湘豫名校联考2023-2024学年高三上学期8月入学摸底考试物理试题

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物理
注意事项:
1.本试卷共8页。时间90分钟,满分110分。答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置,并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上,然后认真核对条形码上的信息,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。作答非选择题时,将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并收回。
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项符合题目要求,第9~12小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.有些核反应是放出能量的,如自然衰变反应,有些核反应是吸收能量的,如人工核反应。现有核反应甲:弱1327Al+24He→1530P+X、核反应乙:1530P→1430Si+Y,下列说法正确的是
A.核反应甲放出能量,X为电子 B.核反应甲吸收能量,X为正电子
C.核反应乙吸收能量,Y为电子 D.核反应乙放出能量,Y为正电子
2.如图所示,将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧,人在与光源同侧的位置观察液膜,下列说法正确的是
A.若将该装置放在地球表面上观察,可看到竖直直条纹
B.若将该装置放在空间站上观察,可看到水平直条纹
C.若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为∆x1,在月球表面观察到的水平直条纹的间距为∆x2,则∆x1 < <∆x2
D.若将红色光源换为蓝色光源,在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大
3.2022年10月31日,长征五号B遥四运载火箭在文昌航天发射场点火升空，成功将我国空间站的第二个实验舱——梦天实验舱送入预定轨道,并与天和核心舱对接。已知天和核心舱绕地球的运动近似为匀速圆周运动,运动周期为T,地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.天和核心舱里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力
B.天和核心舱运动的速率为2πRT
C.天和核心舱运动的轨道半径为3gR2T24π2
D.天和核心舱运动的加速度的大小为2π32πgR2T
4.如图所示,电源的电动势E恒定不变且内阻r不可忽略,R1、R2和R3都是定值电阻,R是滑动变阻器,电压表V1、电压表V2和电流表A都是理想电表。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由图示位置向左缓慢移动时，下列说法正确的是
A.电压表V1、电压表V2和电流表A的示数均减小
B.电压表V1和电压表V2的示数减小,电流表A的示数增大
C.电压表V1的示数减小，电流表A和电压表V2的示数增大
D.电压表V2的示数减小,电流表A和电压表V1的示数增大
5.如图所示,在足够大的光滑绝缘水平桌面上存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。有三个质量均为m的物块a、b、c(均可视为质点)分别位于桌面上直角三角形ACD的三个顶点处,已知∠A= 30°,CD的长度为L ,物块a带正电,电荷量为q,物块b、c不带电。现给物块a- -方向垂直AC边、大小为v0(未知)的初速度,观察到物块a与物块b恰好能发生碰撞。已知物块a、b、c相互碰撞后粘在一起,且带电荷量保持不变。则下列说法正确
的是
A.物块a的初速度大小v0=2BqLm
B.物块a与物块b碰撞以后整体再运动时间∆t=2πm3Bq后与物块c发生碰撞
C.物块a与物块b碰撞以后整体不可能再与物块c发生碰撞
D.物块a从开始运动经过时间t=2πmBq可以再回到出发点A
6.在竖直光滑墙壁和光滑挡板之间放置两个光滑的球P、Q,挡板可绕O点在竖直平面内转动,开始时该系统处于静止状态,如图所示。现将挡板沿顺时针方向缓慢转动,已知此过程中大球Q、小球P与光滑墙壁始终紧密接触。在挡板沿顺时针方向缓慢转动的过程中,下列说法正确的是
A.小球P受到光滑墙壁的弹力逐渐增大
B.小球P受到大球Q的弹力逐渐减小
C.大球Q受到光滑墙壁的弹力逐渐减小
D.大球Q受到挡板的弹力逐渐增大
7.如图甲所示,用折射率为2的玻璃做成内径为R、外径为2R、长为L的半圆环柱体。一束平行光射向此半圆环柱体的外表面,且与主截面的对称轴OO'平行，如图乙所示,不计多次反射。则半圆环柱体内表面有光线射出的区域的面积是
A. πRL B. RL C. 22πRL D.23πRL
8.如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上,斜面的底端固定一垂直挡板,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在挡板,另一端连接质量为m的小球A,当小球A处于静止状态时,弹簧的弹性势能大小为E。现将另一个大小相等,质量相同的小球B(图中未画出)紧挨小球A右侧轻放在斜面上,已知重力加速度大小为g,弹簧一直处在弹性限度内,则弹簧的最大弹性势能为
