湖南省“一起考”大聯(lián)考高三下學(xué)期模擬考試物理試題（四）

2024屆高三“一起考”大聯(lián)考（模擬四）物理（時(shí)量：75分鐘滿分：100分）一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.物理學(xué)家玻爾提出原子模型，成功解釋了氫原子光譜，如圖所示為氫原子的部分能級圖，下列說法正確的是（）A.氫原子從能級躍遷到能級時(shí)，電子動能和氫原子能量均減少B.用的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子時(shí)，氫原子可能會發(fā)生躍遷C.大量處于能級的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，可能輻射6種不同頻率的光子D.玻爾提出的原子模型能解釋所有原子的光譜【答案】C【解析】【詳解】A．氫原子從能級躍遷到能級時(shí)，電子動能增大，氫原子能量減少，A錯(cuò)誤；B．的光子能量不等于能級差，氫原子不能吸收，不會發(fā)生躍遷，B錯(cuò)誤；C．大量處于能級的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，可能輻射種不同頻率的光子，C正確；D．玻爾提出的原子模型只能解釋氫原子光譜，不能解釋其他原子的光譜，D錯(cuò)誤。故選C。2.現(xiàn)有一輛小汽車以的速度勻速駛向路口，當(dāng)行駛至車頭距路口斑馬線處時(shí)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)有人正沿前方斑馬線橫穿馬路，司機(jī)經(jīng)過時(shí)間做出反應(yīng)，隨后開始剎車剛好在斑馬線處停下，全過程的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A. B.小車剎車時(shí)的加速度為C.汽車內(nèi)的平均速度為 D.汽車停車前最后發(fā)生的位移是【答案】D【解析】【詳解】A．汽車的初速度為由運(yùn)動學(xué)公式有解得A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像可知，小車剎車時(shí)的加速度為B錯(cuò)誤；C．小車內(nèi)的平均速度為C錯(cuò)誤；D．汽車停車前最后發(fā)生的位移是D正確。故選D。3.如圖所示，以為原點(diǎn)建立如圖所示的坐標(biāo)系，為波源，時(shí)波源從平衡位置開始垂直紙面向外做簡諧運(yùn)動（以垂直紙面向外為正方向），振動頻率為，振幅為，所激發(fā)的橫波向四周傳播，在時(shí)簡諧波的最遠(yuǎn)波峰傳到了的位置，則下列說法正確的是（）A.波的傳播速度為B.在時(shí)，波源垂直紙面向外振動C.在時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)振動的路程為D.在時(shí)，x軸上有3個(gè)點(diǎn)處于波谷位置【答案】A【解析】【詳解】A．振動周期為，機(jī)械波傳到的位置時(shí)，傳播時(shí)間是傳播速度是故A正確；B．在時(shí)，波源垂直紙面向里振動，故B錯(cuò)誤；C．在時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)振動的時(shí)間小于，振動的路程小于故C錯(cuò)誤；D．在時(shí)，振動傳播到的位置，波長，x軸上波谷坐標(biāo)分別為和，由對稱性可知x軸上有四個(gè)點(diǎn)處于波谷位置，故D錯(cuò)誤。故選A。4.2023年7月9日《黑龍江新聞網(wǎng)》消息，七月九日十九時(shí)零分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丙運(yùn)載火箭，成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星屬于低軌道衛(wèi)星，我國的獨(dú)角獸企業(yè)銀河航天計(jì)劃在2025年前發(fā)射1000顆低軌衛(wèi)星，這是國內(nèi)目前最大規(guī)模的衛(wèi)星星座計(jì)劃，也是中國版的“星鏈”。如果衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星沿圓軌道運(yùn)動，軌道距地面高度為h，地球半徑為R，引力常量為G，地表重力加速度為g，則（）A.根據(jù)題中數(shù)據(jù)可以估算衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星繞地心做勻速圓周運(yùn)動的周期B.根據(jù)題中數(shù)據(jù)可以估算衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的質(zhì)量C.衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星在工作軌道上的線速度一定小于同步衛(wèi)星的線速度D.衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星在工作軌道上做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度一定大于g【答案】A【解析】【詳解】AB．依題意，試驗(yàn)衛(wèi)星所受萬有引力提供其做勻速圓周運(yùn)動的向心力，即又聯(lián)立，解得試驗(yàn)衛(wèi)星的質(zhì)量在公式中可以約去，所以不能計(jì)算其質(zhì)量。故A正確；B錯(cuò)誤；C．根據(jù)解得依題意，試驗(yàn)衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星在工作軌道上的線速度一定大于同步衛(wèi)星的線速度。