湖南省天壹名校聯(lián)盟高三下學期三模物理試題

2024年高考考前仿真聯(lián)考二物理注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題（本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一項符合題目要求）1.下列說法錯誤的是（）A.法拉第對理論和實驗資料進行嚴格分析后，得出了法拉第電磁感應定律的公式B.方解石晶體是各向異性的晶體，它能把光分解為兩束光而沿不同方向折射，形成雙折射現(xiàn)象C.原子的發(fā)射光譜是一些分立的亮線D.原子核的結(jié)合能也是核子結(jié)合成原子核而釋放的能量【答案】A【解析】【詳解】A．法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，是紐曼和韋伯總結(jié)出電磁感應定律則，故A錯誤；B．方解石晶體是各向異性的晶體，它能把光分解為兩束光而沿不同方向折射，形成雙折射現(xiàn)象，選項B正確；C．原子的發(fā)射光譜是一些分立的亮線，即是線狀光譜，選項C正確；D．原子核的結(jié)合能既是原子核變?yōu)樽杂珊俗有枰淖钚∧芰恳彩呛俗咏Y(jié)合成原子核而釋放的能量，選項D正確。此題選擇錯誤的，故選A。2.有一個直徑為0.6m的細圓環(huán)形狀的黃燈，圓面水平放置在距離水池水面下方0.2m處開始緩慢下降了0.1m，下降過程中燈始終保持水平，已知黃光在水中折射率，則在這一過程中有光射出的水面形狀的變化情況說法正確的是（）A.始終是圓 B.始終是圓環(huán)C.先是圓后變成圓環(huán) D.先是圓環(huán)后變成圓【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意設(shè)細圓環(huán)形黃燈中的一點光源發(fā)出的光照射到水面時透光面積是半徑為的圓，則根據(jù)光發(fā)生全反射條件即解得所以初始狀態(tài)中細圓環(huán)形狀的黃燈有光射出的水面形狀為圓環(huán)。隨著黃燈緩慢下降，全反射臨界角不變，根據(jù)幾何關(guān)系可知點光源的透光半徑逐漸增大。當再下降時，可得解得細圓環(huán)上無數(shù)點光源在水面的透光面積疊加可知有光射出的水面形狀是圓。因此在這一過程中有光射出的水面形狀先是圓環(huán)后變成圓。故選D。3.進入冬季后，北方的冰雪運動吸引了許多南方游客。如圖為雪地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)游戲，人乘坐雪圈（人和雪圈總質(zhì)量為50kg，大小忽略不計）繞軸以2rad/s的角速度在水平雪地上勻速轉(zhuǎn)動，已知水平桿長為2m，離地高為2m，繩長為4m，且繩與水平桿垂直。則雪圈（含人）（）A.所受的合外力不變 B.所受繩子的拉力指向圓周運動的圓心C.線速度大小為8m/s D.所需向心力大小為400N【答案】C【解析】【詳解】A．雪圈（含人）做勻速圓周運動合外力一直指向圓心，方向在時刻發(fā)生變化，因而合外力在不斷變化，故A錯誤；B．根據(jù)圖示可知繩子的拉力沿繩并指向繩收縮的方向，并不是指向圓周運動的圓心的，故B錯誤；C．根據(jù)幾何關(guān)系可知，雪圈（含人）做勻速圓周運動的半徑為則線速度大小為故C正確；D．雪圈（含人）所受的合外力提供所需的向心力，則有故D錯誤。故選C。4.如圖所示，真空中有四個點電荷分別固定在A、B、C、D四點，O為AB的中點，若O點的電場強度為零，已知A、C兩點放置的點電荷均為，則B、D兩個點電荷的電荷量分別為（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】【詳解】A、B、C、D各點在O點的電場方向如圖所示可知B點電荷帶正電、D點電荷帶負電，設(shè)AC長度為x，根據(jù)平衡條件和幾何知識有，即，解得，故選B。5.