湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年
高三下学期2月月考物理试卷
一、单选题
1．图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知（ ）
金属 钨 钙 钾 铷
W／eV 4.54 3.20 2.25 2.13
A．铷的极限频率大于钙的极限频率
B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱
C．能级跃迁到能级辐射出的光照射钨发生光电效应的最大初动能为
D．氢原子辐射的光有4种频率能使钨发生光电效应
2．我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”。如图所示，“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直，平行的分量分别为、，则（ ）
A．穿过“眼眶”的磁通量大小为BS
B．穿过“眼眶”的磁通量大小为
C．在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
D．在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
3．某次军事演习中，直升机低空悬停，将一装备由静止释放，空气阻力恒定，则该装备落地前，重力做功的平均功率P随其运动时间t变化的关系图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．2024年1月18日天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，成功对接于空间站天和核心舱后向端口，据悉天舟七号在返回地面过程中还要释放小卫星（小卫星运行圆轨道半径小于核心舱圆轨道半径）。关于在圆轨道上运行的货运飞船、核心舱及小卫星，下列说法正确的是（ ）
A．核心舱的速度大于第一宇宙速度
B．核心舱中的宇航员处于完全失重状态，不受地球的引力
C．小卫星运行的加速度大于核心舱的加速度
D．小卫星运行的周期大于核心舱的周期
5．如图所示，带有滑轮的物块的质量为，锁定在光滑的水平桌面上。一轻绳绕过滑轮，轻绳的水平段与竖直墙壁连接，竖直段下端悬挂质量为的物块，轻绳与滑轮之间的摩擦不计，物块与之间的动摩擦因数为。若解除对的锁定，则物块运动的加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图，置于水平面上的物块A和B用轻绳连接，A的质量大于B的质量。A、B与地面间的动摩擦因数相同，在水平恒力F的作用下一起向右加速运动，要使绳上张力变大，下列操作可行的是（ ）
A．仅减小水平面的粗糙程度
B．仅将A、B的位置对调
C．仅减小B的质量
D．仅增大A的质量
二、多选题
7．一列简谐横波，在t=0.4 s时刻的图象如图1所示，波上x=4 m处的A质点的振动图象如图2所示，则以下说法正确的是
A．这列波的波速是10 m/s
B．这列波沿x轴负方向传播
C．当N点处于波峰时，M点一定处于平衡位置
D．从t=0.4 s开始，紧接着Δt=0.2 s时间内，N质点通过的路程为1 m
8．如图所示，长度均为L的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球。支架悬挂在O点，可绕过O点且与支架所在平面垂直的固定轴转动。开始时OB与地面垂直，放手后支架开始运动。重力加速度为g，在不计任何阻力的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．A球运动到最低点时速度为零
B．A球运动到最低点时速度为
C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始释放的高度
D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度
9．如图所示，质量的木箱，放在光滑水平面上，木箱中有一个质量为的铁块，木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接，木箱与铁块一起以的速度向左运动，与静止在水平面上质量的铁箱发生正碰，碰后铁箱的速度为，忽略一切摩擦阻力，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，则（ ）
A．木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/s
B．木箱与铁箱碰撞后，当木箱的速度为零时，弹簧的弹性势能最大
C．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对铁块的冲量大小为
D．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为160J
10．图甲所示电路中的理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接入电压按图乙所示变化的电源，电压表为理想电表。副线圈接有规格为“12.0V，6.0W”的小灯泡，电阻均为定值电阻，其中，若灯泡能正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．两电阻阻值之比为 B．电压表V的示数为140V
C．电源的输出功率为27.5W D．穿过铁芯磁通量变化率的最大值为1Wb/s
三、实验题
