2024届湖南省汉寿县第一中学高三下学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份2024届湖南省汉寿县第一中学高三下学期开学考试物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．某国政府不顾国际社会的反对，公然决定将大量核废水排放到太平洋，引起了国际舆论的强烈谴责。核废水主要包含63种放射性物质，其中以铯137、锶90、氚、碳14等为主，下列说法正确的是（ ）
A．铯137的半衰期是30年，60年后核废水中的铯137全部衰减殆尽
B．锶90发生衰变的衰变方程为的比结合能比的大
C．氚具有放射性，是原子核外电子从高能级向低能级跃迁造成的
D．碳14的半衰期为5730年，如果一块古木中的碳14含量是现代植物的0.25倍，则古木的历史约11460年
2．共享电动车为市民的出行带来了极大的方便，有效地解决了市民“最后一公里”的出行需求。 某市民骑共享电动车(视为质点)，在距离十字路口停车线24m处看到信号灯变红，此时电动车的速度大小为6m/s， 该市民立即撤去电动车动力。已知该共享电动车在此路面撤去动力后做匀减速直线运动，加速度大小为0.5m/s²，采取刹车措施时该共享电动车的加速度大小恒为2 m/s²，下列说法正确的是（ ）
A．若该市民撤去电动车动力后不采取刹车措施，则电动车能停在停车线前
B．若该市民撤去电动车动力后立即采取刹车措施，则电动车会恰好停在停车线处
C．若该市民在撤去电动车动力4s时采取刹车措施，则电动车会恰好停在停车线处
D．若该市民在撤去电动车动力5s时采取刹车措施，则电动车能停在停车线前
3．货车司机常说的“饿死不拉卷”是因为钢卷的重量很大，如果车速过快，急刹车时，驾驶舱后的钢卷容易发生滚动，从而与驾驶舱相撞造成交通事故。有人在高速路上拍下卡车运载钢卷的情景如图甲所示，半径为R的圆形钢卷没有采用其他的固定方式，只在钢卷的前、后各用一块三角尖楔顶在钢卷下端，三角尖楔与钢卷接触点距离水平车面高度为h，如图乙所示。若尖楔相对车面不滑动，重力加速度为g，钢卷与尖楔的摩擦力不计，在突发情况下，为了保证钢卷不离开车面，则卡车的刹车加速度大小不能超过（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示为橙子简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，橙子沿两杆向下运动，大、小橙落入不同区域，不计阻力，则（ ）
A．橙子受到每根杆的弹力方向不变
B．橙子在杆上运动时所受合力为零
C．离开杆后，橙子在空中做匀变速运动
D．离开杆后，大橙速度变化比小橙的快
5．如图所示的电路中，电源电动势和内阻保持不变，和均为定值电阻，，滑动变阻器。当的滑动触点在ab的中点时合上开关S，此时三个理想电表、和V的示数分别为、和U，现将的滑动触点向a端移动，则（ ）

A．电源的输出功率增大B．消耗的功率增大
C．不变D．增大，减小，U减小
6．一实验小组探索测量液体介质折射率的方法，如图1所示，光源S处在接收屏PQ上，PQ与一液体表面平行，液体深度h可变，底面为一高性能的光反射面MN。一束光以入射角i射向液体表面，在接收屏上出现若干间距相同，亮度不同的光点，已知i=60°，若相邻光点间的距离d与h间的关系如图2所示，则（ ）
A．液体的折射率为
B．光在刚进入液体中的折射角为30°
C．光点是由于光的干涉形成的
D．d的大小只与h有关，而与液体折射率的大小无关
二、多选题
7．物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。同学们用生活中的常见的道具设计了形形色色的小实验，下列关于实验的原理说法正确的有（ ）
A．如图(a)所示，甲同学制作的“花藤”，书页之间交错放置，不需要胶水，而下方的书并未因为自身重力而脱离，是因为书本之间具有静摩擦力
B．如图(b)所示，乙同学用吸墨纸制作的“纸蛇”，当他在蛇的褶皱上滴一滴水之后，纸蛇渐渐向前动了起来。这是因为纸纤维的毛细作用使得水发生布朗运动现象，从而让纸蛇的褶皱也随之扩展开来
C．如图(c)所示，丙同学制作的“彩虹糖旋风”，在玻璃容器里放置少量液体，色素逐渐溶于水，呈现出图片中的状态，这是分子运动引起的扩散现象导致的
D．如图(d)所示，辉光球在其周围形成了一不均匀的电场，丁同学利用辉光球“点亮”了日光灯灯管，这是感应起电现象。
