2024届湖北省襄阳四中等六校新高考联盟学校高三上学期11月联考物理试题 （解析版）

这是一份2024届湖北省襄阳四中等六校新高考联盟学校高三上学期11月联考物理试题 （解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 出租车为节约成本，常以天然气作为燃料，当加气站中封闭储气罐内气体的温度升高时，罐内气体（可视为理想气体）（ ）
A. 吸收热量，内能不变
B. 压强增大，内能不变
C. 对外做功，分子平均动能增大
D. 压强增大，分子平均动能增大
【答案】D
【解析】
【详解】温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，可知理想气体的内能增加，气体发生的是等容变化，温度升高，压强增大。
故选D。
2. 如图为工程师绘制的晴天和雨天时汽车紧急刹车（轮胎抱死）时的刹车痕（即刹车距离s）与刹车前车速v的关系曲线，设两种天气刹车时，轮胎抱死后与地面间的动摩擦因数分别为和，则和的大小关系为（ ）
A. B.
C. D. 条件不足，不能比较
【答案】A
【解析】
【详解】对汽车根据牛顿第二定律
μmg=ma
解得
a=μg
根据速度—位移关系公式
v2=2as
联立得到
v2=2μgs
由图象得到，当s相同时
v2＜v1
结合表达式可知，μ越大则v越大，所以
μ2＜μ1
故选A。
3. 现有一列沿轴传播的简谐横波，如图甲为该波在时刻的图像，如图乙为波的传播方向上A质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 这列波波速是50m/s
B. 这列波沿轴正方向传播
C. 从开始计时，质点P比质点Q晚0.4s回到平衡位置
D. 从开始计时，紧接着的时间内，P质点通过的路程是10m
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图甲可知，波长为20m，周期为1.2s，则波速为
故A错误；
B．由图乙可知，Q质点在1.2s时刻向上振动，根据“同侧法”结合图甲可知，波沿轴负方向传播，故B错误；
C．从开始计时，质点P比质点Q晚回到平衡位置时间
故C正确；
D．根据
P质点靠近波谷，所以通过路程小于
故D错误。
故选C。
4. 夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 在冰晶中，光的波速比光大
B. 通过同一仪器发生双缝干涉，光的相邻明条纹间距较大
C. 若光能使某金属发生光电效应，则光也可以使该金属发生光电效应
D. 、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，则冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据棱镜色散规律可知a光的频率比b光的频率低，根据
可知在冰晶中，b光的波速比a光小，故A错误；
B．根据
c=λf
所以a光的波长大于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
可知用同一装置做双缝干涉实验时，a光条纹间距更大，故B错误；
C．由上可知，a光折射率小，频率小，光子能量小，所以a光比b光不容易发生光电效应，若a光能使某金属发生光电效应，则b光也可以使该金属发生光电效应，故C正确；
D．水对a光的折射率比对b光的折射率小，根据
可知从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。
故选C。
5. 气排球运动是一项新的群众性体育项目。现将一气排球竖直向上抛出，气排球到达最高点前的最后一秒内和离开最高点后的第一秒内重力势能变化量的绝对值分别为和，动量变化量的大小分别为和。运动过程中，由于气排球由软塑料制成，其密度较小，所受空气阻力不能忽略，则（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】竖直上抛运动小球受合力竖直向下，设空气阻力为f，则有
F1=G+f
小球到达最高点前的最后一秒的加速度大小为
在上升最后1s内，根据位移-时间公式
可得上升的高度为
势能变化量大小为
速度变化量为
Δv1=a1t=a1
动量变化量的大小
同理，下降过程合力为
F2=G-f
加速度
可得下升的高度为
势能变化量大小为
速度变化量为
Δv2=a2t=a2
动量变化量的大小为
由于
F1＞F2
故
a1＞a2
可知
故选B。
6. 地球的公转轨道接近圆，天文学中计量天体之间距离时常将地球和太阳的平均距离记为一天文单位，以1AU表示，彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经跟踪过一颗彗星，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，则彗星近日点和远日点之间的距离最接近于（ ）
A. 10AUB. 20AUC. 40AUD. 80AU
【答案】C
【解析】
【详解】1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，所以它的周期为

根据开普勒第三定律
解得
故选C。
7. 有一款弹珠游戏可以简化为如图所示模型。水平地面上有一固定的竖直截面为半圆的凹槽，为圆心，AB为沿水平方向的直径。若在A点沿AB方向水平发射一弹珠，弹珠将击中凹槽的最低点D；现将该弹珠从C点沿BA方向水平发射，该弹珠也能击中D点。已知，则从A、C两处发射的弹珠到达D点时的动能之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A点抛出的小球高度为R，水平位移为R，C点抛出的小球高度
