2023屆湖南省衡陽市高三5月質量調查（三）物理試題

2023屆湖南省衡陽市高三5月質量調查（三）物理試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，四根相互平行的固定長直導線、、、，其橫截面構成一角度為的菱形，均通有相等的電流，菱形中心為。中電流方向與中的相同，與、中的相反，下列說法中正確的是（）A．菱形中心處的磁感應強度不為零B．菱形中心處的磁感應強度方向沿C．所受安培力與所受安培力大小不相等D．所受安培力的方向與所受安培力的方向相同2、某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵心的線圈L、小燈泡A、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關S，小燈泡正常發(fā)光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象。你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是（）A．線圈的電阻偏大B．小燈泡的額定電壓偏大C．電源的電動勢偏小D．線圈的自感系數(shù)偏小3、如圖所示，質量相等的A、B兩個小球懸于同一懸點O，且在O點下方垂直距離h=1m處的同一水平面內做勻速圓周運動，懸線長L1＝3m，L2＝2m，則A、B兩小球（）A．周期之比T1：T2＝2：3 B．角速度之比ω1：ω2＝3：2C．線速度之比v1：v2＝： D．向心加速度之比a1：a2＝8：34、如圖所示，將一交流發(fā)電機的矩形線圈abcd通過理想變壓器外接電阻R=10Ω，已知線圈邊長ab=cd=0.1m,ad=bc=0.2m，匝數(shù)為50匝，線圈電阻不計，理想交流電壓表接在原線圈兩端，變壓器原副線圈匝數(shù)比n1:n2=1:3，線圈在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中繞垂直磁場的虛線軸以ω=200rad/s的角速度勻速轉動，則（）A．從圖示位置開始計時，線圈中產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的關系式為e=40sin200t(V)B．交流電壓表的示數(shù)為40VC．電阻R上消耗的電功率為720WD．電流經(jīng)過變壓器后頻率變?yōu)樵瓉淼?倍5、圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為5∶1。變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式電流，兩個20Ω的定值電阻串聯(lián)接在副線圈兩端。電流表、均為理想電表。則（）A．電流表示數(shù)為0.2A B．電流表示數(shù)為5AC．電壓表示數(shù)為4V D．通過電阻R的交流電的周期為2×10-2s6、如圖所示，彈簧振子在a、b兩點間做簡諧振動當振子從平衡位置O向a運動過程中A．加速度和速度均不斷減小B．加速度和速度均不斷增大C．加速度不斷增大，速度不斷減小D．加速度不斷減小，速度不斷增大二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、2019年7月25日，北京理工大學宣布：“北理工1號”衛(wèi)星搭乘星際榮耀公司的雙曲線一號火箭成功發(fā)射，進入地球軌道。如圖所示，“北理工1號”衛(wèi)星與高軌道衛(wèi)星都在同一平面內繞地球做同方向的勻速圓周運動，此時恰好相距最近。已知地球的質量為M，高軌道衛(wèi)星的角速度為ω，“北理工1號”衛(wèi)星的軌道半徑為R1，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．“北理工1號”衛(wèi)星的運行周期大于高軌道衛(wèi)星的運行周期B．“北理工1號”衛(wèi)星的機械能小于高軌道衛(wèi)星的機械能C．“北理工1號”衛(wèi)星的加速度和線速度大于高軌道衛(wèi)星的加速度和線速度D．從此時到兩衛(wèi)星再次相距最近，至少需時間8、如圖所示，有一傾角θ＝30°的斜面體B，質量為M．物體A質量為m，彈簧對物體A施加一個始終保持水平的作用力，調整A在B上的位置，A始終能和B保持靜止．對此過程下列說法正確的是()A．A、B之間的接觸面可能是光滑的B．彈簧彈力越大，A、B之間的摩擦力越大C．A、B之間的摩擦力為0時，彈簧彈力為mgD．彈簧彈力為mg時，A所受摩擦力大小為mg9、圖是某繩波形成過程的示意圖．質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動質點2、3、4，…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端．t=T/4時，質點5剛要開始運動．下列說法正確的是A．t＝T/4時，質點5開始向下運動B．t＝T/4時，質點3的加速度方向向下C．從t＝T/2開始的一小段時間內，質點8的速度正在減小D．從t＝T/2開始的一小段時間內，質點8的加速度正在減小10、如圖所示，質量為M的木板放在光滑的水平面上，木板的右端有一質量為m的木塊（可視為質點），在木板上施加一水平向右的恒力F，木塊和木板由靜止開始運動并在最后分離。設分離時木塊相對地面運動的位移為x，保證木塊和木板會發(fā)生相對滑動的情況下，下列方式可使位移x增大的是（）A．僅增大木板的質量MB．