湖南省长沙市雅礼中学2024届高三下学期热身训练（三模）物理试题（Word版附解析）

这是一份湖南省长沙市雅礼中学2024届高三下学期热身训练（三模）物理试题（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
命题人 审题人：高三物理备课组
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共10页。时量75分钟，满分100分。
一、单选题（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．在我国古代，人们曾经用一种叫“唧筒”的装置进行灭火，这种灭火装置的特点是：筒是长筒，下开窍，以絮囊水杆，自窍唧水，既能汲水，又能排水。简单来说，就是一种特制造水枪。设灭火时保持水喷出时的速率不变，则下列说法正确的是（ ）
A．灭火时应将“唧筒”的轴线指向着火点
B．想要使水达到更高的着火点，必须调大“唧筒”与水平面间的夹角（90°以内）
C．想要使水达到更远的着火点，必须调小“唧筒”与水平面间的夹角（90°以内）
D．若将出水孔扩大一些，则推动把手的速度相比原来应适当慢一些
2．假如有一颗在赤道上的苹果树，长到了月亮的高度。请你根据苹果的运动状态进行受力分析，在下图中的树枝上选出一个长势符合物理规律的苹果。（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示为一种嵌在地面下的彩灯简化示意图，横截面规格为的透明介质中央竖线上有间隔均匀的7个灯槽，在灯槽4位置放入M灯珠，发出的光线恰好在透明材质的上表面边缘发生全反射。现准备将第二颗另一种颜色的N灯珠放入灯槽内，接通电源后，两灯珠发出的光线均能从材料上表面边缘射出。已知透明材料对M光的折射率是对N光折射率的0.8倍（不考虑光在介质中的多次反射），则下列安装方法可能满足条件的是（ ）
A．B．C．D．
4．将放射性同位素氟-18（）注入人体参与人体的代谢过程，如图甲所示，氟-18在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭并产生一对波长相等的光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的医学图像。氟-18的衰变规律如图乙所示，其中纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与的原子数之比，设正、负电子的质量均为m，光速为c，普朗克常数为h。则（ ）
A．氟-18衰变的方程为
B．上述一对光子由氟-18直接产生并释放
C．上述一对光子波长为
D．经5小时人体内氟-18的残留量是初始时的33.3%
5．如图所示，abc为均匀带电半圆环，O为其圆心，O处的电场强度大小为E，将一试探电荷从无穷远处移到O点，电场力做功为W。若在cd处再放置一段圆的均匀带电圆弧，如虚线所示，其单位长度带电量与abc相同，电性与abc相反，则此时O点场强大小及将同样的试探电荷从无穷远处移到O点电场力做功为（ ）
A．，B．，C．，D．，
6．质量为的滑块沿倾角为、长度为l的光滑斜面顶端静止滑下。斜面质量为，并静置于光滑水平面上，重力加速度为g。滑块可看成质点，则滑块滑到斜面底端所用的时间为（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题（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．如图所示，理想变压器原线圈两端电压为，副线圈两端接的电动机M的内阻为r，其热功率与电功率分别为、，为定值电阻，光敏电阻R（阻值随着光照的增强而减小）与小灯泡并联，在改变光敏电阻的光照强度时，所接的元件都不会烧毁，下列说法正确的是（ ）
A．在增大光敏电阻的光照强度时，灯泡变亮，流过电动机的电流变大
B．电动机的机械效率为
C．变压器原、副线圈的匝数之比为
D．若副线圈两端的电压为U，光敏电阻的阻值为R，则经过的电流大于
8．内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置，管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ，竖直管上端与大气相通，各部分长度如图所示。已知环境温度为27℃，大气压强。下列说法正确的是（ ）
A．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，气体Ⅰ长度为16cm
B．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，气体温度为500K
C．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为11.2cm
