湖南省新高考教学教研联盟2024届高三一模联考物理试题

试卷更新日期：2024-03-11 类型：高考模拟

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一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。，每小题只有一项符合题自“要求)

1. 在人类对世界进行探索的过程中，发现了众多物理规律，下列有关叙述中正确的是

A、伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 B、核聚变反应所释放的 $γ$ 光子来源于核外电子的能级跃迁 C、在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了等效替代法 D、汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷

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2. 水滴石穿是生活中常见的现象，假设屋檐到下方石板的距离为 $3.2 m$ ，水滴从屋檐无初速度滴落到石板上，在 $0.2 s$ 内沿石板平面散开，水滴质量为 $0.5 g$ ，忽略空气阻力， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则石板受到水滴的冲击力为

A、 $0.002 N$ B、 $0.02 N$ C、 $0.025 N$ D、 $0.25 N$

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3. 为了半定量地探究电容器两极板间的电势差与其带电量的关系，实验电路如图所示。取电容器 $A$ 和数字电压表(可看作理想电压表)相连，把开关 $S_{1}$ 接1，用几节干电池串联后给 $A$ 充电，可以看到电压表有示数，说明 $A$ 充电后两极板具有一定的电压。把开关 $S_{1}$ 接2，使另一个与 $A$ 完全相同的且不带电的电容器 $B$ 与 $A$ 并联，可以看到电压表的示数变为原来的一半。然后，断开开关 $S_{1}$ ，闭合开关 $S_{2}$ 。关于该实验以及其后续操作，下列说法中正确的是

A、闭合 $S_{2}$ 的作用是让电容器 $B$ 完全放电 B、接下来的操作是把开关 $S_{1}$ 接1，观察电压表的示数 C、电容器的带电量变为原来的一半时，电压表示数也变为原来的一半，说明电容器“储存电荷的本领”也变为了原来的一半 D、若使用磁电式电压表代替数字电压表，当 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 都断开时，电容器 $A$ 的带电量不会改变，电压表指针将稳定在某一固定值

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4. 如图所示，某种材料制成的扇形透明砖(已知其半径为R)放置在水平桌面上，光源 $S$ (图中未画出)发出一束平行于桌面的光线从OA的某点垂直射人透明砖，经过三次全反射(每次都是恰好发生全反射)后垂直OB射出，并再次回到光源 $S$ 。已知 $∠ A O B = 9 0^{°}$ ，光在真空中传播的速率为 $c$ ，则该过程中，光在材料中传播的时间为

A、 $\frac{6 R}{c}$ . B、 $\frac{5 R}{c}$ C、 $\frac{3 \sqrt{2} R}{c}$ D、 $\frac{4 R}{c}$

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5. 一列沿 $x$ 轴方向传播的简谐横波在 $t = 0$ 时刻的部分波形如图所示，M、Q为波上两个质点，其中 $Q$ 比 $M$ 早 $0.4 s$ 回到平衡位置，则下列说法正确的是

A、该波的波长为 $25 m$ B、该波沿 $x$ 轴正方向传播 C、从该时刻起，再经 $1.1 s$ ，质点 $M$ 通过的总路程为 $35 c m$ D、该波的周期为 $1 s$

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6. 如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压 $e = 30 \sqrt{2} s i n 100 π t (V)$ ，矩形线圈的电阻 $r =$ $2 Ω$ ，将其接在理想变压器原线圈上。标有“ $220 V 44 W$ ”的灯泡L正常发光，交流散热风扇 $M^{^{'}}$ 正常工作，凤扇的内阻为 $20 Ω$ ，交流电流表 $A$ (不考虑内阻)的示数为 $0.4 A$ ，导线电阻不计，不计灯泡电阻的变化，且 $\frac{n_{2}}{n_{1}} < 30$ 。以下判断正确的是

A、在图示时刻，穿过线圈磁通量变化最快 B、从图示位置开始，当矩形线圈转过 $\frac{π}{2}$ 时，线图中的电流方向为BADCB C、凤扇输出的机械功率是 $44 W$ D、原副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 10 ： 1$

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7. 有人设想：可以在飞船从运行轨道进人返回地球程序时，借飞船需要减速的机会，发射一个小型太空探测器，从而达到节能的目的。如图所示，飞船在圆轨道 $I$ 上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的 $k$ 倍 $(k > 1)$ 。当飞船通过轨道 $I$ 的 $A$ 点时，飞船上的发射装置短暂工作，将探测器沿飞船原运动方向射出，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道II向前运动，其近地点 $B$ 到地心的距离近似为地球半径 $R$ 。已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为 $r$ 时的引力势能 $E_{p} = - G \frac{M m}{r}$ 。在飞船沿轨道I和轨道II以及探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和均保持不变。以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变，已知地球表面的重力加速度为 $g$ 。则下列说法正确的是

