湖南省岳阳市2022届高三下学期教学质量监测（三）物理试题含解析

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岳阳市2022届高三教学质量监测（三）物理（考试时间：75分钟   满分100分）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、考号、姓名填写在答题卡上。2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答業信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答案不能答在试卷上。3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 在气体放电管中，用大量的高能电子轰击大量处于基态的氢原子，通过光栅分光计可观测到一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行实验观测，发现光谱线的数目是原来的三倍。用∆n表示两次观测中氢原子所处最高激发态的量子数n之差，则在n≤6的范围∆n的值为（　　）A. 1 B. 2 C. 3 D. 4【答案】A【解析】【详解】最高激发态量子数之差和最高能级量子数之差相同，因此设氢原子原来的最高能级为n，则调高后的能级为，则有解得，故A正确，BCD错误。故选A。2. 生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为，手机所在平面与水平面间的夹角为，则下列说法正确的是（　　）
 A. 当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于B. 当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C. 高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用D. 高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用【答案】D【解析】【详解】A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B错误；C．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C错误；D．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D正确。故选D。3. 2021年12月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。空间站转一圈的时间约90分钟，保证太空授课信号通畅的功臣是中继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A. 空间站的角速度小于中继卫星的角速度B. 空间站的加速度大于中继卫星的加速度C. 空间站的线速度小于中继卫星的线速度D. 中继卫星的线速度等于第一宇宙速度【答案】B【解析】【详解】A．中继卫星在地球同步静止轨道运行，周期为24小时，空间站转一圈约90分钟，由公式知空间站角速度大于中继卫星角速度，故A错误；B．由开普勒第三定律知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由得知空间站的加速度大于中继卫星的加速度，故B正确；CD．由万有引力定律提供向心力得可知空间站的线速度大于中继卫星的线速度，中继卫星的线速度小于第一宇宙速度，故CD错误。故选B。4. 快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹，这种做法的好处是（　　）
 A. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量B. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化C. 可以使某颠籁簸过程中物品动量变化的时间延长D. 可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率增加【答案】C【解析】【详解】ABC．充气袋在运输中起到缓冲作用，在某颠簸过程中，物体的动量变化量不变，由动量定理可知，合外力的冲量不变，充气袋可以延长动量变化所用的时间，从而减小物体所受的合力，AB错误，C正确；D．动量对时间的变化率即为物体所受的合力，充气袋可以减小颠簸过程中物品动量对时间的变化率，D错误。故选C。5. 示波管原理图如图甲所示。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑如图乙所示。若板间电势差UXX′和UYY′随时间变化关系图像如丙、丁所示，则荧光屏上的图像可能为（  ）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】UXX′和UYY′均为正值，电场强度方向由X指向X′，Y指向Y′，电子带负电，电场力方向与电场强度方向相反，所以分别向X，Y方向偏转，可知A正确。6. 如图所示，一竖直轻弹簧静止上在水平面上，其上端位于O点，重力均为 G的a、b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉b，将 a、b视为质点，则下列说法正确的是（　　）A. 若F=G，则a、b恰好在O点分离B. 若F=2G，则a、b 恰好在图示的初始位置分离C. 若F=，则a、b在O点正下方某一位置分离D. 若F=，则 a、b在O点正上方某一位置分离【答案】B【解析】【详解】A．