文档内容
衡阳市八市 2024 届高三第二次月考
物理试题卷
考生须知：
1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。
2.非选择题的答案须写在答题卷上相应区域内，写在本试题卷上无效。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题只有一项符合题目要求。
1. 如图所示，图甲为氢原子能级图，大量处于 激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。
其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说
法正确的是（ ）
A. 用能量为 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B. 阴极K金属的逸出功为
C. 光电子最大初动能与入射光的频率成正比
D. 一个处于 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电离条件可知，要使处于基态的氢原子电离，需用能量大于或等于13.6eV的子照射，则
用能量为 的光子照射，不可使处于基态的氢原子电离，故A错误；
B．大量处于 能级的氢原子向基态跃迁时，发出频率最高的光子对应 到 的跃迁，频率最高
光子的能量为
由图丙可得辐射光电子的最大初动能为
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学科网（北京）股份有限公司故阴极K金属的逸出功为
故B正确；
C．由爱因斯坦光电效应方程
可知光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是成正比，故C错误；
D．根据
可知大量处于 能级的氢原子向基态跃迁时共3种频率的光，而一个处于 能级的氢原子向基态跃
迁时，最多只能放出2种不同频率的光，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于 点的轻小光滑圆环的细线一端连接
Q，另一端悬挂一物块 。设细线的左边部分与水平方向的夹角为 ，初始时 很小，现将 、 由静止
同时释放，关于 以后的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 在 向 增大的过程中， 一直处于超重状态
B. 当 时， 的速度最大
C. 当 时， 加速度最大
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学科网（北京）股份有限公司D. 当 时， 的速度大小之比是
【答案】D
【解析】
【详解】A．当 ＝90°时，P的速度为零，初始时刻P的速度也为零，所以 在向90°增大的过程中，P
先向下加速后向下减速，即P先处于失重后处于超重，故A错误；
B．当 ＝90°时，Q的速度水平向右，沿绳方向的速度分量为零，所以此时P的速度为零，故B错误；
C． 从很小到90°的过程中，细绳拉力对Q做正功，Q先做加速运动。 后细绳拉力对Q做负功，
Q再做减速运动，所以 ＝90°时Q速度最大，但加速度为0，故C错误；
D．当 ＝60°时，将Q的速度v分解为沿绳速度分量 和垂直于绳的速度分量 ，有
则
故D正确。
故选D。
3. 如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表 、理想电压表 ，副线圈上通过输电线接有
一个灯泡 ，一个电吹风 ，输电线的等效电阻为 ，副线圈匝数可以通过调节滑片 改变。 断开时，
灯泡 正常发光。滑片 位置不动，当 闭合时，以下说法中正确的是（ ）
A. 电压表读数变小 B. 电流表读数减小
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学科网（北京）股份有限公司C. 等效电阻 两端电压增大 D. 为使灯泡L正常发光，滑片 应向下滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑片 位置不动，则变压器匝数不变，可知次级电压不变，则电压表读数不变，选项Ａ错误；
B．S闭合后，次级电阻减小，则次级电流变大，可知初级电流变大，即电流表读数变大，选项B错误；
CD．次级电流变大，则等效电阻 两端电压增大，此时灯泡两端电压减小，灯泡变暗，则为使灯泡L正
常发光，滑片 应向上滑动，从而增加次级电压，选项C正确，D错误。
故选C。
4. 如图，MN是一段倾角为 的传送带，一个可以看作质点，质量为 的物块，以沿传动带
向下的速度 从M点开始沿传送带运动。物块运动过程的部分 图像如图所示，取
，则（ ）
A. 物块最终从传送带N点离开
B. 传送带的速度 ，方向沿斜面向下
C. 物块沿传送带下滑时的加速度
D. 物块将在5s时回到原处
【答案】D
【解析】
【详解】AB．从图象可知，物体速度减为零后反向向上运动，最终的速度大小为1m/s，因此没从N点离
开，并且能推出传送带斜向上运动，速度大小为1m/s，故AB错误；
C． 图象中斜率表示加速度，可知物块沿传送带下滑时的加速度
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学科网（北京）股份有限公司故C错误；
D．速度图象与时间轴围成的面积表示位移，由图可知， 时，物块的速度为0，之后物块沿斜面向
上运动，所以物块沿斜面向下运动的位移
到 时，物块沿斜面向上加速运动的位移
物块沿斜面向上匀速运动的时间
所以物块回到原处的时间
故D正确。
故选D。
5. 如图，水平粗糙的桌面上有个光滑的小孔S，一轻绳穿过小孔，两端各系着质量分别为2m、m的两个小
方块A、B，B以S正下方的点O为圆心做角速度为 的匀速圆周运动，A恰好处于静止状态。已知
SB=L，重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现将质量为m的小物块C放在A上，
A仍然保持静止，B以最大的角速度 做匀速圆周运动，则（ ）
A. C受到向左的静摩擦力
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学科网（北京）股份有限公司B. A与桌面间的动摩擦因数为
C. 角速度为 时，B运动的轨道半径为
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．C静止，只受重力和A的支持力，不受静摩擦力，选项A错误；
B．不放C时，对A有
F=μ·2mg