A、飞船在轨道I运动的速度大小为 $\sqrt{(k + 1) g R}$ B、飞船在轨道I上的运行周期是在轨道II上运行周期的 $\frac{2 k}{k + 1}$ 倍 C、探测器刚离开飞船时的速度大小为 $\sqrt{\frac{2 g R}{k}}$ D、若飞船沿轨道II运动过程中，通过 $A$ 点与 $B$ 点的速度大小与这两点到地心的距离成反比，实现上述飞船和探测器的运动过程，飞船与探测器的质量之比应满足 $\frac{\sqrt{2}}{1 - \sqrt{\frac{2}{k + 1}}}$

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二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错或不选得0分)

8. 2022年“互联网之光”博览会上，无人驾驶技术上线，无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下，对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试，从发现紧急情况到车静止，两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到(1)(2)两线所示的位移 $x$ 随时间 $t$ 变化的关系图像，图中OA和OB段为直线，已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动，且汽车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是（）

A、图中的(1)此起无人驾陂汽本的位移与时间关系图像 B、国中的(2)起无人驾驶汽车的位移与时间关系图像 C、两测试车在图中曲线部分的位移大小不相筞 D、当发现紧急情况时两汽车的速度为 $90 k m / h$

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9. 如图所示，竖直平面内固定一半径为 $R$ 的光滑圆环，圆心在 $O$ 点。质还分别为m、0.75m的A、B两小球套在圆环上，用不可伸长的长为 $\sqrt{2} R$ 的轻杆通过较链连接，开始时对球 $A$ 施加一个竖直向上的外力 $F_{1}$ ，使A、B均处于静止状态，且球 $A$ 恰好与圆心 $O$ 等高，重力加速度为 $g$ ，则下列说法正确的是

A、对球 $A$ 施加的坚直向上的外力 $F_{1}$ 的大小为 $1.75 m g$ B、若撤掉外力 $F_{1}$ ；对球 $B$ 施加一个水平向左的外力 $F$ ，使系统仍处于原来的静止状态，则 $F$ 的大小为mg C、撤掉外力，系统无初速度释放，当 $A$ 球到达最低点时， $B$ 球的速度大小为 $\frac{1}{7} \sqrt{14 g R}$ D、撤掉外力，系统无初速度释放，沿着圆环运动， $B$ 球能够上升的最高点相对圆心 $O$ 点的坚直高度为 $\frac{7}{25} R$

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10. 蜜蜂飞行时依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点进行定位做“8”字形运动，以此告知同伴蜜源方位。某兴趣小组用带电粒子在电场和磁场中的运动模拟蜜蜂的运动。如图所示，空间存在范围足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场I、II，其上、下边界分别为MN、PQ，间距为 $d_{°} M N$ 与PQ之间存在沿水平方向且大小始终为 $E = \frac{2 m v_{0}^{2}}{q d}$ 的匀强电场，当粒子通过MN进人电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过PQ进人电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q$ 的粒子在纸面内以初速度 $v_{0}$ 从 $A$ 点垂直MN射人电场，一段时间后进人磁场II，之后又分别通过匀强电场和磁场 $I$ ，以速度 $v_{0}$ 回到 $A$ 点，磁场II的磁感应强度 $B_{2} = \frac{4 m v_{0}}{q d}$ ，不计粒子重力。则下列说法正确的是

A、粒子在水平向右的电场中运动的位移大小为 $d$ B、粒子在磁场II中运动的速度大小 $v = \sqrt{2} v_{0}$ C、粒子在磁场II中做匀速圆周运动的弦长为 $\frac{d}{2}$ D、磁场I的磁感应强度大小 $B_{1} = \frac{4 m v_{0}}{3 q d}$

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三、填空题(本题共2小题,共16分)

11. 某实验小组为测重力加速度，采用如图甲所示的装置，不可伸长的轻绳一端固定于悬点，另一端系一小球，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门(图中没有画出)，光电门接通电源，发出的光线与小球的球心在同一水平线上。

