1、湖南师大附中2021届高三月考试卷（二）物理本试题卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共8页.时量90分钟，满分100分.第卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一以下现象、规律不能体现能量守恒定律的是A.行驶的汽车B.牛顿第三定律C.神舟飞船返回地面D.机械能守恒定律2.如图所示，在离地面一定高度处把4个水果以不同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，若1s后4个水果均着地，则1s后速率最大的是A.B
2、.C.D.3.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”为国际抗疫贡献了中国力量.某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为A.FB.C.D.4.在某综艺节目中，进行抛球击鼓的游戏，如图是游戏场地的示意图.图中甲、乙两鼓等高丙、丁两鼓较低但也等高.要求游戏者每次在图示位置从相同高度将球沿水平方向抛出，忽略空气阻力，则A.击中甲、乙的两球初速度v甲=v乙B.击中甲、乙的两球初速度v甲v乙C.假设某次抛出的球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓D
3、.击中四鼓的球中，击中丙鼓的初速度最大5.“S路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一个项目.某次练习过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可行驶方向视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑.如图所示，当汽车在水平“S路”图示位置处减速行驶时A.两名学员具有相同的线速度B.两名学员具有相同的角速度C.汽车受到的摩擦力与速度方向相反D.在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大6.一物体在不同的水平外力作用下，分别由静止开始沿光滑的水平桌面上做直线运动，它运动的图象分别如图所示其前4s内水平力做功最多的是A.B.C.D.7.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空
4、的痛”高空抛物，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害.有人曾做了一个实验将一枚50g的鸡蛋从7楼（距离地面上静止的钢板约为20m）无初速释放，若鸡蛋壳与钢板的作用时间为4.010-4s，鸡蛋与钢板撞击后速度变为零，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.在鸡蛋与钢板碰撞的过程中，钢板受到的平均撞击力的大小约为A.0.5NB.500NC.1000ND.2500N8.如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态，现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内）.与稳定在竖直位置时相比，小球的高度A
5、.一定升高B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定9.在一颗半径为地球半径的行星表面，将一个物体竖直向上抛出，不计空气阻力.从抛出开始计时，物体运动的位移随时间变化的关系如图（可能用到的数据:地球的半径为6400km，地球表面的重力加速度为10m/s2），则A.该行星表面的重力加速度为8m/s2B.该行星的质量比地球的质量大C.该行星的第一宇宙速度为6.4km/sD.该物体落到行星表面时的速率为30m/s10.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示.质量为m的子弹以速度v水平射向滑块.若射击上层，则子弹刚好不穿出，如图甲所示.若射击下层
6、，整个子弹刚好嵌入，如图乙所示.比较上述两种情况比较，以下说法正确的是A.两次子弹对滑块做功一样多B.两次滑块所受冲量一样大C.子弹击中上层过程中产生的热量多D.子弹嵌入下层过程中对滑块做功多11.如图所示，一根长直轻杆两端分别固定小球A和B，A球、B球质量分别为2m、m，两球半径忽略不计，杆的长度为l.将两球套在“L”形的光滑杆上，A球套在水平杆上，B球套在竖直杆上，开始AB两球在同一竖直线上.轻轻振动小球B，使小球A在水平面上由静止开始向右滑动.当小球B沿墙下滑距离为0.5l时，下列说法正确的是A.小球A的速度为B.小球B的速度为C.小球B沿墙下滑0.5l过程中，杆对A做功D.小球B沿墙下
7、滑0.5l过程中，A球增加的动能小于B球减少的重力势能12.美国堪萨斯州的“Verruckt”是世界上最高、最长的滑水道，可抽象为如图所示的模型.倾角为53的直滑道AB、倾角为37的直滑道D和光滑竖直圆弧轨道BCD、EFG都平滑连接.皮艇与直滑道间的动摩擦因数相同，皮艇与圆孤轨道的阻力不计已知两段圆弧的半径均为R=20m，DE段直滑道长为20m.某游客乘坐皮艇从高56m处由静止开始沿滑水道滑下，当皮艇到达圆弧轨道EFG段的E点时，皮艇对圆轨道的压力为零，则（sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g取10m/s2）A.皮艇经过E点时的速度大小为10m/sB.皮艇与直滑道之间的动摩擦因