水平位移
初速度
时间
解得初速度
，
到达D点动能
从A、C两处发射的弹珠到达D点时的动能之比为
故选D。
8. 铀235裂变的一种典型裂变方程是。如图为原子核的比结合能与质量数的关系图，下列说法正确的是（ ）
A. X粒子是电子
B. X粒子是中子
C. 由于核的核子数比大很多，所以核的结合能更大
D. 由于核的比结合能小于核的比结合能，所以核更稳定
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可得，X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，故B正确A错误；
C．由于核的核子数比大很多，所以核的结合能更大，故C正确；
D．比结合能最大，最稳定，故D错误。
故选BC。
9. 如图（a）所示，在倾角的绝缘斜面上放置着一个正方形金属线框，金属线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场（图中未画出）中，磁感应强度的大小按如图（b）所示的规律变化。在内线框均处于静止状态，且在时刻，线框恰好不下滑，在时刻，线框恰好不上滑。设线框与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. 时刻，垂直斜面向下看，金属线框中的感应电流沿顺时针方向
B. 时刻，金属线框所受的安培力沿斜面向下
C. 金属线框和斜面间的动摩擦因数为
D. 金属线框和斜面间的动摩擦因数为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在0～8t0时间内线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，且磁感应强度增大，根据楞次定律可知电流方向俯视为顺时针，所以时刻，垂直斜面向下看，金属线框中的感应电流沿顺时针方向，故A正确；
B．在9t0～10t0时间内线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，且磁感应强度减小，根据楞次定律可知电流方向俯视为逆时针，根据左手定则可知安培力的方向沿斜面向上，所以时刻，金属线框所受的安培力沿斜面向上，故B错误；
CD．设线框的宽度为L，质量为m，电阻为R，在0～8t0时间内产生的感应电动势
感应电流大小为
线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，且磁感应强度增大，根据楞次定律可知电流方向俯视为顺时针，根据左手定则可知安培力的方向沿斜面向下，在t=8t时刻，线框恰好静止在斜面上，则有
在9t0～10t0时间内产生的感应电动势为
感应电流大小为
线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中，且磁感应强度减小，根据楞次定律可知电流方向俯视为逆时针，根据左手定则可知安培力的方向沿斜面向上，在t=9t时刻，线框恰好静止在斜面上，则有
联立可得
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，光滑圆形轨道固定在竖直面内，质量为m的小球A从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的小球B发生第一次碰撞，若A、B两球第一次碰撞和第二次碰撞发生在同一位置，且两小球始终在圆形轨道水平直径的下方运动，A、B间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g，则（ ）
A. B球的质量可能为2m
B. 第一次碰撞结束后瞬间，B球对轨道的压力大小可能为
C. 第一次碰撞结束后，B球到达右侧轨道最高点时对轨道的压力大小可能为
D. 第二次碰撞结束后的瞬间，A球对轨道的压力大小一定为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．小球A碰前速度
若A、B两球第一次碰撞和第二次碰撞发生在同一位置，且两小球始终在圆形轨道水平直径的下方运动，则两球碰后速度大小相同，对碰撞过程
，
解得
，
或者，碰后小球A静止，则
，
解得
，
故A错误；
B．当
，
B受到的支持力
根据牛顿第三定律B球对轨道的压力大小
故B正确；
C．如果
，
B球到达右侧轨道最高点时，上升高度
解得
根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小
故C正确；
D．二次碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒或根据运动可逆性，以上两种情况碰后A球速度均为，B球均静止，根据牛顿第三定律，A球对轨道的压力大小
一定为，故D正确。
故选BCD。
二、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某同学通过实验测定一个阻值约为的电阻的阻值。
现有电源（12V，内阻不计）、滑动变阻器（，额定电流2A）、开关和导线若干以及下列电表：
A.电流表（量程3A） B.电流表（量程0.6A）
C.电压表（量程3V） D.电压表（量程15V）
（1）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用______（均填器材前的字母）