8．图为神舟十五号与神舟十四号航天员“顺利会师”太空合影。由于在空间站运行轨道上存在密度为的均匀稀薄气体，为了维持空间站做匀速圆周运动，需要对空间站施加一个与速度方向相同的推动力。若稀薄气体相对地心静止，碰到空间站后气体立刻与空间站速度相同。已知空间站垂直速度方向的面积为S，离地面高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。则（ ）
A．空间站运行速度为B．空间站推动力发动机的功率为0
C．单位时间内推动的空气质量为D．对空间站施加动力的大小为
9．如图，在直角坐标系的一、四象限内有大小为、方向沿y轴正方向的匀强电场，虚线OM与x轴夹角。一带电量为、质量为m的粒子由静止释放，经过加速电压为的电压加速后从y轴上的Q点，以初速度沿x轴正方向射出，粒子做曲线运动垂直打在OM上的P点。已知粒子做曲线运动的时间为t，Q、P间沿y轴方向上的距离为。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）

A．粒子在P处沿竖直方向速度小于B．加速电压为
C．D．P点横坐标为
10．如图所示，足够长的金属导轨和平行且间距为左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为、，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为。均匀金属棒和质量均为，长度均为，电阻均为，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，金属棒光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒施加外力，使棒保持的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为，，。则（ ）
A．金属棒运动过程中最大加速度的大小
B．金属棒运动过程中最大加速度的大小
C．金属棒达到最大速度所用的时间
D．金属棒运动过程中，外力对棒的冲量大小为
三、实验题
11．某同学要做“验证机械能守恒定律”的实验。如图所示，在房梁上O点固定一根长度为l（l未知）、不可伸长的轻绳，轻绳另一端系一个小球。小球静止时位于P点，在P点两侧固定光电门。现把小球拉至M点使轻绳伸直，使M、P两点间距也为l，然后将小球由静止释放，记录小球经过光电门的时间。
（1）除了光电门及配套电源外，要完成此实验还需要的器材是 。
A．天平 B．打点计时器 C．刻度尺 D．游标卡尺
（2）如果设小球质量为m，直径为D，小球经过光电门所用时间为，重力加速度为g，则小球从M点运动到P点，重力势能的减少量为 ，动能的增加量为 。（用题中所给物理量的符号表示）
12．（1）某实验小组用多用电表（中间读数为40）来测量电压表（量程3V，内阻约3kΩ）内阻，将欧姆表和电压表串联后，欧姆表和电压表指针偏转如图所示，欧姆表读数： Ω，电压表读数约为 V。
（2）此欧姆表内部电池电动势约为 。（取2位有效数字）
（3）为了进一步准确测量电压表内阻，某同学设计了三个如图所示的电路图。图甲中电流表量程为，滑动变阻器阻值为；图乙中电流表量程为，滑动变阻器阻值为；图丙中变阻箱量程为。电源的电动势均约为，内阻均约为。下面电路中能准确测量电压表内阻的是 。
四、解答题
13．如图所示，间距为的M、N两波源在时刻同时开始振动，两波源在同一介质中形成两列相向传播的简谐横波，经过，图中的P、Q两质点刚好开始振动。已知两列波的波长均为，波源M的振幅为，波源N的振幅为，图中O点是两波源连线的中点。求：
（1）两列波的传播速度大小；
（2）从时刻开始，质点O在的时间内运动的路程。
14．如图，在固定斜面上有两物体A、B，其质量分别为，，A与斜面的动摩擦因数为，B与斜面间无摩擦。斜面倾角为，斜面足够长。开始外力使A、B静止且中间有质量不计的炸药。在撤去外力的同时炸药瞬间爆炸，A、B共获得的机械能为。爆炸后A、B分别沿斜面向下、向上运动。已知，，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：
（1）爆炸后瞬间A、B的速度大小；
（2）B第一次沿斜面向上运动的最大距离；
（3）从爆炸结束时到A、B再次相遇时的时间。