僅減小木塊的質量mC．僅增大恒力FD．僅增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù)三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）LED燈是一塊電致發(fā)光的半導體材料芯片，其優(yōu)點是體積小、質量輕、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、綠色環(huán)保、安全可靠，我國已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。某小組同學找到了幾個圖甲所示的LED燈泡，準備描繪LED燈泡的伏安特性曲線，所用器材如下：A．LED燈泡：額定功率0.1W；B．電壓表V：量程0~5V，內阻約為100kΩC．電流表A：量程0~300mA，內阻約為10ΩD．鋰離子電池：電動勢3.8V、內阻很小；E.滑動變阻器R：0—50Ω，2A；F.開關、導線若干。（1）考慮到描繪LED燈泡的伏安特性時，燈泡兩端電壓應從零開始，同時又要盡量減小實驗誤差。下列電路中最恰當?shù)囊粋€是_________。A．B．C．D．（2）選擇好正確的電路進行實驗，根據(jù)實驗所測得的電壓和電流，描繪出該LED燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，由圖線可知，LED燈泡兩端電壓在2.3V以下時幾乎處于_________（選填“短路”或“斷路”）狀態(tài)，選LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升高而_________（選填“增大”“減小”或“不變”）。（3）由該LED燈泡的伏安特性曲線可知，若將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為的電阻串聯(lián)，則該LED燈泡的耗電功率為___________W（保留兩位有效數(shù)字）。12．（12分）某實驗小組用如圖所示的裝置，做驗證機械能守恒定律的實驗。當?shù)刂亓铀俣葹椋?1)電磁鐵通過鐵夾固定在鐵架臺上，給電磁鐵通電，小球被吸在電磁鐵下方（光電門的正上方）。電磁鐵斷電，小球由靜止釋放，測得小球通過光電門所用時間為，測得小球直徑為，電磁鐵下表面到光電門的距離為，根據(jù)測得數(shù)值，得到表達式_______（用已知和測得的物理量表示）在誤差允許的范圍內成立，則機械能守恒定律得到驗證；(2)若保持電磁鐵位置不變，改變光電門的位置，重復上述實驗，得到多組及小球通過光電門的時間，為了能通過圖像直觀地得到實驗結果，需要作出_____（填“”“”“”或“”）圖像，當圖像是一條過原點的傾斜直線時，且在誤差允許的范圍內，斜率等于___________（用已知和測得的物理量表示），則機械能守恒定律得到驗證；(3)下列措施可以減小實驗誤差的是______。A．選用直徑較小，質量較大的小球B．選用直徑較大，質量較大的小球C．電磁鐵下表面到光電門的距離適當大些D．盡量讓小球球心通過光電門四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）一個橫截面為梯形的玻璃磚，如圖所示，，∠A=∠B=60°，該玻璃磚的折射率n=1.5，一束光從距A點為的G點垂直AB射入玻璃磚。光在真空中的傳播速度為c，不計光路逆向的來回反射情形。(1)請完成光路圖；(2)該束光從G點進入起，到剛射出玻璃磚經(jīng)歷的時間t。14．（16分）某研究性學習小組在實驗室進行了測定金屬電阻率的實驗，實驗操作如下：(1)檢查螺旋測微器零位線是否準確，若測微螺桿和測砧緊密接觸時，螺旋測微器的示數(shù)如圖甲所示，則用該螺旋測微器測金屬絲直徑時，測量結果將______（選填“偏大”或“偏小”），這屬于______（選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）。(2)若用如圖乙所示的電路測金屬絲Rx的電阻，測量誤差主要來源于______，它將導致測量的金屬絲電阻率______（選填“偏大”或“偏小”）。(3)為了更準確地測量金屬絲的電阻，該學習小組對電路進行了改進，選擇了一個與金屬絲電阻差不多的已知阻值的電阻R，接入如圖丙所示的電路。實驗時，單刀雙擲開關接位置1時，電流表示數(shù)為I1，電壓表示數(shù)為U1；單刀雙擲開關接位置2時，電流表示數(shù)為I2，電壓表示數(shù)為U2，根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)可知金屬絲電阻的表達式為Rx=______。另外，實驗中不僅能得到金屬絲電阻的準確值，還可以測出電流表的內阻，電流表的內阻RA=______。（均用題中所給字母表示）15．（12分）一病人通過便攜式氧氣袋供氧，便攜式氧氣袋內密閉一定質量的氧氣，可視為理想氣體，溫度為0時，袋內氣體壓強為1.25atm，體積為50L。在23條件下，病人每小時消耗壓強為1.0atm的氧氣約為20L。已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1，在標準狀況（壓強1.0atm、溫度0）下，理想氣體的摩爾體積都為22.4L。求：(i)此便攜式氧氣袋中氧氣分子數(shù)；(ii)假設此便攜式氧氣袋中的氧氣能夠完全耗盡，則可供病人使用多少小時。（兩問計算結果均保留兩位有效數(shù)字）