8、数为C.皮艇不能够沿轨道安全通过最高点FD.若质量更大的游客乘坐这个皮艇从相同高度滑下，则皮艇也可以到达E点答题卡题号123456789101112得分答案第卷二、实验题（本题共2小题，共计12分，其中13题4分，14题8分，每小空2分，将答案填写在答题卡中）13.利用如图所示的实验装置“研究平抛物体的运动”实验.（1）以下是关于本实验的一些做法，其中合理的选项有_.A.应使坐标纸上竖线与重垂线平行B.斜槽轨道须选用光滑的C.斜槽轨道末端切线须调整水平D.应将坐标纸上确定的点用直线依次连接（2）若用每秒可以拍摄20张照片的相机连拍小球做平抛运动的几张连续照片，在坐标纸高0.5m的条件下，最多可
9、以得到小球在坐标纸上的位置点最接近为_.A.3个B.7个C.16个D.60个14.用如图所示装置验证机械能守恒定律.在已经调整为水平的气垫导轨上，将劲度系数为k的轻质弹簧右端固定在气垫导轨右端，弹簧左端与一质量为m的滑块接触而不固连.第1次向右推滑块压缩弹簧一段距离，并测出压缩量x1，然后静止释放滑块，通过光电门测量并计算得出滑块通过光电门的速度为v1；接下来重复以上实验操作，得到压缩量x和通过光电门的速度v的多组数据.已知弹簧的弹性势能,k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的伸长量或压缩量.（1）在实验误差允许范围内，若满足关系式_，则可验证系统的机械能守恒定律.（2）为了更直观地验证，某同学建立的
10、直角坐标系应以_为纵坐标，以_为横坐标，得出图象的斜率为_，同样可以验证机械能守恒定律.三、计算题（本题共30分，包括三个小题，其中15题8分，16题10分，17题12分）15.质量m=1kg的物体静止放在粗糙水平地面上.现对物体施加一个随位移变化的水平外力F时物体在水平面上运动.已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等.若F-x图象如图所示，且45m内物体匀速运动，x=7m时撤去外力，取g=10m/s2，则:（1）物体与地面间的动摩擦因数为多少?（2）物体的最大速度为多少?（3）撤去外力后物体还能滑行多长时间?16.神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测
11、双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点，不考虑其他星体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示.引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体（可视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2试求m（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量M的2倍，它将有可能成为黑洞.若可见星A的
12、速率v=2.7105m/s，运行周期T=4.7104s，质量m1=6M，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?（G=6.6710-11Nm2/kg2，M=2.01030kg）17.如图所示，弹性绳原长等于，B处是光滑的定滑轮，在M点穿上一个质量为m的球，此时ABM在同一水平线上，弹性绳弹力为mg.小球从M点由静止开始经过时间t滑到距M点为h的N点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数=0.5.试求从M到N的过程中，（1）摩擦力对小球做的功和弹力对小球做的功；（2）弹力对小球的冲量的大小；（3）小球的最大动能及最大动能时的位置.四、选考题（共10分，请考生任选一题作答，果多做，则按所做的第一题计分
13、）18.【选修3-3】（10分）（1）（4分）对于热运动和热现象，下列说法正确的是_.（填正确答案的标号，全部选对计4分，漏选计2分，错选计0分）A.玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用B.云母片导热性能各向异性，是山于该物质的微粒在空间按一定的规则排列C.未饱和汽在降低温度时也不会变成饱和汽D.物体放出热量，其分子平均动能可能增大E.气体压强达到饱和汽压时，蒸发和液化都停止了（2）（6分）如图所示，A、B两个圆柱形汽缸中间连通，B汽缸正中间有一光滑活塞，用劲度系数为k的轻弹簧与汽缸右侧壁连接，已知A汽缸长度为d，横截面积为S，B汽缸的横截面积和长度均为A的2倍.最初两汽缸内
14、气体压强均为p0、温度均为T0，活塞密闭且厚度不计，弹簧处于原长状态；现用电阻丝缓慢加热活塞右侧的气体，直至活塞刚好到达B汽缸的左端（即活塞与B汽缸左侧紧密接触但无弹力，接触部分之间无气体），此过程中因A汽缸壁导热良好，活塞左侧气体的温度保持不变，求此时:（i）活塞左侧气体的压强；（ii）活塞右侧气体的温度.19.【选修3-4】（10分）（1）（4分）一列简谐横波在t=2s时的波形如图甲所示，图中质点A的振动图象如图乙所示.则_.（填正确答案的标号，全部选对计4分，漏选计2分，错选计0分）A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的波速是25m/sC.质点A在任意的1s内所通过的路程都是0.4mD.