a、b两物体叠放在轻弹簧上，并处于静止时，此时弹簧弹力等于重力得到压缩量x为若，则a、b两物体要分离时，两者间的相互作用力为0，对b物体，根据牛顿第二定律得到此时对a物体，根据牛顿第二定律可得解得所以a，b在O点正下方某一位置分离，A错误；B．若，则a、b两物体要分离时，两者间的相互作用力为0，对b物体，根据牛顿第二定律得到对a根据牛顿第二定律得解得则a、b恰好在图示的初始位置分离，B正确；CD．当拉力较小时要考虑物体整体做简谐振动的情况。若，系统做简谐振动，对a、b两物体整体进行分析，平衡位置时，弹簧的压缩量为，则解得此时振幅为则最高点时的弹簧压缩量为此时弹簧弹力为向上的G，则对b，对a解得可知，两物体没有分离；所以物体整个过程中不会分离，两物体将一起做简谐振动；同理可分析若时，系统同样做简谐振动，不会分离，CD错误。故选B。二、选择题：本题共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. 正方形的四个顶点分别固定如图所示的点电荷，O是正方形的中心，a、b、c、d分别是各边的中点。取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（　　）A a、c两点电势相等B. b，d两点电场强度相同C. c、d两点电场强度方向相互垂直D. O点电场强度为零，电势不为零【答案】AC【解析】【详解】A．a、c两点电势均等于零，A正确；B．右面两个电荷在b点合电场强度Eb1竖直向上，左面两个电荷在b点的合电场强度Eb2竖直向下，因为，所以b点的合电场强度竖直向上；左面两个电荷在d点电场强度Ed1竖直向下，右面两个电荷在d点的电场强度Ed2竖直向上，因为，所以d点的合电场强度方向竖直向下；b，d两点电场强度方向相反，B错误；C．下面两个电荷在c点电场强度Ec1水平向左，上面两个电荷在c点的电场强度Ec2水平向右，因为 ，所以c点的电场强度方向水平向左；左面两个电荷在d点电场强度Ed1竖直向下，右面两个电荷在d点的电场强度Ed2竖直向上，因为，所以d点的电场强度方向竖直向下；则c、d两点电场强度方向相互垂直，C正确；D．对角线上的两个正电荷在O点的合场强等于零，两个负电荷在O点的合电场强度等于零，所以四个点电荷在O点的合电场强度为零；四个电荷在O点的总电势等于零，D错误。故选AC。8. 第24届冬奥会在中国北京举行。在高台滑雪项目中，一运动员（视为质点）从倾斜雪道上端M点以水平速度飞出。最后落在雪道上，已知雪道的倾角为，重力加速度为g。若不计空气阻力，则下列结论中正确的是（　　）A. 运动员在空中运动的时间等于B. 运动员在空中运动的时间等于C. 运动员的落点与M点的距离等于D. 运动员落点与M点的距离等于【答案】BD【解析】【详解】AB．设运动员在空中运动的时间为t，根据平抛运动规律以及几何关系有解得故A错误，B正确；CD．运动员的水平位移大小为运动员的落点与M点的距离为故C错误，D正确。故选BD。9. 如图甲所示为无线充电技术中使用通电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，电阻为R。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到t1时间内，下列说法正确的是（　　）A. 线圈a端的电势比线圈b端的电势高B. 通过线圈的磁通量的变化量为C. 线圈ab两端的电势差Uab恒为D. 若用导线将线圈a、b两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为【答案】AD【解析】【详解】A．线圈中原磁场先向左减弱后向后增强，由楞次定律可知，感应磁场方向一直向左，根据线圈环绕方向知a端电势比b端电势高，故A正确；B．在0到时间内，通过线圈的磁通量的变化量为故B错误；C．由法拉第电磁感应定律故C错误；D．若用导线将线圈a、b两端连接起来，通过导线横截面的电荷量故D正确。故选AD。10. 如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点（O、A等高，不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α=30°，β=45°。则（　　）
 A. 将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变B. 将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移C. 静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P加速度为D. 小球P与小球Q的质量之比为【答案】AC【解析】【详解】A．绳子 B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，因此AQB变成了晾衣架问题，绳长不会变化，A到右边板的距离不变，因此角度不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A正确。B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时，如果 P向下移动一段距离，绳子AP拉力变小，绳长AP变长，而 AB之间的绳子长度变短，则角度 变大，绳子 AB之间的张力变大，AP的张力也变大，产生矛盾；B错误。C．剪断 A处细绳，拉力突变为零，小球 P只受重力的分力，所以加速度为C正确。D．根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同， 则又由于由两式可得故 D错误。故选AC。三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。11. 某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与斜面间的动摩擦因数．