如圖所示，某創(chuàng)新實驗小組制作了一個半徑為8cm的圓環(huán)，將3個相同的輕彈簧一端等間距地連接在圓環(huán)上的A、B、C三點，另外一端連接于同一點，結(jié)點恰好在圓心O處。將圓環(huán)水平放置，在結(jié)點O處懸掛一瓶礦泉水，緩慢釋放直至平衡時測得結(jié)點下降了6cm。已知輕彈簧的原長為8cm，礦泉水的重力為6N，則彈簧的勁度系數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由幾何關(guān)系可知每根彈簧此時的長度為此時每根彈簧與豎直方向夾角為可知由平衡可知可得故選B。6.如圖所示，直角坐標系位于豎直平面內(nèi)，y軸豎直向上，第III、IV象限內(nèi)有垂直于坐標平面向外的勻強磁場，第IV象限同時存在方向平行于y軸的勻強電場（圖中未畫出），一質(zhì)量為m、帶電量絕對值為q的小球從x軸上的A點由靜止釋放，恰好從P點垂直于y軸進入第IV象限，然后做圓周運動，從Q點以速度v垂直于x軸進入第I象限，重力加速度為g，不計空氣阻力。則（）A.從A點到Q點的過程小球的機械能守恒 B.電場方向豎直向上C.小球在第IV象限運動的時間為 D.小球能夠返回到A點【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)左手定則和小球從A運動到P的軌跡可知小球帶負電。從P到Q過程中小球做圓周運動可知此時小球受到的向下的重力與向上的電場力平衡，又因為小球帶負電所以電場方向豎直向下。A到Q的過程中，洛倫茲力不做功，電場力做正功，機械能增加。故AB錯誤；C．小球恰好從P點垂直于y軸進入第IV象限，然后做圓周運動，從Q點以速度v垂直于x軸進入第Ⅰ象限，所以設(shè)小球做圓周運動的半徑為，則在到過程中，根據(jù)動能定理可得，小球做圓周運動的周期小球在第IV象限運動時間為故C正確。D．根據(jù)豎直上拋運動規(guī)律可知小球會從Q點以速度大小為垂直于軸向下進入磁場，此后根據(jù)左手定則，小球不會有向左的運動，不能夠返回A點。故D錯誤。故選C。二、選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全得3分，有選錯或不選得0分）7.位于的波源p從時刻開始振動，形成沿x軸正、負方向傳播的兩列波，在時波源停止振動，時的波形如圖所示，其中質(zhì)點a的平衡位置，質(zhì)點b的平衡位置。下列說法正確的是（）A.沿x軸正、負方向傳播的這兩列波頻率相同會發(fā)生干涉現(xiàn)象B.時，波源的位移為7.5cmC.時，質(zhì)點a的位移為0D.在0到4s內(nèi)，質(zhì)點b運動總路程是60cm【答案】BD【解析】【詳解】A．沿x軸正、負方向傳播的這兩列波頻率相同，但反向運動不會相遇，也就不會發(fā)生干涉現(xiàn)象。故A錯誤；B．由題意可得，波速振動周期有圖可知，波源的起振方向向上，綜合可得波源在一個周期內(nèi)的振動方程將代入上式，可得波源的位移為7.5cm，故B正確；C．質(zhì)點a開始振動時間時，質(zhì)點a振動，又及起振方向可知，時，質(zhì)點a的位移為15cm，故C錯誤；D．質(zhì)點b開始振動時間在0到4s內(nèi)，質(zhì)點b振動，又波源只振動了2s可知任意質(zhì)點都振動2s，在0到4s內(nèi)，質(zhì)點b從平衡位置開始振動了，質(zhì)點b運動總路程是60cm。故D正確。故選BD。8.如圖甲所示，光滑的水平地面上靜置一質(zhì)量為M，半徑為R光滑的圓弧體，圓心為O，一個質(zhì)量為m的小球由靜止釋放，釋放時小球和O點連線與豎直半徑OA夾角為，滑至圓弧底部后與圓弧分離，此時小球相對地面的水平位移為x。改變小球釋放時的角度，得到小球的水平位移x和的關(guān)系圖像如圖乙所示，重力加速度為g，關(guān)于小球下滑的過程，下列說法正確的是（）A.小球與圓弧面組成的系統(tǒng)動量守恒B.圓弧體對小球做負功C.