湖南省名校联考联合体2023-2024学年高二上学期第三次联考物理试题（A卷）题

试卷更新日期：2024-01-04 类型：月考试卷

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一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。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，关于光现象下列说法不正确的是（　　）

A、图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 间的距离d，两相邻亮条纹间距离 $Δ x$ 将减小 B、图乙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的 C、图丙中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波 D、图丁中央存在一个亮斑，是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样

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2. 如图所示，质量为m的多个相同的小物块（可视为质点）沿同一直线均匀的摆放在水平桌面上，两个相邻物块间的距离都为 $l = 0.15 m$ ，物块与桌面间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，现在给最左端的物块一向右的水平初速度 $v = 2 m / s$ ，物块间的碰撞均为弹性碰撞， $g = 10 m / s^{2}$ ，则被撞的物块个数是（　　）

A、10 B、12 C、13 D、14

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3. 高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以8m/s的速度匀速进入识别区，ETC天线用了 $0.4 s$ 的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为 $0.6 s$ ，刹车的加速度大小为 $5 m / s^{2}$ ，则该ETC通道的长度约为（　　）

A、 $6.4 m$ B、 $8.0 m$ C、 $9.6 m$ D、 $14.4 m$

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4. 如图所示，质量为m的玩具飞机Q吊着一质量为M的物块P（可视为质点），以大小为 $v_{0}$ 的速度共同匀速竖直上升。某时刻P、Q间的轻质细线断裂，空气阻力不计，玩具飞机的动力不变，重力加速度为g，则从细线断裂到P的速度为零的过程中（　　）

A、玩具飞机Q动量的变化量大小为 $M v_{0}$ B、玩具飞机Q上升的高度为 $h = \frac{(M + 2 m) v_{0}}{2 m g}$ C、物块P做自由落体运动 D、物块P的机械能减少

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5. 有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b在地球的近地圆轨道上正常运行；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　）

A、a的向心加速度大于b的向心加速度 B、四颗卫星的速度大小关系是： $v_{a} > v_{b} > v_{c} > v_{d}$ C、在相同时间内b转过的弧长最长 D、d的运动周期可能是20h

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6. 如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M点为半圆环的最高点，N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径MH沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在M处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的最低点H点，第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点，第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点。滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是（　　）

A、第一次轻绳的拉力大小逐渐增大 B、第一次半圆环受到的压力大小不变 C、小圆环第一次在N点与第二次在N点时，轻绳的拉力大小不相等 D、小圆环第一次在N点与第二次在N点时，半圆环受到的压力大小相等

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图（a）为一列简谐横波在 $t = 4 s$ 时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在 $x = 2.5 m$ 处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A、该横波的波速为 $0.5 m / s$ B、该横波沿x轴正方向传播 C、若该横波传播过程中遇到宽度为 $0.2 m$ 的障碍物，会观察到明显的衍射现象 D、0~2s时间内，质点P运动的位移为16cm

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8. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ ，其中 $v_{1}$ 方向水平， $v_{2}$ 方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（　　）

A、谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度 B、谷粒2在最高点的速度大于 $v_{1}$ C、谷粒2从O到P的运动时间小于谷粒1 D、谷粒1从O到P的平均速度大于谷粒2

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9. 如图所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端拴接一质量为m的物体A，初始时系统处于静止状态，弹簧的弹性势能大小为E，将另一与A完全相同的物体B轻放在A上，重力加速度为g，关于二者之后在竖直方向上的运动，下列说法正确的是（　　）

A、物体B被弹簧弹回到某位置后将脱离物体A向上运动 B、A、B运动过程中的最大加速度为g C、A、B运动过程中的最大加速度为 $\frac{g}{2}$ D、弹簧的最大弹性势能为 $\frac{4 m^{2} g^{2}}{k} + E$

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10. 在空间中有两个点电荷 $Q_{1}$ 和 $Q_{2}$ ，位置分别为x轴上的O和x₁处，如图所示为x轴上各点电势 $φ$ 随坐标x的变化规律。取无穷远处电势为零，点电荷的电势公式为 $φ = \frac{k q}{r}$ （其中k为静电力常量，q为场源点电荷电荷量，r为某点到场源点电荷的距离），不计重力，下列说法正确的是（　　）

