湖南省长沙市第一中学2024届高三下学期高考适应性演练（一）物理试题 Word版含解析

这是一份湖南省长沙市第一中学2024届高三下学期高考适应性演练（一）物理试题 Word版含解析，共16页。试卷主要包含了9km/s和11等内容，欢迎下载使用。

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.根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子从n>2的能级返回n=2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n=1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为（ ）
2.2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲，航天员景海鹏、朱杨桂、桂海潮在中国空间站内，为广大青少年带来了一场别出心裁的太空科普课。已知地球的半径为R，空间站距离地球表面的高度为h，不考虑地球的自转，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A.空间站的周期
B.空间站的加速度比同步卫星的加速度小
C.空间站运行的线速度介于7.9km/s和11.2km/s之间
D.根据题中信息可以求出空间站的质量
3.物体A、B放置在粗糙的水平面上，若水平外力以恒定的功率P单独拉着物体A运动时，物体A的最大速度为v1；若水平外力仍以恒定的功率P拉着物体A和物体B共同运动时，如图所示，物体A和物体B的最大速度为v2。空气阻力不计，在物体A和B达到最大速度时作用在物体B上的拉力功率为（ ）
A.B.C.D.
4.某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线，其方程分别为和。无人机及其载物的总质量为2kg，取竖直向上为正方向。则（ ）
A.EF段无人机的速度大小为4m/s
B.FM段无人机的货物处于超重状态
C.FN段无人机和装载物总动量变化量大小为4kg·m/s
D.MN段无人机机械能守恒
5.某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法不正确的是（ ）
A.物块与长木板先相对静止后相对运动
B.根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C.根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的
6.呼吸机是治疗新冠肺炎的重要设备，其核心元件为呼吸机马达（即电动机）。图为某品牌呼吸机马达的技术参数，用图示交流电源通过理想变压器给马达供电，使其正常工作。则（ ）
A.马达内线圈的电阻为120Ω
B.马达正常工作时理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶6
C.该交流电源的电压有效值为311V
D.该交流电源每秒内电流方向变化50次
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.物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀足够长的铜板固定在绝缘支架上。一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的初速度，永磁体将沿斜面向下运动，如图所示。假设永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且（式中θ为铜板与水平面的夹角），取铜板下端所在水平面为零势能面。则下图中关于永磁体下滑过程中速率v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
8.1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验.实验时，用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质量为mx，发动机已熄火），如图所示.接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为F，开动时间Δt，测出飞船和火箭的速度变化是Δv，下列说法正确的是（ ）
A.火箭质量mx应为
B.宇宙飞船的质量m应为
C.推力F越大，就越大，且与F成正比
D.推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F
9.如图甲所示为小勇同学收集的一个“足球”玻璃球，他学了光的折射后想用激光对该球进行研究，某次实验过程中他将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知点C到AB竖直距离，玻璃球的半径为R，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（ ）
A.B点的出射光相对C点入射光方向偏折了60°
B.该“足球”的直径为玻璃球直径的
C.继续增加则光将会在右侧发生全反射
D.用频率更小的激光入射时，光在玻璃球中的传播时间将变短
10.如图所示，水平放置的长方体容器内存在竖直方向的匀强磁场，边长为L的正方形abcd是长方体容器的横截面，a、b、c、d四个顶点处均开有小孔。一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）以速度v₀从小孔a沿ac方向射入容器，带电粒子只与容器壁碰撞一次后从小孔d飞出。已知带电粒子与容器碰撞前后，沿平行于容器壁的方向速度不变，沿垂直于容器壁的方向速度等大反向，运动过程中带电粒子的电荷量保持不变。关于磁场的大小和方向，下列说法正确的是（ ）
A.磁场方向竖直向上，
B.磁场方向竖直向上，
C.磁场方向竖直向下，
D.磁场方向竖直向下，
三、填空题（本题共2小题，共16分）
11.（6分）某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有：专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
（1）下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是________。
A.用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A、B小球，再移走带电体
C.A、B小球接触后，用带电小球接触A、B，移除导体球，再分开A、B小球
（2）用天平测量小球的质量m，悬挂点到小球球心的距离l，将小球B固定在绝缘底座上，A球用丝线悬挂在支架上，使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示，则A、B小球之间的距离r=________cm。
（3）本实验中丝线与竖直方向夹角θ很小， ，重力加速度g=9.8m/s2。本实验中若小球质量为10g，l=1.0m，则库仑力F=________N（结果保留两位有效数字）。
（4）缓慢移动绝缘底座，得到五组F、r数据，根据库仑定律，拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是________；
A. B. C.
12.（10分）小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图________（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式。
（2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图所示，则单摆的振动周期T=________s（结果保留3位有效数字）；
（3）改变线长l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径r），请根据表中的数据，在方格纸上作出图像________；
