2023-2024学年湖南省高三物理质量检测试题

这是一份2023-2024学年湖南省高三物理质量检测试题，共17页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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，小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河，经过一段时间，正好到达正对岸的O＇处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O＇处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是（ ）
A．θ角不变且v增大B．θ角减小且v增大
C．θ角增大且v减小D．θ角增大且v增大
2、如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是（ ）
A．若x轴表示时间，y轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系
B．若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系
C．若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系
D．若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系
3、如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体。这种现象叫做空气的“击穿”。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV，阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104V/m时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为（ ）
A．1.1mB．1.6mC．2.1mD．2.7m
4、太阳系中各行星绕太阳运动的轨道在同一面内。在地球上观测金星与太阳的视角为（金星、太阳与观察者连线的夹角），长时间观察该视角并分析记录数据知，该视角的最小值为0，最大值为。若地球和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则金星与地球公转周期的比值为（ ）
A．
B．
C．
D．
5、2019年10月11日，中国火星探测器首次公开亮相，暂命名为“火星一号”，计划于2020年发射，并实现火星的着陆巡视。已知火星的直径约为地球的53%，质量约为地球的11%，请通过估算判断以下说法正确的是（ ）
A．火星表面的重力加速度小于
B．探测器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力
C．探测器在火星表面附近的环绕速度等于
D．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
6、如图所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦.初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板.现缓慢升高气缸内气体的温度，则选项图中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图象是（ ）
A．B．
C．D．
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、如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑 圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能Ek、与轨道间的弹力大小N、机械能E、重力的瞬时功率P随物块在竖直方向下降高度h变化关系图像正确的是( )
A．
B．
C．
D．
8、如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为10kg，C的质量为40kg，重力加速度为g=10m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放C后C沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度.（ ）
A．斜面倾角=30°
B．A、B、C组成的系统机械能先增加后减小
C．B的最大速度
D．当C的速度最大时弹簧处于原长状态
9、如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间动摩擦因数，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g．现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是 （ ）
A．a＝μgB．a＝
C．a＝D．a＝－
10、如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是
A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为
D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为
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）用如图甲所示装置，测定木块与长木板间的动摩擦因数。放在水平桌面上的长木板一端带有定滑轮，另一端固定有打点计时器，穿过打点计时器的纸带连接在木块上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬挂装有砝码的砝码盘，开始时木块靠近打点计时器。当地的重力加速度为。

（1）实验前，需要调节______的高度，使连接木块的细线与长木板平行。
（2）接通电源，释放纸带，图乙为打出的纸带上点迹清晰的一段，纸带上0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间均有四个计时点未标出，若打点计时器所接交流电的频率为，测出纸带上计数点0、2间的距离为，计数点4、6间的距离为，则打计数点5时，木块的速度大小为____，木块的加速度大小为____。
（3）若木块的质量为，悬挂的砝码和砝码盘的总质量为，则木块与长木板间的动摩擦因数为____。
12．（12分）某同学在《探究弹力和弹簧伸长关系》的实验中，用完全相同的弹簧A和B并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的够吗，测得数据如下表：
（1）每根弹簧的原长为_________cm，每根弹簧的劲度系数为______N/m；
（2）若将A、B弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为______。
A．25N/m B．100N/m C．50N/m D．200N/m
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）如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻。一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属 杆的质量m=0.2kg,电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN上加 一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始 以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：
(1)1s末外力F的大小；
(2)撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
14．（16分）在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间， 为此已发明了“激光致冷”的技术。即利用激光作用于原子，使原子运动速率变慢，从而温度降低。
(1)若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的力学模型相似。如图所示，一辆质量为m的小车（左侧固定一轻质挡板以速度v0水平向右运动；一个动量大小为p。质量可以忽略的小球水平向左射入小车后动量变为零；紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。设地面光滑。求：
①第一个小球入射后，小车的速度大小v1；
②从第一个小球入射开始计数到小车停止运动，共入射多少个小球?