15、若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz（2）（6分）一棱镜的截面图如图所示，AE为四分之一圆弧，B为圆心，BCDE为矩形，一细光束从圆弧中点F沿半径射入棱镜，恰好在B点发生全反射，在CD面只发生一次反射，并从圆弧上的G点（未画出）射出，已知AB=r，BC=d，真B空中光速为c.求:（i）棱镜的折射率n；（ii）光在棱镜中传播所用的时间t.炎德英才大联考湖南师大附中2021届高三月考试卷（二）物理参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全
16、的得2分，有选错的得0分）题号123456789101112答案BACBBADAACABADBD1.B【解析】生产生活、自然现象无一例外都遵守能量守恒定律，能量守恒定律是普遍规律，A、C不符合题意；牛顿第三定律描述的是作用力与反作用力间的关系，不能体现能量守恒定律，B符合题意；机械能守恒定律是能量守恒定律的特殊情况，D不符合题意.2.A【解析】根据v=v0-gt，将各自初速度代入得:vA=-7m/s，vB=-5m/s，vC=0，vD=5m/s，A对，B、C、D错.3.C【解析】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故根据牛顿第二定律有:F-38Ff=3
17、8ma设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有:F1-2Ff=2ma，联立解得F1=，C对.4.B【解析】甲、乙两鼓高度相同，所以球到达鼓所用时间相同.因为水平距离不同，游戏者离甲鼓的水平距离较远，所以由x=vt可知，击中甲、乙的两球初速度v甲v乙，A错，B对；由图可知，游戏者与甲、丁两鼓三者不在同一直线上，则用相同速度发球不可能到达丁鼓，C错；因为丁与丙两鼓高度相同且丁离游戏者的水平距离最大，所以丁的初速度一定大于丙的初速度，D错.5.B【解析】两名学员绕同一点做圆周运动，则他们的角速度相等，两名学员离圆心的距离不相等，根据v=r可知，他们的线速度大小不相同，A不
18、符合题意，B符合题意；摩擦力的一部分分力提供汽车圆周运动所需向心力，摩擦力的另一部分分力与速度方向反向，所以摩擦力方向不与速度方向相反，C不符合题意；学员质量未知，无法比较他们受到汽车的作用力大小，D不符合题意.6.A【解析】物体由静止开始运动，B项与C项描述的运动是一致的，所对应的物体4s末的速度为零，根据动能定理可知，过程中外力做功为零；D对应的物体先加速再减速到零，再加速再减速到零，根据动能定理可知，过程中外力做功也为零；A对应物体4s末的速度大小为曲线切线斜率，速度不为零，由动能定理可知，过程中外力做功不为零.7.D【解析】根据可得，鸡蛋落地前的速度v=20m/s.设向下为正方向，忽略
19、重力冲量mgt，则对碰撞过程由动量定理可得:-t=0-mv，代入数据联立解得:=2500N，D对.8.A【解析】设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得:F1=mg，弹簧的伸长量:，即小球与悬挂点的距离为.当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图:得:F2cos=mg，F2sin=ma，解得:，弹簧的伸长量:，则小球与悬挂点的竖直方向的距离为:，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A正确.9.AC【解析】由图读出，物体上升的最大高度为:h=64m，上升的时间为:t=4s.对于上升过程，由h=t，得初速度为:v0=32m/s，物体
20、上升的加速度大小为:8m/s2；物体在行星表面受到的重力等于万有引力，解得M=0.512M地，故行星的质量小于地球的质量，B错；根据得该行星的第一宇宙速度为:v=6.4103m/s，C对；根据竖直上抛运动的对称性可知，该物体落到行星表面时的速度大小与初速度大小相等，D错.10.AB【解析】根据动量守恒知道最后滑块获得的速度（最后滑块和子弹的共速）相同的，即滑块获得的动能是相同的，根据动能定理，滑块动能的增量是子弹做功的结果，所以两次子弹对滑块做的功一样多，故A对，D错；由动量和动能的关系知道，滑块获得的动量也是相同的，由动量定理知滑块受到的冲量一样大，B对；子弹嵌入下层或上层过程中，系统产生的
21、热量都等于系统减少的动能，而子弹减少的动能一样多（子弹初末速度相等），滑块增加的动能也一样多，则系统减小的动能一样多，故系统产生的热量一样多，C错.11.AD【解析】当小球B沿墙下滑距离为0.5l时，杆与水平方向的夹角的正弦为sin=0.5，此时AB两球的速度关系满足，由机械能守恒定律可得，联立解得球A的速度为，B球速度为；由动能定理可得，代入数据解得，杆对A做的功为；A增加的动能为，B减小的重力势能为，由此可得.12.BD【解析】根据题意和牛顿第二定律可得:mgcos37=，解得:vE=4m/s，A错；由图可知A、E两点高度差为hAE=40m，从A到E过程，由几何得AB=60m，根据动能定理
