【物理】湖南省名校聯(lián)考聯(lián)合體2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第三次聯(lián)考試題（A卷）（解析版）

名校聯(lián)考聯(lián)合體2023年秋季高二年級(jí)第三次聯(lián)考物理（A卷）一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共計(jì)24分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示，關(guān)于光現(xiàn)象下列說法不正確的是（）A.圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫、間的距離d，兩相鄰亮條紋間距離將減小B.圖乙是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的C.圖丙中的P、Q是偏振片，當(dāng)P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí)，光屏上的光亮度將一明一暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波D.圖丁中央存在一個(gè)亮斑，是光線通過一個(gè)不透光的圓盤得到的衍射圖樣【答案】B【解析】A．根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距與雙縫間距離d及光的波長(zhǎng)的關(guān)系式確；B．由圖可知，條紋向空氣薄膜較厚處發(fā)生彎曲，說明彎曲處的光程差變短，空氣薄膜間距變小，則被檢測(cè)的平面在此處是凸起的，故B錯(cuò)誤；C．只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故C正確；D．泊松亮斑是光線通過小圓板得到的光的衍射圖樣，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。2.如圖所示，質(zhì)量為m的多個(gè)相同的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）沿同一直線均勻的擺放在水平桌面上，兩個(gè)相鄰物塊間的距離都為，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，現(xiàn)在給最左端的物塊一向右的水平初速度，物塊間的碰撞均為彈性碰撞，，則被撞的物塊個(gè)數(shù)是（）A.10 B.12 C.13 D.14【答案】C【解析】物塊間的碰撞為彈性碰撞，而且物塊的質(zhì)量相等，所以兩碰撞的物塊速度交換，最后被碰撞的物塊末速度為零，故由能量守恒，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，x為物塊運(yùn)動(dòng)的位移總和，有得故能撞擊的物塊取整數(shù)，故n取13。故選C。3.高速公路的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)如圖所示，ETC通道的長(zhǎng)度是識(shí)別區(qū)起點(diǎn)到自動(dòng)欄桿的水平距離。某汽車以8m/s的速度勻速進(jìn)入識(shí)別區(qū)，ETC天線用了的時(shí)間識(shí)別車載電子標(biāo)簽，識(shí)別完成后發(fā)出“滴”的一聲，司機(jī)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)欄桿沒有抬起，于是采取制動(dòng)剎車，汽車剛好沒有撞桿。已知司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為，剎車的加速度大小為，則該ETC通道的長(zhǎng)度約為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】汽車的運(yùn)動(dòng)過程分為兩個(gè)階段，在識(shí)別時(shí)間內(nèi)和司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，然后減速剎車。在識(shí)別車載電子標(biāo)簽的時(shí)間內(nèi)汽車勻速運(yùn)動(dòng)距離為在司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車勻速運(yùn)動(dòng)距離為剎車距離為該ETC通道的長(zhǎng)度約為4.如圖所示，質(zhì)量為m的玩具飛機(jī)Q吊著一質(zhì)量為M的物塊P（可視為質(zhì)點(diǎn)），以大小為的速度共同勻速豎直上升。某時(shí)刻P、Q間的輕質(zhì)細(xì)線斷裂，空氣阻力不計(jì)，玩具飛機(jī)的動(dòng)力不變，重力加速度為g，則從細(xì)線斷裂到P的速度為零的過程中（）A.玩具飛機(jī)Q動(dòng)量的變化量大小為B.玩具飛機(jī)Q上升的高度為C.物塊P做自由落體運(yùn)動(dòng)D.物塊P的機(jī)械能減少【答案】A【解析】CD．細(xì)線斷裂后，物塊P做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，物塊P只受重力作用，機(jī)械能守恒，故CD錯(cuò)誤；A．以物塊P和玩具飛機(jī)Q整體作為研究對(duì)象，系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，則玩具飛機(jī)Q的動(dòng)量變化量絕對(duì)值和物塊P的動(dòng)量變化量絕對(duì)值相等，所以玩具飛機(jī)Q動(dòng)量變化量大小為，故A正確；B．從細(xì)線斷裂到P的速度為零，P上升的時(shí)間為玩具飛機(jī)Q的加速度為則玩具飛機(jī)Q上升的高度為聯(lián)立解得故B錯(cuò)誤。故選A。5.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星：a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)；b在地球的近地圓軌道上正常運(yùn)行；c是地球同步衛(wèi)星；d是高空探測(cè)衛(wèi)星。