(2)近代物理认为，原子吸收光子的条件是入射光的频率接近于原子吸收光谱线的中心频率如图所示，现有一个原子A水平向右运动，激光束a和激光束b分别从左右射向原子A，两束激光的频率相同且都略低于原子吸收光谱线的中心频率、请分析：
①哪束激光能被原子A吸收?并说明理由；
②说出原子A吸收光子后的运动速度增大还是减小。
15．（12分）如图所示，相距L=5m的粗糙水平直轨道两端分别固定两个竖直挡板，距左侧挡板=2m的O点处静止放置两个紧挨着的小滑块A、B，滑块之间装有少量炸药。炸药爆炸时，能将两滑块分开并保持在直轨道上沿水平方向运动。滑块A、B的质量均为m=1kg，与轨道间的动摩擦因数均为=0.2。不计滑块与滑块、滑块与挡板间发生碰撞时的机械能损失，滑块可看作质点，重力加速度g取10m/s2。
(1)炸药爆炸瞬间，若有Q1=10J的能量转化成了两滑块的机械能，求滑块A最终离开出发点的距离；
(2)若两滑块A、B初始状态并不是静止的，当它们共同以v0=1m/s的速度向右经过O点时炸药爆炸，要使两滑块分开后能再次相遇，则爆炸中转化成机械能的最小值Q2是多少?
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、D
【解析】
由题意可知，航线恰好垂直于河岸，要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸处，则合速度增大，方向始终垂直河岸。小船在静水中的速度增大，与上游河岸的夹角θ增大，如图所示
故D正确，ABC错误。
故选D。
2、C
【解析】
图中的直线表示是一次函数的关系；
A．若物体受恒定合外力作用做直线运动，则物体做匀加速直线运动，其速度与时间图像是线性关系，由物体的动能，速度的平方与时间的图像就不是线性关系了，所以此图像不能表示反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系，故选项A错误；
B．在光电效应中，由于，说明动能与频率是一次函数的关系，但是当频率=0时，动能应该是负值，与现在的图像不相符，故选项B错误；
C．若物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体做匀加速直线运动，由动量定理 可得物体的动量，故C正确；
D．当磁感应强度随时间均匀增大时，电动势的大小是不变的，所以选项D错误。
故选C。
3、A
【解析】
根据U=Ed可得安全距离至少为
dmin＝m＝1.1m
故选A。
4、C
【解析】
如图所示
最大视角时，观察者与金星的连线应与金星的轨道相切。由几何关系得
万有引力提供向心力有
解得
故C正确，ABD错误。
5、A
【解析】
设火星质量为，半径为r，设地球质量为M，半径为R，根据题意可知
，
AB．根据黄金替代公式可得地球和火星表面重力加速度为
，
故A正确B错误；
CD．地球的第一宇宙速度为
火星的第一宇宙速度为
故CD错误。
故选A。
6、B
【解析】
当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强P与热力学温度T成正比，在P-T图象中，图线是过原点的倾斜的直线；当活塞开始离开小挡板（小挡板的重力不计），缸内气体的压强等于外界的大气压，气体发生等压膨胀，在P-T中，图线是平行于T轴的直线．
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论相符，选项B正确；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
故选B．
【点睛】
该题考查了气体状态变化时所对应的P-T图的变化情况，解答该类型的题，要熟练地掌握P-T图线的特点，当体积不变时，图线是通过坐标原点的倾斜直线，压强不变时，是平行于T轴的直线，当温度不变时，是平行于P轴的直线．
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、设下落高度为h时，根据动能定理可知：，即为正比例函数关系，故选项A错误；
B、如图所示，
向心力为：，而且：，
则整理可以得到：，则弹力F与h成正比例函数关系，故选项B正确；
C、整个过程中只有重力做功，物块机械能守恒，即物块机械能不变，故选项C正确；
D、根据瞬时功率公式可以得到：
而且由于，则
整理可以得到：，即功率P与高度h不是线性关系，故选项D错误。
点睛：本题考查了动能定理、机械能守恒的应用，要注意向心力为指向圆心的合力，注意将重力分解。
8、ABC
【解析】
A．开始时弹簧压缩的长度为xB得：
kxB=mg
当A刚离开地面时，弹簧处于拉伸状态，对A有：
kxA=mg
物体A刚离开地面时，物体B获得最大速度，B、C的加速度为0，对B有：
T-mg-kxA=0
对C有：
Mgsinα-T=0
解得：
α=30°
故A正确；
