湖南省名校联考联合体2023-2024学年高三上学期第四次联考物理试题

试卷更新日期：2024-04-01 类型：期末考试

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一、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）

1. 钍（Th）是一种以化合物的形式存在于矿物内的金属元素，该元素经过中子轰击，可得到铀233，因此它是潜在的核燃料，钍的同位素之一钍234的衰变的方程为 $_{90}^{234} T h \to_{91}^{A} X + b + γ$ 。下列说法正确的是（）

A、A=233 B、b为中子 C、γ光子来自X D、X不再具有放射性

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2. 如图所示，两根直杆M、N竖直固定，一根长度一定的轻绳绕过动滑轮，一端固定在M杆上，另一端连接在套在N杆上的光滑圆环上，动滑轮上吊着一个重物，现给圆环施加一个竖直向上的拉力F，使重物缓慢上移，则在重物上移的过程中（）

A、轻绳上张力越来越小 B、轻绳上张力越来越大 C、拉力F越来越小 D、拉力F大小不变

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3. 一列简谐横波沿x轴传播，t=1.5s时刻的波形图如图甲所示，P、Q为介质中平衡位置分别在x_P=1m、x_Q=2m处的质点，图乙为平衡位置位于x=1m和x=2m之间某质点A（图中未标出）的振动图像，则下列判断正确的是（）
甲乙

A、波沿x轴正方向传播 B、t=1s时，P的加速度沿y轴正方向 C、t=2s时，Q的速度正在增大 D、质点Q的振动方程为 $y = 5 s i n (\frac{π}{2} t + \frac{π}{4}) c m$

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4. 我国火星探测器“天问二号”目前已经基本完成初样研制阶段的工作，将于2025年5月前后实施发射。未来，“天问二号”发射后会来到火星，从Q点变轨进入环火椭圆轨道，从P点变轨进入环火圆轨道.若Q点到火星表面高度为6R（火星半径为R），近火点P点可以认为贴近火星表面，“天问二号”在椭圆轨道上运行周期为T，引力常量为G，则下列说法正确的是（）

A、“天问二号”的发射速度大于第三宇宙速度 B、从Q点进入椭圆轨道过程，“天问二号”机械能增加 C、火星的平均密度为 $\frac{192 π}{G T^{2}}$ D、火星表面的重力加速度为 $\frac{192 π^{2} R}{T^{2}}$

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5. 如图所示，a、b、c、d是匀强电场的等势面，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从等势面b上的O点在纸面内以与b等势面成θ=53°的方向射出，粒子的运动轨迹刚好与等势面d相切，不计粒子的重力，则粒子到达等势面a时的速度大小为（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（）

A、 $\frac{\sqrt{31}}{5} v_{0}$ B、 $\frac{\sqrt{33}}{5} v_{0}$ C、 $\frac{\sqrt{35}}{5} v_{0}$ D、 $\frac{\sqrt{37}}{5} v_{0}$

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6. 如图所示，轻杆的下端用活动铰链与地面上O点相连，上端固定一小球，用一个水平向左的力拉着小球静止，保持拉力的方向不变，改变拉力的大小，使小球绕O点沿顺时针方向转动，且小球在地面上的投影向右匀速移动，则下列说法正确的是（）

A、小球的机械能可能增加 B、小球的动能先增大后减小 C、重力对小球做功的功率增大 D、轻杆对小球一直做正功

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二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，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. 在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电压表、电流表均为理想交流电表，R₀、R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器，在a、b两端输入正弦交流电压，将滑动变阻器滑片从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（）

A、电流表示数一直增大 B、电压表示数一直增大 C、a、b端输入功率一直增大 D、变压器的输出功率一直增大

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8. 如图所示，足够长木块静止在光滑水平面上，完全相同的子弹A、B从两侧以大小相同的速度同时水平射入木块，两子弹射入木块的深度均为L，若保持子弹射入木块前的速度大小不变，先让A子弹射入木块，A与木块相对静止后让B子弹射入木块，A射入木块的深度为L₁ ， B射入木块的深度为L₂ ，设木块对子弹的阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇，则下列说法正确的是（）

