湖南省怀化市2024届高三下学期物理第二次模拟考试试题

更新时间：2024-05-21 浏览次数：13 类型：高考模拟

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 在近代物理发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列四幅图描述正确的是（）

A .
图甲对应的两条曲线中体现的物理量关系是： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B .
图乙说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 C .
图丙中1个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可以辐射6种不同频率的光子 D .
由图丁可以推断出，氧原子核（ $\text{[math]}$ ）比锂原子核（ $\text{[math]}$ ）更稳定

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2. 甲乙两列机械波在同一种介质中沿x轴相向传播，甲波源位于O点，乙波源位于x=8m处，两波源均沿y轴方向振动。甲波源先开始振动，经过 $\text{[math]}$ 时间甲形成的波形如图（a）所示，此时乙波源开始振动，乙开始振动后的振动图象如图（b）所示，质点P的平衡位置处于x=5m处，下列说法中正确的是（）

A . 甲、乙两波源的起振方向相同 B . 甲波的传播速度v_甲=2.0m/s C . 从乙开始振动计时，在t=2.5s时，质点P开始振动 D . 若两波源一直振动，则质点P为振动减弱点

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3. 如图所示，abcd为N匝矩形线框，可以围绕ad边匀速旋转，角速度为ω ，每匝面积为S。在ad连线两侧、且在dc连线左侧的区域，存在方向垂直于纸面如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，线框的总电阻为r。供电电路中，电容器电容为C ，电路中各元件无故障，电流表为理想交流电流表，不计一切摩擦，则（）

A . 当S₁闭合时电灯L不发光 B . 当S₁断开时电流表的示数大小为 $\text{[math]}$ C . 交流电变化周期 $\text{[math]}$ D . 当S₁断开时，调节R的大小，当R=r时，R的功率最大

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4. 北京时间2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口，中国空间站基本构型由“T”字型升级为“十”字型。“中国空间站”在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度1个月大概下降2km，空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为h ，经过一段时间t ，轨道高度下降了 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，在这一过程中其机械能损失为 $\text{[math]}$ 。已知引力常量为G ，地球质量为M ，地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，空间站质量为m。规定距地球无限远处为地球引力零势能点，地球附近物体的引力势能可表示为 $\text{[math]}$ ，其中M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心距离。则下列说法中正确的是（）

A . “中国空间站”受阻力影响高度下降后运行速率减小 B . “中国空间站”正常在轨做圆周运动的线速度大小为 $\text{[math]}$ C . “中国空间站”正常在轨做圆周运动的动能大小为 $\text{[math]}$ D . “中国空间站”轨道高度下降 $\text{[math]}$ 时的机械能损失 $\text{[math]}$

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5. 如图所示，边长为a的等边 $\text{[math]}$ 的A、B、C三点处各放置一个点电荷，三个点电荷所带电荷量数值均为Q ，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；边长为a的等边 $\text{[math]}$ 的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线，其中E、F处电流垂直纸面向内，G处电流垂直纸面向外，O、H是三角形的中心，D为AB中点，这两个三角形均竖直放置，且AB、EF相互平行，下列说法正确的是（）

A . 正电荷在O点处受电场力方向由O指向C ，电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处受安培力方向由H指向G B . O点处的电势高于D点处的电势，D点处场强大于O点处场强 C . A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同 D . 带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小

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6. 如图所示，水平面上有足够长且电阻不计的水平光滑导轨，导轨左端间距为L₁=4L ，右端间距为L₂=L。整个导轨平面固定放置于竖直向下的匀强磁场中，左端宽导轨处的磁感应强度大小为B ，右端窄导轨处的磁感应强度大小为4B。现在导轨上垂直放置ab和cd两金属棒，质量分别为m₁、m₂ ，电阻分别为R₁、R₂。开始时，两棒均静止，现给cd棒施加一个方向水平向右、大小为F的恒力，当恒力作用时间t时，ab棒的速度大小为v₁ ，该过程中cd棒发热量为Q。整个过程中ab棒始终处在左端宽导轨处，cd棒始终处在右端窄导轨处。则（）

A . t时刻cd棒的速度大小 $\text{[math]}$ B . ab棒、cd棒组成的系统稳定时加速度大小 $\text{[math]}$ C . 最终cd棒与ab棒的速度差 $\text{[math]}$ D . t时间内cd棒发生的位移大小 $\text{[math]}$

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二、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。

7. 如图甲，在汽缸内轻质活塞封闭着一定量的理想气体，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内理想气体升高一定的温度，理想气体吸收的热量为Q₁ ，理想气体在定容下的比热容记为C₁。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内理想气体升高相同的温度，其吸收的热量为Q₂ ，理想气体在定压下的比热容记为C₂。则下列判断正确的是（）

A . Q₁>Q₂ B . Q₁<Q₂ C . C₁>C₂ D . C₁<C₂

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8. 如图甲所示，质量为2kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点C ，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球由A到C的过程中速度的平方与其高度的关系图像如图乙所示，g取10m/s² ， B为AC轨道中点。下列说法正确的是（　　）

A . 图乙中x=4 B . 小球在C点时的重力功率为40W C . 小球从A到C克服摩擦力做功为5J D . 小球从B到C过程损失的机械能等于2.5J

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9. 如图，家用三层篮球收纳架由两根平行的竖直立柱、三对倾斜挡杆和一个矩形底座ABCD构成，同一层的两根倾斜挡杆平行且高度相同并与竖直立柱成60°角，每侧竖直立柱与对应侧的三根倾斜挡杆及底座长边在同一平面内。开始时收纳架置于水平地面上，竖直立柱处于竖直方向，将收纳架以AB边为轴，沿顺时针方向缓慢旋转90°，篮球的直径大于竖直立柱与倾斜挡杆构成的两平面间的距离，不计篮球与倾斜挡杆和竖直立柱的摩擦力，篮球始终处于静止状态，则在此过程中关于第二层篮球受力情况的说法正确的是（　　）

