湖南省益阳市2023-2024学年高三下学期4月联考（三模）物理地理试卷

这是一份湖南省益阳市2023-2024学年高三下学期4月联考（三模）物理地理试卷，共7页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
物理
（全卷满分 100 分，考试时间 75 分钟）
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，只有一项符合题目要求。）
1．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时
钟，氢原子能级示意图如图，则下列说法正确的是（）
A．用 11.5eV 的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁B．一个处于 n  4 能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出 6 种不同频率的光子
C．用 12.09eV 的光子照射一群处于基态的氢原子后，最多可辐射出 4 种不同频率的光子
D．氢原子从 n  4 能级跃迁到 n 1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.12eV 的某种金属所产生的光电子的最
大初动能为 6.63eV
2．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾角为 的斜面上，质量分别为 m 和 4m 的物块 A、B 通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B 间的接触面和轻绳均与木板平行，A 和 B，B 与斜面间动摩擦因数均为
3．由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这
一现象，建立了一个简化模型。将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为 2 的均匀大气，并将大气层的
厚度等效为地球半径 R。根据此模型，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是（地球
自转时间为 24 小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）（）
 
1
tan  ，则细线的拉力为（
）
7
A．
51
mg sin 
B．
54
mg sin 
C．
57
mg sin 
D．
59
mg sin 
35
35
35
35
A．3 小时B．2 小时C．1.5 小时D．1 小时
4．如图甲所示，挡板 OA 与水平面的夹角为 ，小球从 O 点的正上方高度为 H 的 P 点以水平速度 v0 水平
抛出，落到斜面时，小球的位移与斜面垂直；让挡板绕固定的 O 点转动。改变挡板的倾角 ，小球平抛运
动的初速度 v0 也改变，每次平抛运动都使小球的位移与斜面垂直，12  12 关系图像如图所示，重力加 tan  v0
速度 t  10m/s2 ，下列说法正确的是（）
B．图乙中 a 的数值－2
C．当图乙中 b 1，H 的值为 0.2m
D．当  45 ，图乙中 b 1，则平抛运动的时间为 52 s
5．如图，三根绝缘细线 OA、OB、AB 长均为 1.00m，连着质量均为 m  1.00g ，电量均为 q  1.00 109 C
的带电小球，A 球带正电，B 球带负电，AB 水平。整个装置处在水平向左的匀强电场中，场强
 1.00 107 N/C ，现剪断细线 OB，由于空气阻力系统最终静止在某个位置（已知 2 1.414 ，
3 1.732 ）下列说法正确的是（）
A．图乙的函数关系图使对应的方程式
1

gH

1
1
tan2 
v2
2
0
A．系统最终静止时重力势能较最初减少了1.2580 102 J
B．系统最终静止时重力势能较最初减少了 0.905103 J
C．系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了 2.93103 J
D．系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了 6.82 103 J
6．如图所示，有一圆形区域匀强磁场，半径为 R，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小 B1 ，在其右侧有一
与其右端相切的正方形磁场区域，正方形磁场的边长足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为 B2 。
有一簇质量为 m，电荷量为＋q 的粒子，以相同的速度 v0  qRBm1 沿图示方向平行射入磁场，不计粒子的重
力及粒子之间的相互作用，则粒子在正方形磁场区域中可能经过的面积为（）
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．位于坐标原点的波源从 t  0 时刻开始做简谐运动， t1  3s 时第一次形成如图实线所示的波形， t2 时刻
形成的部分波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（）

