湖南省衡阳市2023-2024学年高三上学期11月质量检测物理（解析版）.docx

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2024届高三11月质量检测试题物理试卷全卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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.某同学准备从长沙五一广场前往世界之窗，使用手机导航查询到2条路线，如图所示。下列说法正确的（　　）A.图中的“29分钟”指的是时刻B.两条路线对应的位移不相同C.路线1的平均速度大于路线2的平均速度D.将路线1的起点和终点对调，位移不变【答案】C【解析】【详解】A．线路1中的“29分钟”是时间段，指时间间隔，故A错误；B．两条路线对应初末位置相同，位移是从初位置指向末位置的有向线段，所以位移相同，故B错误；C．平均速度是位移与时间的比值，线路1和线路2的位移相同，线路1的时间小，平均速度大，故C正确；D．将路线1的起点和终点对调，位移大小不变，方向相反，故D错误。 故选C。2.如图，在固定光滑斜面的底端分别以相同大小的初速度v0释放两个完全相同的小球A、B，小球可视为质点。A的初速度沿斜面向上，B的初速度与斜面有一定的夹角，到达顶端时速度恰好垂直斜面。不计空气阻力，针对两小球从斜面底端运动到顶端的过程，下列说法正确的是（　　）A.两球所受合力做的功相同B.两球所受合力的冲量相同C.两球重力做功的平均功率相等D.两球到达顶端时，重力的瞬时功率的大小一定相同【答案】A【解析】【详解】A．对A球受力分析可知，只有重力做功，对B球受力分析可知，同样只有重力做功，两小球从斜面底端运动到顶端的过程中，根据可知重力做功相同。故A正确；B．由冲量的表达式可知力方向与冲量方向相同。依题意，A球合力沿斜面向下，B球合力竖直向下，二者方向不同，所以两球所受合力的冲量不相同。故B错误；C．把B球的初速度分解为沿斜面和垂直斜面两个方向，其中沿斜面方向的速度大小必定小于B球的初速度，同样也小于A球的初速度大小。两球沿斜面方向的加速度相同，所以沿斜面方向A球的平均速度大于B球的由可知A球的时间大于B球的，根据易知 故C错误；D．根据动能定理，有可知两球到达斜面顶端时，速度大小相等，设斜面夹角为，则有，即两球到达顶端时，重力的瞬时功率的大小不一定相同。故D错误。故选A。3.如图，一个仅受静电力作用的带电粒子在静电场中运动，其轨迹用虚线表示。下列说法正确的是（　　）A.粒子可能带负电B.N点的电势一定高于M点的电势C.电场力一定做正功D.粒子的电势能一定增加【答案】B【解析】【详解】A．曲线运动物体所受的合力指向轨迹的凹侧，正电荷所受电场力方向与电场线方向相同，根据图像可知该粒子所受的电场力沿着电场线方向，所以该粒子带正电，故A错误；B．沿着电场线方向电势逐渐降低，所以N点电势高于M点的电势，故B正确；CD．因为不确定粒子是从M点运动到N点还是N点运动到M点，故无法判断电场力做正功还是负功，也无法判断电势能的变化情况，故CD错误。故选B。4.“滑水”是近些年兴起的一项热门运动。摩托艇后面拉着一根绳子，后面的人手拉绳子、脚踩冲浪板。摩托艇行驶起来后，人就可以借助冲浪板“滑水”。有人注意到摩托艇匀速行驶时，冲浪板相对于摩托艇并不是静止，而是做简谐运动。在俯视图中建立坐标系xOy，已知摩托艇的速度为v，绳长为L，绳上的最大拉力为F，人和冲浪板的总质量为m。水的阻力仅存在x方向，且正比于速度沿x轴的分量，比例系数为k。下列说法正确的是（　　） A.当绳子与x方向达到最大倾角时，绳上拉力为0B.人和冲浪板做简谐运动时机械能守恒C.人和冲浪板做简谐运动的周期为D.人和冲浪板做简谐运动的周期为【答案】C【解析】【详解】A．当绳子与x方向达到最大倾角时，绳上的拉力在x轴方向的分力与水的阻力大小相等，故A错误；B．人和冲浪板做简谐运动时重力势能不变，动能不断变化，机械能不守恒，故B错误；CD．