故C錯(cuò)誤；D．衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星在工作軌道上做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度為故D錯(cuò)誤。故選A。5.如圖甲所示為無線充電的工作原理示意圖，它由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數(shù)為50匝，電阻，在它的兩端接一阻值的電阻。設(shè)在送電線圈上的端接入交流電源時(shí)，受電線圈中的磁通量隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.時(shí)受電線圈中產(chǎn)生的電動勢為0B.電壓表的示數(shù)為C.一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)上產(chǎn)生的焦耳熱為D.之間流過電阻的電荷量為0【答案】C【解析】【詳解】A．時(shí)線圈中的磁通量為零，線圈中產(chǎn)生的電動勢最大故A錯(cuò)誤；B．電動勢有效值為電壓表的示數(shù)為故B錯(cuò)誤；C．一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)上產(chǎn)生的焦耳熱為故C正確；D．線圈中感應(yīng)電動勢的平均值通過電阻電流的平均值為通過電阻的電荷量之間磁通量的變化量流過電阻的電荷量為故D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示，某真空室內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁場內(nèi)有一塊足夠長的平面感光板MN，點(diǎn)a為MN與水平直線ab的交點(diǎn)，MN與直線ab的夾角為，ab間的距離為。在b點(diǎn)的點(diǎn)狀的電子源向紙面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射電子，電子做圓周運(yùn)動的半徑為，不計(jì)電子間的相互作用和重力，，則MN上被電子打中的區(qū)域的長度為（）A.6cm B.8cm C.10cm D.12cm【答案】C【解析】【詳解】電子從b點(diǎn)射出后，在磁場中沿順時(shí)針方向做圓周運(yùn)動，如圖所示的兩個(gè)圓分別表示電子打在板上的兩個(gè)臨界情況，一個(gè)打在a點(diǎn)，一個(gè)打在C點(diǎn)，打在C點(diǎn)的電子軌跡恰好與板相切，過b點(diǎn)做MN的垂線bD，過O1做bD垂線O1E，由幾何知識可得又因所以可得所以MN上被電子打中的區(qū)域的長度為故選C。二、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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7.2020年2月，中國科學(xué)家通過冷凍電鏡捕捉到新冠病毒表面蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2蛋白的結(jié)合過程，首次揭開了新冠病毒入侵人體的神秘面紗。電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關(guān)鍵部分，在電子顯微鏡中電子束相當(dāng)于光束，通過由電場或磁場構(gòu)成的電子透鏡實(shí)現(xiàn)會聚或發(fā)散作用，其中的一種電子透鏡的電場分布如圖所示，其中虛線為等勢面，相鄰等勢面間電勢差相等。一電子僅在電場力作用下運(yùn)動，其軌跡如圖中實(shí)線所示，、、是軌跡上的三點(diǎn)，且點(diǎn)的動能大于點(diǎn)的動能，則下列說法正確的是（）A.電子經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度B.點(diǎn)的電勢高于點(diǎn)的電勢C.點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.電子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能【答案】ACD【解析】【詳解】A．根據(jù)可得點(diǎn)的動能大于點(diǎn)的動能，故電子經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度，故A正確；B．電子僅在電場力作用下運(yùn)動，電子從點(diǎn)運(yùn)動至點(diǎn)，動能增大，電場力做正功，電勢能減小，負(fù)電荷在高電勢處電勢能反而小，故點(diǎn)的電勢低于點(diǎn)的電勢，故B錯(cuò)誤；C．等勢面越密，電場強(qiáng)度越大，點(diǎn)處等勢面比點(diǎn)處等勢面密，故點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故C正確；D．相鄰等勢面間電勢差相等，則負(fù)電荷在高電勢處電勢能反而小，故電子在點(diǎn)的電勢能大于在點(diǎn)的電勢能，故D正確。故選ACD。8.如圖所示，甲、乙兩名質(zhì)量分別為m1和m2的運(yùn)動員，各抓住輕質(zhì)繩的一端（運(yùn)動員腳未著地），繩子與滑輪間的摩擦不計(jì)，滑輪和繩子質(zhì)量均不計(jì)，則（）A.若，兩運(yùn)動員緊抓繩子與繩子保持相對靜止，乙運(yùn)動員與繩子間的摩擦力大小為B.若，兩運(yùn)動員緊抓繩子與繩子保持相對靜止，繩子中的拉力大小是C.若，乙運(yùn)動員抓住繩子不動，甲運(yùn)動員抓住繩子由靜止開始加速上爬，乙運(yùn)動員與繩子間的摩擦力大于D.