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解析】

AB．由右手螺旋定則可知，L1在菱形中心處的磁感應強度方向OL2方向，21在菱形中心處的磁感應強度方向OL3方向，L3在菱形中心處的磁感應強度方向OL2方向，L4在菱形中心處的磁感應強度方向OL3方向，由平行四邊形定則可知，菱形中心處的合磁感應強度不為零，方向應在OL3方向與OL2方向之間，故A正確，B錯誤；C．L1和L3受力如圖所示，由于四根導線中的電流大小相等且距離，所以每兩根導線間的相互作用力大小相等，由幾可關系可知，所受安培力與所受安培力大小相等，方向不同，故CD錯誤；故選A。2、A【解析】

圖中的電路是一個燈泡與電感線圈并聯(lián)再與電源、開關串聯(lián)起來的電路，當小燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡和電感線圈中都有電流，當開關斷開時，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象，說明開關斷開后，通過小燈泡的電流也沒有顯著增大，這是因為原來通過電感線圈的電流小于燈泡的電流，當斷電后，電感最多會產(chǎn)生原來通過自己的等大的電流，故造成小燈泡未閃亮的原因是線圈的電阻偏大的緣故。故選A。3、C【解析】

AB．小球做圓周運動所需要的向心力由重力mg和懸線拉力F的合力提供，設懸線與豎直方向的夾角為θ。

對任意一球受力分析，由牛頓第二定律有：

在豎直方向有Fcosθ-mg=0…①在水平方向有…②由①②得分析題意可知，連接兩小球的懸線的懸點距兩小球運動平面的距離為h=Lcosθ，相等，所以周期相等T1：T2=1：1角速度則角速度之比ω1：ω2=1：1故AB錯誤；

C．根據(jù)合力提供向心力得解得根據(jù)幾何關系可知故線速度之比故C正確；

D．向心加速度：a=vω，則向心加速度之比等于線速度之比為故D錯誤。

故選C。4、C【解析】

A．從圖示位置開始計時，磁通量為零，感應電動勢最大，所以電動勢隨時間的變化關系為（V）代入數(shù)據(jù)得（V），故A錯誤；B．由瞬時值表達式（V），可知線圈產(chǎn)生的電動勢最大值為V，但電壓示數(shù)是有效值，故示數(shù)為V故B錯誤；C．根據(jù)解得變壓器副線圈的電壓V，所以電阻R上消耗的電功率為W故C正確；D．交流電的頻率經(jīng)過變壓器不發(fā)生變化，故D錯誤。故選C。5、A【解析】