A、L₁>L₂ B、L₁<L₂ C、L₁+L₂>2L D、L₁+L₂=2L

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9. 在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，等腰梯形ABCD是“道威棱镜”的横截面，底角为45°。一束单色光从AB边的E点沿平行BC边的方向射入棱镜，折射光线经BC边反射后照射在CD边上的F点（图中未标出），然后让光束绕E点沿顺时针转过45°，此过程中BC边的反射光线均直接照射到CD边，不考虑光在CD边反射，已知棱镜对光的折射率为 $\sqrt{2}$ ，则下列说法正确的是（）

A、开始时，光束在E点射入棱镜时的折射角为60° B、光束在F点发生折射，折射光线与BC边平行 C、光束绕E点转动过程中，照射到BC边的光束会从BC边射出 D、光束绕E点转动过程中，光束在棱镜中传播时间会越来越短

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10. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形金属线框abcd，M、N是垂直于水平面向上匀强磁场I的边界，P、Q是垂直于水平面向上匀强磁场II的边界，两磁场的磁感应强度大小均为B，磁场宽均为L，两磁场边界相互平行，N、P间距为 $\frac{1}{2} L$ ，给金属线框一个水平向右的初速度，使其滑进磁场，线框刚好能穿过两个磁场。则下列说法正确的是（）

A、线框穿过磁场I与穿过磁场II所用的时间相等 B、线框开始的初速度大小为 $\frac{4 B^{2} L^{3}}{m R}$ C、线框ab边刚进磁场I时的加速度大小为 $\frac{3 B^{4} L^{5}}{m^{2} R^{2}}$ D、穿过磁场I，线框中产生的焦耳热为 $\frac{27 B^{4} L^{6}}{8 m R^{2}}$

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三、非选择题（本题共5小题，共56分）

11. 某实验小组设计了如图甲所示装置做“验证力的平行四边形定则”实验。木板上贴着白纸竖直固定放置，定滑轮固定在木板上，绕过定滑轮的细绳一端吊着重物，另一端与另两段带有绳套的细绳连接成一个结点，弹簧测力计a、b通过绳套拉细绳。实验时保持绕过定滑轮的细绳竖直。

(1)、实验前，先用弹簧测力计测重物的重力，示数如图乙所示，则重物的重力为N。

(2)、对于实验的要求，下列说法正确的是____。

A、用两个弹簧测力计拉细线时，两细线间的夹角应尽可能大 B、两弹簧测力计的拉力方向应沿弹簧秤轴线方向 C、实验过程中使弹簧测力计、细线都与木板平行 D、实验中只需要记录弹簧测力计的示数和细绳的方向

(3)、按正确的操作进行实验，并将两弹簧测力计拉力的图示作出（如图丙所示），方格每边的长度表示1.0N，O是绳的结点的位置。理论上合力F的大小为N（结果保留三位有效数字），实验结果表明，合力的理论值和真实值在误差允许范围内，力的平行四边形定则得到验证。

(4)、如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计a的方向以及绳的结点位置不变，将弹簧测力计b沿逆时针方向缓慢转动，则弹簧测力计b的读数____。

A、减小 B、增大 C、先增大后减小 D、先减小后增大

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12. 某同学要测量一个未知电的阻值。

(1)、该同学先用多用电表测量这个未知电阻的阻值，首先将选择开关拨到欧姆挡“×10”挡，测量时发现表针的位置如图甲中a的位置，指针偏转的角度（地“太大”或“太小”），需要将选择开关旋钮调至欧姆挡（填“×1”或“×100”）挡，重新进行欧姆调零后再进行测量，这时指针指在图甲中b位置，则被测电阻阻值为Ω。
图甲图乙

