湖南省张家界市2024届高三下学期二模联考物理试题

更新时间：2024-05-10 浏览次数：12 类型：高考模拟

一、单项选择题（本题共7 小题，每小题4分，共28分。 在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 以下关于原子和原子核的认识，正确的是（　　）

A . 汤姆逊研究阴极射线时发现电子，说明原子具有复杂结构 B . 卢瑟福的α粒子散射实验发现了质子 C . 原子核每发生一次β衰变，原子核内就失去一个电子 D . 原子核的比结合能越大，平均核子质量就越大

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2. 某物体从静止开始做直线运动的 $\text{[math]}$ 图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A . 0~2s内，速度变化越来越快 B . 4s末物体受到的合力为0 C . 2~4s内与4~6s内物体的速度方向相同 D . 8s末物体回到出发点

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3. 如图所示，甲、乙两名滑板运动员在水平U型赛道上比赛，甲、乙先后从赛道边缘上的A点滑出，一段时间后再次滑入赛道，观察发现甲的滞空时间比乙长，运动过程中乙的最小速度比甲的最小速度大。不计空气阻力，可将运动员视为质点，则下列说法正确的是（　　）

A . 甲、乙的最大腾空高度相同 B . 甲从A点滑出时的初速度一定大于乙的初速度 C . 甲、乙从A点滑出时的初速度方向可能相同 D . 甲、乙再次滑入赛道的位置可能相同

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4. 北京时间2022年11月17日16时50分，经过约5.5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，出舱活动取得圆满成功．若“问天实验舱”围绕地球在做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则下列说法正确的是（）

A . “问天实验舱”质量为 $\text{[math]}$ B . 漂浮在舱外的航天员加速度等于零 C . “问天实验舱”在圆轨道上运行的速度小于 $\text{[math]}$ D . 若出舱活动期间蔡旭哲自由释放手中的工具，工具会立即高速离开航天员

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5. 如图所示，实线是沿 x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图。已知该波的波速是v=8m/s，根据图形，则下列说法正确的是（　　）

A . 该横波若与频率为1.5Hz波相遇可能发生干涉 B . t=1s时刻，x=2m处的质点位于平衡位置向y轴负方向振动 C . t=2.75s时刻x=4m处的质点位移为 $\text{[math]}$ D . 从t=2s到t=2.75s的时间内，x=4m处的质点通过的路程为 $\text{[math]}$

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6. 如图所示，ABCD是边长为l的正三棱锥，虚线圆为三角形ABD的内切圆，M、N、P分别为BD、AB和AD边与圆的切点，O为圆心，正三棱锥的顶点A、B和D分别固定有电荷量为+Q、+Q和-Q的点电荷，则（　　）

A . 同一带正电的点电荷分别置于M、P两点的电势能不相等 B . 将质子由C移动到M，电势能减少 C . 将电子由P 移动到N，电场力做正功 D . M、P两点的电场强度相同

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7. 如图所示，轻质弹簧一端连接在固定斜面底端的挡板上，另一端与物块A连接，物块A静止在斜面上，弹簧恰好处于原长，A与斜面间动摩擦因数μ = tanθ，t = 0时刻给A一沿斜面向下的瞬时冲量，物块A在运动过程中，加速度a、动能E_k、弹性势能E_p与路程s及运动时间t的变化关系可能正确的是（）

A . B . C . D .

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二、多项选择题（本题共4 小题，每小题5分，共 20分。在每小题给出的四个选项中，有多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）

8. 人们常用“井底之蛙”形容见识短浅的人。如图所示，在一口较浅的枯井的正中间居住着一只青蛙，设井深为h且可视为圆柱体，井口的直径为 d=1.2m，水的折射率 $\text{[math]}$ ，当井水灌满时，青蛙恰好能够看到整个天空，则下列说法正确的是（　　）

A . 井深h=0.8m B . 青蛙能够看到整片天空，是因为光通过井口时发生了衍射 C . 当月亮位于天顶时，青蛙看到的月亮面积的大小为平地上的人看到的面积大小 $\text{[math]}$ D . 当井水灌满时，地面上的人看到的井深比实际要更浅

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9. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：3，a、b端接入电压有效值恒定的正弦交流电，原线圈接入阻值为 $\text{[math]}$ 恒定不变的灯泡L，副线圈接入可变电阻R、理想电压表V，则下列说法正确的是（　　）