圓弧體與小球的質(zhì)量之比為D.當為90°時，兩者分離時小球的速度為【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)動量守恒條件可知小球與圓弧面組成的系統(tǒng)在豎直方向合力不為0，系統(tǒng)在水平方向動量守恒。故A錯誤；B．整個系統(tǒng)機械能守恒，圓弧體機械能增加說明小球?qū)A弧體做正功，則圓弧體對小球做負功。故B正確；C．滑至圓弧底部后兩物體間的相對位移大小為根據(jù)水平方向動量守恒可得時間相等，則上式可變形為解得圓弧體與小球的質(zhì)量之比為故C正確；D．當為90°時，根據(jù)機械能守恒可得又根據(jù)動量守恒定律解得兩者分離時小球的速度為故D錯誤。故選BC。9.如圖所示，一顆質(zhì)量為m的衛(wèi)星要發(fā)射到中地圓軌道上，通過M、N兩位置的變軌，經(jīng)橢圓轉(zhuǎn)移軌道進入中地圓軌道運行。已知近地圓軌道的半徑可認為等于地球半徑，中地圓軌道與近地圓軌道共平面且軌道半徑為地球半徑的3倍，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，下列說法中正確的是（）A.衛(wèi)星進入中地圓軌道時需要在N點減速B.在轉(zhuǎn)移軌道上的M點和N點速度關(guān)系為C.該衛(wèi)星在中地圓軌道上運行的速度為D.該衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上從M點運行至N點（M、N與地心在同一直線上）所需的時間為【答案】CD【解析】【詳解】A．衛(wèi)星進入中地圓軌道時需要在N點加速，故A錯誤；B．根據(jù)開普勒第二定律可知根據(jù)題意則故B錯誤；C．衛(wèi)星在中地圓軌道上，由萬有引力提供向心力得在近地面解得故C正確；D．衛(wèi)星在中地圓軌道上周期根據(jù)幾何關(guān)系可知轉(zhuǎn)移軌道的半長軸為，由開普勒第三定律得聯(lián)立解得在轉(zhuǎn)移軌道上從M點運行至N點（M、N與地心在同一直線上）所需的時間故D正確。故選CD。10.如圖，理想變壓器原線圈與定值電阻、理想二極管接在的交流電源上，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭初始位置在副線圈正中間。定值電阻，滑動變阻器R的最大阻值為25Ω，滑片初始位置在處。電流表、電壓表均為理想交流電表，電源內(nèi)阻不計，下列說法正確的是（）A.初始時，電壓表示數(shù)為4.5V，電流表示數(shù)為0.75AB.若保持位置不變，向下滑動，則電壓表示數(shù)先變大后變小，電流表示數(shù)變小C.若保持位置不變，滑動時，當原副線圈匝數(shù)比時，上的功率最大約為3.4WD.若保持位置不變，滑動時，當時，理想變壓器的輸出功率有最大值約為10W【答案】ACD【解析】【詳解】A．交變電流流過二極管后其電壓有效值為18V，變壓器變壓比為2：1，變壓器的副線圈并聯(lián)電阻總阻值為等效在原線圈的等效電阻為則原線圈的電流為可知變壓器原線圈電壓為則變壓器輸出端電壓即電壓表的示數(shù)為4.5V，電流表示數(shù)為故A正確；B．設(shè)，若保持P1位置不變，P0向下滑動時，n2減小，則等效電阻增大，原線圈電流變小，電壓表示數(shù)為可知，當時U2取得最大值，由于滑動觸頭P0初始位置在副線圈正中間，即開始時，所以P0向下滑動時，電壓表示數(shù)一直變小，電流表示數(shù)也會一直變小，故B錯誤；C．當?shù)刃щ娮钑r，，變壓器的輸出電壓最大，則定值電阻的功率也最大，上的功率最大約為故C正確；D．當?shù)刃щ娮钑r，變壓器的輸出功率最大，而此時對應的匝數(shù)比為，，理想變壓器的輸出功率有最大值約為故D正確。故選ACD。三、填空題（本題共2小題，共16分）11.某實驗小組用如圖甲所示裝置用來驗證機械能守恒，直徑為d的擺球A拴在長為L的不可伸長的輕繩一端（），繩的另一端固定在O點，O點正下方擺球重心經(jīng)過的位置固定光電門B?