各衛(wèi)星排列位置如圖，則下列說法正確的是（）A.a的向心加速度大于b的向心加速度B.四顆衛(wèi)星的速度大小關(guān)系是：C.在相同時(shí)間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)D.d的運(yùn)動(dòng)周期可能是20h【答案】C【解析】A．因?yàn)閍、c角速度相同，根據(jù)因a離地心的距離小于c離地心的距離，所以a的向心加速度小于c；b、c是圍繞地球公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力解得因b的軌道半徑小于c的軌道半徑，所以b的向心加速度大于c，綜上分析可知，a的向心加速度小于b的向心加速度，故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)閍、c的角速度相同，根據(jù)知a的速度小于c；b、c、d是圍繞地球公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力解得因b的軌道半徑最小，d的軌道半徑最大，所以b的速度大于c，c的速度大于d，則，故B錯(cuò)誤；C．因b的線速度最大，則在相同時(shí)間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)，故C正確；D．c、d是圍繞地球公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力解得可知因d的軌道半徑大于c的軌道半徑，d的周期大于c，而c的周期是24h，則d的運(yùn)動(dòng)周期大于24h，故D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示，光滑的半圓環(huán)沿豎直方向固定，M點(diǎn)為半圓環(huán)的最高點(diǎn)，N點(diǎn)為半圓環(huán)上與半圓環(huán)的圓心等高的點(diǎn)，直徑MH沿豎直方向，光滑的定滑輪固定在M處，另一小圓環(huán)穿過半圓環(huán)用質(zhì)量不計(jì)的輕繩拴接并跨過定滑輪。開始小圓環(huán)處在半圓環(huán)的最低點(diǎn)H點(diǎn)，第一次拉小圓環(huán)使其緩慢地運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，第二次以恒定的速率將小圓環(huán)拉到N點(diǎn)。滑輪大小可以忽略，則下列說法正確的是（）A.第一次輕繩的拉力大小逐漸增大B.第一次半圓環(huán)受到的壓力大小不變C.小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)與第二次在N點(diǎn)時(shí)，輕繩的拉力大小不相等D.小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)與第二次在N點(diǎn)時(shí)，半圓環(huán)受到的壓力大小相等【答案】B【解析】AB．小圓環(huán)沿半圓環(huán)緩慢上移過程中，受重力G、拉力、彈力三個(gè)力處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖所示。半圓環(huán)的半徑為，由圖可知與相似，則有在小圓環(huán)緩慢上移的過程中，半徑R不變，MN的長(zhǎng)度逐漸減小，故輕繩的拉力逐漸減小，小圓環(huán)所受的支持力的大小不變，由牛頓第三定律得半圓環(huán)所受的壓力的大小不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．第一次小圓環(huán)緩慢上升到N點(diǎn)時(shí)，有，第二次小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的過程中，假設(shè)小圓環(huán)速率恒為v，當(dāng)小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，在水平方向上有在豎直方向上有解得，故小圓環(huán)第一次在N點(diǎn)與第二次在N點(diǎn)時(shí)，輕繩的拉力大小相等，根據(jù)牛頓第三定律可知，半圓環(huán)受到的壓力大小不相等，故CD錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7.如圖（a）為一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形圖，圖（b）為介質(zhì)中平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是（）A.該橫波的波速為B.該橫波沿x軸正方向傳播C.若該橫波傳播過程中遇到寬度為的障礙物，會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D.0~2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的位移為16cm【答案】AC【解析】A．由圖（a）可知該簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)，由圖（b）可知周期，則波速故A正確；B．根據(jù)圖（b）的振動(dòng)圖像可知，在處的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)振動(dòng)方向向上，結(jié)合圖（a）的波形圖，由同側(cè)法可知，該波向x軸負(fù)方向傳播。故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)障礙物尺寸與波長(zhǎng)相差不多或小于波長(zhǎng)時(shí)可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以該橫波傳播過程遇到寬度為的障礙物，會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。故C正確；D．由圖（b）可知0~2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的位移為0。故D錯(cuò)誤。故選AC。8.