PQ为一块倾斜放置的木板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连(图中未画)．每次实验时将一物体(其上固定有宽度为d的遮光条)从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.500 m不变．(设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同)(1)用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d＝__________cm；(2)该小组根据实验数据，计算得到物体经过光电门的速度v，并作出了如图丙所示的v2－h图象，其图象与横轴的交点为0.25．由此可知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝______________；(3)若更换动摩擦因数更小的斜面，重复上述实验得到v2－h图象，其图象的斜率将______________(填“增大”“减小”或“不变”)．【答案】    ①. 0.225    ②. 0.5    ③. 不变【解析】【详解】（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，则读数为：；（2）设斜面的长为s，倾角为，由动能定理得：即：，由图象可知，当时，，代入得到：；（3）由知斜率为定值，若更换动摩擦因数更小的斜面，图象的斜率不变．12. 如图甲所示为某电阻随摄氏温度变化的关系，图中表示时的电阻，表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势为，内阻为）、电流表（内阻为）、滑动变阻器串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到了一个简单的“电阻测温计”．（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度，则的刻度应在刻度的_________________（填“左”或“右”）侧．（2）在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用（表示滑动变阻器接入的阻值）等物理量表示所测温度与电流的关系式：____________.（3）由（2）知，计算温度和电流的对应关系需要先测量电流表的内阻（约为）．已知实验室有下列器材：A.电阻箱（）B.电阻箱（）C.滑动变阻器（）D.滑动变阻器（）此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等．请在虚线框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻的电路___________；在这个实验电路中，电阻箱应选______________，滑动变阻器应选_________________．（填仪器前的选项字母）．【答案】    ①. 右    ②.     ③.     ④. B    ⑤. D【解析】【详解】第一空.由题图甲可知，温度升高时电阻阻值增大，导致流过电流表的电流减小，可知的刻度应在刻度的右侧.第二空.由闭合电路欧姆定律知，由图甲知，解得.第三空.应用半偏法测电流表的内阻实验时，滑动变阻器采用限流式，电流表和电阻箱并联，设计的电路如图所示：第四空.第五空.采用半偏法测电阻时，电阻箱的最大阻值应该大于电流表的内阻，同时滑动变阻器应该选择阻值较大的，故电阻箱选择B，滑动变阻器选择D.13. 如图所示，在空间建立O-xyz坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，垂直纸面向里为z轴正方向（图中未画出），自起，沿y方向间距为d的水平区域，有均匀电磁场区域和无电磁场区域相间排列，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，匀强电场的电场强度方向竖直向上。一电荷量为q，质量为m的带正电小球从坐标原点O由静止自由下落，在有电磁场的区域中做匀速圆周运动，重力加速度大小为g。（1）带电小球从第1个电磁场区域的下边界穿出时，设其速度方向与竖直方向的夹角为β1，求sinβ1；（2）若已知，则带电小球到达第几个有电磁场分布的区域时，将不能从该区域的下边界射出？（不考虑带电小球从该区域的上边界穿出后的运动）
 【答案】（1）；（2）11【解析】【详解】（1）小球在无电磁场区域内做自由落体运动，设进入电磁场时的速度为v0解得小球进入电磁场区域做匀速圆周运动，根据平衡条件得根据牛顿第二定律得 根据直角三角形得 解得 （2）根据题意，小球在无电磁场区域只受重力作用，速率增大，在有电磁场区域内，重力与电场力平衡，洛仑兹力不做功，速率不变。设小球进入第n个电磁场区域时的速度为vn，恰好不能射出，根据动能定理得在电磁场中，根据牛顿第二定律得 小球每次从进入到射出一个电磁场所获得的x方向上的速度增量设为Δvx，则 由于小球进入第n个电磁场区域而不能射出，应该满足 小球进入该区域过程中，vx是变化的，只有小球在运动到轨道的最低点时，有 解得 所以小球不能从第11个电磁场区域射出。14. 如图所示，固定在竖直面内的轨道由足够长直线和半径为R的四分之一圆弧相切连接而成，除AB段粗糙外其它部分均光滑，C、D是圆弧的两端点。两个质量均为m的小球a和b，分别从A点和C点以一定的初速度向右运动，a球的初速度是b球的2倍，b球第一次上升相对C点的最大高度为2R，在b球返回c点向B点运动的过程中，与迎面而来的a球发生弹性碰撞，碰后b球第二次上升相对c点的最大高度为。由于磁性的原因b球在CD上还会受到轨道对它的垂直轨道方向、大小为的吸引力，是b球所在位置与C点间的圆弧所对的圆心角。视小球为质点，两球与AB间的动摩擦因素均为。假设除碰撞外两球间没有作用力。空气阻力不计，重力加速度为g。