人和冲浪板做简谐运动类似单摆的运动，由单摆的周期公式，可得人和冲浪板做简谐运动的周期为故C正确，D错误。故选C。5.一列频率为10Hz的简谐横波沿绳在水平方向传播，当绳上的质点A达到平衡位置且向上运动时，其左方0.6m处的质点B恰好到达最低点，则波速可能是（　　）A.3m/sB.4m/sC.D.【答案】C【解析】【详解】当波由A向B传播时，则有 所以（n=0，1，2，3……）当n=0时，；当n=1时，；当n=2时，；当n=3时，；当波由B向A传播时，则有所以（n=0，1，2，3……）当n=0时，；当n=1时，；当n=2时，；当n=3时，。故选C。6.如图是内燃机中一种传动装置，车轮和滑块上分别设置可以绕轴A、B转动的轻杆，O轴固定。工作时高压气体驱动活塞在汽缸中做往复运动，再通过连杆驱动滑块在斜槽中做往复运动，最终驱动车轮做角速度为ω的匀速圆周运动。已知轻杆OA长度为L，运动到图示位置时AB、BC垂直，那么此时活塞的速度大小为（　　） A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A点的线速度为A点的线速度沿AB水平杆的分速度为滑块在斜槽中的速度分解为沿BC向上和沿AB水平向左的分速度，滑块沿AB方向的分速度与A点线速度沿AB方向的分速度相等，即结合图可知活塞的速度等于滑块在斜槽中沿竖直向上的分速度，所以滑块在斜槽中竖直向上的分速度为故选B。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.光滑水平面上有两个相同的匀质凹槽P、Q，质量为m，凹槽内有一个圆的光滑轨道。质量同为m的小球，从凹槽P的顶端由静止开始下滑，下列说法正确的是（　　） A.小球在凹槽Q上能达到的最大高度为B.小球在凹槽Q上能达到的最大高度为C.小球从凹槽Q返回水平面的速度为D.小球从凹槽Q返回水平面的速度为0【答案】BD【解析】【详解】AB．以水平向右为正方向，对P与小球，小球从P顶端滑下过程中，在水平方向上动量守恒由能量守恒可知代入数据求得对Q和小球，从小球开始滑上Q到小球上升到Q的最高点过程中，水平方向动量守恒由能量守恒代入数据求得A错误，B正确；CD．对Q和小球，从小球开始滑上Q到小球再次回到水平面的过程中，水平方向动量守恒能量守恒 求得C错误，D正确。故选BD。8.如图所示的电路包括一个由电动势为E、内阻为r的电源，一个理想电流表以及四个完全相同的小灯泡组成的电路，小灯泡的电阻为现在将灯泡L4移除，电路在该点断开，下列说法正确的是（　　）A.C、D两点间的电压增大B.电源的输出功率变大C.电源的总功率变大D.灯泡变暗【答案】AB【解析】【详解】C．每个小灯泡电阻为，初态电路的总电阻为将灯泡L4移除，电路在该点断开后，末态的总电阻为故电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知干路电流变小，而电源的总功率由，可知要变小，故C错误；B．根据电源的输出功率为而外电阻从变为，即从外电阻小于内阻变为外电阻等于内阻，则电源的输出功率达到最大，即电源的输出功率变大，故B正确； A．初态AB间的等效电阻为，DC两点间的电压等于AB间的电压按照两等大电阻串联分成两相等的电压，为末态DC两点间的电压等于AB间的电压，有故DC两点间的电压增大，故A正确；D．灯泡的电压即为AB两点间的电压，初态为末态电压为可得灯泡的电压增大，则其功率变大，灯泡要变亮，故D错误。故选AB。9.如图是一种测量未知电荷q的实验装置。其中q、Q1固定在A、B两点，2用一根绝缘细线拴接在A、B连线上的O点，平衡时夹角为θ。已知q、Q1、Q2到O点的距离分别为a、b、c，三者均为正电荷，且均放置于光滑绝缘的水平桌面上。下列说法正确的是（　　）A.该实验装置需要同时已知Q1、Q2的电荷量大小B.该实验装置只需要已知1的电荷量大小 C.根据实验数据可以得到D.