如圖（a），我國(guó)某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為O，且軌跡交于P點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高點(diǎn)的速度大于C.谷粒2從O到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于谷粒1D.谷粒1從O到P的平均速度大于谷粒2【答案】AD【解析】A．拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度。故A正確；C．在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng)，從O到P兩者豎直位移相同，所以谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。故C錯(cuò)誤；B．谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度，從O到P與谷粒1水平位移相同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，所以谷粒2水平方向上的速度較小，即最高點(diǎn)的速度小于。故B錯(cuò)誤；D．兩谷粒從O點(diǎn)到P點(diǎn)的合位移相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間谷粒1較短，所以谷粒1的平均速度大于谷粒2。故D正確。故選AD。9.如圖所示，勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，上端拴接一質(zhì)量為m的物體A，初始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧的彈性勢(shì)能大小為E，將另一與A完全相同的物體B輕放在A上，重力加速度為g，關(guān)于二者之后在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.物體B被彈簧彈回到某位置后將脫離物體A向上運(yùn)動(dòng)B.A、B運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為gC.A、B運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為D.彈簧的最大彈性勢(shì)能為【答案】CD【解析】BC．初始時(shí)，A、B的加速度最大，對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律，有解得故B錯(cuò)誤，C正確；D．當(dāng)兩物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，其速度為零，彈簧的彈性勢(shì)能達(dá)到最大，根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，有解得根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，有故D正確；A．由于系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中最大加速度為，所以物體B將始終受到向下的重力和A對(duì)B向上的支持力，所以B將不會(huì)脫離物體A向上運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤。故選CD。10.在空間中有兩個(gè)點(diǎn)電荷和，位置分別為x軸上的O和x1處，如圖所示為x軸上各點(diǎn)電勢(shì)隨坐標(biāo)x的變化規(guī)律。取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，點(diǎn)電荷的電勢(shì)公式為（其中k為靜電力常量，q為場(chǎng)源點(diǎn)電荷電荷量，r為某點(diǎn)到場(chǎng)源點(diǎn)電荷的距離），不計(jì)重力，下列說法正確的是（）A.帶正電，帶負(fù)電，且B.若將帶負(fù)電的試探電荷在處?kù)o止釋放，則該電荷將沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.在x2處?kù)o止釋放一帶正電的試探電荷q，則該電荷沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加D.由題中信息可知：【答案】BD【解析】A．因?yàn)檎姾筛浇妱?shì)大于0，負(fù)電荷附近電勢(shì)小于0，由題圖可知，電荷附近的電勢(shì)為正，電荷附近的電勢(shì)為負(fù)，且在右側(cè)的電勢(shì)先為負(fù)后變正，說明電荷為正電荷，電荷為負(fù)電荷，且，故A錯(cuò)誤；B．在圖像中，其圖像的斜率表示電場(chǎng)強(qiáng)度，由圖可知，在處的圖像的斜率不為零，即電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，且場(chǎng)強(qiáng)方向向右，若將帶負(fù)電的試探電荷在處?kù)o止釋放，負(fù)電荷受力向左，因此該電荷將會(huì)在電場(chǎng)力的作用下沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．由之前的分析可知，該圖像的斜率為電場(chǎng)強(qiáng)度，由題圖可知在x2處的圖像斜率為0，所以該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0，所以該試探電荷在該位置不受電場(chǎng)力的作用，即合力為0，該試探電荷靜止不動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．由題圖可知，在位置，電勢(shì)為0，所以兩點(diǎn)電荷在產(chǎn)生的電勢(shì)大小相等，即在x2處由之前的分析可知，電場(chǎng)強(qiáng)度為0，所以兩個(gè)點(diǎn)電荷在x2處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式有解得故D正確。三、實(shí)驗(yàn)題：共計(jì)14分。11.