求：（1）b球在空中运动过程中重力的冲量；（2）b球由D滑向C的过程中对轨道压力的最大值；（3）a、b两球在AB上运动的总时间。【答案】（1）；方向竖直向下；（2）6mg；（3）【解析】【详解】(1)b球第一次上升，在空中运动高度为R，设D点速度为，则解得b球在空中运动时间b球在空中运动过程中重力的冲量为方向竖直向下(2)b球由最高点下落到圆弧上P点时的高度差为由得P点的速度由得解得由牛顿第三定律知，b球由由D滑向C的过程中对轨道压力的最大值为6mg。(3)设a球碰撞前后的速度分别为、，由，分别求得b球碰撞前后的速度大小分别为，取向左为正方向，由，解得，由机械能守恒可知，b球的初速度为则a球的初速度为则a球从A运动到B的时间为因为所以两球不会发生第二次碰撞，且都将静止在AB上，两球在AB上向左运动的时间分别为，故a、b两球在AB上运动的总时间为（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。15. 下列说法正确的是（   ）A. 物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大B. 岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体C. 地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少D. 系统对外做功，内能一定减少E. 热运动的宏观过程会有一定的方向性【答案】ACE【解析】【详解】A．物体的温度降低，分子的平均动能减小，但是个别分子的动能可能会增大，选项A正确；B．岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐仍是晶体，选项B错误；C．地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少，选项C正确；D．系统对外做功，若系统吸热，则内能不一定减少，选项D错误；E．根据热力学第二定律可知，热运动的宏观过程会有一定的方向性，选项E正确。故选ACE。16. 如图所示，一个粗细均匀、导热良好的形细玻璃管竖直放置，端封闭，端开口。玻璃管内通过水银柱封闭、两段气体，气体下端浮有一层体积、质量均可忽略的隔热层，各段长度如图所示。已知大气压强，环境温度为27℃。①通过加热器对气体加热，使其温度升高到177℃，管内剩余水银柱的总长度为多少？②保持气体温度177℃不变，以为轴将玻璃管缓慢旋转至水平状态，则玻璃管内剩余水银柱的总长度为多少？【答案】①49cm  ；②40cm【解析】【分析】【详解】①假设b气体膨胀过程中未到达C，膨胀过程中水银不断从D口流出但水银柱高度不变，气体a、b的压强不变，a气体体积不变，b做等压膨胀，由盖-吕萨克定律得b气体的长度变为假设成立，剩余水银柱的长度②以BC为轴将玻璃管旋转到水平状态a、b两部分气体均做等温变化，且压强均变为75cmHg，由平衡关系可知 a气体初状态压强根据玻意耳定律有得对b气体，初状态的压强为根据玻意耳定律有得则剩余水银柱的长度17. 如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-2m和x=12m处，两列波的传播速度均为v=4m/s，两波源的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此时刻平衡位置处于x=2m和x=8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=5m处，则下列说法正确的是（　　）
 A. t=0.75s时刻，两列波开始相遇B. t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点C. t=1s时刻，质点M的位移为-4cmD. t=1s时刻，质点Q的速度为0E. 质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向【答案】ACE【解析】【详解】A．根据所以t=0.75s时刻，两列波开始在M点相遇，所以A正确；B．由于机械波传播的是振动形式，各质点并没有随波迁移，只是在各自的平衡位置振动而已，所以B错误；C．t=1s时刻，质点M开始振动了0.25s，两列波的振动周期为所以质点M开始振动了，由于两列波在M点开始振动时振动方向都是向下的，根据叠加原理可知，t=1s时刻，质点M的位移为-4cm，所以C正确；D．由于 t=1s时刻，质点Q刚好振动一个周期，则质点Q再次回到平衡位置，其速度最大，所以D错误；E．根据上下坡法则，质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向，所以E正确；故选ACE。18. 五角棱镜是光束定角度转向器之一，常用于照相机的取景器、图像观察系统或测量仪器中。如图所示是五角棱镜的截面图。棱镜材料的折射率为n，AB面与AE面垂直。一束单色光垂直AB面入射，经DE面和BC面反射后垂直AE面射出。该单色光的频率为f，在真空（或空气）中传播的速度为c。求：（1）单色光在棱镜材料中的波长；（2）BC面与DE面的夹角；（3）若入射光线与AB面不垂直，入射角为i，求同样经两次反射后从AE面射出的光线与入射光线间的夹角。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）单色光在棱镜材料中的速度波长
 （2） 画出光路图如图甲，KH为反射面DE的法线，KI为反射面BC的法线，由反射定律可知∠1=∠2，∠3=∠4光线IJ与光线GH垂直，则∠1+∠2+∠3+∠4=90°由几何关系可知∠5=∠2+∠3由于KH⊥FE，KI⊥FB则α=∠5=45°（3）如图乙，光线在AB面的入射角为i时，折射角为∠6，光线PQ在AE面的入射角为∠7，从Q射出的光线的折射角为r，则由折射定律由前面的分析可知光线NO⊥PQ，可得∠6=∠7可得