对B有
Fsinθ=mω2Lsinθ
解得
选项B错误；
CD．B以大的角速度 做匀速圆周运动时，A受到桌面的静摩擦力恰好为最大静摩擦力，则有
F′=μ·3mg
又
解得
则轨道半径
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学科网（北京）股份有限公司选项C错误，选项D正确。
故选D。
6. 2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火
星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环
火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，己知“天问一号”火星探测器在轨道半径为r的环火星圆
轨道上运动时，周期为 ，在半长轴为 的着陆准备轨道上运动时，周期为 ，则下列正确的是（ ）
A. “天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足
B. 火星的平均密度一定大于
C. “天问一号”沿不同轨道经过图中的A点时的加速度不相同
D. “天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A．由开普勒第三定律可得
故A错误；
B．假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为 ，火星半径为R，根据万有引力提供向心力
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学科网（北京）股份有限公司火星 的密度为
则火星的平均密度可表示为
由万有引力提供向心力
联立解得
可知
所以有
故B正确；
C．飞船在环火星圆轨道经过A点和着陆准备椭圆轨道经过A点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第
二定律可知加速度必定相等，故C错误；
D．“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。
故选B。
二、选择题：本愿共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. 如图甲所示，一轻弹上端固定在天花板上，下端与一质量为m的物体相连，物体下有一托盘，用托盘托
着物体使弹簧处于原长状态。现在突然撤去托盒，在物体竖直向下运动的整个过程中，其加速度口与弹簧
的伸长量x间的关系如图乙所示。已知 ，设弹簧的劲度系数为 ，根据图中提供的信息，下列说
法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A.
B.
C. 当弹簧的伸长量为 时，物体的速度大小为
D. 弹簧的伸长量从零增大到 的过程中，弹簧弹力对物体做的功与重力做的功不相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由于 ，根据 图像的对称性可知
故A错误；
B．当 时，对物体受力分析有
则
故B正确；
C． 过程中图像与坐标轴围成的面积等于速度平方的一半，所以
解得伸长量为 时，物体的速度为
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学科网（北京）股份有限公司故C错误；
D．弹簧的伸长量从零增大到 的过程中，弹簧弹力对物体做负功，重力对物体做正功，两力对物体做功
不相同，故D正确。
故选BD。
8. 某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的情景模型：将一可
视为质点的质量为 的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的 点，在外力 细线拉力 和重力
的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为 ，与 的夹角为 ，开始时 水平。小组成员经过
讨论形成了如下结论，你认为正确的是（ ）
A. 保持 角及小球位置不变，逐渐缓慢减小 角直至 竖直向上，则 逐渐减小
B. 保持 水平，逐渐缓慢增大 角，则 逐渐减小
C. 保持 角不变，逐渐缓慢增大 角，直至悬线水平，则 逐渐增大
D. 只增加细线的长度，其他条件不变， 都减小
【答案】AC
【解析】公众号：高中试卷君
【详解】A．如图所示
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学科网（北京）股份有限公司对小球受力分析，小球受重力、拉力 和细线的拉力 作用， 角不变， 角减小到 ， 最小，因
此 角减小的过程中， 逐渐减小， 先减小后增大，故A正确；
B．保持 水平，根据正交分解和平衡条件有
可知 角增大时 都逐渐增大，故B错误；
C．保持 角不变，增大 角，细线和拉力 的方向都逆时针转动，如图所示
水平时 最大， 水平时 最大，所以 逐渐减小， 逐渐增大，故C正确；
D．只增加细线的长度，对 没有影响，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，在圆心为O、半径为R的半圆形区域内（不含边界）有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面
向里的匀强磁场，MN为直径。大量带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与ON成 角
的方向射入磁场。粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法
正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 若粒子恰好从圆弧边界离开磁场，则粒子的速度大小为
C. 若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场，则粒子的速度大小为
D. 选择合适的速度，粒子可能从M点离开磁场
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当粒子的速度较小时，粒子从MN边界离开磁场，其轨迹对应的圆心角为 ，此时粒子在
磁场中运动的时间最长，最长时间
故A正确；
B．如图所示
的
当粒子做圆周运动 轨迹与半圆形磁场边界相切时（设切点为Q），粒子恰好从圆弧边界射出，根据几何