A. E B. C. D.
9.一定质量的理想气体经历了a→b→c→d→a的变化过程,其状态变化过程的p -1V图象如图所示,ab平行于1V轴,ad垂直于一轴,dc的延长线过原点O。下列说法正确的是
A.a→b过程中气体的温度升高
B.b→c过程中气体向外界放出热量
C.c→d过程中气体从外界吸收热量
D.d→a过程中,气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减少
10.小明同学设计了一个绳波演示游戏,将两段材料不同的绳连接起来,以连接点为原点O,以绳为x轴建立如图所示的坐标系。甲、乙两位同学分别在平衡位置在x1=-6 m的S1点和平衡位置在x2=12 m的S2点同时手握绳振动,产生两列简谐横波甲、乙,分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。已知t=0时刻平衡位置分别在x3=-2 m和x4 =4 m处的质点刚好开始振动,某时刻两列波恰好同时到达原点O。若从t=0开始到t=512s时间内P点经过的路程为6cm。下列说法正确的是
A.波源S1的起振方向向上,波源S2的起振方向向下
B.甲、乙两列简谐横波到达原点O前传播速度大小不同
C.因为甲、乙两列波的波长不同,故相遇后不能形成稳定的千涉图样
D.当两列波到达对方波源处后,平衡位置在x5=2 m的质点是振动加强点
11.日常生活中手机充电的情景可以等效为如图所示的理想变压器电路模型。已知理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1 : n2=20 : 1,原线圈串联R1 =400Ω的电阻，副线圈串联R2=5Ω的电阻,充电时图中a、b间接入电压为u=2202sin100rt(V)的交变电源,变压器副线圈的电压为10V。则下列说法正确的是
A.c、d端输出电流的频率为2.50 Hz B.原线圈的电流为0.05 A
C.手机的充电电流为2 A D.手机的充电功率为5 W
12.如图甲所示,空间存在电场方向为竖直方向、电场强度大小变化的电场,质量为m、带正电的小球在电场中从某高度O处由静止开始下落。小球初始时的机械能为E0,小球下落过程中的机械能E随下降的高度h变化的关系如图乙中实线所示,图中E0、E1、h1、h2和h3均为已知量,P为关系图线上的点,其坐标为(h1 ,E1)。小球在下落过程中所受空气阻力作用忽略不计，
重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.在h2处小球的重力势能--定为零
B.电场的方向竖直向上,电场强度随h的增大而增大
C.小球在下落过程中电势能不断增大
D.在h1处小球所受的电场力大小为E1h2-h1
二、 非选择题:本题共6小题,共62分。
13.(6分)如图甲所示,某研究性学习小组同学设计了“验证机械能守恒定律”的实验装置,质量分别为m1和m2的物块A、B,与动滑轮及定滑轮(两滑轮均为轻质滑轮)用不可伸长的轻质绳按图示方式连接(绳竖直)。物块B从高处由静止开始下落,物块A上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙所示是实验中获取的一条纸带,0点是打下的第一个点,每相邻两个计数点之间还有3个点(图中未标出) ,计数点间的距离如图乙所示。(已知当地的重力加速度大小为g,打点计时器使用电源的频率为f)
(1)在纸带上打下记数点5时物块A的速度大小v=__ ____(用 x1、x2和f表示)。
(2)若将A、B两物块看作一个系统,则打0点到打5点的过程中，系统减少的重力势能为
，系统增加的动能为 。(以，上两空均用题目给出的物理量的字母表示)
(3)经过多次实验发现A、B两物块组成的系统减少的重力势能∆Ep与系统增加的动能∆Ek并不相等,请从系统误差的角度分析二者不相等的可能原因是
(写出一条即可)。
14.(9分)利用霍尔效应工作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。小聪同学设计了一个研究霍尔电压与电流、磁感应强度等物理量的关系的实验,小聪查得某种由铜制成的霍尔元件的霍尔电压在5V以内变化,工作电流在600mA以内,并设计了如图甲所示的电路。图甲中线圈电流不超过2 A,已知霍尔元件处的磁感应强度B与线圈中的电流I1大小成正比。
实验室可供选择的器材有:
A.电流表(量程1.5 A,内阻约为0.15Ω)
B.电流表(量程600 mA,内阻约为2.0 Ω)
C.电流表(量程150 mA,内阻约为6.0 Ω)
D.电压表(量程6.0 V,内阻约为20 kΩ)
E.电压表(量程15.0 V,内阻约为20 kΩ)
F.滑动变阻器(电阻15Ω,允许通过的最大电流1.5 A)
G.滑动变阻器(电阻20 Ω,允许通过的最大电流1.0 A)
H.两个相同的电源(电动势均为12 V,内阻可忽略)
I.单刀单掷开关两个和导线若干
(1)为了完成实验,电流表A1应选用 __,电压表 V应选用 ，滑动变阻器R1应选用_____。 (以上均选填器材前的字母标号)
(2)用笔画线代替导线将图甲中的电压表的连线补充完整。(要注意电压表正、负接线柱接线正确)
(3)为了研究霍尔电压与电流的关系,应闭合开关S1、S2后,先调节滑动变阻器R1使电流表A1的指针有较大偏转,并保持电流表A1的示数不变,调节滑动变阻器R2,记录电流表A2的示数I和对应的电压表的示数U，将记录的实验数据描绘在U-I坐标系中，如图乙所示，请作出U-I关系图线,结合所作图象可得,在误差允许范围内霍尔电压U与电流I的关系式为
(选填“U=kI”“U=kI2"或“U=kI”)。
(4)为了研究霍尔电压与磁感应强度的关系,应闭合开关S1、S2后,先调节滑动变阻器
(选填“R1”或“R2")使相应的电流表指针有较大偏转并稳定后，再调节滑动变阻器
(选填“R1”或“R2”)记录相应电流表A1的示数I和对应的电压表的示数U,从而就可以判断霍尔电压与磁感应强度的关系。
15. (10分)质量均为m的滑块A、B靠在一起,静止放置在水平地面上,滑块A与地面的动摩擦因数为μ,滑块B与地面的动摩擦因数为2μ。现用水平向右的推力F推动滑块B,作用一段时间t0后撤去推力F,已知推力F=5μmg,重力加速度大小为g.求:
(1)在推力F推动滑块B的过程中,滑块B对滑块A的弹力大小;
(2)撤去水平推力F后,滑块A与滑块B之间的最大距离。
16. (10分)如图所示,在平面直角坐标系xOy中x轴的上方,存在电场方向竖直向下、电场强度大小为E1=mgq的匀强电场,在x轴下方存在电场方向向上的匀强电场与磁场方向垂直纸面向里的匀强磁场的复合场(图中未画出)。带电荷量为+q的小球在y轴上的A点以一-定的初速度沿x轴负方向水平抛出,经过一段时间后与x轴成45°角进入x轴的下方,并在复合场中做匀速圆周运动,并垂直经过y轴。已知O、A两点间的距离为L,重力加速度大小为g。求:
(1)小球刚进入x轴的下方时的速度大小;
(2)x轴下方匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度大小的比值。
17. (11分)如图所示,导热性良好的汽缸竖直固定放置。该汽缸由足够长的，上下两部分汽缸组成,上、下两部分汽缸的横截面积分别为S和2S,质量分别为m和2m的a、b两活塞，用长度为2L的轻杆连接，两活塞间在汽缸内封闭一定质量的理想气体。开始时环境热力学温度为T0,阀门K打开,活塞a上部和活塞b下部均与大气相通,此时封闭气体的压强为外界大气压强的12,a、b两活塞到上、下汽缸连接处的距离均为L,系统保持静止。已知重力加速度大小为g,活塞与汽缸间的摩擦忽略不计且不漏气。
(1)求外界大气压强p0和阀门K打开时轻杆的弹力大小F0;
(2)若环境热力学温度保持T0不变,用抽气机把活塞a上部分的汽缸抽成真空后,关闭阀门K,此时活塞b处于.上、下汽缸连接处,求稳定后轻杆弹力的大小F1。
18. (16分)如图所示，两根相距为L的光滑平行导轨水平固定放置,处在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。导轨上放置三根长度均为L、同种金属材料制成的粗细均匀的导体棒a、b、c,导体棒a、b的质量均为m,导体棒c的质量为2m,导体棒a的电阻为R。初始时导体棒b、c之间的距离为d,且均处于静止状态,现给导体棒a一个水平向右、大小为v0的初速度。已知若导体棒a、b能发生碰撞，则碰撞后将粘在一-起,a、b、c三导体棒运动过程中始终垂直导轨且接触良好。
(1)若要使导体棒a、b不能发生碰撞,求导体棒b、c加速度大小的比值，以及导体棒a开始运动时与导体棒b之间的距离x应满足的条件;
(2)若导体棒a开始运动时与导体棒b之间的距离x0=mv0R8B2L2,求最终导体棒b、c之间的距离(已知导体棒b、c没有发生碰撞)。