D．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为12cm
9．一条两端固定的粗细和质量分布均匀、柔软、不可伸长的链条，在重力的作用下所具有的曲线形状，称之为悬链线。为探究其特点，现搭建如图所示的一条悬链线，经测量知两悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别为30°和60°，两切线的交点为C，E是C点正上方链条上的点，F为悬链线的最低点，则（ ）
A．A、B两悬点对墙面的拉力大小之比为3：1
B．链条和链条长度之比为3：1
C．整个链条上拉力最小的点为最低点F
D．此时链条的重心在链条上的E点
10．如图所示，在平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，，为坐标轴上的两点。现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是（ ）
A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动时间可能为
B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O点，运动路程可能为
C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为
D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程为或
三、实验题
11．（6分）某同学利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度g的大小。图中小铁球被电磁铁吸住，当把开关K断开后小球脱离磁铁做自由落体运动，球下方装置为光电计时器S，A、B是它的两个光电门，当小球落到A门时，S开始计时，落到B门时停止计时。为使实验结果尽可能准确，该同学在实验时几次改变A、B两光电门之间的距离，并记录了每次小球通过两光电门的时间t，根据测得的数据以为纵坐标，t为横坐标建立直角坐标系，作出的图像如图乙所示：
（1）若图像与纵轴的交点坐标为，图像的斜率为k，则小球下落到A门时的速度大小可表示为_________m/s；当地g值大小可表示为_________。
（2）若该同学在描绘图像时，根据测得的数据在坐标纸中描出了三个较精确的点A、B、C，它们的坐标和对应的的大小如下表：
①将表中数据补充完整。
②根据表中数据可得当地g值约为_________（结果保留3位有效数字）。
12．（8分）某同学在实验室探究二极管的伏安特性曲线。
（1）为了粗测二极管的正向电阻，该同学将多用电表的选择开关旋到电阻“×100”档，当指针偏转角度较大时，红表笔连接的是二极管的_________（选填“正”或“负”）；此时，多用电表的指针如图所示，二极管的正向电阻为_________Ω。
（2）用伏安法描绘二极管在0～3V范围内的正向伏安特性曲线，器材如下
电压表V（量程为3.0V，内阻约为10kΩ）
电流表A（量程10mA，内阻约为1.0Ω）
滑动变阻器（总电阻为10Ω，额定电流为0.1A）
滑动变阻器（总电阻为20Ω，额定电流为0.5A）
电源E（电动势6V，内阻不计）
开关S，导线若干
其中，滑动变阻器应该选_________（选填“”或“”）利用图所示的器材符号，画出实验电路原理图。
（3）二极管的正向电压伏安特性曲线如图所示，现将两个相同的二极管串联在电路中，如图所示。已知电阻，电源的电动势（内阻不计），通过二极管D的电流为_________mA，电阻消耗的功率为_________mW。（结果保留2位有效数字）
四、计算题
13．（12分）资料记载，海啸波是重力长波，波长可达100公里以上，由于其传播速度在深海区与浅海区不同，使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪，到达浅海区波长减小振幅增大，掀起10～40米高的拍岸巨浪，有时最先到达海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。
（1）在深海区有一海啸波（忽略海深度变化引起的波形变化）如图甲，实线是某时刻的波形图，虚线是后首次出现的波形图。已知波沿x轴正方向传播，波源到浅海区的水平距离，求海啸波到浅海区的时间（时间单位为小时）；
（2）第（1）小问中的海啸波进入浅海区后的波形（忽略海深度变化引起的波形变化）变为如图乙所示，若浅海区到达海岸的水平距离为，求该海啸波的波谷和波峰到达海岸的时间差（时间单位为分钟）。
