湖南省长沙市第一名校2023-2024学年高三下学期2月开学考试物理试题

如图为氢原子的能级图，某金属材料的电子逸出功为2.25eV，大量处于4能级的氢原子在向低能级跃迁时发出的光子，有几种不同频率的光子能使此金属材料发生光电效应（ ）

电子透镜两极间的电场线分布如图，中间的一条电场线为直线，其他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d点和b、c点分别关于x、y轴对称。一离子仅在电场力作用下从a运动到b，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）

车辆前进的阻力主要有三个：滚动阻力、空气阻力和上坡阻力，高铁的铁轨非常平缓，大部分时候都可以忽略上坡阻力，所以主要的阻力来源就是滚动阻力和空气阻力，滚动阻力与总重力成正比，空气阻力跟高铁运动的速度的二次方成正比，研究表明，当高铁以速度运行时，空气阻力占总阻力的约60％，人均百公里能耗约为2.0度电，当高铁以速度运行时，人均百公里能耗约为多少度电（ ）

变轨技术是航天器入轨过程中的重要一环。实际航行中的变轨过程较为复杂，为方便研究我们将航天器的变轨过程简化为如图所示的模型：①将航天器发射到近地圆轨道1上；②在A点点火加速使航天器沿椭圆轨道2运行，轨道1和轨道2相切于A点，A、B分别为轨道2的近地点与远地点，地球的中心位于椭圆的一个焦点；③在远地点B再次点火加速，航天器沿圆轨道3运行，轨道2和轨道3相切于B点。忽略地球自转的影响，已知地球表面重力加速度为g，轨道1半径为地球半径R，轨道3半径为4R，椭圆面积为 ， a为椭圆半长轴，b为椭圆半短轴。则以下说法正确的是（ ）

在地面上以初速度竖直上抛一物体A后，又以初速度从同一地点竖直上抛另一物体B。若要使两物体能在B上升过程中相遇，则两物体抛出的时间间隔必须满足的条件是（不计空气阻力，重力加速度大小为g）（    ）

如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd、de四段直导轨组成，其中cd段与x轴平行。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过导体棒的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，金属棒MN两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨的电阻，金属棒电阻不可忽略，金属棒的长度大于cd与x轴间的距离。下列图像可能正确的是（ ）

一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图所示，已知平衡位置坐标为的质点P在时位于波峰，且该波的传播速度小于 ， 则（ ）

如图所示，空间中有一竖直向下的匀强磁场，等边三角形AOC在水平面内，边长为L，D为AC中点。粒子a以速度沿AO方向从A点射入磁场，恰好能经过C点，粒子b以沿OC方向的速度从O点射入磁场，恰好能经过D点。已知两粒子的质量均为m、电荷量的绝对值均为q，粒子的重力及粒子间的相互作用均可忽略，则下列说法中正确的是（ ）

在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 ， 原线圈中串一定值电阻 ， 副线圈连接定值电阻和滑动变阻器R，滑动变阻器的最大阻值等于定值电阻 ， ， 电压表和电流表均为理想交流电表，a、b两端接有效值恒为的正弦交流电源。电压表、、的示数分别为、、 ， 电流表、的示数分别为、 ， 电压表、、的示数的变化量绝对值分别为、、 ， 电流表、的示数的变化量绝对值分别为、 ， 则在滑动变阻器R滑片向上调节的过程中，下列说法正确的是（ ）

如图所示，O点和细钉C在小球A正上方，小球B用轻质橡皮筋相连绕过光滑细钉C悬挂于O点，A、B之间用轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态，A、B都可以看成质点，橡皮筋的拉力遵循胡克定律，OC刚好等于橡皮筋的原长，弹簧的弹力大小为F，B球的质量为；现竖直向下移动小球A一小段高度，同时调整B球的质量 ， 使整个系统再次处于静止状态（B球仍在右侧），则（ ）

某同学用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，两块材质相同、长度均为L的薄木板铰接在一起，铰链上方连有一个轻小滑轮，铰链固定在一个高度可以调节的支架上，A、B两个相同的凹槽用跨过滑轮的细线连接，两凹槽上安装有宽度相同的遮光条，细线绷直时与两木3板平行，两遮光条到滑轮的距离之和正好也是L，在两板上离滑轮处有两个光电门。

实验步骤如下：

某同学根据所学知识把理想电压表（量程为3V）改装成一个量程为测量竖直方向的加速度的加速度计（电压表零刻度改为 ， 3V刻度线改为 ， 加速度取竖直向下为正方向），原理图如图所示，滑片P与电阻丝始终接触良好，与竖直弹簧的上端相连，弹簧下端固定，上端与质量为的物块相连，电阻丝的阻值 ， 该同学用刻度尺测得电阻丝长度为。电源电动势 ， 内阻 ， 弹簧劲度系数。

请回答下列问题。

如图所示，圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，汽缸的高度为l，缸体内底面积为S，缸体重力为G。轻杆下端固定在桌面上，上端连接活塞。活塞所在的平面始终水平。当热力学温度为时，缸内气体高为 ， 已知大气压强为 ， 不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸。

简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为m的物体在受到形如的回复力作用下，物体的位移x与时间t遵循变化规律的运动，其中角频率（k为常数，A为振幅，T为周期）。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示，一竖直光滑的管内有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为m的小球A相连，小球A静止时所在位置为O。另一质量为m的小球B从距A为H的P点由静止开始下落，与A发生瞬间碰撞后一起开始向下运动。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为x时，弹性势能为。已知 ， 重力加速度为g。求：

如图所示，间距为2d（）的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连一电容的电容器，初始时电容器不带电。空间分布着n个宽度为0.5d、间距为d的匀强磁场区域，从右到左依次记为区域1、区域2、区域3…，磁感应强度 ， 方向垂直水平面向下，磁场边界与导轨垂直，且导体棒ab左侧的无磁场区域导轨表面涂有绝缘涂层。长度为d的绝缘棒将导体棒ab和边长为d的正方形单匝线框连接组成“”形装置，总质量；线框电阻 ， 导体棒和导轨的电阻极小。线框右边与导体棒平行且固定在弹射器上，导体棒ab位于磁场右边界外。时刻，闭合开关S，同时将“”形装置以速度向左弹出。导体棒在整个运动过程中始终与导轨接触并且相互垂直。（不计空气和摩擦阻力）