根据实验数据可以得到【答案】BC【解析】【详解】令Q1、Q2间的距离为e，q、Q2间的距离为d，如图所示，根据库仑定律，利用三角形可知利用几何关系可知根据余弦定理可知联立解得因此该实验装置只需要已知1的电荷量大小及a、b、c的大小就可以算出q的电荷量。故选BC。 10.如图甲，“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图乙是航天控制中心大屏幕上显示卫星FZ01的“星下点”在一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星的轨道半径为r，FZ01绕行方向与地球自转方向一致，则下列说法正确的是（　　）A.卫星FZ01的轨道半径约为B.卫星FZ01的轨道半径约为C.卫星FZ01可以记录到北极点的气候变化D.卫星FZ01不可以记录到北极点的气候变化【答案】AC【解析】【详解】由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动圈，卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力可得同步卫星的周期为卫星FZ01的周期为则卫星FZ01的轨道半径与同步卫星的轨道半径关系为卫星FZ01纬度最高时， 卫星离地球球心所在水平面的高度为同步卫星轨道半径为，地球半径为，则，因此即卫星高度大于北极点的高度，卫星FZ01可以记录到北极点的气候变化，故AC正确。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。滑块a和小球b用已被压缩的弹簧连接，整个装置放在水平粗糙桌面上，小球b的中心位于桌面的右侧边缘，左侧A点设置一个光电门。实验步骤如下：①测出a上方的挡光片宽度为d；②测出滑块a和小球b的质量m1、m2；③释放弹簧，滑块a和小球b随即向两侧运动；④记录a上方的挡光片的遮光时间t；⑤测量平台距地面高度h；⑥测量小球b落地点与桌面边缘之间的水平距离x。回答下列问题：（1）小球b离开桌面的速度大小vb=______；（2）该实验要验证动量守恒定律，还需要测得的物理量有______；A.重力加速度gB.释放前挡光片与光电门的距离LC.桌面的动摩擦因数μD.弹簧的劲度系数kE.小球的半径rF.滑块a的宽度D（3）假设（2）中所有物理量已测得，要验证动量守恒定律，各物理量之间需要满足的方程是______ （用已给的字母表示）。【答案】①.②.ABC③.【解析】【详解】（1）[1]由于小球b离开桌面做平抛运动，则所以（2）[2]根据动量守恒定律有对滑块a，有所以由此可知，要想验证动量守恒，则还需测量的物理量有释放前挡光片与光电门的距离L，桌面的动摩擦因数μ，重力加速度g。故选ABC。（3）[3]若系统动量守恒，则12.物理兴趣小组发现某品牌的多用电表有一个“电容”挡位，准备借此仪器探究“平行板电容器电容大小的影响因素”。他们利用两张锡箔纸（主要成分为铝）充当电容器的极板，用A4纸充当电介质（实验操作中压紧），设计如图所示的电路。 表一所夹A4纸数目51015202530电容/×10-9F1.410820.580.450.360.30表二正对面积S2S3S4S电容/×10-9F0.150.300.460.60实验步骤如下：①测出一百张A4纸的厚度为1.04cm；②在锡箔纸正对面积不变的前提下，改变所夹A4纸的数目，测量电容器的电容，得到表1；③将锡箔纸裁剪成很多个完全相同的正方形，面积为S。保持所夹A4纸始终为20张，改变铝箔纸正对面积进行实验，得到表2。回答下列问题：（1）根据表1，可以判断电容大小与极板距离呈________（填“线性”或“非线性”）关系；（2）为探究电容大小与极板距离的关系，利用表1画图，纵坐标为电容大小，横坐标应该设置为________更有利于判断规律；（3）根据表2，纵坐标为电容大小，横坐标设置为正对面积，得到一条斜率为的过原点直线，如果用40张纸做实验，那么斜率将变为________（用表示）；（4）已知正对面积利用表2可得A4纸的相对介电常数=________（保留2位有效数字，，静电常数）。【答案】①.