知识可知，粒子的轨道半径
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学科网（北京）股份有限公司设粒子 速度大小为 ，有 ，解得
的
故B错误；
C．设当粒子恰好从P点离开磁场时，粒子的轨道半径为 ，根据几何关系有
设粒子的速度大小为 ，有 ，解得
故C正确；
D．当粒子的速度大于 时，粒子从Q点右侧离开磁场，当粒子的速度小于 时，粒子从MN边界
离开磁场，即粒子不可能从M点离开磁场，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，在均匀介质中，坐标系 位于水平面内。 点处的波源从 时刻开始沿垂直于
水平面的 轴做简谐运动，其位移随时间变化关系 ，产生的机械波在 平面内传播。
实线圆、虚线圆分别表示 时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，则下列正确的是（
）
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学科网（北京）股份有限公司A. 该机械波的传播速度为
B.
C. 时， 处质点的速度方向为 轴正方向
D. 至 时间内， 处质点运动的路程为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由题意可得，相邻的波峰和波谷距离为 ，故波的波长为 。根据简谐振动的位移时
间变化关系可得
故机械波的传播速度为
故A正确；
B．由图像可知， 距离 为一个完整的波长， 时刻， 均在波峰，且平面内只有一个完整的
波形，则 点此时第二次出现波峰，可知
故B正确；
C．由AB选项中的计算结果可知机械波传播到 点需要
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学科网（北京）股份有限公司则 时， 点已经振动了 个周期
机械波上的所有点都在模仿 点的振动情况，因而如下图所示， 的位置在 轴的负半轴，且速度方向
沿 轴负方向。故C错误；
D．根据勾股定理可知
则传播到 点的时间为
则 至 时间内， 处质点只振动了 个周期
的
则 点处质点运动 路程
故D正确。
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学科网（北京）股份有限公司故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带
滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m 为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
0
(1)实验时，一定要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。
(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用
的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2（结果保留三位有效数字）。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐
标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_______。
A. B. －m －m
0 C. 0 D.
(4)乙同学根据测量数据作出如图所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是________。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】 ①. BC ②. 2.00 ③. C ④. 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]A．实验中有力传感器测量小车所受的拉力，则不需用天平测出砂和砂桶的质量，选项A错
误；公众号：高中试卷君
B．实验中需将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，选项B正确；
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，选项C
正确；
D．实验中有力传感器测量小车所受的拉力，不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，选项D
错误。
故选BC。
(2)[2]两计数点间还有四个点没有画出，则T=0.1s，根据 可得
(3)[3]对小车根据牛顿第二定律
即
则
解得
故选C。
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学科网（北京）股份有限公司(4)[4]由图像可知，当力F到达一定值时小车才开始有加速度，可知该同学做实验时存在的问题是没有平衡
摩擦力或平衡摩擦力不够。
12. （1）图1是一个多量程多用电表的简化电路图。将多用电表选择开关旋到“ ”直流电压挡，测量
某直流电源电压，正确操作后表盘指针如图2所示，其示数为_________V。
（2）在“电池电动势和内阻的测量”实验中，除一节干电池、电键和导线外，还提供了如下器材：
A．电流表 （量程为 ，内阻 ）
B．电流表 （量程为 ，内阻 ）
C．电压表 （量程为 ，内阻 约为 ）
D．可变电阻 ：电阻箱（阻值可调范围 ）
E．可变电阻 ：滑动变阻器（阻值变化范围 ）
某同学设计的电路图如图3所示，电表应选择_________（选填“A”或“B”或“C”），可变电阻应选
择_________（选填“D”或“E”）。正确操作后，利用测得的数据得到如图4所示的图像，图像横坐标
表示的物理量是_________（选填“I”或“ ”或“U”或“ ”），该电池的内阻_________ 。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】 ①. 15.8##15.7##15.9 ②. B ③. D ④. ⑤. 0.8
【解析】
【详解】（1）[1]选择开关旋到“ ”直流电压挡时，电表的分度值为 ，读数时需要估读到小数点
后一位，由图2可知示数为 。
（2）[2][3]干电池的电动势 约为 ，电压表的量程太大，不适合测量电压，则只能选用电流表和电阻
箱测量电动势和内阻。若选电流表 ，则电路最小总电阻为