若，乙運(yùn)動員抓住繩子不動，甲運(yùn)動員抓住繩子由靜止開始加速上爬，甲、乙距地面初始高度相同，則甲先到達(dá)滑輪處【答案】BC【解析】【詳解】B．對整體分析，有對m1，有所以，故B正確；A．繩子質(zhì)量不計(jì)時(shí)，運(yùn)動員與繩子間的摩擦力大小等于繩子拉力大小，故A錯(cuò)誤；CD．若，甲運(yùn)動員抓住繩子由靜止開始加速上爬，繩子拉力大于運(yùn)動員的重力，繩子對兩運(yùn)動員的拉力大小相等，兩運(yùn)動員的質(zhì)量也相等，所以兩運(yùn)動員向上的加速度大小相等，又起始高度相同，故兩運(yùn)動員同時(shí)到達(dá)滑輪處，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。9.如圖所示，水平桌面上有一個(gè)水銀槽，薄壁細(xì)玻璃管的底部膠接著一根細(xì)線，細(xì)線的另一端懸掛在鐵架臺的支架上．玻璃管開口向下并插入水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為，管內(nèi)被封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，下列各種情況下能使細(xì)線拉力變小的是（開始時(shí)細(xì)線的拉力不為零，且不計(jì)玻璃管所受的浮力）（）A.隨著環(huán)境溫度升高，管內(nèi)氣體溫度也升高B.大氣壓強(qiáng)變大C.再向水銀槽內(nèi)注入水銀D.稍降低水平桌面的高度，使玻璃管位置相對水銀槽上移【答案】AC【解析】【詳解】對玻璃管受力分析，由平衡條件得解得，細(xì)線的拉力為即細(xì)線的拉力等于玻璃管的重力和管中高出液面部分水銀的重力。A．隨著環(huán)境溫度升高，管內(nèi)氣體溫度也升高，由理想氣體狀態(tài)方程可得，封閉氣體壓強(qiáng)增大，水銀柱高度減小，故拉力減小，A正確；B．大氣壓強(qiáng)變大，水銀柱上移，增大，所以拉力增大，B錯(cuò)誤；C．向水銀槽內(nèi)注入水銀，封閉氣體的壓強(qiáng)增大，平衡時(shí)水銀柱高度減小，故拉力減小，C正確；D．稍降低水平桌面高度，使玻璃管位置相對水銀槽上移，封閉氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，平衡時(shí)水銀柱高度增大，故拉力增大，D錯(cuò)誤。故選AC。10.如圖甲所示的平行金屬極板MN之間存在交替出現(xiàn)的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，取垂直紙面向外為磁場正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t周期性變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直極板向上為電場正方向，電場強(qiáng)度E隨時(shí)間t周期性變化的規(guī)律如圖丙所示。時(shí)，一不計(jì)重力、帶正電的粒子從極板左端以速度v沿板間中線平行極板射入板間，最終平行于極板中線射出，已知粒子在時(shí)速度為零，且整個(gè)運(yùn)動過程中始終未與兩極板接觸，則下列說法正確的是（）A.粒子可能在時(shí)刻射出極板 B.極板間距不小于C.極板長度為 D.=【答案】ABD【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，在內(nèi)，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，且轉(zhuǎn)了周，在內(nèi)，粒子在電場中向下做減速運(yùn)動到速度為零，在內(nèi)，粒子在電場中向上做加速運(yùn)動到速度為，在內(nèi)，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，轉(zhuǎn)了周，粒子回到極板中線，速度平行于極板中線，接下來粒子周期性地重復(fù)以上運(yùn)動，粒子在一個(gè)運(yùn)動周期內(nèi)的軌跡如圖所示A．粒子一個(gè)運(yùn)動周期為故粒子射出極板的時(shí)刻可能為（，，）當(dāng)時(shí)故A正確；B．粒子在磁場中，設(shè)粒子的軌跡半徑為，則有解得粒子在電場向下減速的位移為故極板間距應(yīng)滿足故B正確；C．極板長度可能為（，，）故C錯(cuò)誤；D．粒子在磁場中，有解得粒子在電場中，有解得可得故D正確；故選ABD。三、填空題：本題共2小題，第11題6分，第12題8分，共14分。11.“筋膜槍”是利用內(nèi)部電機(jī)帶動“槍頭”高頻沖擊肌肉，緩解肌肉酸痛的裝備。某同學(xué)為了測量“槍頭”的沖擊頻率，設(shè)計(jì)了圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將帶限位孔的塑料底板固定在豎直墻面上，“槍頭”放在限位孔上方，靠近并正對紙帶。啟動筋膜槍，松開紙帶，讓紙帶在重錘帶動下穿過限位孔，“槍頭”在紙帶上打下系列點(diǎn)跡。更換紙帶，重復(fù)操作，得到多條紙帶，選取點(diǎn)跡清晰的紙帶并舍去點(diǎn)跡密集的部分。完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)跡有拖尾現(xiàn)象，他以拖尾點(diǎn)跡左側(cè)邊沿為測量點(diǎn)，測量得到各點(diǎn)間距如圖（b）所示，可知紙帶的________（選填“左”或“右”）端連接重鍾。（2）重力加速度取，可算得“槍頭”的沖擊頻率_______Hz。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）該次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因有下列三種情況，其中最主要的原因是______。