非线性②.极板距离的倒数③.④.4.4【解析】【详解】（1）[1]根据表1，可以看出所夹A4纸数目越多，锡箔纸之间的间距越大，测得电容器的电容越小，从测量的数据可看出电容大小与极板距离呈非线性关系变化；（2）[2]为探究电容大小与极板距离的关系，根据表1 数据，可大致判断出电容器电容与极板间距离的倒数成线性关系变化。利用表1画图，为了便于现象直观研究电容器电容与极板间距离的关系，若纵坐标为电容大小，则横坐标应该设置为极板距离的倒数更有利于判断规律；（3）[3]保持锡箔纸之间所夹A4纸始终为20张，根据表2，可看出电容器的电容与锡箔纸的正对面积成正比关系变化。若纵坐标为电容大小，横坐标设置为正对面积，得到一条斜率为的过原点直线，结合前面分析可知，如果用40张纸做实验，那么斜率将变为；（4）[4]已知正对面积，利用表2可得此时电容器的电容为，根据可得A4纸的相对介电常数13.如图，倾角为的粗糙斜面位于水平向左的匀强电场中，斜面底端边缘与电场方向平行。一个质量为m，电荷量为的滑块从高度为h的斜面顶端由静止释放，到达底端时速度v与电场线夹角为速度大小g取，求：（1）电场强度E的大小；（2）滑块电势能的变化量；（3）滑块与斜面间的动摩擦因数μ的大小。【答案】（1）；（2）；（3）0.5【解析】【详解】（1）由题意可知，水平向左的电场力Eq与沿斜面向下的重力的分量mgsin30°的合力沿虚线方向，则解得 （2）从开始下滑到斜面底端的位移滑块电势能的变化量（3）水平向左的电场力Eq与沿斜面向下的重力的分量mgsin30°的合力为从开始下滑到斜面底端由动能定理解得μ=0.514.如图甲，一个足够长的斜面倾角为θ。质量为M的滑块上方固连一个光滑玻璃管，管中有一根已经被压缩的轻弹簧，弹簧上方放置一个小物块，质量为m。当二者沿着斜面下滑速度达到v时，弹簧将在极短的时间内自动释放，小物块m相对滑块M以速度u弹出，回答下列问题：（1）若斜面光滑，判断物块m落回斜面时，是位于玻璃管的前方、后方还是恰好落入玻璃管？请说明理由；（2）若斜面与滑块M之间的动摩擦因数为μ，如图乙，当物块m落到玻璃管口的延长线上时，求二者的位移差约定m落在M前方时为正。【答案】（1）恰好落入玻璃管，见解析；（2）【解析】【详解】（1）小物块m离开玻璃管时，在沿斜面向下的方向上的速度都是v，小物块m与滑块M在沿斜面向下的方向的加速度相等 在沿斜面向下的方向上，小物块m与滑块M的速度时刻相等在垂直斜面方向上小物块m离开玻璃管后向上以初速度为u，加速度为做匀变速运动，所以小物块m落回斜面时恰好落入玻璃管。（2）在垂直斜面方向上小物块m离开玻璃管后向上以初速度为u，加速度为做匀减速运动，当小物块m落到玻璃管口的延长线上时，运动的时间小物块m离开玻璃管时，在沿斜面向下的方向上的速度都是v，小物块m在沿斜面向下的方向的加速度大小为在沿斜面向下的方向上，当小物块m落到玻璃管口的延长线上时，小物块m运动的位移在沿斜面向下的方向上，滑块M在沿斜面向下的方向的加速度大小为当小物块m落到玻璃管口的延长线上时，在沿斜面向下的方向上，物块M运动的位移则15.如图，一根长为2L的轻杆一端用铰链固定在天花板，轻杆中点以及另一端分别固定质量相同的小球1、2（质量均为m）。将杆拉到水平位置从静止释放，忽略一切摩擦以及空气阻力，回答下列问题：（1）当轻杆摆至位置时，求两个小球的速度、；（2）若杆上任意部分的弹力时，轻杆将断裂，试分析轻杆从水平静止释放的过程中是否会断裂？如果会断裂，求出断裂时的角度θ（可以用θ的三角函数值表示）；如果不会，请说明理由；（3）若杆不会断裂，且释放时的初始角度θ非常小，该系统将近似做简谐振动，求出该运动的周期T。 【答案】（1），；（2）会断裂，此时角度为；（3）【解析】【详解】（1）小球1、2角速度相同，小球2的运动半径是小球1的2倍，可得根据机械能守恒可得解得，（2）断裂时的角度θ，根据机械能守恒可得解得，对小球2受力分析有对小球1受力分析有可知当时，轻杆断裂，解得 故可得断裂时的角度θ为；（3）若杆不会断裂，系统近似做简谐振动，则可得周期