1
 3B2
(π 1)
B2
A． S  
π 

1
R 2
B． S 
1
R 2
2
2
2
2


B2
B2
C． S  (π 1)
B2
R 2
D． S 
(π 1)
B2
R 2
1
1
B2
4
B2
2
2
A．波源的起振方向沿 y 轴正方向
B． t2 时刻可能为 5.5s
C． t2 时刻可能为 7.5s
D． t2 时刻可能为 4.5s
8．如图，一小型发电厂的电压有效值为 220V，通过升压变压器 n1 : n2  1: 2 ，然后输出给终端，已知
n3 : n4 : n5  2 :1: 4 ，线路电阻为 r，现闭合 S1 ，断开 S2 ，用户的总电阻为 R用户  10 ，用户获得的功率
为 4000W。变压器均为理想变压器， R2  336 ，下列说法正确的是（）
八．闭合 S1 ，断开 S2 ， r  4 ，线路损失的功率为 400W
B．闭合 S2 ，断开 S1 ，线路损失的功率为 200W
C．闭合 S2 ，断开 S1 ， R2 获得的功率为 2100W
D．闭合 S2 ，断开 S1 ，增大 R2 ，线路损失的功率将减小
9．如图，光滑的水平面左端为 O，右端足够长，在 O 的左下方有一倾斜的传送带，传送带始终以 10m/s 的速度逆时针转动，物体与传送带间的动摩擦因数   163 ，物体的质量 m  2kg ，传送带上、下两端相距 5m，
物体在 O 处在水平恒力 F1 的作用下由静止向右运动一段时间，后将 F1 反向，大小变为 F2 ，经过相同的时间它刚好回到 O， F1 所做的功为 4J，然后物块从 O 处向左水平抛出，恰好沿传送带方向进入传送带。下列
说法正确的是（）
10．如图所示，两条足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为 L，电阻不计，导轨最右端接有阻值为 R 的定值电阻。整个装置处于两种磁感应强度大小均为 B、方向相反的竖直方向匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为 m 的两根导体棒 MN、PQ 静止于导轨上，两导体棒接入电路的电阻均为 R，
与导轨间的动摩擦因数均为  （设导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 t1 时刻，用水平向左的恒力 F
拉导体棒 MN，使其由静止开始运动，t2 时刻，导体棒 PQ 刚好要滑动。在这个过程中，两棒始终与导轨垂
直且接触良好，通过导体棒 PQ 的电荷量为 q，重力加速度为 g。则下列说法正确的是（）
A．物块从 O 处以 4m/s 的水平速度做平抛运动
B．物块在传送带上运动的时间为
2
s
3
10
C．物块在传送带上留下痕迹的长度
m
D．整个过程中 F
、 F 所做的总功为 12J
3
1
2
A． t2 时刻，导体棒 PQ 受到的安培力方向水平向右
三、实验题（第 11 题 6 分，第 12 题 9 分）
11．某实验小组做“测量滑块与长木板之间的动摩擦因数”实验时，实验装置如图甲所示。在水平桌面上固定放置一端有定滑轮的长木板，靠近定滑轮的 B 处有一个光电门。在 A 处有一上端带遮光条的滑块，A、 B 之间的距离保持 L 不变。不计滑轮质量及其与绳子之间的摩擦。
（1）实验过程中用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，游标卡尺读数如图乙所示，读出遮光条的宽度
 ______mm。
（2）实验时，将滑块从 A 处静止释放，若光电门显示遮光时间为 t，此时力传感器示数为 F，从而可以得到一组 F、t 数据，多次改变所挂重物的质量进行实验，可得到多组数据。根据这些数据，作出 F  t12 的关
系图像如图丙所示，则滑块与遮光条的总质量为______，滑块与长木板之间的动摩擦因数为______（用 L、
a、b、d 和 g 表示）。
12．某实验小组欲测量某电源的电动势 E 和内阻 r。实验室提供下列器材：
A．待测电源（电动势不超过 6V，内阻不超过 2 ）
B．定值电阻 R0  5
C．滑动变阻器 R（最大阻值为 20 ）
D．电压表（0~6V，内阻约为 5k ）
E．电流表（0~0.6A，内阻约为 0.5 ）
F．开关一只，导线若干
为了让实验效果较明显，且误差较小，请结合所给的实验器材设计最合理的实验电路图，并画在图甲所示虚框中。
B． t2 时刻，导体棒 MN 速度大小为
2mgR
2 2
B L
3qR
C．从 t
到 t
时间内，导体棒 MN 在导轨上运动的距离为
1
2
2BL
D．从 t
到 t
时间内，导体棒 MN 产生的焦耳热为
2qR
F  mg 
32m 3g 2R 2
B 4L4
1
2
BL
（2）按电路图连接实际电路，调节滑动变阻器 R，绘出U  I 图线（如图乙所示），则电源的电动势
 ______V，内阻 r  ______  ；（结果均保留 2 位有效数字）
（3）该小组同学又将该电源与另一个定值电阻 R 199和两个完全相同的热敏电阻 Rt 连接成如图丙所示
的电路，已知热敏电阻 Rt 的伏安特性曲线如图丁所示，则此时每个热敏电阻消耗的电功率为______W。
四、计算题（第 13 题 10 分，第 14 题 15 分，第 15 题 16 分）
13．如图所示，两正对且固定不动的导热汽缸，与水平面成 30°角，底部由体积忽略不计的细管连通，活塞a、b 用不可形变的轻直杆相连，不计活塞的厚度以及活塞与汽缸间的摩擦，a、b 两活塞的横截面积分别为
S1  10cm2 ， S2  20cm2 ，两活塞的总质量为 m  12kg ，两汽缸高度均为 H 10cm 。汽缸内封闭一定质量的理想气体，系统平衡时活塞 a、b 到汽缸底的距离均为 L  5cm （图中未标出），已知大气压强为 p0  105 Pa 。环境温度为 T0  300K ，重力加速度 g 取10m/s2 。求：
（1）若缓慢降低环境温度，使活塞缓慢移到汽缸的一侧底部，求此时环境的温度；
（2）若保持环境温度不变，用沿轻杆向上的力缓慢推活塞，活塞 a 由开始位置运动到汽缸底部，求此过程中推力的最大值。
14．如图，倾角为 37°的足够长斜面底端有一弹性挡板 P，O 为斜面底端，离 O 处为 L 的斜面上有一点 A，在 A 处有三个弹性滑块，均可视为质点， m1 : m2 : m3 1: 2 : 6 ，其中 3 与斜面间动摩擦因数   0.25 ，1、
与斜面光滑，现让三个滑块从 A 静止释放，重力加速度为 g，所有碰撞均为弹性。求：
（1）3 刚要与挡板碰撞时速度大小；
（2）它们完成第一次碰撞后，1 沿斜面向上滑行的最大位移（相对 O）。
15．如图，在第一象限内有垂直该平面的匀强磁场，以虚线 x  a 为界，左侧磁场垂直于该平面向里，右侧
磁场垂直于该平面内向外。第四象限内互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直向里。所有磁场的磁感应强度相等，一质量为 m，电量为＋q 的带正电粒子从 O 沿＋x 方向紧邻第一象限
射入，粒子入射速度大小在 0 ~ vm 中的所有数值，其中速度为 vm 的粒子在Ⅰ区和Ⅱ区的运动时间之比为 2 : 5 ，总时间为 127 T 。（T 为做完整圆周运动的周期）
（1）求磁感应强度的大小；
（2）从第一象限射到 y 轴最远的粒子的速度大小；
（3）场强 E  Bvm （B 为上述所求的值），求粒子在第四象限内运动离 x 轴的最大距离的大动能。