小華同學(xué)在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：（1）該同學(xué)先用米尺測(cè)得擺線長(zhǎng)為，用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球的直徑如圖甲所示，則擺球的直徑為________cm；（2）另一位同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，由于沒有游標(biāo)卡尺，無法測(cè)小球的直徑d，實(shí)驗(yàn)中將擺線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)l，測(cè)得多組周期T和l的數(shù)據(jù)，作出圖乙像，如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)得到的圖像是________（填“a”“b”或“c”），小球的半徑是________cm?！敬鸢浮浚?）2.125（2）a0.5【解析】（1）[1]由題中圖示游標(biāo)卡尺可知，游標(biāo)卡尺是20分度的，游標(biāo)卡尺的精度是，擺球的直徑（2）[2]擺線的長(zhǎng)度與擺球的半徑之和是單擺實(shí)際上的擺長(zhǎng)L，若將懸點(diǎn)到小球最低點(diǎn)的距離作為擺長(zhǎng)l，則，由單擺周期公式可得由題圖可知，實(shí)驗(yàn)得到圖像應(yīng)該是a；（3）[3]圖像的縱軸截距12.某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路，所用器材如下：電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻很大）；電流表（量程）；電阻箱（阻值）；干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。（1）調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖（b）所示，則干電池的電動(dòng)勢(shì)為________V（保留3位有效數(shù)字）、內(nèi)阻為________。（保留2位有效數(shù)字）（2）該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究，作出圖像如圖（c）所示。利用圖（c）中圖像的縱軸截距，結(jié)合（1）問得到的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為________。（保留2位有效數(shù)字）（3）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測(cè)量值________。（填“偏大”或“偏小”）【答案】（1）1.580.64（2）2.5（3）偏小【解析】（1）[1][2]由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得由圖像可知內(nèi)阻（2）[3]根據(jù)可得由圖像可知解得（3）[4]由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電池內(nèi)阻偏小。四、計(jì)算題：共計(jì)42分。13.近年來，對(duì)具有負(fù)折射率人工材料的光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用的研究備受關(guān)注，該材料折射率為負(fù)值。光從真空射入負(fù)折射率材料時(shí)，入射角和折射角的大小關(guān)系仍然遵從折射定律，但折射角取負(fù)值，即折射光線和入射光線位于法線同側(cè)，如圖甲所示。在真空中對(duì)稱放置兩個(gè)完全相同的負(fù)折射率材料制作的直角三棱鏡A、B，折射率，頂角為，A、B兩棱鏡斜面相互平行，兩斜面間的距離為d，如圖乙所示?，F(xiàn)有一束激光，沿豎直方向從A棱鏡上的P點(diǎn)垂直入射，在B棱鏡下方有一平行于下表面的光屏。（1）為使激光能從棱鏡A斜面射出，求的取值范圍；（2）若，激光通過兩棱鏡后打在光屏上的Q點(diǎn)，求P、Q的水平間距?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）分析可知光線的入射角等于棱鏡的頂角，若光線能從棱鏡A斜面射出，應(yīng)小于臨界角，由解得所以的取值范圍為（2）光傳播的光路圖如圖所示：由折射定律可知解得由幾何關(guān)系可知解得14.如圖所示裝置由“加速器”和“平移器”組成。平移器由左右兩對(duì)水平放置、相距為L(zhǎng)的平行金屬板構(gòu)成。兩平行金屬板間的電壓大小均為、電場(chǎng)方向相反，極板長(zhǎng)度均為L(zhǎng)、間距均為d。一初速度為零、質(zhì)量為m、電量為的粒子經(jīng)過電壓為的加速器后，沿著第一對(duì)平行金屬板的下板上沿水平射入，粒子最終水平撞擊在右側(cè)熒光屏上。平行板外的電場(chǎng)以及粒子的重力都忽略不計(jì)。（1）求粒子離開加速器時(shí)的速度大?。唬?）求粒子離開第一對(duì)平行金屬板時(shí)豎直方向位移的大小；（3）通過改變加速器的電壓可以控制粒子水平撞擊到熒光屏上的位置，當(dāng)粒子撞擊熒光屏的位置最高時(shí)，求此時(shí)加速器的電壓。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由解得（2）粒子經(jīng)過第一對(duì)平行金屬板的過程中豎直方向的位移粒子在平行金屬板間的加速度粒子穿過第一對(duì)金屬板所用時(shí)間解得（3）當(dāng)粒子沿著第二對(duì)上方金屬板右側(cè)邊沿射出時(shí)，粒子豎直方向平移量最大，此時(shí)幾何關(guān)系滿足粒子離開加速場(chǎng)時(shí)的速度通過每一對(duì)平行金屬板所用時(shí)間兩對(duì)平行金屬板內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)方向相反，根據(jù)對(duì)稱性可得，解得15.如圖，表面光滑的水平面中間存在水平光滑凹槽MN。質(zhì)量為mC=4kg，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的木板