湖南省长沙市德成名校2023-2024学年高三下学期入学考试物理试卷

试卷更新日期：2024-03-28 类型：开学考试

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一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题所给的四个选项中，只有一个答案符合要求）

1. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（）

A、增加了司机单位面积的受力大小 B、减少了碰撞前后司机动量的变化量 C、将司机的动能全部转换成汽车的动能 D、延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积

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2. 为了测一口枯井的深度，用一把玩具小手枪从井口竖直向下打出一颗弹珠，1.5s后听到弹珠撞击井底的声音，然后再用玩具小手枪从井口竖直向上打出另一颗弹珠，2.5s后听到弹珠从井口落回井底撞击的声音，假设弹珠从枪口射出速度大小不变，忽略声音传播时间，g取10 m/s² ，则（）

A、枯井的深度为18.25m B、向下打出一颗弹珠，运动过程平均速度为12.5 m/s C、弹珠从枪口射出速度大小为10 m/s D、两种打出弹珠方式，弹珠到达井底的速度都为25 m/s

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3. 如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距 $2 d$ ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，静电力常量为k，则图中B点的电场强度大小为（　　）

A、 $\frac{k q}{d^{2}}$ B、 $\frac{k q}{4 d^{2}}$ C、 $\frac{k q}{9 d^{2}}$ D、 $\frac{10 k q}{9 d^{2}}$

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4. 2020年人类面临前所未有的巨大挑战，在超难模式下，中国航天不断创造奇迹。其中嫦娥五号完美完成中国航天史上最复杂任务后于2020年12月17日成功返回，最终收获1731克样本。图中椭圆轨道Ⅰ、100公里环月轨道Ⅱ及月地转移轨道Ⅲ分别为嫦娥五号从月球返回地面过程中所经过的三个轨道示意图，下列关于嫦娥五号从月球返回过程中有关说法正确的是（　　）

A、在轨道Ⅱ上运行时的周期小于轨道Ⅰ上运行时的周期 B、在轨道Ⅰ运行时的加速度大小始终大于轨道Ⅱ上时的加速度大小 C、在N点时嫦娥五号经过点火加速才能从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道返回 D、在地月转移轨道上飞行的过程中可能存在不受万有引力的瞬间

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5. 如图所示，一足够长固定的粗糙倾斜绝缘管处于匀强磁场中，一带正电小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球的加速度a随时间t（沿斜面向下为正方向），受到的弹力 $F_{N}$ 随时间t（垂直斜面向下为正方向），以开始下落点为零重力势能参考点，小球的重力势能E_p随位移x，机械能E随位移x的关系图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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6. 1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成。如图，中子以速度 $v_{0}$ 分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）

A、碰撞后氮核的动量比氢核的小 B、碰撞后氮核的动能比氢核的小 C、 $v_{2}$ 大于 $v_{1}$ D、 $v_{2}$ 大于 $v_{0}$

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二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但选不全得3分，有选错的得0分）

7. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s²。则（）

A、物块下滑过程中机械能不守恒 B、物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C、物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s² D、当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J

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8. 某电场的电场强度E随时间t变化规律的图像如图所示。当t=0时，在该电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是（　　）

A、带电粒子将始终向同一个方向运动 B、0~3s内电场力对带电粒子的冲量为0 C、2s末带电粒子回到原出发点 D、0~2s内，电场力的总功不为零

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9. 如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R₁、R₂是定值电阻，R₀是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。闭合开关，当照射到R₀的光照强度减小时，以下分析正确的是（　　）

A、电流表示数减小 B、电压表示数不变 C、灯泡亮度变亮 D、电源效率增大

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10. 学校实验室中有甲、乙两单摆，其振动图像为如图所示的正弦曲线，则下列说法中正确的是（　　）

A、甲、乙两单摆的摆球质量之比是 $1 : 2$ B、甲、乙两单摆的摆长之比是 $1 : 4$ C、 $t = 1.5 s$ 时，两摆球的加速度方向相同 D、 $3 ~ 4 s$ 内，两摆球的势能均减少

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三、填空题（本题共2小题，共16分）

11. 了验证机械能守恒定律，物理实验小组设计了如下方案：

(1)、A组同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。
①本实验中，不同学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是。
A.  B.  C.  D.
②进行正确操作后，打出的纸带如图乙所示，在选定的纸带上依次取计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，则纸带的（选填“左”或“右”）端与重物相连。设重物质量为m，根据测得的x₁、x₂、x₃、x₄ ，可得在打点计时器打B点到D点的过程中，重物动能增加量的表达式为。

③换用两个质量分别为m₁、m₂的重物P、Q进行实验，多次实验记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的v²-h图像如图丙所示。对比图像分析正确的是。