A.紙帶與限位孔有摩擦力B.測量各點(diǎn)間的距離不精確C.“槍頭”打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動【答案】①.左②.40③.C【解析】【詳解】（1）[1]松開紙帶，紙帶在重錘作用下做加速運(yùn)動，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離逐漸增大，由圖可知，紙帶左端與重錘相連。（2）[2]根據(jù)逐差法，有即解得頻率為（3）[3]由于點(diǎn)跡有拖尾現(xiàn)象，因此該次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是“槍頭”打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動。故選C。12.實(shí)驗(yàn)室提供以下實(shí)驗(yàn)器材：A.蓄電池（電動勢約，內(nèi)阻約）B.電壓表（，內(nèi)阻約）C.電流表（，內(nèi)阻約）D.電阻箱（）E.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干甲、乙兩同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材設(shè)計(jì)電路測量蓄電池的電動勢和內(nèi)阻：（1）甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材，設(shè)計(jì)如圖甲所示電路，則開關(guān)S閉合前應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)至___________（填“最大”或“最小”）。（2）甲同學(xué)接好電路后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，電流表示數(shù)隨之變化，記錄電阻箱阻值R和電流表示數(shù)Ⅰ，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，該同學(xué)以為縱軸，以R為橫軸，作出圖像，得到一條傾斜直線，若直線斜率為k，縱截距為b，則待測電源的電動勢為___________，內(nèi)阻為___________。（用k和b表示）（3）乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖乙所示的電路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的各器材的規(guī)格，你認(rèn)為___________（填“甲”或“乙”）同學(xué)測蓄電池的電動勢和內(nèi)阻的誤差更小?！敬鸢浮浚?）最大（2）①.②.（3）乙【解析】【小問1詳解】閉合開關(guān)S前，應(yīng)使電流表示數(shù)最小，應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)至最大?！拘?詳解】[1][2]由閉合電路的歐姆定律得整理得由此可知解得【小問3詳解】因蓄電池內(nèi)阻是小電阻，故電壓表的分流作用比電流表的分壓作用小，所以采用圖乙的誤差更小。四、計(jì)算題：本題共3小題，其中第13題10分，第14題15分，第15題17分，共42分，寫出必要的推理過程，僅有結(jié)果不得分。13.如圖所示，一等腰直角三棱鏡，放在真空中，AB=AC，在棱鏡側(cè)面AB左方有一單色光源S，從S發(fā)出的光線SD以60°入射角從AB側(cè)面中點(diǎn)射入三棱鏡。（1）若從AB面折射后的光線直接射到AC面上，再從AC面折射出去，出射光線與AC面的夾角為30°，求棱鏡的折射率n1；（2）若從AB面折射后的光線先射到BC面上，已知光線在BC面上只反射不折射（BC背面鍍銀，光線射不出去），反射后的光線再射到AC面上折射出去時(shí)，出射光線與AC面的夾角仍為30°，求棱鏡的折射率n2的取值范圍。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）光路圖如圖所示由折射定律，光線在AB面上折射時(shí)，有折射角為在AC面上出射時(shí)，有由幾何關(guān)系知聯(lián)立解得所以折射率為（2）光路圖如圖所示由幾何關(guān)系得由折射定律知，此時(shí)的出射角一定為60°，要使光線經(jīng)AB面折射后射到BC面上，臨界狀態(tài)恰好射到C點(diǎn)，作出光路圖如圖所示由幾何關(guān)系求得由折射定律得此時(shí)折射率為所以折射率滿足的條件為14.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M=2kg，半徑為R=1m的光滑均質(zhì)半球，靜置于光滑水平桌面上，以半球圓心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖建立平面直角坐標(biāo)系，在球頂有一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球（視為質(zhì)點(diǎn)），P為坐標(biāo)軸所在平面內(nèi)半圓弧上的一點(diǎn)，且OP與豎直方向的夾角為θ，且cosθ=0.8，小球由靜止開始沿球面下滑，當(dāng)小球m滑到P點(diǎn)時(shí)，未脫離半球，已知，g取10m/s2，試求：（1）當(dāng)小球m滑到P點(diǎn)時(shí)，半球的位移大?。唬?）當(dāng)小球m滑到P點(diǎn)過程中，小球的軌跡方程；（3）當(dāng)小球m滑到P點(diǎn)時(shí)，半球速度v2大?。ńY(jié)果保留一位小數(shù)）。【答案】（1）0