2024届湖南省株洲二中等九校联盟高三上学期第一次联考物理试题 解析版

这是一份2024届湖南省株洲二中等九校联盟高三上学期第一次联考物理试题 解析版，共11页。
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试题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.“析万物之理，判天地之美”，物理学是研究物质及其运动规律的学科，下列说法正确的是
A．麦克斯韦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体
B．牛顿用实验方法得出了万有引力定律，他是第一个“称”地球质量的人
C．磁感应强度 B=FIL，运用了比值定义法
D．通过单位运算， mv3pt的单位为m/s²（其中 m为质量，v为速度，p为压强，t为时间）
2.2023 年8月 28 日株洲清水塘大桥正式通车。如图甲所示，大桥全长2.85 千米，主跨为408米双层钢桁架拱桥结构，位列同类桥梁中湖南第一、桥梁上层为机动车道，下层为行人和非机动车通行的景观通道。大桥一经开通就成为了株洲市民观光散步、娱乐休闲的“网红桥”。图乙中A、B、C、D、E、F为大桥上的六根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间距离均相等，若一汽车在桥梁上层从吊索A 处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索 E、F的中点 N 点停下，汽车通过吊索 E 时的瞬时速度为vE，从 E 点到N 点的时间为t，则
A．汽车通过吊索 A 时的速度为 9vE
B．汽车通过 AE 段的时间等于 3t
C．汽车通过 AE段的平均速度是EN 段平均速度的4倍
D．汽车通过全程AN的平均速度小于vE
3.如图所示，固定的倾角为37°的粗糙斜面上放置一长方体物块，现用一大小等于物块重力，方向与斜面成37°角斜向下的推力推动物块（力的作用线在斜面上的投影与斜面底边平行），物块在斜面上恰好做匀速运动。则物块与斜面间的动摩擦因数为sin37°=0.6cs37°=0.8
A． 34B． 54C． 56D． 57
4.如图所示，已知地球半径 R=6 400 km，某资源探测卫星 A 沿半径为5R 的圆轨道绕地球运行，回收时，启动点火装置在极短时间内让卫星减速，然后沿着与地球表面相切的椭圆轨道运行，运行时仅受地球引力，已知地球表面重力加速度 g=10m/s²，π²=10，则卫星 A 制动后回到地球近地点B 的最短时间约为
A. 1.3×10⁴s B. 1.3×10⁵s C. 1.3×10⁶s D. 1.3×10⁷s
5.如图甲所示，公交车上的手拉吊环具有辅助乘客站稳的作用，当车静止或匀速运动时，手拉吊环处于竖直状态，当车突然启动或刹车时，其会荡起一定的角度。某兴趣小组突发奇想：将其简化成图乙所示，且将长L的刚性绳换成原长为L 的弹性绳，现使车由静止开始向左加速，加速度从零逐渐增大至一定值a，然后保持恒定，手拉吊环稳定的偏离竖直方向某一角度（弹性绳始终在弹性限度内且遵循胡克定律、重力加速度为g），那么手拉吊环的高度与稳定在竖直位置相比，吊环高度
A．保持不变
B．上升高度 Lag2+a2
C．上升高度 L(1-gg2+a2)
D．升高或降低多少由弹性绳的劲度系数决定
6.在一次军事演习中，演习科目为特种兵撤离某地，直升机悬停的高度为 90m，某特种兵质量为60kg，绳索系着特种兵沿竖直方向把他吊入直升机，绳索牵引过程中特种兵加速的最大加速度为 10m/s²，特种兵入机时的速度刚好为零，牵引绳索的电动机的最大输出功率为12 kW，绳索质量不计，也不计一切阻力， g=10m/s²，在完成该科目的过程中，下列说法正确的是
A．特种兵离地到进入直升机的最短时间为 10s
B．电动机工作的最短时间为 5s
C．电动机做的功为 5 400 J
D．特种兵的最大动能为 3 000 J
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.多个点波源在空间也可以形成干涉图样，如图甲是利用软件模拟出某时刻三个完全相同的横波波源产生的干涉图样。图乙是三个完全相同的横波波源在均匀介质中位置，波源S1，S2，S3分别位于等边三角形的三个顶点上，且边长为2m 。三个波源 t=0时刻同时开始振动，振动方向垂直纸面，振动图像均如图丙所示。已知波的传播速度为0.25 m/s，O处质点位于三角形中心，C处质点位于S2与 S3连线中点。下列说法正确的是
A．位于O处的质点的振幅为 6 cm
B．其中一列波遇到尺寸为0.8m 的障碍物时，不能发生明显的衍射现象
C． t=4.5s时，C处质点与平衡位置之间的距离是22cm
D．由于三列波在同一种介质中传播，所以三列波的频率不同时也能够发生干涉现象
8. 如图所示，两条不可伸长轻绳分别连接质量相同的两个可视为质点的小球，悬挂在天花板上。若两个小球能以相同的角速度在水平面内做匀速圆周运动，则关于两小球的位置关系，可能是下列图中的
9.物块P、Q中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块 P 的质量为 2kg，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，t=0时对物块 P 施加水平向右的恒力 F， t=1s时撤去，在0~1 s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个运动过程中以下分析正确的是
A． t=1s时Q的速度大小等于0.4m /s
B．恒力大小为 2 N
C．0~1 s 内 P 的动量增加量为 2kg·m/s
D．撤去推力后弹簧最长时，Q的速度大小为 0.8m/s