14．（14分）如图所示，质量为m的凹槽A放在倾角的足够长的绝缘斜面上，斜面固定在水平地面上，槽内左端用轻弹簧和质量为2m的物体B相连，空间存在垂直斜面向上的匀强电场、电场强度大小（g为重力加速度大小）。质量为m、电荷量为q的带正电物体C静置在凹槽A中时，A、B、C恰好能处于静止状态。现将C取出，在A内移动B到某位置后撤去外力，此时A、B静止，再将C从斜面上A的上方某点由静止释放后，C以大小为的速度与A碰撞后立即粘在一起，已知A、B均绝缘且不带电，A、B间接触面光滑，C与A、C与斜面间都绝缘，整个过程中，物体C所带的电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹性势能与弹簧伸长量的平方成正比。求：
（1）凹槽A与斜面间的动摩擦因数；
（2）当弹簧伸长量变为碰前瞬间压缩量的2倍时，A、B、C三者速度恰好相同，求C与A碰撞前弹簧的弹性势能；
（3）从C与A碰后瞬间开始计时，经过时间t，弹簧形变量恢复到与初始时的压缩量相等，求该过程中，弹簧弹力对B的冲量大小。
15．（16分）舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界最先进的水平。某兴趣小组依据所学知识设计出了一种电磁弹射模型，其原理可简化为图乙所示情景：水平面内由平行长直金属导轨组成的水平区域内，等间距分布着竖直向下和竖直向上的磁场，磁感应强度均为B。电磁弹射装置可简化为一个矩形金属框，其长边等于导轨间距L，短边等于每个磁场的宽度。磁场以速度向右匀速运动，固定在金属框上方的舰载机在电磁力和发动机推力的双重作用下加速向右滑行，达到起飞速度时舰载机和金属框自动脱离，飞机升空。舰载机在水平跑道上加速滑行时，受到竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力。升力、空气阻力均与舰载机运动的速度成正比，即，，、为已知常量。金属框与导轨接触面间的等效动摩擦因数为。已知舰载机质量为M，金属框质量为m，舰载机在轨道上加速滑行时发动机推力为恒力F，金属框电阻为R，其余电阻均不计。
（1）当舰载机达到升空速度时，金属框内感应电流多大？
（2）舰载机在水平轨道上匀加速滑行时磁感应强度B需满足什么条件？
（3）写出舰载机在水平轨道上匀加速滑行时发动机推力的功率随时间变化的关系式。
雅礼中学2024届高三热身训练
物理
选择题
1．【答案】B
【详解】A．水离开出水口后做抛体运动，所以灭火时应将“唧筒”的轴线不能指向着火点，故A错误；
B．当调大“唧筒”与水平面间的夹角，即水在竖直方向的初速度增大，所以竖直位移更大，将到达更高的着火点，故B正确；
C．当调小“唧筒”与水平面间的夹角时，水在空中的时间减小，虽然水在水平方向的速度增大，但是不一定能使水达到更远的着火点，故C错误；
D．若将出水孔扩大一些，则推动把手的速度相比原来应适当快一些，才能使水喷出的速度大小不变，故D错误。故选B。
2．【答案】C
【详解】根据题意可知苹果的角速度与地球自转角速度相等，则与地球同步卫星角速度相等，根据可知，苹果的线速度大于同步卫星线速度，而根据，当苹果仅受引力作用时，其稳定的线速度一定是小于同步卫星线速度，因此在树上的苹果线速度偏大，则所需向心力大于受到的引力，因此树枝对苹果的力竖直向下用以提供向心力。故选C。
3．【答案】A
【详解】如图1所示，M灯珠安装在灯槽4位置安装，恰好在材料表面边缘发生全发射，材料对M灯的折射率为，根据全反射规律可知可知M灯与边缘连线小于时，材料上表面将不能被全部照亮，所用M灯需要安装在灯槽5、6、7的位置；材料对N灯的折射率为，根据题意可知则解得N灯与材料边缘的连线长度为即N灯如果和边缘连线小于，材料表面将不能被全部照亮；
如图2所示，N灯安装在灯槽6位置时，N灯与边缘连线的距离
满足要求；若安装在灯槽5的位置时，N灯与边缘连线的距离
不满足要求，因此N灯只能安装在6和7的位置。故选A。
4．【答案】C
【详解】A．根据质量数与质子数守恒，可得氟-18的衰变方程故A错误；B．依题意，正负电子湮灭方程为故B错误；C．由质能方程，可得根据能量守恒，可得联立，解得故C正确；D．由乙图可知氟-18的半衰期为，根据又联立，解得故D错误。故选C。
5．【答案】A
【详解】把题中半圆环等分为两段，即每段为圆环，每段在点的电势为，电场强度为，且方向分别与夹角为，根据电场强度的叠加原理可知因为电势是标量，每段导体在上的电势为同理，在处再放置一段圆的均匀带电圆弧后，可等分为3个圆环，由于电性与相反，根据场强叠加可知处的场强大小为电势为3个圆环在点的电势之和，为将同样的试探电荷从无穷远处移到点电场力做功为。故选A。
6．【答案】B
【详解】滑块与斜面组成的系统在水平方向的合力为零，则系统水平方向的动量守恒，有，对滑块竖直方向，由能量关系可知联立可得滑块滑到斜面底端所用的时间为故选B。
7．【答案】CD
【详解】A．设原线圈的匝数比为，副线圈两端电压记为则所以由于原线圈电压不变，故副线圈两端电压始终不变，那么电动机两端电压保持不变，流过电动机的电流是不变的，故A错误；
B．电动机的机械功率为，则电动机的机械效率为故B错误；
C．电动机的电功率为，热功率为，则有解得所以匝数比，故C正确；
D．由于光敏电阻阻值为，与灯泡L并联，二者并联后电阻为
