2023-2024学年湖南省高三下学期物理模拟试题

这是一份2023-2024学年湖南省高三下学期物理模拟试题，共17页。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单项选择题：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、如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A上的顶端O处，细线另一端拴一质量为m=0.2kg的小球静止在A上．若滑块从静止向左匀加速运动时加速度为a．(取)则( )
A．当a=5m/s2时，线中拉力为
B．当a=10m/s2时, 小球受的支持力为
C．当a=12m/s2时, 经过1秒钟小球运动的水平位移是6m
D．在稳定后，地面对A的支持力一定小于两个物体的重力之和
2、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )
A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
3、如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I，线圈所受安培力的合力为F，则I和F的方向为（ ）
A．I顺时针，F向左B．I顺时针，F向右
C．I逆时针，F向左D．I逆时针，F向右
4、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（ ）
A．周期为
B．周期为
C．向心加速度大小为
D．向心加速度大小为
5、如图所示，“嫦娥四号”飞船绕月球在圆轨道Ⅰ上运动，在A位置变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在近月点B位置再次变轨进入近月圆轨道Ⅲ，下列判断正确的是（ ）
A．飞船在A位置变轨时，动能增大
B．飞船在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度
C．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度
D．飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ的周期
6、如图所示，固定在水平地面的斜面体，其斜面倾角α=30°、斜面长x=1.6m，底端与长木板B上表面等高，B静止在光滑水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与B的上表面接触处平滑连接。一可视为质点的滑块A从斜面顶端处由静止开始下滑，最终A刚好未从B上滑下。已知A、B的质量均为1kg，A与斜面间的动摩擦因数μ1=，A与B上表面间的动摩擦因数μ2=0.5，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．A的最终速度为0
B．B的长度为0.4m
C．A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为1J
D．A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为2J
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表、电流表为理想电表。L1、L2、L3、L4 为四只规格均为“220V，60W”的灯泡。如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数约为1244.32V
B．电流表的示数约为0.82A
C．a、b 两端的电压是1045V
D．a、b 两端的电压是1100V
8、如图，相距l的两小球A、B位于同一高度、h均为定值将A向B水平抛出，同时让B自由下落、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则
A．A、B一定能相碰
B．A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度大小
C．A、B在第一次落地前若不碰，以后就不会相碰
D．A、B要在最高点相碰，A球第一次落地的水平位移一定为
9、一定质量理想气体的图象如图所示，从状态经过程Ⅰ缓慢变化到状态，再由状态b经过程Ⅱ缓慢变化到状态a，表示两个过程的图线恰好围成以ab为直径的圆。以下判断正确的是________。
A．过程Ⅰ中气体的温度保持不变
B．过程Ⅱ中气体的温度先升高后降低
C．过程Ⅰ中气体的内能先减少后增加
D．过程Ⅱ中气体向外界释放热量
E.过程Ⅱ中气体吸收的热量大于过程Ⅰ中放出的热量
10、如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（ ）
A．t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向b
B．t=3s时金属杆的速率为3m/s
C．t=5s时外力F的瞬时功率为0.5W
D．0~5s内通过R的电荷量为2.5C
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下：
A．干电池：电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω
B．电流表G：满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝150Ω
C．定值电阻R1＝1200Ω
D．电阻箱R2和R3：最大阻值999.99Ω
E．电阻箱R4：最大阻值9999Ω
F．开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干
（1）该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2＝________Ω，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻叫作欧姆表的内阻R内，则R内＝________Ω，欧姆表的倍率是________（选填“×10”或“×100”）；
（2）闭合开关S：
第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2＝________Ω且R3＝________Ω时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；