，F(xiàn)將擺球拉起，使繩偏離豎直方向成角時由靜止釋放擺球，當其到達最低位置時，光電門B記錄的遮光時間為t。如圖乙所示為萬能角度尺，萬能角度尺是利用游標卡尺讀數(shù)原理來直接測量角度的工具。它有一個可轉(zhuǎn)動的圓盤（即主尺），在圓盤的邊緣標有表示圓心角的刻度，在圓盤的外側(cè)有一個固定不動的圓弧狀的游標尺。主尺上29°對應的弧長與游標尺上30格對應的弧長相等（）。（1）圖乙中萬能角度尺所測量的角度為_________；（2）改變角并記錄對應的時間t的值，作出圖像，已知直線斜率的絕對值為k，則重力加速度_________（用題中字母表示）；（3）寫出一條減小實驗誤差的措施：____________________________________?！敬鸢浮浚?）（2）（3）減小擺角【解析】【小問1詳解】主尺精確到1°，游標卡尺（游標尺上有30個等分刻度）精確到，主尺讀數(shù)為，游標讀數(shù)為萬能角度尺所測量的角度為【小問2詳解】由機械能守恒定律可知由于聯(lián)立解得已知直線斜率的絕對值為k，那么解得【小問3詳解】減小擺角，單擺才能近似為簡諧振動，這樣可以減小實驗誤差，故填減小擺角。12.某實驗小組利用壓敏電阻制作一臺電子秤，如圖（c）所示，已知壓敏電阻阻值R隨壓力F變化圖像如圖（a）所示，其中R0=20Ω，圖像斜率k未知。圖（b）為簡易電子秤（秤盤質(zhì)量不計）的電路圖，其中電源電動勢E=4.5V，內(nèi)阻r=2Ω，R1是保護電阻，R2是調(diào)零電阻（最大阻值為20Ω），電流表量程為30mA，內(nèi)阻為6Ω，R3=3Ω，g取10m/s2。實驗步驟如下：步驟a：秤盤上不放重物時，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針滿偏；步驟b：秤盤上放置已知重力的重物G，保持滑動變阻器電阻接入電阻不變；讀出此時毫安表示數(shù)I；步驟c：換用不同已知質(zhì)量的重物，記錄每一個質(zhì)量值對應的電流值；步驟d：將電流表刻度盤改裝為質(zhì)量刻度盤。（1）現(xiàn)有四個規(guī)格保護電阻，R1應選（）A.1Ω B.10Ω C.30Ω D.100Ω（2）改裝后的質(zhì)量刻度盤的零刻線在電流表_________（填“零刻度”或“滿刻度”）處；質(zhì)量刻度是_________（填“均勻的”或“不均勻的”）。（3）將一個質(zhì)量為8kg物體放在秤盤上，電流表示數(shù)為10mA，則圖（a）中斜率為_________。（4）電子秤用久了，電源電動勢減小為4.32V，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺電子秤稱重前，進行了步驟a操作，如稱得一物體的質(zhì)量為8kg，則待測重物的真實質(zhì)量為_________kg。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（5）電池E使用時間較長，電池的電動勢變小、內(nèi)阻變大；重新調(diào)零后，實驗要求若被測物體質(zhì)量測量的相對誤差不能超過，則電池電動勢降低為_________V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）時必須更換電池?！敬鸢浮浚?）B（2）①.滿刻度②.不均勻的（3）125（4）7.68（5）4.28【解析】【小問1詳解】秤盤上不放重物時，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表指針滿偏，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得由于R2的最大阻值為20Ω，解得故選B?！拘?詳解】[1][2]由于壓敏電阻阻值R隨壓力增大而增大，則電流表隨壓力的增大而減小，所以改裝后的刻度盤，其零刻度線在電流表的滿刻度處，且有電流表的讀數(shù)為由此可知，質(zhì)量刻度是不均勻的?！