B．由于xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，即此过程中弹簧的弹性势能先减小后增加；而由A、B、C以及弹簧组成的系统机械能守恒，可知A、B、C组成的系统机械能先增加后减小，故B正确；
C．当物体A刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为：

由于xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且物体A刚刚离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为vB，由动能定理得：

解得：
vB＝2m/s
故C正确；
D．当B的速度最大时，C的速度也是最大的，此时弹簧处于伸长状态，故D错误；
故选ABC。
9、BD
【解析】
当物块与木板一起向右加速，没有发生相对滑动，以物块和木板整体为研究对象进行受力分析，有：
解得：
当物块和木板间发生相对滑动，以木板为研究对象有：
解得：
故BD正确，AC错误。
10、AC
【解析】
A. 把看成是一个整体进行受力分析，有:
在轻绳被烧断的瞬间，之间的绳子拉力为零，对，由牛顿第二定律得：
解得：
故A正确；
B. 对于，由牛顿第二定律得：
弹
在轻绳被烧断的瞬间，对于，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：
弹
解得：
故B错误；
C. 剪断弹簧的瞬间，对于整体，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：
解得：
的加速度大小：
故C正确；
D. 突然撤去外力的瞬间，对于整体，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律：
弹
解得：
的加速度大小：
故D错误。
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、定滑轮
【解析】
（1）[1]调节定滑轮的高度使连接木块的细线与长木板平行。
（2）[2][3]根据时间中点速度等于某段时间的平均速度，则可求打计数点5时，木块的速度大小为
根据
得木块的加速度
（3）[4]由牛顿第二定律有
解得
12、9cm 50 N/m A
【解析】
(1)[1][2]根据力的平衡，有
把G=2N时，L=11cm与G=3N时，L=12cm代入解得
L0=9cm
k=50 N/m
(2)[3]将A、B弹簧串联起来使用，当拉力为F时，每个弹簧的形变量为x，整体形变量为2x，由F=kx,可得整体的劲度系数
故填A。
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、（1）2N（2）0.96J
【解析】
（1）t=1s时刻，金属杆MN的速度大小为 v1=at1=2×1=2m/s
金属杆MN产生的感应电动势为 E=BLv1
金属杆MN中的电流大小
金属杆MN受到的安培力大小 F安=BIL
联立得
根据牛顿第二定律得 F-F安=ma
联立解得 F=2N
（2）t=2s时刻，金属杆MN的速度大小为 v2=at2=2×2=4m/s
撤去外力F后的过程中，根据能量守恒定律得知电路中产生的总焦耳热 Q=mv22=×0.2×42=1.6J
电阻R上产生的焦耳热 QR=Q=×1.6J=0.96J
14、 (1)① v0；②；(2)①激光束，理由见解析b ；②减小
【解析】
(1)①取向右方向为正，小车与小球水平方向动量守恒
得
②设入射n个小球后小车将停下来，由动量守恒定律得
解得。
(2)① 激光束b
理由是原子A向右运动，是迎着激光束b运动的，根据多普勒效应，这个原子感受到激光束b的频率升高，进一步接近了原子吸收光谱线的中心频率，原子从激光束b吸收光子的几率增大。原子A的运动方向和激光束a的传播方向相同，所以它感受到激光束a的频率减小，根据多普勒效应，这个原子感受到激光束a的频率降低，进一步远离了原子吸收光谱线的中心频率，原子从激光束a吸收光子的几率减小。综上所述，原子A吸收了激光束b的光子。
②减小。由动量守恒定理得
所以是减小了。
15、（1）1.5m；（2）19J
【解析】
(1)爆炸过程中，动量守恒，则有
根据能量守恒可得
解得
m/s
爆炸后二者减速运动，根据牛顿第二定律可得加速度均为
=2m/s2
爆炸后二者减速运动的位移
=2.5m
由于，A会碰到挡板后原速率返回，在继续减速后停止
最终A停止时距离点位移大小
=1.5m
(2)爆炸后A、B分开，可能有三种情况
情形①：A、B反向分开，A碰到挡板后反弹，在与B相遇
=10m
由以上可解得
符合题意
解得
=19J
情形②：A、B反向分开，A未碰到挡板，B反弹后与A相遇
=6m
由以上可解得
与预设相矛盾
情形③：A、B同向分开，A慢B快，，B反弹后与A相遇
=6m
由以上方程联立后，无解
钩码重力
0N
1N
2N
3N
指针对齐刻度
11cm
12cm
13cm
14cm