A . 原、副线圈中的电流比为3：1 B . ab端电压与可变电阻两端电压比为1：3 C . 若可变电阻接入电路的阻值变大，电压表V示数变大 D . 当可变电阻接入电路的阻值为 $\text{[math]}$ 时，可变电阻消耗的功率最大

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10. 如图所示，倾角 $\text{[math]}$ 的光滑斜面足够长，斜面上放有质量为 $\text{[math]}$ 、长度为 $\text{[math]}$ 的木板，A、B为木板的两个端点，在A端放有质量 $\text{[math]}$ 的物块（可视为质点），物块和木板接触面粗糙，将物块与质量 $\text{[math]}$ 的重物通过轻质长绳相连，绕在固定在斜面顶端的定滑轮上，不计滑轮处的摩擦。系统从静止状态开始运动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （　　）

A . 当 $\text{[math]}$ 时，物块和木板之间不发生相对滑动而作为一个整体运动 B . 当 $\text{[math]}$ 时，物块和木板之间不发生相对滑动而作为一个整体运动 C . 当 $\text{[math]}$ 时，木板运动的加速度为 $\text{[math]}$ D . 当 $\text{[math]}$ 时，物块经过 $\text{[math]}$ 从木板上滑下

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11. 如图所示，在xOy平面第一象限内，直线y=0与直线 y=x之间存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a，x轴与直线CD之间（包含x轴）存在沿 y轴正方向的匀强电场，在第三象限，直线 CD与直线 EF 之间存在磁感应强度也为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为 a 的平行电子束，如图，沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，各电子的速度随入射位置不同大小各不相等，电子束的左边界与y轴的距离也为a，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入 x轴下方的电场，最后所有电子都垂直于 EF 边界离开磁场。其中电子质量为m，电量大小为e，电场强度大小为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 则下列说法正确的是（　　）

A . 电子进入 x轴上方磁场前的最大速度 $\text{[math]}$ B . 电子经过直线CD时的最小速度 $\text{[math]}$ C . 速度最小的电子在第三象限磁场中做圆周运动的圆心坐标（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ） D . 直线 EF 的方程 $\text{[math]}$

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三、实验题（12题6分，13 题9分）

12. 研究表明转动物体也具有动能，称为转动动能，转动动能属于机械能。某同学使用如图装置来探究“转动动能与角速度的关系”。质量不可忽略的滑轮可绕固定光滑轴自由转动，轻质细绳绕在滑轮的边缘，另一端连接装有遮光片的小球，光电门位于遮光片正下方。每次实验小球距光电门一定高度由静止释放，轻绳与滑轮之间不打滑。实验中测出了小球（含遮光片）的质量m、滑轮直径D、遮光片宽度d和遮光片通过光电门的时间 $\text{[math]}$ 。重力加速度为g，空气阻力可忽略。
1. （1）用螺旋测微器测出遮光片宽度如图所示，则遮光片宽度d=mm。
2. （2）若小球下落过程中，小球和滑轮组成的系统机械能守恒。释放小球时遮光片中心与光电门中心的高度差为h，遮光片通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ，则当遮光片通过光电门时滑轮的转动动能 $\text{[math]}$ 。（用题中所给物理量的符号表示）
3. （3）改变重物释放高度，多次重复上述实验得到表中所列数据。
  次数
  1
  2
  3
  4
  ω（rad/s）
  4.0
  8.0
  11.9
  19.7
  E（J）
  0.0010
  0.0040
  0.0089
  0.024
  由此可判断滑轮转动动能E与角速度ω的关系为____。
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$
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13. 某同学家里就安装了一套太阳能庭院灯，科技小组的同学拆下了其中的光伏电池，欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌，他们了解到电池规格为“12V 2Ω 6Ah”，高亮度LED照明灯的规格为“3W 10V”。
1. （1）实验室可提供的器材如下：
  ①电流表A（量程0.6 A，内阻约为 2 Ω）
  ②电压表V（量程15 V，内阻约为 10 kΩ）
  ③滑动变阻器 $\text{[math]}$ （0~20 Ω）
  ④电阻箱 $\text{[math]}$ （最大阻值 99 Ω，最小分度 0.1 Ω）
  ⑤电阻箱 $\text{[math]}$ （最大阻值 999 Ω，最小分度1 Ω）
  ⑥单刀单掷开关 $\text{[math]}$ 、单刀双掷开关 $\text{[math]}$ 及导线若干
2. （2）为测量该电池的电动势和内阻，该小组设计了如图甲所示的电路，并按以下步骤进行操作：
  ①闭合开关 $\text{[math]}$ ，断开开关 $\text{[math]}$ ，调节滑动变阻器 $\text{[math]}$ 使电流表指针满偏；
  ②保持滑片P不动，把开关 $\text{[math]}$ 与1接通，调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值 $\text{[math]}$ ，则可得电流表的内阻。 $\text{[math]}$ ，该测量值真实值（选填“大于”“小于”或“等于”），其中电阻箱应选择（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）；
  ③闭合开关 $\text{[math]}$ ，把开关 $\text{[math]}$ 与2 接通，调节滑动变阻器阻值，记下多组电流表的示数I 和相应电压表的示数U；
  ④以U为纵坐标，I为横坐标，作出 $\text{[math]}$ 图线如图乙所示，图线斜率为k，纵截距为b，根据图线求得电动势E=，内阻r=。
3. （3）在不计电流表内阻测量误差的情况下，测量电动势和内阻时电流表和电压表（选填“会”或“不会”）引起系统误差。
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四、解答题（14题10分，15 题12分，16 题 15分）