11．为了消除空气阻力对实验结果的影响，某实验小组用如图甲所示实验装置做验证机械能守恒定律实验，牛顿管竖直固定在铁架台上，光电门固定在牛顿管的外侧，紧贴牛顿管外侧再固定刻度尺（图中未画出），启动抽气泵，将牛顿管内的空气抽出，已知橡胶球的质量为m，当地重力加速度为g。
（1）先用游标卡尺测量橡胶球直径d，如图乙所示，则小球直径 mm；
（2）从刻度尺上读取橡胶球球心和光电门中心对应的刻度值、。将小橡胶球由静止释放，记录橡胶球第一次通过光电门的挡光时间；
（3）若关系式 成立（用上面测得数据符号表示），说明橡胶球下落过程中机械能守恒；
（4）该小组要利用该装置进一步探究橡胶球与管底第一次碰撞前后球的机械能损失情况，他们记录了橡胶球第二次通过光电门的挡光时间，则碰撞过程中橡胶球损失的机械能为 。
12．小明同学想较准确测量某电池的电动势和内阻。他查阅资料得知此电池的电动势约1.5V，内阻约。除待测电池，开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表A（量程，内阻很小）
B．毫安表mA（量程0.6mA，内阻大概）
C．电压表V（量程1.5V，内阻约）
D．滑动变阻器（阻值）
E.电阻箱（阻值）
(1)为了测定该电池的电动势和内阻，小明选用上述部分器材设计了如图甲所示电路，请用笔划线代替导线将图乙中实物连接完整。
(2)小明用（1）中所示电路，器材选取和电路连接正确，结果发现无法完成实验，试分析无法完成实验的原因 （一条即可）。
(3)请你根据提供器材，在答题卡上的虚线框中画出最合理的测量电路图 。该电路图测得的电池电动势和内阻与真实值相比， ， （均选填“大于”“小于”或“等于”）
四、解答题
13．如图所示为某同学设计的减震器原理图。导热性能良好的密闭汽缸深度为h，横截面积为S，托盘、连杆及活塞总质量为M，将物体轻轻放在托盘上，汽缸内的活塞会下沉。为保证减震效果，活塞与缸底间距不得小于0.1h。开始时环境温度为，托盘上未放置物体，活塞处于缸体的中间位置。已知气体内能和温度的关系式为（k为常数），外界大气压强为，重力加速度为g。
（1）求缸内气体的压强；
（2）若环境温度保持不变，求在托盘上放置物体的最大质量；
（3）现在托盘上放上质量为第（2）中所述的物体，稳定后，再对汽缸缓慢加热一段时间，使活塞又回到缸体正中间。求加热过程中气体从外界吸收的热量Q。
14．如图所示，足够长的U形框架宽度是L＝0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ＝37°角，磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m＝0.2 kg，有效电阻R＝2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电荷量为Q＝2 C．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：
(1)导体棒匀速运动的速度大小；
(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体棒的有效电阻消耗的电功．
15．如图所示，下方足够长的区域Ⅰ内存在方向竖直向上的匀强电场，右上侧和左上侧的正方形区域Ⅲ和Ⅳ内存在方向竖直向下的匀强电场，上方的矩形区域Ⅱ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，一个质量为m，电荷量为q的正离子以速度v从P点沿水平方向射入匀强电场，粒子先经过电场Ⅲ再经过磁场Ⅱ后恰从中点竖直向下射入匀强电场区域Ⅰ。已知正方形边长均为d，正方形区域Ⅲ和Ⅳ内匀强电场场强的大小均为，离子从P点射入到离开电场Ⅳ区所用的时间为，不计粒子的重力，求：
（1）粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离；
（2）矩形区域Ⅱ内磁感应强度的大小；
（3）矩形区域Ⅰ内电场强度的大小。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B C C B AB BCD CD ABC
11． 6.60
12．(1)
(2)电流表A的量程过大，电流表指针几乎不动，电流表无法读数
(3) 等于 大于
13．（1）；（2）；（3）
14．（1）5 m/s（2）1.5 J.
【详解】(1)导体棒受力分析如图所示，匀速下滑时有
平行斜面方向
mgsinθ－Ff－F＝0
垂直斜面方向
FN－mgcosθ＝0
其中
Ff＝μFN
安培力
F＝BIL
电流
感应电动势
E＝BLv
由以上各式得v＝5 m/s.
(2)通过导体棒的电荷量
其中平均电流
设导体棒下滑位移为x，则ΔΦ＝BxL
由以上各式得
全程由动能定理得
mgxsinθ－W安－μmgcosθ·x＝mv2
其中克服安培力做功W安等于电功W
则
W＝mgxsinθ－μmgxcosθ－mv2＝(12－8－2.5) J＝1.5 J.
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在Ⅲ区域电场中做类平抛运动，射出该电场时沿电场方向偏转距离为y。由
得
由
得
故
粒子第一次进入磁场时的位置与M点之间的距离为
（2）粒子射出Ⅲ区域电场时沿场强方向速度为
速度偏向角为
解得
由几何关系得，粒子在磁场中的轨道半径为
射入磁场的速度大小为
由洛伦兹力提供向心力
联立各式解得
（3）粒子在Ⅲ区域电场中偏转的运动时间
粒子在Ⅱ区域磁场中向下偏转运动时间
其中
设Ⅰ区域内电场强度为。粒子在Ⅰ区域电场中运动减速到零的时间为
粒子运动轨迹如图所示，根据对称性可知粒子运动总时间为
又因为
联立各式得