第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图乙所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________。
12．（12分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。
根据所学的知识回答下列问题：
(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；
(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；
(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；
(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中顶部A为矩形形状，高CM=L，边长CD＝d，底部B为等边三角形。现让一束单色光线从B部分MH边的中点O1表面处沿竖直方向射入，光线进入B后发现折射光线恰好与B部分的HM'平行且经过MM'，最后从A部分的CD边上某点O处射出，光在真空中的传播速度为c。求：
（i）光在工艺品中传播的速度；
（ii）光在工艺品中传播的时间。
14．（16分）如图所示，在边界OP、OQ之间存在竖直向下的匀强电场，直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。从O点以速度v0沿与Oc成60°角斜向上射入一带电粒子，粒子经过电场从a点沿ab方向进人磁场区域且恰好没有从磁场边界bc飞出，然后经ac和aO之间的真空区域返回电场，最后从边界OQ的某处飞出电场。已知Oc=2L，ac=L，ac垂直于cQ，∠acb=30°，带电粒子质量为m，带电量为+g，不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的场强大小和匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)粒子从边界OQ飞出时的动能；
(3)粒子从O点开始射入电场到从边界OQ飞出电场所经过的时间。
15．（12分）如图所示，直线MN与水平线夹角为60°，其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B；直线PQ垂直ＭＮ，且PQ与ＭＮ包围的空间有一匀强电场，电场方向平行于PQ．有一质量为m 电量为+q的带电粒子在纸面内以v0的水平初速度从A点飞入磁场，粒子进入磁场t0(t0未知)时间后立即撤除磁场，此时粒子未到达MN，之后粒子垂直MQ边界从C点（图中未画出）飞入电场；随后粒子再次通过C点．粒子在以上整个过程中所用总时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需时间，粒子所受重力不计．试求：
（1）粒子在磁场中运动的时间t0
（2）匀强电场场强E的大小．
参考答案
一、单项选择题：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、A
【解析】
当小球对滑块的压力恰好等于零时，小球所受重力mg和拉力T使小球随滑块一起沿水平方向向左加速运动，由牛顿运动定律得小球和滑块共同的加速度为：．
A．当时，斜面对小球有支持力，将小球所受的力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，有：，，联立解得：，故A正确；
B．当时，斜面对小球恰好没有支持力，故N=0，故B错误；
C．当时，滑块的位移为，而小球要先脱离斜面，然后保持与滑块相同的运动状态，故在这1s内小球运动的水平位移小于6m，故C错误；
D．在稳定后，对小球和滑块A整体受力分析可知，在竖直方向没有加速度，故地面对A的支持力等于两个物体重力之和，故D错误．
2、A
【解析】
根据光电效应方程得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A正确，BCD错误．
3、B
【解析】
金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。
A．I顺时针，F向左，与结论不相符，选项A错误；
B．I顺时针，F向右，与结论相符，选项B正确；
C．I逆时针，F向左，与结论不相符，选项C错误；
D．I逆时针，F向右，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
4、C
【解析】
AB．中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知：
解得
故AB错误；
CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有
中圆轨道卫星有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
5、D
【解析】
A．飞船在A位置变轨时做近心运动，必须减速，动能减小，故A错误；
BC．飞船在圆轨道上运动时，根据万有引力提供向心力，得
得
知卫星的轨道半径越大，线速度和加速度越小，则知飞船在轨道Ⅰ上的速度和加速度均小于在轨道Ⅲ上的速度和加速度，故BC错误；
D．飞船在轨道Ⅰ上的轨道半径大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律知飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期，D正确。
故选D。
6、C
【解析】
A． 设A、B的质量均为m，A刚滑上B的上表面时的速度大小为v1．滑块A沿斜面下滑的过程，由动能定理得：
解得：
v1=2m/s
设A刚好滑B右端的时间为t，两者的共同速度为v。滑块A滑上木板B后，木板B向右做匀加速运动，A向右做匀减速运动。根据牛顿第二定律得：对A有
μ2mg=maA
对B有
μ2mg=maB
则
v=v1-aAt=aBt
联立解得
t=1.2s，v=1m/s
所以，A的最终速度为1m/s，故A错误；
B． 木板B的长度为
故B错误；
CD．A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为
Q=μ1mgL=1.5×1×11×1.2J=1J
故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、BC