22、则有:mghAE-mgABcos53-mgDEcos37=，解得，由式中可知等式两边的质量均可约去，故质量变大，皮艇还是可以达到E点，B、D正确；从E到F过程中，根据动能定理则有:-mgR（1-cos37）=，得:m/s，过F的最大速度vFmax=m/s，所以从E到F过程中，皮划艇始终没有脱离滑道，故皮艇能够安全通过F点，C错.二、实验题（本题共2小题，每小空2分，共12分，将答案填写在答题卡中）13.（1）AC（2）B【解析】（1）应使坐标纸上竖线与重垂线平行，样在确定坐标轴和长度的测量更方便、准确，A符合题意；斜槽轨道无须选用光滑的，只要每次小球都从同一位置静止释放，就能保证平抛时初速度相
23、同，B不符合题意；斜槽轨道末端切线须调整水平，这样才能使小球做平抛运动，C符合题意；应将坐标纸上确定的点用光滑的曲线依次连接，D不符合题意.（2）0.5m下落所需时间，因此拍摄数量n=6.3（个），故B对.14.（1）（2）v2（或v） x2（或x） （或）三、计算题（本题共30分，包括三个小题，其中15题8分，16题10分，17题12分）15.【解析】（1）由图象知45m内外力F=3N恒定，又物体匀速运动由F=mg将数据代入得=0.3（2分）（2）由图可知前3m内物体做加速度逐渐增大的加速运动，34m内做加速度逐渐减小的加速运动，匀速运动时速度最大.对位移x4=4m的过程，由F-x图象所围“
24、面积”的物理意义可得:WF4=16J由动能定理:，vmax=2m/s（2分）（3）前x7=7m内外力和阻力共同作用，物体做变速运动，且F-x图象围成的面积表示外力所做的功，即WF7=22J.由动能定理:（2分）代入数据得:v7=m/s撤去F后，水平方向只受摩擦力，由动量定理:-mgt=0-mv7，代入数据:（2分）16.【解析】（1）设A、B的轨道半径分别为r1、r2，它们做圆周运动的周期T、角速度都相同，根据牛顿运动定律有：，即:m1r1=m2r2（2分）A、B之间的距离r=r1+r2=，根据万有引力定律（1分）得（1分）（2）对可见星A有（1分）其中（1分）得（1分）（3）设m2=nMs（
25、n0），并根据已知条件m1=6Ms，及相关数据代入（2）问中得到的关系式得，由数学知识知在n0是增函数（2分）当n=2时，所以一定存在n2，即m22Ms，可以判断暗星B可能是黑洞（1分）17.【解析】（1）在任意位置Q时，弹力为F=kx，（设BQ=x，BM=x0，kx0=），那么弹力在水平方向的分量为Fx=-kxsin=kx0=mg（恒量），摩擦力Ff=Fx=mg（恒量）（2分）Fy=kxcos=ky（y下滑的距离，弹力在竖直方向的分量与下滑的距离y成正比）（1分）摩擦力的功为（1分）弹力的功为（1分）（2）合外力的冲量为零（小球动量改变为零），取向下为正，重力的冲量为mgt，摩擦力的冲量为.
26、弹力水平冲量由动量定理:Iy+mgt=0，Iy=（方向竖直向上）（2分）弹力冲量大小为:，（2分）（3）由上面知道在N点假设在距M点y处的P点有最大动能，那么有:（1分）所以y=h的P点处动能最大，（1分）四、选考题（共10分，请考生任选一题作答，果多做，则按所做的第一题计分）18.（1）ABD【解析】玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用，A符合题意；云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列，B符合题意；饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则降低温度可使未饱和汽变成饱和汽，C不符合题意；物体放出热量，若
27、外界对物体做功大于放出的热量，则物体内能增大，温度升高，则其分子平均动能会增大，D符合题意；气体压强达到饱和汽压时，进入液体内的和跑出液体的分子数相等，发和液化都没有停止，E不符合题意.（2）【解析】（i）活塞左侧气体发生等温变化，根据玻意耳定律可得：（2分）解得:pA=3p0（1分）（ii）活塞刚好到达B汽缸左端，由题意得：pAS+kd=pB2S（1分）对活塞右侧的气体，根据理想气体状态方程可得: （1分）解得 （1分）19.（1）BD【解析】由乙图可知，在t=2s时，A点正通过平衡位置向下振动，因此波沿x轴正方向传播；甲图可知，波长为20m，乙图可知振动周期为0.8s，根据，可得v=25m/s；由于各质点不是匀速运动，若质点A在特殊位置（最高点或平衡位置）计时，任意的1s内所通过的路程是0.4m，而如果不是从这些特殊位置计时，任意的1s内所通过的路程就不是0.4m；该波的频率f=1.25Hz，两列波产生稳定的干涉现象的条件就是两列波的频率相同，因此D符合题意.（2）【解析】（i）光路如图由几何关系，临界角为C=EBF=45根据全反射临界角公式sinC=（1分）解得n=（1分）（ii）由几何关系可得（1分）在直角三角形BHG中，由勾股定理BH2+HG2=BG2得HG=，光在棱镜中总路程（1分）光在棱镜中传播速度（1分）传播时间（1分）