(lián)立解得對上式兩邊求導數(shù)可得當時此時則有因此當B下落時，球具有最大動能，B正確；C．由分析可知，B球落地時的動能最大，由于當桿中內力等于零時，B球與豎直墻面分離，分離后兩球在水平方向動量守恒，設B球落地時A球的速度大小為，則有解得在整個過程中能量守恒，可得B球的最大動能為C錯誤；D．由分析可知，桿中先有擠壓的內力，之后出現(xiàn)拉伸的內力，由于當桿中內力等于零時，B球與豎直墻面分離，則豎直墻面對B球的沖量等于A球的最大動量，可得豎直墻面對B球的沖量大小為D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分11.超導是當今材料科學研究的熱點，例如億鋇銅氧（YBCO）超導線材，該線材在時，將呈現(xiàn)超導特征，但常溫下，仍然為一般導體。某同學在實驗室找到一根用YBCO材料制成的彈性導電繩，想測量其電阻率。實驗過程如下：（1）如圖（a）所示，導電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾A、B的導線接入如圖（b）所示的電路中。先閉合開關、，調節(jié)，使電壓表和電流表的指針偏轉到合適的位置，記錄兩表的示數(shù)和。然后斷開開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為。記下此時電壓表示數(shù)以及彈性導電繩間的距離和橫截面積，則此時導電繩的電阻__________（結果用含、和的式子表示）。（2）某次用螺旋測微器測量導電繩直徑如圖（c）所示，由圖可知其直徑__________。（3）多次拉伸導電繩，每次都測量并記錄間的距離和導電繩橫截面積，調節(jié)滑動變阻器的滑片的位置，使電流表的示數(shù)為，記下此時的電壓表示數(shù)。繪制如圖（d）所示的圖像。已知圖線的斜率為、縱截距為d，若不考慮電流表的內阻，則彈性導電繩的電阻率__________。（結果用含或d的式子表示）（4）若考慮電流表的內阻，則（2）中的電阻率的測量值__________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）（2）4.699##4.700##4.701（3）（4）不變【解析】（1）[1]根據(jù)題意，當S1、S2均閉合時有當斷開S2后有兩式聯(lián)立解得（2）[2]螺旋測微器不動尺精度為0.5mm，圖中所示讀數(shù)為，可動尺精度為0.01mm，讀數(shù)時需要估讀一位，根據(jù)圖c，可得導電繩直徑的讀數(shù)為（3）[3]根據(jù)題意，若不考慮電流表的內阻，由部分電路的歐姆定律有寫出圖d所對應的函數(shù)關系可得該圖像的斜率為，則可知（4）[4]若考慮電流表的內阻，由部分電路的歐姆定律有變式可得可知，即使在考慮電流表內阻的情況下，圖像的斜率不變，而該圖像的斜率就是所測的電阻率，因此所測電阻率不變。12.驗小組在探究“加速度與物體的受力、物體質量的關系”時，用圖甲所示的裝置讓滑塊做勻加速直線運動來進行；由氣墊導軌側面的刻度尺可以測出光電門A、B之間的距離以及遮光片的寬度，遮光片通過光電門A、B的時間、可通過計時器（圖中未標出）分別讀出，滑塊質量為，鉤碼的質量為，打開氣墊導軌的氣源，讓滑塊在鉤碼的重力作用下做勻加速直線運動，重力加速度為，回答下列問題：（1）為了讓滑塊所受的合力等于鉤碼的重力，__________（填“”“”或“”）。（2）滑塊的加速度__________（用、、、來表示）；圖乙遮光片的寬度在刻度尺上對應的讀數(shù)為__________。（3）圖丙是鉤碼的質量不變，改變滑塊的質量，得出不同的對應的加速度，描繪出函數(shù)關系圖像為雙曲線的一支，圖中兩矩形的面積__________（填“相等”或“不相等”）。（4）圖丁是滑塊的質量不變，改變鉤碼的質量，得出不同的對應的加速度，描繪出的函數(shù)關系圖像，圖線的斜率等于__________?！敬鸢浮浚?）（2）2.0（3）相等（4）【解析】（1）[1]對整體由牛頓第二定律可得對滑塊由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得由上式分析可知，當則有即滑塊所受的合力等于鉤碼的重力。（2）[2]滑塊經(jīng)光電門A、B時的速度分別為滑塊從A到B的運動中，由速度位移關系公式可得聯(lián)立解得[3]由圖乙可知，刻度尺最小刻度值為1mm，因此遮光片的寬度在刻度尺上對應的讀數(shù)為2.0mm。（3）[4]由圖丙可知，函數(shù)關系圖像為雙曲線的一支，說明a與M成反比，則a與成正比，由牛頓第二定律可知當鉤碼的質量m不變，則有滑塊的質量M與加速度a的乘積不變，恒為mg，把函數(shù)關系圖像中兩個矩形補充完整，如圖所示，可知兩個完整矩形的面積相等，都為mg，再減去補充的共有面積，剩余的面積也相等，即圖丙中的兩矩形面積相等。（4）[5]圖丁是滑塊的質量不變，改變鉤碼的質量，得出不同的對應的加速度，描繪出的函數(shù)關系圖像，由圖像可知，說明加速度a與mg成正比，由牛頓第二定律可得整理可得可知圖線的斜率等于。13.氣嘴燈安裝在自行車的氣嘴上，騎行時會發(fā)光。一種氣嘴燈的感應裝置結構如圖（a）所示，感應裝置內壁光滑，質量為的重物套在光滑桿上，一端通過勁度系數(shù)為的彈簧連在點，重物上有觸點，在端固定有觸點，觸點大小不計。如圖（a），端朝下豎直靜置時、間的距離。當觸點、接觸后，LED燈就會發(fā)光。如圖（b）所示，讓安裝了氣嘴燈的自行車豎直倒放在地面上，氣嘴燈端固定在車輪內圈，沿車輪半徑方向，旋轉前車輪研究LED發(fā)光情況。測得自行車車輪內徑為，重力加速度大小為，氣嘴燈大小相對車輪內徑可忽略不計。（1）若前輪勻速轉動時，線速度大小，當氣嘴燈運動到最低點時，求端對重物的支持力；（2）若LED燈能一直發(fā)光，求前輪勻速轉動的最小線速度大小?！敬鸢浮浚?），豎直向上；（2）【解析】（1）如圖重物靜止時，彈簧彈力在最低點時，合力提供向心力有解得端對重物的支持力方向豎直向上（2）若當氣嘴燈運動到最高點時恰能發(fā)光，則此時的彈簧彈力為則此時的臨界狀態(tài)是彈簧彈力和其重力提供向心力解得則當車輪線速度時，LED燈能一直發(fā)光。14.如圖所示，A、C兩個物塊用繞過光滑定滑輪的足夠長細線連接，B、C用較短的細線連接，A、B的質量均為m，用外力使物塊A處于靜止，此時A、B離地面的高度相等，若撤去作用在A上的外力，使連接體由靜止開始運動，B下落t時間剛好落地；若先剪斷B、C間的細線再撤去外力，使連接體由靜止開始運動，則A下落的時間剛好落地，重力加速度為g，求：（1）物塊C的質量；（2）若撤去外力使A、B、C開始運動，直到B下落到初始離地高度的