长沙市一中2023届高三月考试卷（六）物理一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项符合题目要求）1.历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（ ）A.汤姆孙通过分析图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型B.②表示的核反应属于重核裂变，在裂变过程中要吸收能量C.③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子D.锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n=4能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV【答案】D【解析】【详解】A．卢瑟福通过分析图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型，故A错误；B．②表示的核反应属于重核裂变，在裂变过程中，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程知要放出能量，故B错误；C．根据左手定则判断知，③中向左偏转的是α粒子，向右偏转的是β粒子，不偏转的是γ粒子，故C错误；D．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为锌的逸出功为3.34eV，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为故D正确。故选D。2.在平直公路上行驶的a车和b车，其位移时间图像分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于，时，直线a和曲线b刚好相切，则（ ）A.a车做匀速运动且其速度为B.时，a车和b车的距离C.时，a车和b车相遇，但此时速度不等D.时，b车的速度为【答案】B【解析】【详解】A．图像中图像的斜率表示速度，由图可知，a车图像是倾斜直线，所以该车作匀速直线运动，该车速度为故A错误；BC．根据题意可知，由于时，直线a和曲线b刚好相切，则时，车和车速度相等，此时，车速度为即时，a车和b车相遇，且速度不等，由运动学公式可得，车的初速度为由公式可得，车在内的位移为车在内的位移为则时，a车和b车的距离故C错误，B正确；D．由运动学公式可得，时，b车的速度为故D错误。故选B。3.很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（）A.手机在t1时刻运动到最高点B.手机在t2时刻改变运动方向C.手机在t1~t2时间内，受到的支持力先减小再增大D.手机在t1~t2时间内，受到的支持力一直在减小【答案】D【解析】【详解】A．由图像可知，t1时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，可知手机在t1时刻不是运动到最高点，故A错误；B．由图像可知，t2时刻之后手机的加速度反向，但此时手机向上的速度最大，手机将减速上升一段时间，可知手机在t2时刻没有改变运动方向，故B错误；CD．手机在时间内，向上的加速度大小a逐渐减小，根据牛顿第二定律可得可知在时间内，手机受到的支持力逐渐减小，故C错误，D正确。故选D。4.宇宙飞船飞临一颗半径为的未知行星，在距行星表面也为的圆轨道上做匀速圆周运动，周期为（如图）。宇宙飞船在A点沿圆周的切线方向发射一个探测器，使之沿椭圆轨道运动，恰好在点掠过行星表面后又能回到A点。已知万有引力常量为，则（ ）A.此未知行星的平均密度为B.探测器沿椭圆轨道运动时，周期C.探测器沿椭圆轨道运动时，周期D.探测器沿椭圆轨道运动时，在A点的速率大于在点的速率【答案】B【解析】【分析】【详解】A．发射探测器前，宇宙飞船做半径的匀速圆周运动，设未知行星的质量为，宇宙飞船的质量为，则得所以A错误；BC．探测器椭圆轨道的半长轴，根据周期定律得所以B正确，C错误；D．A点是远日点，B点是近日点，由开普勒第二定律得，所以D错误。故选B。5.如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（ ）A.交流电压表的示数为B.从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0C.若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则电流表的示数变小D.若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大【答案】A【解析】【分析】【详解】A．变压器副线圈电压的最大值为，故电压表的示数为，选项A正确；B．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，磁通量的变化量不为0，故通过线圈的电荷量不为0，选项B错误；C．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，电阻减小，副线圈的输出电压不变，则和都增加，选项C错误；D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，变大，则变小，选项D错误。故选A。6.如图甲所示为北京大兴机场利用水平传送带传送行李箱（行李箱视为质点）的简化原理图，工作人员在A处每间隔将行李箱无初速放到传送带上，已知传送带以恒定速率顺时针运行，A、B两处的距离，行李箱与传送带之间的动摩擦因数，取。如图乙为该情景中某物理量随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）A.图乙可能是某个行李箱的位移随时间变化的图像B.图乙可能是摩擦力对某个行李箱做功功率随时间变化的图像C.相邻行李箱之间最大距离为2mD.在B端有行李到达后，每10s有五件行李到达B端【答案】C【解析】【分析】【详解】A．行李箱在0~2s内做匀加速直线运动，位移对时间为二次函数关系，选项A错误；B．行李箱在2~6s内不受摩擦力，摩擦力的功率为零，选项B错误；C．后一行李箱刚匀速运动时，与前一行李箱的距离最大，由图像容易求得选项C正确；D．行李箱刚放上皮带时与前方行李箱有最小距离为所有行李箱运动规律相同，只是时间上依次落后，则在B端有行李到达后每10s有十件行李箱到达，选项D错误。故选C。7.