流过的电流由于，所以故D正确。故选CD。
8．【答案】BD
【详解】AB．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升时，对气体Ⅰ，有
其中，，，
，，，
对气体Ⅱ，有
其中，有，，，
，，，
且气体的体积满足
联立解得，
故A错误，B正确；
CD．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，对气体Ⅰ，有
其中，
对气体Ⅱ，有
其中，
可得，
则加入水银长度为
故C错误，D正确；故选BD。
9．【答案】BC
【详解】A．由平衡关系可得，得根据牛顿第三定律，、两悬点对墙面的拉力大小之比为，故A错误；B．设最低点处的张力为，左侧悬链质量为，右侧质量为，由受力平衡得，得，则链条和链条长度之比为，故B正确；C．取链条上除任一点与点之间这一部分链条为对象，由于点的张力处于水平方向，则有可知整个链条上拉力最小的点为最低点，故C正确；D．由题意可知，重力作用线经过点，则为链条中点，但由于链条形状不规则，重心不在链条中点，故D错误。故选BC。
10．【答案】AD
【详解】AB．电子从P点出发恰好第一次经原点O点，有两类情况，一类是第奇数次回到x轴经过原点O，另一类是第偶数次回到x轴经过原点O。其中第一次和第二次回到x轴的轨迹如图
由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为（，2，3，…），解得（，2，3，…）
当时，运动时间为由轨迹图结合几何关系，轨迹圆的半径为（，2，3，…）
可得运动路程为故A正确；B错误；
CD．同理，若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，轨迹也为两类，如图
由轨迹图结合几何关系，可得运动时间为（，3，5，…），或（，4，6，…），解得（，3，5，…），（，4，6，…）若电子从点出发恰好第一次经原点到达点，运动路程为（，3，5，…），（，4，6，…）解得（，3，5，…），（，4，6，…）
故C错误；D正确。故选AD。
三、实验题
11．【答案】m2k659.46
【详解】（1）［1］［2］小球释放后做自由落体运动，光电门A到电磁铁的距离不变，到达点的速度设为，由运动学公式可得其中为图像截距，为图像斜率，所以小球下落到A门时的速度大小为；当地重力加速度大小为。
（2）［3］［4］因
斜率，，，
12．【答案】负 600 2.0
【详解】（1）［1］根据多用电表中两表笔电流的流向为“红进黑出”，欧姆表指针偏转过大，可知红表笔与二极管的负极相连；［2］此时，多用电表的指针位于6刻度处，二极管的正向电阻为600Ω；
（2）［3］电源电动势为，最大电阻为，则电流为超过其额定电流，故滑动变阻器选择；［4］设计电路如图：
（3）［5］设二极管D两端的管压为，流过二极管的电流为．则有代入数据解得与的关系为这是一个在图2中横轴上截距为1.5，纵轴上截距为6、斜率为的直线方程（称为二极管的负载线）因管压与流过二极管电流还受二极管D的特性曲线的限制，因而二极管就工作在负载线与特性曲线的相交点上（如下图所示）．由此得二极管两端的管压和电流分别为，［6］电阻上的电压其功率
四、计算题
13．【答案】（1）13h；（2）10min
【详解】（1）由图甲得波长为，依题意有解得
则波速为
海啸波到浅海区的时间为
（2）由图像可知海啸波进入浅海区后波长为，则海啸波在浅海区的传播速度为
波谷最先到达海岸的时间为
波峰最先到达海岸的时间为
该海啸波的波谷和波峰到达海岸的时间差
14．【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）以A、B、C整体为研究对象，对整体受力分析，
有
解得
（2）设初始时弹簧弹性势能为，由题意，当弹簧伸长量为初始压缩量的2倍时，弹性势能为，C与A碰撞过程，由动量守恒定律有，
从C与A碰撞，到A、B、C共速，由动量守恒定律和能量守恒定律有，，
解得
（3）从C与A碰后瞬间开始计时，到弹簧形变量等于初始时弹簧的压缩量，将A和C看成一个整体，B与A，C之间的碰撞类似弹性碰撞，
有，
解得或，
弹簧第1、3、5、……、次恢复初始时的压缩状态时，有，
由动量定理有
解得，即冲量大小为；
弹簧第2、4、6、……、次恢复初始时的压缩状态时，有
由动量定理有
解得，即冲量大小为。
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）达到升空速度，舰载机升力等于重力，即，，
联立可得
（2）由牛顿第二定律知
变形得
舰载机做匀加速滑行需满足的条件即，
为保证飞机能做匀加速运动，还需满足动力大于阻力，即
解方程得，
所以，需满足的条件为
（3）舰载机加速度为，，
所以发动机推力的功率随时间变化的关系式为
A
50
0.0917
5.45
B
60
0.1085
5.53
C
_________
0.1167
5.57