（4）测得当地的重力加速度g=________（结果保留3位有效数字）；
（5）有同学认为，根据公式，小明在实验中未考虑小磁片对摆长的影响，L的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度g偏小。请判断该观点是否正确，简要说明理由________。
四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
13.（10分）如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度的理想气柱。活塞可通过轻绳连接以达到监测重物的目的，当所挂重物为时，刚好触发超重预警，活塞恰好下降至位于离容器底某位置的预警传感器处。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，缸内气体内能与热力学温度的关系为，k为常数，不计摩擦阻力。
（1）求预警传感器到容器底部的距离；
（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低为，求在刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中向外界放出的热量。
14.（14分）如图所示，一个阻值为2R、匝数为N的圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为，在线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间t的变化率为，电阻R的两端通过导线与平行金属板a、b相连，一质量为m、带电量为的粒子，由a板中央处静止释放，经b板上的小孔射出后，由小孔M沿径向射入有匀强磁场的绝缘圆筒内。已知绝缘圆筒半径为，绝缘圆筒内的磁感应强度大小为B，方向垂直圆筒面向里。不计粒子重力。求：
（1）磁感应强度随时间t是均匀增大还是减小？
（2）粒子进入绝缘筒时速度v的大小；
（3）粒子与绝缘筒壁碰撞时速率、电荷量均不变，为使粒子在筒内能与筒壁碰撞4次后又从M孔飞出，则筒内磁感应强度B应满足的条件。
15.（16分）如图所示，足够长的水平光滑直轨道AB和水平传送带平滑无缝连接，传送带长L=4m，，以10m/s的速度顺时针匀速转动，带有光滑圆弧管道EF的装置P固定于水平地面上，EF位于竖直平面内，由两段半径均为R=0.8m的圆弧细管道组成，EF管道与水平传送带和水平地面上的直轨道MN均平滑相切连接，MN长，右侧为竖直墙壁。滑块a的质量，滑块b与轻弹簧相连，质量，滑块c质量，滑块a、b、c均静置于轨道AB上。现让滑块a以一定的初速度水平向右运动，与滑块b相撞后立即被粘住，之后与滑块c发生相互作用，c与劲度系数k=1.5N/m的轻质弹簧分离后滑上传送带，加速之后经EF管道后滑上MN。已知滑块c第一次经过E时对轨道上方压力大小为42N，滑块c与传送带间的动摩擦因数，与MN间的动摩擦因数，其它摩擦和阻力均不计，滑块与竖直墙壁的碰撞为弹性碰撞，各滑块均可视为质点，重力加速度大小g=10m/s2，弹簧的弹性势能（x为形变量）。求：
（1）滑块c第一次经过F点时速度大小（结果可用根号表示）；
（2）滑块a的初速度大小：
（3）试通过计算判断滑块c能否再次与弹簧发生相互作用，若能，求出弹簧第二次压缩时最大的压缩量。
长沙市一中2024届高考适应性演练（一）
物理参考答案
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）
1．【答案】B
【解析】赖曼线系的光子中，从n2能级跃迁到n1基态释放的能量最小，
即为
巴耳末线系的光子中，从n能级跃迁至n2能级释放的能量最大，
即为
所以有，B正确，ACD错误。
2．【答案】A
【解析】根据， ，得 A正确；
B．根据，得，空间站的运动半径小于卫星的运动半径，则空间站的加速度比同步卫星的加速度大，B错误；
C．空间站运行的线速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s，C错误；
D．空间站为环绕天体，无法求得质量，D错误。
3．【答案】C
【解析】物体A受到的滑动摩擦力为
以恒定的功率P拉着物体A和物体B共同运动有
在物体A和B达到最大速度时作用在物体B上的拉力功率为。
4．【答案】A
【解析】根据EF段方程y4t26，
可知EF段无人机的速度大小为故A正确；
B．根据yt图像的切线斜率表示无人机的速度，可知FM段无人机先向上做减速运动，后向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机的货物处于失重状态，故B错误；
C．根据MN段方程y2t140，可知MN段无人机的速度为
则有
可知FN段无人机和装载物总动量变化量大小为12kg∙m/s，故C错误；
D．MN段无人机向下做匀速直线运动，动能不变，重力势能减少，无人机的机械能不守恒，故D错误。
5．【答案】C
【解析】根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确不符合题意；根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08N，故B正确不符合题意；根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误符合题意；5.0s到5.2s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确不符合题意。
6．【答案】B
【解析】A．马达是非纯电阻元件，所以其内阻不是120Ω，故A错误；
B．理想变压器的原副线圈匝数之比等于交流电源的电压有效值与供电电压之比，
即，故B正确；
C．交流电源电压的有效值应为220V，故C错误；
D．正弦交流电每个周期内电流方向变化2次，该交流电的周期为0.02s，1s内包含50个周期，所以该交流电每秒内电流方向变化100次，故D错误。
二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分）
7．【答案】ABD
【解析】小磁铁下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，所受的摩擦力阻力不变，由可知，随着小磁铁的加速下滑，阻尼作用增大，则加速度逐渐减小，v-t线的斜率减小，故A正确；若开始下落时小磁铁满足，小磁铁匀速下滑，此时动能不变，故B正确；小磁铁下滑时重力势能逐渐减小，但是不会趋近与某一定值，故C错误；小磁铁下滑过程中，由于有电能产生，则机械能
逐渐减小，故D正确。
8．【答案】BC
【解析】设它们之间的作用力是FT，分析飞船有，分析火箭有，所以可得火箭的，飞船的质量为，A错误；B正确。
根据冲量定理可得，故有所以推力F越大，就越大，且与F成正比，因为，D错误C正确。
9．【答案】AD
【解析】从C点入射的光线，进入玻璃球后光线如图所示，设入射角为i，折射角为r，法线与直径AB夹角为θ，则根据几何关系i，2r而
可知，，进入玻璃时，光线沿顺时针偏转了，根据光的折射定律，
从B点射出时，光线沿顺时针又偏转了，
因此从B点的出射光相对C点入射光方向偏折了，A正确；
因此从B点的出射光相对C点入射光方向偏折了，A错误；
根据几何关系，足球的直径d2RsinrR，B错误；
由于光线从C点射入玻璃中的折射角等于从B点出射时的入射角，离开玻璃球的折射角等于射入玻璃球时的入射角，因此光线不会发生全反射，C错误；
如果用频率更小的激光入射时，进入玻璃的折射角增大，从而在玻璃内传播的距离减小，而频率更小时，光在玻璃中的传播速度增大，从而光在玻璃球中的传播时间变短，D正确。
10．【答案】AD
【解析】AB．磁场方向竖直向上，运动轨迹如图所示
根据几何关系可得，解得
则有 ，A正确，B错误；
CD．若磁场方向竖直向下，且带电粒子只与容器壁碰撞一次后从小孔d飞出，则带电粒子的运动轨迹应左右对称，则左侧的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得 ，，，，