如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内他圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（）A.t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等B.t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等C.t1时刻，杆中弹力一定最小D.在小球做一次完整圆周动的过程中，杆中弹力不可能两次为零【答案】A【解析】【详解】AB．过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，故通过题图可知，图像的t1是最高点，面积S1表示的是从最低点运动到水平直径最左端位置的过程中通过的水平位移，其大小等于轨道半径；S2表示的是从水平直径最左端位置运动到最高点的过程中通过的水平位移，其大小也等于轨道半径，A正确、B错误；CD．若存在某点高于圆心，低于最高点，巧好重力的分力提供匀速圆周运动的向心力，则杆中的弹力为零，并存在关于过圆心竖直方向对称位置弹力也为零，故t1时刻，杆中弹力不一定最小；在小球做一次完整圆周动的过程中，杆中弹力可能两次为零，CD错误。故选A。二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）8.横波波源S在时刻开始振动，其振动图像如图所示，在波的传播方向上有P、Q两质点，它们到波源S的距离分别为30m和48m，测得P、Q开始振动的时间间隔为。下列说法正确的是（ ）A.P质点开始振动的方向向上，Q质点开始振动的方向向下B.这列波的波长为36mC.P、Q两质点的振动方向反相D.的时间内P质点通过的路程为20cm【答案】BCD【解析】【详解】A．根据题意，由图可知，波源开始振动方向向上，则传播方向上所有质点开始振动的方向都向上，故A错误；B．根据题意，由公式可知，波速为由图可知，周期为，由公式可得，这列波的波长为故B正确；C．根据题意可知，P、Q两质点的的距离为则P、Q两质点相差半个周期，P、Q两质点的振动方向反相，故C正确；D．根据题意可知，波传播到点的时间为则质点的振动时间为则的时间内P质点通过的路程为故D正确。故选BCD。9.如图所示，在正四面体P-ABC中，O是底面AB边的中点，若在A、B两点分别固定一个带正电、电荷量都为Q的点电荷。则下列说法中正确的是（ ）A.P、C两点的电势差为零B.P点的电场强度与C点的电场强度相同C.将带正电的试探电荷q从O点沿着OC移动到C点，电荷的电势能逐渐减小D.将带正电的试探电荷q从P点移动到C点，电荷的电势能先减少后增加【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．等量同种电荷中垂线上沿向两边电势降低，有几何关系可得，OP=OC，所以C点和P点电势相等，即电势差为零。故A正确；B．C点和P点电场强度大小相等，方向不同。故B错误；C．从O点沿着OC移动到C点，电势在降低，由于试探电荷是正电荷，所以电势能也在减小。故C正确；D．从P点移动到C点，先靠近O，后远离O，电势先高后低，由于试探电荷是正电荷，所以电势能先增大后减少。故D错误。故选AC。10.用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A、B的质量均为2m，小球C、D、E的质量均为m．现将A、B两小球置于距地面高h处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中A.小球A、B、C、D、E组成系统机械能和动量均守恒B.小球B的机械能一直减小C.小球B落地的速度大小为D.当小球A的机械能最小时，地面对小球C的支持力大小为mg【答案】CD【解析】【详解】小球A、B、C、D、E组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A错误；由于D球受力平衡，所以D球在整个过程中不会动，所以轻杆DB对B不做功，而轻杆BE对B先做负功后做正功，所以小球B的机械能先减小后增加，故B错误；当B落地时小球E的速度等于零，根据功能关系可知小球B的速度为，故C正确；当小球A的机械能最小时，轻杆AC没有力，小球C竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D正确，故选CD11.如图甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线，在与与之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于竖直平面向里。现有一矩形线圈，宽度，质量为0.1kg，电阻为，将其从图示位置（边与重合）由静止释放，线圈的速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻，边与重合；时刻，边与重合；时刻，边与重合。~时间内的图线为与t轴平行的直线，~时间内和时刻之后的图线均为倾斜直线。已知~的时间间隔为0.45s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直平面内。则（重力加速度g取）（ ）A.时刻，线圈运动的速度大小B.与与之间的匀强磁场的宽度为1mC.在0~时间内，通过线圈的电荷量为0.25CD.在0~时间内，线圈产生的热量为1.1125J【答案】AD【解析】【详解】A．~线圈做匀速运动，根据受力平衡有而联立两式解得~的时间间隔为0.45s，线圈做加速度为g的匀加速直线运动解得A正确；B．~时间内，线圈一直做匀加速直线运动，知边刚进入上边的磁场时，边也刚进入下边的磁场，设磁场的宽度为d，则线圈的长度线圈下降的位移则有解得B错误；C．在0~时间内，边从运动到，通过线圈的电荷量0.215625CC错误；D．在0~时间内，根据能量守恒得D正确。故选AD。三、实验题（本题共2小题，第12题6分，第13题9分，共15分）12.某同学设计如图甲所示的实验装置来做“验证机械能守恒定律”实验，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小铁球通过光电门的时间t，当地的重力加速度为g。（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则其直径为______cm。（2）调整、之间距离h，多次重复上述过程，作出随h的变化图像如图丙所示。若小铁球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率______。（3）在实验中根据数据实际绘出图像的直线斜率为，则实验过程中小铁球所受的平均