(1)、现用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为 $d =$

(2)、在实验中，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到悬点的距离 $L$ ，同时调整光电门的位置使光线与球心始终在同一水平线上，实验时将小球拉至其球心与悬点处于同一水平面处，轻绳伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间 $t$ 。得到多组 $L$ 和 $t$ 的数据，作出如图丙所示的 $\frac{1}{t^{2}} - L$ 图像，图线的纵截距为 $- b$ ，则当地的重力加速度 $g =$ (用字母 $b$ 和 $d$ 表示)。

(3)、若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

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12. )电池长时间使用后其电动势和内阻都可能发生变化，为了探究某电池的实际电动势和内阻，某同学设计方案对其进行测量。
A.待测电池(电动势约 $9 V$ ，内阻未知)
B.电压表(量程 $5 V$ ，内阻为 $6000 Ω$ )
C.电流表(量程 $20 m A$ ，内阻较小约为 $1 Ω$ )
D.电阻箱
E.滑动变阻器
F.开关、导线若干

(1)、实验时需要对电表进行改装，若将电压表最大量程扩大为 $9 V$ ，则应该串联 $R_{0}$ 的阻值应为 $Ω$ ；将电流表的量程扩大为 $60 m A$ ，该同学采用了以下的操作：按图甲连接好实验器材，检查电路无误后，将 $S 、 S_{1} 、 S_{2}$ 断开，将 $R$ 的滑片移至(填“最左端”或“最右端”)，将电阻箱 $R_{1}$ 调为最大，闭合 $S$ ，适当移动 $R$ 的滑片，使电流表示数为 $18 m A$ ，保持 $R$ 接人电路中的阻值不变，再闭合 $S_{2}$ ，改变电阻箱 $R_{1}$ 的阻值，当电流表示数为 $m A$ 时，完成扩大量程。

(2)、保持电阻箱 $R_{1}$ 的阻值不变，闭合 $S 、 S_{1} 、 S_{2}$ ，调节 $R$ 不同的阻值，读出两个电表的读数U、I，并作出 $U - I$ 图像如图乙所示，可测得该电池的电动势 $E_{Ê Ó} =$ $V$ ，内阻 $r_{¸ e} =$ $Ω$ 。(结果保留2位有效数字)

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四、计算题(本题共3小题,其中第13题10分,第14题12分,第15题16分,共38分。写出必要的推理过程,仅有结果不得分)

13. 如图所示，用两个质量均为 $m$ 、横截面积均为 $S$ 的密闭活塞P、Q，将开口向上的导热汽缸内的理想气体分成A、B两部分。上面活塞通过轻绳悬挂在天花板上，汽缸和汽缸下方通过轻质绳子悬挂的物块的质量均为2m，整个装置处于静止状态，此时两部分气柱的长度均为 $l_{0} = 30 c m$ 。环境温度、大气压强p₀均保持不变，且满足 $6 m g = p_{0} S$ ， g为重力加速度，不计一切摩擦。

(1)、求此时 $A$ 气体的压强；

(2)、剪断连接物块的绳子，一段时间后两活塞重新恢复平衡，求汽缸上升的距离。

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14. 如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度 $L = 1 m$ ，导轨 $M$ 与 $P$ 之间连接阻值为 $R = 0.2 Ω$ 的电阻，质量为 $m = 0.5 k g$ 、电阻为 $r = 0.2 Ω$ 、长度为 $1 m$ 的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于坚直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力 $F = 7.0 N$ 拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻 $R$ 上的电荷量 $q$ 与时间 $t$ 的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.4$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ (忽.略ab杆运动过程中对原磁场的影响)，求：

(1)、磁感应强度 $B$ 的大小和金属杆的最大速度；

(2)、金属杆ab从开始运动的 $1.8 s$ 内所通过的位移；

(3)、从开始运动到电阻 $R$ 产生热量 $Q = 17.5 J$ 时，金属杆ab所通过的位移。

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15. 如图，质量为m的a球（中间有一个小孔）穿在足够长的光滑水平杆上。b球质量为km，a球和b球用长为L的轻杆相连。从图示位置，先给b球一个竖直向上的初速度v₀ ，让b球越过最高点，假设b球连同轻杆在运动过程中均不会与水平杆相碰（稍微错开，但错开距离忽略不计，重力加速度为g）。

(1)、求 $b$ 球到达最高点时， $a$ 球的位移大小；

(2)、以 $a$ 球初始位置为坐标原点，水平向右为 $x$ 轴正方向，竖直向上为 $y$ 轴正方向，求 $b$ 球运动的轨迹方程；

(3)、当 $b$ 球运动到水平杆下方，且轻杆与水平杆正方向夹角为 $θ = 3 0^{°}$ 时，求 $b$ 球的速度大小。

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