解得
由洛伦兹力提供向心力，解得
联立可得 ，C错误，D正确。
三、填空题（本题共2小题，共16分）
11．（6分）（1）C（2）2.20（3）（4）C
【解析】（1）用与A、B相同的带电小球C，先接触A，再接触B，两球将带上不等量的同种电荷，选项A错误；A、B小球接触后靠近带电体但不接触，然后分开A、B小球，再移走带电体，能使小球带等量异种电荷，选项B错误；A、B小球接触后，用带电小球接触A、B，移除导体球，再分开A、B小球，能使小球带等量同种电荷，选项C正确；
（2）由图可知，A、B小球之间的距离r=2.20cm。
（3）对小球受力分析可知，库仑力
带入数据解得
（4）根据，可知图像为过原点的直线，故选C。
12．（10分）
（1）丙
（2）1.36s（1.32~1.40s）均可
（3）
（4）9.71（9.47~9.78均可）
（5）不正确。设摆球的重心下移ΔL，根据单摆周期公式，有， 所以，与L无关。（或：不正确。小磁片只影响图像在L轴上的截距，不影响图像的斜率，故不影响从图像中测得的g的大小。）
【解析】（1）图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好；
（2）小球经过最低点时磁感应强度最大，相邻两次磁场最强的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为1.36s；
（3）根据表格中数据描点连线如图
（4）根据可得
则图线斜率为则
（5）重力加速度根据图像的斜率可求，由（4）的分析可知，小磁片不影响重力加速度的测量值，所以这个同学的观点是不正确的。
四、计算题（本题共3小题，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
13．（10分）
（1）设预警传感器到容器底部的距离为h，挂重物前，对活塞分析，有
挂上重物后，对重物和活塞组成的系统分析，有
又
气体发生等温变化，则
解得
（2）气体发生等压变化，则
解得
外界对气体做功
气体内能的变化量为
根据热力学第一定律
可得，
可知，气体放出的热量为
14．（14分）
（1）带电量为q的粒子，由a板中央处静止释放，经b板上的小孔射出，
说明b板电势高，由楞次定律可知磁感应强度随时间t是均匀减小的。
（2）由法拉第电磁感应定律有

由闭合电路欧姆定律有
平行金属板a、b两端的电压UIR
粒子在电场中运动时，由动能定理有
解得
（3）粒子从M点进入圆筒，速度为v，在圆筒中运动有
粒子在圆筒中运动的可能轨迹如图所示，由几何关系可知
（n1或2）
第一种情况
则
第二种情况
则
15．（16分）
（1）根据牛顿第二定律，在E点滑块c，
解得
滑块c第一次经过E点到F点，
根据动能定理
解得
（2）滑块c在传送带上做匀加速运动，因此刚放上传送带时，滑块c的速度设为，
根据运动学规律
滑块a，b作为整体与滑块c发生相互作用，最终滑块c被弹出，
根据动量守恒与能量守恒得
联立解得、
a与b发生碰撞，最后共速，满足动量守恒
联立解得
（3）假设滑块c能再次回到E点，从F点到E点，
根据动能定理
解得
速度大于零，假设成立，滑块c可再次滑上传送带，做减速运动，
根据运动学规律
联立解得
即可以追上滑块a，b发生再次碰撞，设最大压缩量为，
根据动量守恒与能量守恒

联立解得
T/s
T2/s2
0.40
1.276
1.628
0.60
1.555
2.418
0.80
1.801
3.244
1.00
2.010
4.040
1.20
2.208
4.875
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
A
C
A
C
B
题号
7
8
9
10
答案
ABD
BC
AD
AD