A、 $Q_{1}$ 带正电， $Q_{2}$ 带负电，且 $| Q_{1} | < | Q_{2} |$ B、若将带负电的试探电荷在 $x_{0}$ 处静止释放，则该电荷将沿x轴负方向运动 C、在x₂处静止释放一带正电的试探电荷q，则该电荷沿x轴正方向运动，其电势能减少，动能增加 D、由题中信息可知： $x_{0} {(x_{2} - x_{1})}^{2} = x_{2}^{2} (x_{1} - x_{0})$

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三、实验题：共计14分。

11. 小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中：

(1)、该同学先用米尺测得摆线长为 $97.43 c m$ ，用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为cm；

(2)、另一位同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将摆线长作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出 $l - T^{2}$ 图乙像，如图乙所示。实验得到的 $l - T^{2}$ 图像是（填“a”“b”或“c”），小球的半径是cm。

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12. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：
电压表（量程0~3V，内阻很大）；
电流表（量程 $0 ~ 0.6 A$ ）；
电阻箱（阻值 $0 ~ 999.9 Ω$ ）；
干电池一节、开关一个和导线若干。

(1)、调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的 $U - I$ 图像如图（b）所示，则干电池的电动势为V（保留3位有效数字）、内阻为 $Ω$ 。（保留2位有效数字）

(2)、该小组根据记录数据进一步探究，作出 $\frac{1}{I} - R$ 图像如图（c）所示。利用图（c）中图像的纵轴截距，结合（1）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 $Ω$ 。（保留2位有效数字）

(3)、由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值。（填“偏大”或“偏小”）

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四、计算题：共计42分。

13. 近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值 $(n < 0)$ 。光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射光线和入射光线位于法线同侧，如图甲所示。在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B，折射率 $n = - \sqrt{2}$ ，顶角为 $θ$ ， A、B两棱镜斜面相互平行，两斜面间的距离为d，如图乙所示。现有一束激光，沿竖直方向从A棱镜上的P点垂直入射，在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏。

(1)、为使激光能从棱镜A斜面射出，求 $θ$ 的取值范围；

(2)、若 $θ = 30 °$ ，激光通过两棱镜后打在光屏上的Q点，求P、Q的水平间距。

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14. 如图所示装置由“加速器”和“平移器”组成。平移器由左右两对水平放置、相距为L的平行金属板构成。两平行金属板间的电压大小均为 $U_{1}$ 、电场方向相反，极板长度均为L、间距均为d。一初速度为零、质量为m、电量为 $+ q$ 的粒子经过电压为 $U_{0}$ 的加速器后，沿着第一对平行金属板的下板上沿水平射入，粒子最终水平撞击在右侧荧光屏上。平行板外的电场以及粒子的重力都忽略不计。

(1)、求粒子离开加速器时的速度大小 $v_{1}$ ；

(2)、求粒子离开第一对平行金属板时竖直方向位移 $y_{1}$ 的大小；

(3)、通过改变加速器的电压可以控制粒子水平撞击到荧光屏上的位置，当粒子撞击荧光屏的位置最高时，求此时加速器的电压 $U_{2}$ 。

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15. 如图，表面光滑的水平面中间存在水平光滑凹槽MN。质量为m_C=4kg，长度为L的木板C放置在凹槽内，其上表面恰好与水平面平齐。开始时木板C静置在凹槽左端M处，其右端与凹槽右端N距离 $d = 0.04 m$ 。水平面左侧有质量分别为m_A=2kg与m_B=1kg的小物块A、B。二者之间锁定一压缩轻弹簧，其弹性势能为 $E = 3 J$ 。弹簧解除锁定后，将A、B两物块弹开，物块B滑上木板C（已与弹簧分离），当B刚滑到C最右端时，C恰好第一次碰到N点。已知物块与木板间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、物块B刚滑上木板C时的速度大小v_B；

(2)、物块B在木板C上滑行过程系统内能的增量Q；

(3)、若C的质量减为 ${m^{'}}_{C}$ ，则在C第 $k (k > 1)$ 次碰撞N点时，木块B恰好滑到C右端，且此时 ${v^{'}}_{B} > v_{C}$ 。已知C不与M碰撞，与N的碰撞为弹性碰撞，求 $\frac{{m^{'}}_{C}}{m_{C}}$ 与k的关系。

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