拘?詳解】將一個質(zhì)量為8kg的物體放在秤盤上，電流表示數(shù)為10mA，代入上式解得【小問4詳解】若電子秤用久了，電源電動勢減小為4.32V，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺電子秤稱重前，進行了步驟a操作，則若秤得一物體的質(zhì)量為8kg，即此時電流表讀數(shù)為10mA，所以代入數(shù)據(jù)解得【小問5詳解】當電源電動勢減小，內(nèi)阻增大時，仍要使得電流表滿偏，則電源內(nèi)阻與滑動變阻器接入電路的阻值之和會減小，當放置重物時，導致電流表示數(shù)偏小，則測量結(jié)果偏大，即所以聯(lián)立可得即電池電動勢降低為4.29V時必須更換電池。四、計算題（本題共3小題，其中第13題10分，第14題14分，第15題16分，共40分。寫出必要的推理過程，僅有結(jié)果不得分）13.如圖所示，有一個豎直放置的容器，橫截面積為S，有一隔板放在卡槽上將容器分隔為容積均為的上下兩部分，另有一只氣筒分別通過單向進氣閥與容器上下兩部分連接（氣筒連接處的體積不計，抽氣、打氣時氣體溫度保持不變），初始時m、n均關(guān)閉，活塞位于氣筒最右側(cè)，上下氣體壓強均為大氣壓強，活塞從氣筒的最右側(cè)運動到最左側(cè)完成一次抽氣，從最左側(cè)運動到最右側(cè)完成一次打氣。重力加速度為g。（1）活塞完成一次抽氣、打氣后，隔板與卡槽未分離，此時容器上下兩部分氣體壓強之比為3:5，求氣筒的容積；（2）當完成抽氣、打氣各2次后，隔板與卡槽仍未分離，則隔板的質(zhì)量至少是多少？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）活塞完成一次抽氣、打氣后，隔板與卡槽未分離，氣體做等溫變化，對上部分氣體對下部分氣體根據(jù)題意解得氣筒的容積為（2）當完成抽氣、打氣各2次后，隔板與卡槽仍未分離，氣體做等溫變化，對上部分氣體對下部分氣體解得，隔板與卡槽仍未分離，則解得隔板的質(zhì)量至少為14.如圖所示，有一個質(zhì)量為的U形金屬導軌abcd水平放在光滑的絕緣水平面上，導軌ab、cd足夠長且電阻不計，bc長為L，電阻為，另有一接入電路電阻為，質(zhì)量為的導體棒PQ水平放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為，PQbc構(gòu)成矩形，PQ右側(cè)有兩個固定于水平面的立柱，勻強磁場大小均為B，虛線右側(cè)豎直向上，左側(cè)水平向右，導軌bc邊的中點用細繩繞過光滑的定滑輪連接一個質(zhì)量為的重物，剛開始導軌、重物的速度均為0，現(xiàn)靜止釋放重物，當重物下落高度h時，導軌abcd的速度恰好達到穩(wěn)定，在這一過程中，導軌與PQ摩擦生熱為。重力加速度為g。求：（1）導軌abcd穩(wěn)定的速度v；（2）從導軌開始運動到速度穩(wěn)定這一過程中，導體棒PQ產(chǎn)生的焦耳熱Q；（3）導軌abcd從開始運動到穩(wěn)定需要的時間t。（計算結(jié)果中導軌abcd穩(wěn)定時的速度用v表示）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）導軌abcd穩(wěn)定時，根據(jù)受力平衡可得又聯(lián)立解得（2）從導軌開始運動到速度穩(wěn)定這一過程中，根據(jù)能量守恒可得解得這一過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為則這一過程中，導體棒PQ產(chǎn)生的焦耳熱為（3）導軌abcd從開始運動到穩(wěn)定，以導軌abcd和重物為系統(tǒng)，根據(jù)動量定理可得其中聯(lián)立解得導軌abcd從開始運動到穩(wěn)定需要的時間為15.如圖所示，水