15．如图为竖直平面内的直角坐标系，x轴上方存在无穷大的竖直向上的匀强电场区域，电场强度为（大小未知）。x轴上方有矩形区域，下方有矩形区域，边与x轴重合，边的中点与坐标原点重合，矩形区域内存在水平向右的匀强电场，电场强度为，矩形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。P点在a点正上方高h处，Q点与P点在同一水平线上，先将一质量为m的带电荷量的小球A，从Q点以某一初速度水平抛出，小球可以从Q匀速运动到P点进入磁场区域，经磁场偏转后从边进入矩形电场区域，在电场中做直线运动，速度方向与x轴正方向夹角为；又有另一质量仍为m的带电荷量的小球B，从边同一位置以相同的速度射入矩形电场，从边离开矩形区域时速度方向竖直向下。（已知重力加速度为）
（1）求匀强电场的大小。
（2）求小球在抛出点Q的初速度。
（3）求矩形边的高度L；
参考答案：
1．D
【详解】A．铯137的半衰期是30年，经历两个半周期，60年后核废水中的铯137仍剩下原先的，故A错误；
B．锶90发生衰变的衰变方程为，更稳定，的比结合能比的小，故B错误；
C．氚具有放射性，是原子核发生衰变造成的，故C错误；
D．碳14的半衰期为5730年，如果一块古木中的碳14含量是现代植物的0.25倍，经历两次半周期，则古木的历史约
故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A. 若该市民撤去电动车动力后不采取刹车措施，则电动车行驶的距离为
则此时已经超过停车线，选项A错误；
B. 若该市民撤去电动车动力后立即采取刹车措施，则电动车行驶的距离为
电动车会停在停车线前，选项B错误；
C. 若该市民在撤去电动车动力4s时采取刹车措施，则此时电动车行驶的距离为
电动车的速度
电动车还能行驶的距离为
因
电动车会恰好停在停车线处，选项C正确；
D. 若该市民在撤去电动车动力5s时采取刹车措施，则此时电动车行驶的距离为
电动车的速度
电动车还能行驶的距离为
因
电动车停在停车线之后，选项D错误。
故选C。
3．A
【详解】设钢卷的质量为m，三角尖楔对钢卷弹力N的方向与竖直方向的夹角为，钢卷不向前滚出的临界条件是后面一块尖楔对钢卷的弹力恰好为零且车面对钢卷的支持力也为零，对钢卷受力分析如图所示
即
又由几何关系可知
解得
所以卡车的刹车加速度大小不能超过。
故选A。
4．C
【详解】A．橙子受到每根杆的弹力的方向都与杆垂直，但由于两杆不平行，所以弹力的作用点不同，杆对橙子的弹力方向变化，故A错误；
B．两直杆倾斜放置，橙子垂直于杆方向上合力为零，沿两杆向下方向上合力不为零，橙子在杆上运动时所受合力不为零，故B错误；
C．离开杆后，不计阻力，仅受重力作用，加速度为重力加速度，橙子在空中做匀变速运动，故C正确；
D．加速度是表示速度变化快慢的物理量，离开杆后，橙子的加速度相同，大橙速度变化与小橙的一样快，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】D．将的滑动触点向端移动，接入电路的阻值变大，总电阻
变大，总电流
变小。电压表示数
变大。电流表示数
减小，D错误；
B．消耗的功率
变小，B错误；
A．电源的输出功率
在，即时，输出功率最大。由于，则变大，变小，输出功率变小，A错误；
C．电压表示数变化量和电流表示数变化量的比值
不变，C正确。
故选C。
6．B
【详解】AB．光路图如下
设折射角为，根据几何关系可得
可得
根据图2可知
解得
液体的折射率
故A错误，B正确；
C．光点是由于光的反射和折射形成的，故C错误；
D．由光路图可知，d的大小与h和液体折射率的大小都有关系，故D错误。
故选B。
7．AC
【详解】A．书页之间交错放置，相互挤压，并产生静摩擦力，从而阻碍下方的书掉落，故A正确；
B．纸是由纤维构成的，纤维之间的缝隙很小，形成了大量的毛细管，当纸与水接触后，水通过毛细作用迅速浸润到纸的纤维缝隙中，改变纸的张力，从而让纸蛇的褶皱也随之扩展开来，而布朗运动是指悬浮在液体或气体中的布朗微粒的无规则运动，故B错误；
C．在玻璃容器里放置少量液体，色素逐渐溶于水，这是分子无规则运动引起的扩散现象导致的，故C正确；
D．辉光球周围存在强电场，当日光灯靠近辉光球时，在日光灯两端产生高压，使日光灯中的稀有气体电离，从而发光，这种现象和静电感应无关，故D错误。
故选AC。
8．CD
【详解】A．由
可得空间站运行速度为
故A错误；