显然，电阻箱 无法满足要求；若选电流表 ，则电路最小总电阻为
电阻箱 可满足实验要求；所以电表应选B，可变电阻应选D；
[4][5]由闭合电路欧姆定律可得
整理得
图像是一条直线，所以 表示的物理量是 ，图像的纵截距为
解得电池的内阻
13. 如图所示，在温度为17℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静
止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为 ，已知弹簧原长 ，劲度系数 ，
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学科网（北京）股份有限公司汽缸的质量 ，活塞的质量 ，活塞的横截面积 ，若大气压强 ，
且不随温度变化。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保
持与外界大气温度相同。（弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度）
（1）求弹簧的压缩量；
（2）若环境温度缓慢上升到37℃，求此时倒立汽缸的顶部离地面的高度；
（3）若在第（2）问中，密闭气体内能增加10J，则求该过程中密闭气体吸收的热量。
【答案】（1）0.3m；（2）51cm；（3）
【解析】
【详解】（1）对汽缸和活塞整体受力分析
带入得
（2）由于温度变化，活塞离地面的高度不发生变化，汽缸顶部离地面为
h= 49cm
而活塞离地面
50 cm－30 cm =20cm
故初始时，内部气体的高度为l=29cm。且该过程为等压变化。
根据
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学科网（北京）股份有限公司代入得
故此时倒立汽缸的顶部离地面的高度
（3）设密闭气体压强为p，对汽缸受力分析得
1
代入得
在第（2）问中为等压变化，故气体对外做功
根据热力学第一定律得
解得
14. 如图所示，质量分别为 的物体A、B用跨过定滑轮的轻绳连接，其中物体A
位于水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数 ，与滑轮距离足够远；物体 带正电，带电量
，位于倾角 的光滑绝缘斜面上，斜面上与物体 相距 的 点下方存在沿
斜面向上的匀强电场，电场强度大小为 。 时刻将物体B由静止释放，物体 视为
质点，重力加速度 取 ，求：
（1）物体B到达 点时的速度大小；
（2）物体B从开始到第一次运动至最低点的过程中电场力做的功。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）对AB组成的整体，由牛顿运动定律得
当物体B到达 点时
得
（2）B冲入电场后，假设绳子松驰，则对B物体有
得
对A物体有
得
即B物体减速得更快，绳子松他，假设成立，B物体运动到最低点的过程中，有
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学科网（北京）股份有限公司得
15. 过山车是游乐场中常见的设施．图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆
形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径 ＝2.0 m、
＝1.4 m．一个质量为m＝1. 0 kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以 ＝12.0m/s的初速度沿轨
道向右运动，A、B间距 =6. 0 m．小球与水平轨道间的动摩擦因数 =0.2，圆形轨道是光滑的．假设水
平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠．重力加速度取 ，计算结果保留小数点后一位数字．
试求：
（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；
（2）如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应 是多少；
（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径 应满足的条
件；小球最终停留点与起点A的距离．
【答案】（1）F=10.0 N （2）L=12.5m（3）当 时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为
L′， ；当 时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为 ， 26.0 m．
【解析】
【分析】
【详解】（1）设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v，根据动能定理有：
1
小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律有：
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学科网（北京）股份有限公司解得：
（2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v，则有：
2
解得：
（3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：
I．轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v，应满足
3
解得：
II．轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R，根据动能定理
3
解得
为了保证圆轨道不重叠，R 最大值应满足
3
解得 R=27.9m
3
综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件
或
当 时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为L′，则
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学科网（北京）股份有限公司当 时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为 ，则
第25页/共23页
学科网（北京）股份有限公司