A.阻力可能为零 B.阻力不可能为零 C. m₁可能等于m₂ D. m₁一定小于m₂

(2)、B组同学按照图丁组装实验器材，调整定滑轮位置，使连接滑块与托盘的轻绳与气垫导轨平行，接通电源，由静止释放托盘与砝码，并测得遮光条宽度d，遮光条到光电门的距离l，遮光条通过光电门的时间 $△ t$ ，托盘与砝码质量m₃ ，滑块与遮光条质量m_4，已知重力加速度大小为g，若表达式成立，即可验证机械能守恒。


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12. 国内广泛使用的电热丝的主要材料是铁铬铝、镍铬电热合金两类，它们各具优点。某同学在测定一根废旧电热丝的电阻实验中：

(1)、首先用螺旋测微器测量该电热丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为 $m m$ 。

(2)、再用欧姆表粗测其电阻值，测得待测电阻值为 $500 Ω$ 。同时发现欧姆表有多个倍率，想探究其原理，查资料发现有图乙、丙两种情形。
若图乙中欧姆表有 $\times 1$ 和 $\times 10$ 两个挡位且开关接3时为 $\times 1$ 档，则 $E : E^{'} =$ 。
若图丙中欧姆表也有 $\times 1$ 和 $\times 10$ 两个挡位，则 $R =$ （用图丙表头电阻 $R_{g}$ 表示）。

(3)、然后用伏安法准确测量上面废旧电热丝电阻 $R_{x}$ ，备选器材有：
电源E，电动势约为 $5.5 V$ ，内阻可忽略不计；
电压表 $V_{1}$ ，量程为 $0 \sim 0.5 V$ ，内阻 $r_{1} = 1000 Ω$ ；
电压表 $V_{2}$ ，量程 $0 ∼ 6 V$ ，内阻 $r_{2}$ 约为 $10 k Ω$ ；
电流表 $A$ ，量程为 $0 ∼ 0.6 A$ ，内阻 $r_{3}$ 约为 $0.5 Ω$ ；
定值电阻 $R_{0}$ ， $R_{0} = 50 Ω$ ；
滑动变阻器 $R$ ，最大阻值为 $20 Ω$ ；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
①测量中要求所用电表的读数都不小于其量程的 $\frac{1}{3}$ ，并尽可能多测量多组数据，请合理选择器材并在图所示虚线框中画出测量电阻 $R_{x}$ 的实验电路图（图中标明所选器材的符号）。
②若电压表 $V_{1}$ 、电压表 $V_{2}$ 、电流表 $A$ 示数分别用符号 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 、 $I$ 表示，则由实验电路图选用的两个电表对应示数的符号和题中已知量的代表符号计算 $R_{x}$ 的表达式为 $R_{x} =$ 。

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四、计算题（本题共3小题，共40分）

13. 如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以V₀的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A 滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A、B、C质量均相等，且为m，木板C长为L，求：

(1)、A物体的最终速度；

(2)、A、C 之间的摩擦力f；

(3)、A在木板C上滑行的时间t．

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14. 如图所示，宽为 $L = 0.5 m$ 的光滑导轨与水平面成 $θ = 37 °$ 角，质量为 $m = 0.1 k g$ 、长也为 $L = 0.5 m$ 的金属杆 $a b$ 水平放置在导轨上，电源电动势 $E = 3 V$ ，内阻 $r = 0.5 Ω$ ，金属杆电阻为 $R_{1} = 1 Ω$ ，轨道电阻不计。金属杆与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向上的匀强磁场（图中未画出），当电阻箱的电阻调为 $R_{2} = 0.9 Ω$ 时，金属杆恰好能静止。取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、磁感应强度B的大小；

(2)、保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为 ${R_{2}}^{^{'}} = 0.5 Ω$ 时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。

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15. 如图，在 $y > 0$ 的区域存在方向沿 $y$ 轴负方向的匀强电场，场强大小为 $E$ ；在 $y < 0$ 的区域存在方向垂直于 $x O y$ 平面向外的匀强磁场。一个氕 $_{1}^{1} H$ 和一个氘核 $_{1}^{2} H$ 先后从 $y$ 轴上 $y = h$ 点以相同的动能射出，速度方向沿 $x$ 轴正方向．已知 $_{1}^{1} H$ 进入磁场时，速度方向与 $x$ 轴正方向的夹角为 $60 °$ ，并从坐标原点 $O$ 处第一次射出磁场。 $_{1}^{1} H$ 的质量为 $m$ ，电荷量为 $q$ 。不计重力。求：

(1)、 $_{1}^{1} H$ 第一次进入磁场的位置到原点 $O$ 的距离；

(2)、磁场的磁感应强度大小；

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