（2）实验时先按图甲连接电路，记下电压表和电流表读数，然后再按图乙连接电路，发现电压表读数变化相对较大，电流表读数变化相对较小，则应选择图______（填“甲”或“乙”）的接法。
【答案】 ①. B ②. D ③. 甲
【解析】
【详解】（1）[1][2]电源电压12V，所以电压表选D；根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为
所以电流表选B；
（2）[3]电压表读数变化相对较大，说明电流表内电阻对实验影响较大，应该采用外接法，故选图甲。
12. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球先后通过光电门的时间分别为、，已知当地的重力加速度为。
（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径______mm。
（2）小球通过光电门1时的速度______（用题中所给字母表示）。
（3）保持光电门1到光电门2的高度差不变，调整电磁铁的位置，使小球从光电门1上方不同高度处释放，多次实验记录多组数据后，以为纵轴，以为横轴作出相应的图像，则该图像的斜率______。如果不考虑空气阻力，当纵截距______（用题中所给字母表示）时，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
（4）考虑实际存在空气阻力，设小球在下落过程中空气阻力大小恒为，根据实际数据绘出第（3）问中的图像，得到该图像的纵截距为，则实验过程中所受的阻力与小球重力的比值______（用、表示）。
【答案】 ①. 8.600 ②. ③. 1 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] 图2所示螺旋测微器分度值为0.01mm，测得小球的直径
d=8.5mm+0.01×10.0mm=8.600mm
（2）[2] 小球通过光电门1时的瞬时速度可近似等于平均速度，则有
（3）[3][4]根据机械能守恒
，
整理得
由此可知，若该图线的斜率
纵截距
（4）[5] 设小球在下落过程中阻力大小为f，则
整理得
所以
解得
三、解答题：本题共5小题，共44分。
13. 水平地面上方存在竖直向上的匀强电场，场强大小为。将一带正电小球从地面上方足够高处竖直向上抛出，观察到小球在被抛出后的第1s内运动的路程为1.3m，小球可视为质点，所带电荷量为，质量为1.0kg，重力加速度取，不计空气阻力。
（1）求小球的加速度大小；
（2）根据加速度大小判断小球在被抛出后的第1s内向上运动的位移大小能否与上述路程相等（只需写出判断结果即可）；
（3）求小球被抛出时的速度大小。
【答案】（1）；（2）不能；（3）2m/s或3m/s
【解析】
【详解】（1）设匀强电场场强为E，对小球有牛顿第二定律
代入数据解得
（2）不能
（3）由（1）问知：小球在第1s内升至最高点后下落的总路程为
根据速度-位移公式可得小球竖直上升的高度为
根据位移-时间公式可得下落过程中的位移为
小球在被抛出后的第1s内运动的路程为
解得
或3m/s
14. 如图所示，倾角为的斜面体C固定于水平地面上，其上表面光滑，长为，一轻绳跨过光滑轻质定滑轮与质量均为的滑块A、B相连，滑轮左侧轻绳与斜面平行，A、B可视为质点，将滑块A置于斜面底端，初始时用手托住B，使A、B静止，轻绳处于伸直状态，此时B距地面高为，现将B由静止释放，重力加速度取。
（1）求在B下落的过程中，绳中张力对B做的功；
（2）若斜面体C不固定，其质量也为，则在B落地前，C与地面间的动摩擦因数至少为多大才能使C始终静止？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在B下落过程中，对A、B沿绳方向有
对B有牛顿第二定律
解得
故绳中张力对B做功为
（2）设A、C间的弹力大小为N，地面对C的支持力大小为，摩擦力为，沿垂直斜面方向对A有
对C有竖直方向
对C有水平方向
又有最大静摩擦力等于滑动摩擦力
解得
15. 如图所示，在光滑水平地面上有一“”型长木板C，右端挡板P的左侧连接一轻质弹簧，其劲度系数为，将滑块A放在长木板C的最左端，滑块B放在长木板上的适当位置处，A、B可视为质点。设A与C之间的动摩擦因数为，B与C之间无摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、C的质量均为，初始时，B、C静止，A以初速度向右运动，且在A与B碰前瞬间，A的速度大小为C的3倍。所有碰撞均为弹性碰撞。已知轻质弹簧的弹性势能为，为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，重力加速度取
（1）求A、B碰前瞬间，A、C的速度大小；
（2）若A、B碰后瞬间，A立即与C保持相对静止，求B的质量；
（3）在第（2）问的前提下，若要保证B压缩弹簧的过程中A、C仍相对静止，求弹簧的最大弹性势能以及弹簧劲度系数的取值范围。
【答案】（1），；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）设A、B碰前瞬间，A的速度为，C的速度为，对A、C有动量守恒
由题意知
解得
（2）设B的质量为，A、B碰后瞬间，A的速度为，B的速度为
对A、B碰撞过程动量守恒
机械能守恒
经分析可知
联立解得
（3）由前两问可知
设弹簧压缩至最短时压缩量为，此时A、B、C共速为
对A、B、C有机械能、动量守恒，有
其中
经分析：当弹簧压缩至最短时A、C不发生相对滑动即可，则有
解得