AB．根據(jù)圖象可得原線圈的電壓的最大值為，所以電壓的有效值為原線圈的匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為5∶1，則有解得副線圈電壓則副線圈中的電流根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)的關系有所以原線圈中的電流即電流表的讀數(shù)故A正確，B錯誤；C．電壓表示數(shù)為電阻R上的電壓，根據(jù)歐姆定律有故C錯誤；D．由乙圖可知通過電阻R的交流電的周期為4×10-2s，故D錯誤。故選A。6、C【解析】

彈簧振子的振動規(guī)律.【詳解】當振子從平衡位置O向a運動過程中，位移逐漸增大，恢復力逐漸增大，加速度逐漸增大，因為速度和加速度方向相反，故速度逐漸減小，選項C正確.二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、CD【解析】

A．由可知衛(wèi)星的軌道越高，周期越大，A項錯誤；B．衛(wèi)星的機械能等于其動能與勢能之和，因不知道衛(wèi)星的質量，故不能確定衛(wèi)星的機械能大小關系，故B項錯誤；C．由可知軌道半徑越大，向心加速度越小，故“北理工1號”衛(wèi)星的加速度較大，由可知軌道半徑越小，線速度越大，故“北理工1號”衛(wèi)星的線速度較大，C項正確；D．設“北理工1號”衛(wèi)星的角速度為，根據(jù)萬有引力提供向心力有可得可知軌道半徑越大，角速度越小，兩衛(wèi)星由相距最近至再次相距最近時，圓周運動轉過的角度差為2π，即可得經(jīng)歷的時間故D項正確。故選CD。8、CD【解析】設彈簧彈力為F，當時，即時，A所受摩擦力為0；若，A受到的摩擦力沿斜面向下；若，A受到的摩擦力沿斜面向上，可見AB錯誤C正確；當時，A所受摩擦力大小為，方向沿斜面向下，D正確．9、BC【解析】A、t＝T/4時，質點5開始向上運動，A錯誤；B、t＝T/4時，質點3受到指向平衡位置的回復力的作用，加速度方向向下，B正確；CD、從t＝T/2開始的一小段時間內，質點8正在從平衡位置向上運動，速度正在減小，加速度正在增大，C正確，D錯誤．故選：BC．10、AD【解析】

設木板長為L，當木塊與木板分離時，運動時間為t，對于木板對于木塊當木塊與木板分離時，它們的位移滿足解得則木塊相對地面運動的位移為A．僅增大木板的質量M，變小，不變，x增大，故A正確；B．僅減小木塊的質量m，變大，不變，x減小，故B錯誤；C．僅增大恒力F，變大，不變，x減小，故C錯誤；D．僅稍增大木塊與木板間的動摩擦因數(shù)，變小，增大，x增大，故D正確。故選AD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、D斷路減小0.024（0.023—0.025均給分）【解析】

（1）要求電流電壓從零開始，所以電路應該用分壓電路，且由于電壓表的內阻遠遠大于待測電阻的阻值，所以應該用電流表外接法，所以電路結構選D；（2）在2.3V以下時電路中電流為零，可以認為電路斷路，從圖像上可以看出LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升高而減小。（3）將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為的電阻串聯(lián)，設燈泡兩端的電壓為U，流過燈泡的電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，整理得：，在I-U圖像上畫出此函數(shù)，如圖所示：圖像的交點即為燈泡的工作電壓和電流，此時的電壓為3.05V，電流為8mA，所以LED燈泡的耗電功率為12、ACD【解析】

(1)[1]由機械能守恒有故要驗證的表達式為。(2)[2][3]由得即為了直觀地得到實驗結果，應作圖像，在誤差允許的范圍內圖像的斜率為，則機械能守恒定律得到驗證。(3)[4]AB．為了減少實驗誤差，應選用質量大、