(2)、为了精确测量该电阻的阻值，实验室提供了如下器材：
A.电源E（电动势6V，内阻不计）
B.电压表V（量程6V，内阻约6kΩ）
C.电流表A₁（量程400mA，内阻约1.0Ω）
D.电流表A₂（量程300mA，内阻约2.0Ω）
E.滑动变阻器R（0~10Ω）
F.开关两个，导线若干
该同学设计了如图乙所示电路，请根据电路将图丙中的实物连接完整。
图丙

(3)、闭合开关S₁前将滑动变阻器的滑片移到最（填“左”或“右”）端，闭合S₁、S₂ ，调节滑动变阻器至合适位置，读得此时电流表A₁和电压表V的示数分别为I₀、U₀。再断开S₂ ，调节滑动变阻器，使电压表V的示数仍为U₀ ，读得此时电流表A₁和A₂的数分别为I₁、I₂ ，则待测电阻R_x=（用题中测出的物理量表示）。

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13. 如图所示，竖直放置的玻璃管由管径不同的A、B两段管组成，A管的横截面积是B管的一半，管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度分别为L₁=10cm、L₂=5cm。B管中封闭气柱的长为10cm，A管水银液面到管口的距离为20cm，环境温度为300K，大气压为75cmHg。

(1)、若将环境温度缓慢升高，使B管中水银全部进入A管中，环境温度至少要升高到多少；

(2)、若将管口封闭，用抽气机将A管中气体缓慢抽出，当B管中水银刚好全部进入A管中时，A中抽出气体质量占原来A中气体质量的百分比为多少。

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14. 如图所示，质量为m的长木板A和质量为m的长木板B接触并连在一起，静止在光滑的水平面上，两板上表面在同一水平面上，A板上表面光滑，B板上表面粗糙，两板上表面各有一根轻弹簧，A板上表面的轻弹簧a与A板左端固定轻质挡板连接，B板上表面的轻弹簧b与B板右端固定轻质挡板连接，A板左端与固定在水平面上的固定挡板接触，将质量为m的物块C放在A板上，用物块C压缩弹簧a，当物块C向左移到板A上D点（图中未标出）时由静止释放物块C，物块C被弹簧a弹出后向右滑去，经弹簧b反弹后滑到板B左端时刚好与板相对静止，弹簧b被压缩后具有的最大弹性势能为E_p ，最终A、B、C共同速度为 $\sqrt{\frac{2 E_{p}}{3 m}}$ ，物块C与B板上表面动摩擦因数为0.5，弹簧b的劲度系数很大，形变量很小可忽略，两弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，不计物块C的大小，求：

(1)、物块C在B板上相对于B板向右滑行的最大距离为多少；

(2)、弹簧a开始具有的最大弹性势能为多少；

(3)、若A、B板不连接，仍用物块C压缩弹簧a，物块C仍向左移到板A上D点时由静止释放，则物块C和板B相对静止时离板B的左端距离为多少。

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15. 如图甲所示，在平面直角坐标系xOy的y轴左侧有沿y轴正方向的匀强电场，在y轴的右侧与平行于y轴的屏之间有垂直坐标平面向外的匀强磁场I，磁场的磁感应强度大小为B₀ ，在电场中坐标为（ $-$ L， $-$ 0.5L）的P点，以大小为v₀的初速度沿x轴正方向射出一质量为m、电量为q的带正电的粒子，粒子刚好从坐标原点O进入磁场并恰好打在屏上的Q点，Q点在x轴上。粒子重力不计。求：
甲乙

(1)、匀强电场的电场强度大小；

(2)、y轴到屏间的距离为多少；

(3)、若在磁场I中再加一个匀强磁场II，磁场II的方向垂直于坐标平面向里，其大小随时间变化如图乙所示， $T_{0} = \frac{π m}{2 q B_{0}}$ ，若粒子从P点射出后在t=0时刻进入磁场，则粒子最终打在屏上的位置离x轴的距离为多少。

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