A . 两倾斜挡杆对篮球的作用力一直减小 B . 其中一个倾斜挡杆对篮球的作用力先增大再减小 C . 两竖直立柱对篮球的作用力一直增大 D . 其中一个竖直立柱对篮球的作用力先增大再减小

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10. 如图甲所示，劲度系数k=500N/m的轻弹簧，一端固定在倾角为θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量为m_A的小物块A相连，质量为m_B的物块B紧靠A一起静止，现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下、稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（）

A . a₀=7.5m/s² B . m_A=3kg C . 若a=a₀ ，稳定时A、B间弹力大小为0 D . 若a=a₀ ，稳定时A对斜面的压力大小为12.5N

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三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11. 某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系，并测量斜面与滑块间的动摩擦因数μ。主要步骤如下：
1. （1）把平板竖直放置，并画上一条竖直线AB和水平线AC ，将斜面装有光电门的一端始终保持在C点不动，抬高斜面另一端，每次都让质量为m的小滑块（含挡光片）从斜面与竖直线AB的交界处由静止下滑。光电门可以测得挡光片经过光电门时的挡光时间t ，要间接测量滑块通过光电门的动能，还需要测量的物理量为（填写该物理量名称和符号），小滑块通过光电门的动能表达式为 $\text{[math]}$ 。
2. （2）测得水平线AC长度为L。将小滑块放置在斜面上与竖直线对应位置，并测量出该位置与A点的竖直距离h ，小滑块由静止释放后沿斜面下滑通过光电门，斜面的动摩擦因数μ和当地重力加速度g视为不变。则小滑块从某一高度h滑下，其合外力做功的表达式为 $\text{[math]}$ 。
3. （3）以斜面C点为支点保持该位置不动，不断抬高斜面倾角，重复步骤（2），测得多组h、t数据，该实验小组利用实验数据描绘得到了如图乙所示的图像（ $\text{[math]}$ 图像），该图像可以反映合外力做功与动能变化的关系。若已知该图像的斜率为k、截距为b ，则可以算出斜面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ （用所测量的物理量表示）。
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12. 实验室有一个灵敏电流计G，内阻 $\text{[math]}$ ，表头的满偏电流 $\text{[math]}$ ，现因实验需要进行如下改装。
1. （1）要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表，需要串联一个电阻 $\text{[math]}$ Ω；
2. （2）按照图甲改成多用电表，红表笔应接（选填“A”、“B”）。已知电动势 $\text{[math]}$ ，内阻均为 $\text{[math]}$ ，当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻，其中电流的两个挡位为“2.5mA”、“25mA”，测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”。
  若将选择开关置于“b”，指针位置如图乙所示，其读数为mA。
  若将选择开关置于“a”，指针位置如图乙所示，其读数为Ω。
3. （3）多用电表使用时间久了，电池的电动势均变小为 $\text{[math]}$ ，内阻均变大为 $\text{[math]}$ ，欧姆表仍可调零，某次开关接d时重新欧姆调零后测得一电阻的读数为200Ω，则该电阻实际的阻值为Ω。
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13. 光刻机是现代半导体工业的皇冠，其最核心的两大部件为光源与光学镜头。我国研制的某型号光刻机的光源辐射出某一频率的紫外光，光刻机光学镜头投影原理简化图如图所示，等腰直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R ， O为球心，O'O为半球形玻璃砖的对称轴。间距为 $\text{[math]}$ 的a、b两束平行紫外光从棱镜左侧垂直AB边射入，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，最后会聚于硅片上表面的M点，M点位于O'O的延长线上。半球形玻璃砖的折射率为 $\text{[math]}$ ，来自棱镜的反射光关于轴线O'O对称，光在真空中的传播速度为c。
1. （1）要使射向半球形玻璃砖的光线最强（光不能从三棱镜的AC边射出），求三棱镜折射率的最小值；
2. （2）求紫外光从进入半球形玻璃砖到第一次折射出玻璃砖的时间。（可能用到 $\text{[math]}$ ）
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14. 如图，在空间中建立固定的直角坐标系xOy ，并施加垂直平面xOy的匀强磁场和平行y轴的匀强电场，磁感应强度大小为B。将质量为m ，带电量为q（q>0）的粒子从坐标原点O沿x轴正方向以速度v抛出，粒子将做匀速度直线运动。不计粒子的重力。
1. （1）求电场强度的大小；
2. （2）若将粒子从坐标原点O静止释放，求粒子此后运动过程中达到最大速度时的位置坐标；
3. （3）若将粒子从坐标原点O静止释放，当粒子速度第一次达到最大值时撤去电场，求粒子此后运动的轨迹方程。
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15. 如图所示，一质量M=3.0kg、长L=5.15m的长木板B静止放置于光滑水平面上，其左端紧靠一半径R=2m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO与竖直方向夹角为60°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=2.5m处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。平台上方有一固定水平光滑细杆，其上穿有一质量M=3.0kg的滑块C，滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向（弹簧伸缩状态未知）。一质量m=1.0kg的滑块A自M点以某一初速度水平抛出下落高度H=3m后恰好能从P点沿切线方向滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体在随后运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆。A与木板B间动摩擦因数为μ=0.75。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。重力加速度g=10m/s² ，求：
1. （1）滑块A到达P点的速度大小；
2. （2）滑块A滑上平台时速度的大小；
3. （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为0.5m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？
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