【解析】
A．由输出端交变电压的图象可求出有效值220V，由原、副线圈匝数之比4:1，可得原、副线圈的电压之比4:1，则原线圈的电压即电压表的示数为
故A错误；
B．副线圈电压为220V，L2、L3、L4三只灯泡都正常发光，电流表的示数为
故B正确；
CD．原、副线圈的电流之比，则原线圈电流为
灯泡的电阻
则、两点的电压
故C正确，D错误。
故选BC。
8、AB
【解析】
A、B两物体在竖直方向上的运动是相同的，若A、B在第一次落地前不碰，由于反弹后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，则以后一定能碰，故A正确，C错误．若A球经过水平位移为l时，还未落地，则在B球正下方相碰.可知当A的初速度较大时，A、B在第一次落地前能发生相碰，故B正确．若A、B在最高点相碰，A球第一次落地的水平位移x=l/n，n=2、4、6、8…，故D错误．故选AB．
【点睛】
此题关键是知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据该规律抓住地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反来判断两球能否相碰．
9、BCE
【解析】
ABC．根据理想气体状态方程可知，a、b两状态的温度相同，过程I中，从a到圆上最低点过程中，压强减小，体积减小，根据理想气体状态方程可知，温度降低，则。过程I中从a到圆最低点过程中，压强减小，体积减小，则温度降低，则过程Ⅰ中气体的温度先降低后升高，气体的内能先减少后增加，同理可知，过程Ⅱ中气体温度先升高后降低，气体的内能先增加后减少，故A错误，BC正确：
D．过程Ⅱ中气体的体积变大气体对外界做功，且内能不变，且内能不变，根据热力学第一定律可知，气体吸热，故D错误；
E．在图象中，图线与横坐标轴围成的“面积”对应功，过程Ⅱ气体对外界做的功大于过程Ⅰ外界对气体做的功，故过程Ⅱ中气体吸收的热量大于过程Ⅰ中气体放出的热量，故E正确。
故选BCE。
10、BD
【解析】
A．由图像可知，t=5.0s时，U=0.40V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为
用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A错误；
B．由图可知，t=3s时，电压表示数为
则有
得
由公式得
故B正确；
C．金属杆速度为v时，电压表的示数应为
由图像可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为
根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有
得
此时F的瞬时功率为
故C错误；
D．t=5.0s时间内金属杆移动的位移为
通过R的电荷量为
故D正确。
故选BD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、149.5 1500 ×100 14.5 150 10
【解析】
（1）[1][2]．由闭合电路欧姆定律可知：
欧姆表的内阻为
则
R2＝R内－R1－Rg－r＝(1500－1200－150－0.5)Ω＝149.5 Ω，
中值电阻应为1500 Ω，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种档位，若为×10，则中值刻度太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“×100”。
（2）[3][4]．为了得到“×10”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 Ω；
电流为
；
此时表头中电流应为0.001 A，则与之并联电阻R3电流应为(0.01－0.001)A＝0.009 A，
并联电阻为
R3＝ Ω＝150 Ω；
R2＋r＝Ω＝15 Ω
故
R2＝(15－0.5)Ω＝14.5 Ω ；
[5]．图示电流为0.60 mA，干路电流为6.0 mA
则总电阻为
R总＝×103 Ω＝250 Ω
故待测电阻为
R测＝(250－150)Ω＝100 Ω；
故对应的刻度应为10。
12、取下 左 远大于 0.555
【解析】
(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。
(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。
(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为
11×0.05mm=0.55mm
则挡光片的宽度
d=5mm+0.55mm=5.55mm
即为0.555cm。
(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即
W=mgL
小车通过光电门1时的速度
小车通过光电门2时的速度
小车通过两光电门的过程中动能的变化量
验证动能定理的关系式应为
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（i）；（ii）
【解析】
（i）光路图如图所示。
根据题图知，光进入介质B的入射角为 α=60°，折射角为 β=30°
则工艺品的折射率为

在介质中的光速：
（ii）由几何关系得光在工艺品中传播的路程
·
光在工艺品中传播的速度
则光在工艺品中传播的时间
·
联立解得
14、（1） （2） （3）
【解析】
（1）从O点到a点过程的逆过程为平抛运动
水平方向：
竖直方向：
加速度：
可得：
，
，
粒子进入磁场后运动轨迹如图所示，设半径为r，由几何关系得，
，
洛伦兹力等于向心力：
解得：
在磁场内运动的时间：
.
（2）粒子由真空区域进入电场区域从边界飞出过程，由动能定理得，
解得：
（3）粒子经过真空区域的时间，
.
粒子从真空区域进入电场区域到从边界飞出经过的时间为
，
解得：
.
粒子从入射直至从电场区域边界飞出经过的时间
.
15、（1）；（2）
【解析】
（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，轨迹如图所示：
根据牛顿第二定律：
周期为：
粒子运动时间为：
（2）带电粒子在磁场中做圆周运动有：
解得：
D到C是匀速运动：
可得运动时间为：
带电粒子在电场中运动时间：
带电粒子在电场中运动的加速度：
速度为：
可得：