10.如图为某种旋转节速器的结构示意图，长方形框架固定在竖直转轴上，重物A套在转轴上，两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在框架上，A、B及A、C之间通过铰链与长为L 的两根轻杆相连接，A可以在竖直轴上滑动。当装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角为53°。现缓慢抬高重物A，当轻杆与竖直方向的夹角为37°，弹簧恰好恢复原长。已知 A、B、C质量相同，弹簧弹性势能 Ep=12kx2（其中k为劲度系数，x为形变量），重力加速度为g，不计一切摩擦，取 sin37°=0.6，cs37°=0.8.下列说法正确的是
A．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为 2：3
B．装置静止时弹簧弹力与重物重力之比为3：2
C．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为 16gL255
D．由弹簧处于原长处释放重物，当夹角恢复为 53°时，重物A 的速度为 32gI255
三、实验题：11题6分，12题 10分。
11.（6分）如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球从A 处由静止释放，下落过程中能通过A 处正下方固定于 B处的光电门，测得 A、B 两处球心间的距离为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为 g。则：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径 d= cm。
（2）多次改变高度 H，重复上述实验，作出1t2随 H 的变化图像如图丙所示，当图中已知量t₀、H0和重力加速度g及小球的直径d 满足表达式 时，可判断小球下落过程中机械能守恒。
（3）实验中如果不计一切阻力的影响，各项数据测量也无误，发现动能的增加量△Eₖ总是稍小于重力势能减少量△Ep，若增加下落的高度，则 △Eₚ-△Eₖ将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
12.（10 分）某同学为了测电流表 A₁ 的内阻精确值，有如下器材：
A．电流表 A1（量程 300 mA，内阻约为 5 Ω）；
B．电流表 A2（量程 600 mA，内阻约为 1 Ω）；
C．电压表 V（量程15 V，内阻约为 3kΩ）；
D．定值电阻 R0（5 Ω）；
E．滑动变阻器 R1（0~5 Ω，额定电流为 1 A）；
F．滑动变阻器 R2（0~50 Ω，额定电流为0.01 A）；
G．电源 E（电动势3 V，内阻较小）；
H．导线、开关若干。
（1）实验要求电流表 A1的示数从零开始变化，且多测几组数据，尽可能的减少误差，以上给定的器材中滑动变阻器应选 。（填器材前序号）
（2）测量用的电路图如下图所示，应选用的仪器1为 ，2为 ，3为 。（填器材前序号）
（3）利用上述电路图测得电流表 A₁的内阻 真实值。（填“大于”“小于”或“等于”）
四、解答题：13 题 10分，14 题14分，15 题 16 分。
13.（10分）如图所示，一绝缘细杆ABC，细杆在 B 处平滑拐弯， AB=BC=3m，，AB 与水平面成37°，BC水平，空间存在与杆所在的竖直面平行水平向右场强 E=5×10²V/m的匀强电场，一质量 m=0.1kg、电量 q=4×10⁻³C的带正电小球套在细杆上，小球与杆间的动摩擦因数μ=0.2，，现将小球从 A 端静止释放，小球通过 B 处时无能量损失，不计空气阻力（g=10m/s²，sin37°=0.6）。求：
（1）小球经过多长时间运动到 B 端；
（2）小球第一次落回到水平面时与C端的距离。
14.（14分）世界上最早最精确的极光观测记录可追溯到汉朝《汉书·天文志》中的史料记载。极光是高能粒子流（太阳风）射向地球时，由于地磁场作用，部分进入地球极区，使空气中的分子或原子受激跃迁到激发态后辐射光子，而产生的发光现象。假设地磁场边界到地心的距离为地球半径的2倍。如图所示是赤道所在平面的示意图，地球半径为 R，匀强磁场垂直纸面向外，MN 为磁场圆的直径，MN 左侧宽度为 22R的区域内有一群均匀分布、质量为m 、带电荷量为+q的粒子垂直MN 以速度v射入地磁场，正对地心O的粒子恰好打到地球表面，不计粒子重力及粒子间的相互作用。已知若y=sinx，则x可表示为。 x=arcsiny，求：
（1）地磁场的磁感应强度大小；
（2）正对地心射入的粒子从进入磁场到打到地球表面的时间；
（3）在地磁场中打到地面的粒子从进入磁场到打到地球表面的最短时间。
15.（16分）如图，光滑水平轨道上固定一个光滑圆弧轨道，圆弧的半径为 R=1.2m ，圆心角为60°，圆弧右端有一个质量为m=1kg的长木板A与之接触但不粘连，且A 上表面与圆弧右端相切。在长木板 A 右侧放着很多个滑块（视为质点），滑块的质量均为 2m，编号依次为1、2、3、4、…、n。开始时长木板 A 和滑块均静止。在左侧光滑平台上有两个可视为质点的滑块 B、C，且mB=3mC=3m，B、C之间有一轻弹簧，并用细线拴连使弹簧处于压缩状态，弹簧此时恰好与 B、C接触但不粘连，初始时弹簧弹性势能为EP=6J。现将细线烧断，B、C在弹簧弹力作用下加速运动直至与弹簧分离，小滑块 B 与弹簧分离后从平台飞出，且恰好从固定圆弧轨道左端相切进入，离开圆弧后滑上长木板A．当A、B刚达到共速时，长木板 A 恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞。经过一段时间，A、B再次刚达到共速时，长木板A 恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞，此后A、B共速时，长木板 A 总是恰好与滑块1发生弹性碰撞；最终滑块 B恰好没从长木板A 上滑落，且A与B之间的动摩擦因数为 μ=0.1，重力加速度为 g=10m/s²，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，且每次碰撞时间极短，求：
（1）滑块 B 刚滑上长木板A 时的速度大小；
（2）滑块 B 与长木板A 间摩擦产生的总热量Q；
（3）长木板A 全过程运动的总位移x∧。