BCD．碰到稀薄气体过程中，设空间站对稀薄气体的作用力大小为F，经过t时间，以稀薄气体为对象，则有
单位时间内推动的空气质量为
根据动量定理可得
可得对空气的推力为
根据牛顿第三定律对空间站施加动力的大小为，则空间站推动力发动机的功率为
故B错误，CD正确。
故选CD。
9．BC
【详解】A．粒子做曲线运动垂直打在OM上的P点
得粒子在P处沿竖直方向速度
故A错误；
BC．根据
联立得
=
故BC正确；
D．根据题意
P点横坐标为
解得
故D错误。
故选BC。
10．ACD
【详解】AB．棒保持的加速度沿斜面向下匀加速运动，根据右手定则可知电流方向为，根据左手定则可知棒受到的安培力垂直于斜面向下，则金属棒释放瞬间加速度最大，根据牛顿第二定律可得
解得金属棒运动过程中最大加速度的大小为
故A正确，B错误；
C．金属棒释放之后，合外力为零时速度最大，根据平衡条件可得
根据闭合电路的欧姆定律可得
金属棒切割磁感应线产生的感应电动势
对棒根据速度时间关系可得
联立解得
故C正确；
D．金属棒释放之后，任意时刻的加速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
所以棒的加速度随时间变化的图像如图所示
图像面积代表速度增量，由运动的对称性可知，从金属棒释放起，经过时间
速度减为零，此后保持静止，在此过程中，金属棒一直做匀加速直线运动，则有的速度
的位移
对金属棒，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理可得
其中
联立解得
负号代表冲量沿斜面向上，故D正确。
故选ACD。
11． CD
【详解】（1）[1]本实验需要验证机械能守恒，即需要验证
即需要测量小球下落的高度和末速度，故需用刻度尺测量轻绳的长度得出小球下落的高度；用游标卡尺测量小球的直径进而计算小球的末速度。
故选CD。
（2）[2]小球减小的重力势能为
[3]小球在P点时的速度为
则小球增加的动能为
12． 2800 0.60 乙
【详解】（1）[1]由题意可知欧姆表挡位为“×100”，故读数指针所指刻度与倍率的乘积，即读数为2800Ω；
[2]电压表量程为3V，每一小格为0.1V，故读数为0.60V。
（2）[3]电压表与欧姆表串联，欧姆表内阻为4000Ω，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
（3）[4]图甲中电流表量程过大，导致流过电压表的电流几乎没有读数，无法测量；图丙中无法确得电压表的电流，故无法测得电压表内阻；而图乙中电流表量程适当，电压表两端电压和流过电压表的电流均能确定，根据欧姆定律可求其内阻。
故选乙。
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，由题图可知，时两列波均传播了一个波长，则两列波的周期均为
又同一介质中的两列波传播的速度相同，则两列波的传播速度大小为
（2）根据题意，设再经过时间，质点开始振动，则有
解得
的时间内，质点振动的时间为
代入数据解
由于波源M、N的相位差为0，质点O到两波源的距离相等，所以该点为振动加强点，其振幅为
根据简谐运动的周期性，则质点O从开始振动到的时间内运动的路程为
14．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）根据能量转化与守恒可知
根据动量守恒
代入得
（2）B上升时，由匀变速直线运动规律知
代入得
（3）设B上升的时间为，由速度与时间关系式知
代入得
B上升到最高点的过程内，A下降的距离为
代入得
经过，A的速度为
所以B从最高点到A、B再次相碰，则
代入得
则从爆炸结束时到A、B再次相遇时的时间为
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）匀速射入磁场，匀速过程中
故
（2）在匀强磁场中做匀速圆周运动，由几何关系知
故
又有
联立解得
（3）对A球，小球在电场中做直线运动，故小球所受合外力方向与射入电场的速度方向共线，故有
由于小球B离开电场的矩形区域时，速度方向竖直向下，即离开电场时，小球B水平方向速度为零，小球B在水平方向上只受水平向左的电场力，水平初速度为
在竖直方向只受重力，竖直初速度为
可知小球B在水平方向做初速度为
加速度为g的匀减速直线运动，在竖直方向做初速度为
加速度为g的匀加速直线运动
由此可得