14. 肺活量是指在标准大气压。 $\text{[math]}$ 下，人一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体的体积。某高三男生用“吹气球法”粗测自己的肺活量等级。如图所示，该同学尽力吸气后，将全部气体吹入气球内并封住出气口（吹气前气球内部的空气可忽略不计）。若吹气后气球可看作半径r=10cm的球形，球内气体的压强 $\text{[math]}$ 气体温度与环境温度 $\text{[math]}$ 相同。（取 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，绝对零度取-273 ℃）
1. （1）求该同学的肺活量；
2. （2）已知在标准状态下 $\text{[math]}$ 空气的体积 $\text{[math]}$ 求该同学一口气吹出的空气分子数（保留3 位有效数字）。
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15. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨ab、cd被固定在水平面上，导轨间距L＝0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R＝10Ω，质量m=1kg、电阻r＝2Ω的金属棒垂直于导轨静止在ef处并锁定；导轨及导线电阻均不计。整个装置处在竖直向下的磁场中，be＝0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。0.2s后金属棒解除锁定并同时给金属棒水平向右的初速度v₀=6m/s，求：
1. （1） 0.1~0.2s内R上产生的焦耳热；
2. （2）从t＝0.2s后的整个过程中通过R的电荷量。
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16. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角 $\text{[math]}$ 的直轨道AB、螺旋圆形轨道 BCDE、倾角 $\text{[math]}$ 的直轨道EF、水平直轨道 FG 组成。除FG 段外各段轨道均光滑。、且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF 相切于B（E）处。凹槽GHIJ底面HI 水平光滑、上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁GH 处，摆渡车上表面与直轨道下 FG、平台 JK所在的水平面高度差为 $\text{[math]}$ 已知螺旋圆形轨道半径 $\text{[math]}$ B点高度为 1.2R，FG 长度 $\text{[math]}$ HI长度 $\text{[math]}$ 摆渡车长度 $\text{[math]}$ 质量 $\text{[math]}$ 2kg，将一质量为m=1 kg的滑块从倾斜轨道AB上高度 $\text{[math]}$ 处静止释放，滑块在 FG段运动时的阻力为其重力的0.9倍，当滑块落到摆渡车上时不反弹，但其水平方向速度不变。（摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即反弹但速度大小不变，滑块视为质点，不计空气阻力， $\text{[math]}$
1. （1）求滑块过 C点的速度大小vc和滑块对轨道的作用力大小Fc；
2. （2）若在滑块落到摆渡车上的瞬间，工人立刻推动摆渡车，使得摆渡车立刻获得与滑块水平方向速度相同的速度，此后的运动过程中，滑块始终不脱离摆渡车，求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数μ需要满足的条件；
3. （3）在（2）的条件下，求摆渡车与滑块组成的系统在从一起开始运动到第 4 次碰撞后所损失的机械能。
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