2023-2024學(xué)年湖南省長沙二十一中高三下學(xué)期聯(lián)合考試物理試題含解析

2023-2024學(xué)年湖南省長沙二十一中高三下學(xué)期聯(lián)合考試物理試題注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對準(zhǔn)圓心O射入磁場，從b點(diǎn)折射出來，若α=60°，則帶電粒子射入磁場的速度大小為（）A． B．C． D．2、如圖所示，變壓器為理想變壓器，電壓變化規(guī)律為的交流電壓接在a、b兩端，L為燈泡，R為滑動變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，則下列正確的是（）A．電壓表V2示數(shù)不變，V3示數(shù)增大B．變阻器滑片是沿d→c的方向滑動C．該變壓器起降壓作用D．燈泡發(fā)光每秒閃50次3、在港珠澳大橋建設(shè)中，將數(shù)根直徑22米、高40.5米的空心鋼筒打入海底圍成人工島，創(chuàng)造了快速筑島的世界紀(jì)錄．一根鋼筒的重力為G，由如圖所示的起重機(jī)用8根對稱分布的、長為22米的鋼索將其吊起，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．鋼筒受到8個力作用B．每根鋼索受到的拉力大小為GC．鋼筒的重心可能在鋼筒上D．鋼筒懸吊在空中可能處于失重狀態(tài)4、如圖所示，在粗糙水平地面上放著一個截面為四分之一圓弧的柱狀物體A，A的左端緊靠豎直墻，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．若把A向右移動少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài)．則下列判斷中正確的是()A．球B對墻的壓力增大B．球B對柱狀物體A的壓力增大C．地面對柱狀物體A的支持力不變D．地面對柱狀物體A的摩擦力不變5、下列說法正確的是（）A．金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．重核裂變（）釋放出能量，的結(jié)合能比的大C．8g經(jīng)22.8天后有7.875g衰變成，則的半衰期為3.8天D．氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長小于從能級2躍遷到能級1輻射出的光子的波長6、在物理學(xué)的發(fā)展過程中，科學(xué)的物理思想與方法對物理學(xué)的發(fā)展起到了重要作用，下列關(guān)于物理思想和方法的說法中，錯誤的是（）A．合力與分力的關(guān)系體現(xiàn)了等效替換的思想B．庫侖扭秤實(shí)驗和卡文迪許扭秤實(shí)驗都用了放大的思想C．加速度a＝、電場強(qiáng)度E＝都采用了比值定義法D．牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，能用實(shí)驗直接驗證二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、質(zhì)量為m電量為的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，放在質(zhì)量為M的絕緣長木板左端，木板放在光滑的水平地面上，滑塊與木板之間的動障擦因數(shù)為，木板長為L，開始時兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，所在空間存在范圍足夠大的一個方向豎直向下的勻強(qiáng)電場E，恒力F作用在m上，如圖所示，則（）A．要使m與M發(fā)生相對滑動，只須滿足B．若力F足夠大，使得m與M發(fā)生相對滑動，當(dāng)m相對地面的位移相同時，m越大，長木板末動能越大C．若力F足夠大，使得m與M發(fā)生相對滑動，當(dāng)M相對地面的位移相同時，E越大，長木板末動能越小D．若力F足夠大，使得m與M發(fā)生相對滑動，E越大，分離時長本板末動能越大8、如圖所示，長度為l的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球A(可視為質(zhì)點(diǎn))，桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的O點(diǎn)。置于同一水平面上的立方體B恰與A接觸，立方體B的質(zhì)量為M。今有微小擾動，使桿向右傾倒，各處摩擦均不計，而A與B剛脫離接觸的瞬間，桿與地面夾角恰為，重力加速度為g，則下列說法正確的是A．A與B剛脫離接觸的瞬間，A、B速率之比為2:1B．A與B剛脫離接觸的瞬間，B的速率為C．A落地時速率為D．A、B質(zhì)量之比為1：49、在傾角為θ的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，其中A帶+q的電荷量，B不帶電。彈簧勁度系數(shù)為k，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)加一個平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，使物塊A向上運(yùn)動，當(dāng)物塊B剛要離開擋板C時，物塊A運(yùn)動的距離為d，速度為v，則（）A．物塊A的電勢能增加了EqdB．此時物塊A的加速度為C．此時電場力做功的瞬時功率為EqvsinθD．此過程中，彈簧的彈性勢能變化了Eqd－m1gdsinθ－10、如圖所示，光滑半圓軌道豎直放置，在軌道邊緣處固定一光滑定滑輪(忽略滑輪大小)，一條輕繩跨過定滑輪且兩端分別連接小球A、B，小球A在水平拉力F作用下靜止于軌道最低點(diǎn)P?，F(xiàn)增大拉力F使小球A沿著半圓軌道運(yùn)動，當(dāng)小球A經(jīng)過Q點(diǎn)時速度為v，OQ連線與豎直方向的夾角為30°，則下列說法正確的是()A．小球A、B的質(zhì)量之比為∶2B．小球A經(jīng)過Q點(diǎn)時，小球B的速度大小為C．小球A從P運(yùn)動到Q的過程中，小球A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定在增加D．小球A從P運(yùn)動到Q的過程中，小球B的動能一直增加三、實(shí)驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗中，下列所給器材中，哪個組合較好？①長1m左右的細(xì)線②長30cm左右的細(xì)線③直徑2cm的塑料球④直徑2cm的鐵球⑤秒表⑥時鐘⑦最小刻度線是厘米的直尺⑧最小刻度是毫米的直尺A．①③⑤⑦ B．①④⑤⑧ C．②④⑥⑦ D．②③⑤⑦12．（12分）某同學(xué)設(shè)計了一個如圖所示的實(shí)驗裝置驗證動量守恒定律。小球A底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條，用懸線懸掛在O點(diǎn)，光電門固定在O點(diǎn)正下方鐵架臺的托桿上，小球B放在豎直支撐桿上，桿下方懸掛一重錘，小球A（包含遮光條）和B的質(zhì)量用天平測出分別為、，拉起小球A一定角度后釋放，兩小球碰撞前瞬間，遮光條剛好通過光電門，碰后小球B做平拋運(yùn)動而落地，小球A反彈右擺一定角度，計時器的兩次示數(shù)分別為、，測量O點(diǎn)到球心的距離為L，小球B離地面的高度為h，小球B平拋的水平位移為x。(1)關(guān)于實(shí)驗過程中的注意事項，下列說法正確的是________。A．要使小球A和小球B發(fā)生對心碰撞B．小球A的質(zhì)量要大于小球B的質(zhì)量C．應(yīng)使小球A由靜止釋放(2)某次測量實(shí)驗中，該同學(xué)測量數(shù)據(jù)如下：，，，，，，重力加速度g取，則小球A與小球B碰撞前后懸線的拉力之比為________，若小球A（包含遮光條）與小球B的質(zhì)量之比為________，則動量守恒定律得到驗證，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得知小球A和小球B發(fā)生的碰撞是碰撞________（“彈性”或“非彈性”）。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，內(nèi)壁粗糙、半徑R=0.4m的四分之一網(wǎng)弧軌道AB在最低點(diǎn)B處與光滑水平軌道BC相切。質(zhì)量m2=0.4kg的小球b左端連接一水平輕彈簧，靜止在光滑水平軌道上，質(zhì)量m1=0.4kg的小球a自圓弧軌道頂端由靜止釋放，運(yùn)動到圓弧軌道最低點(diǎn)B的過程中克服摩擦力做功0.8J，忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：(1)小球a由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時對軌道的壓力大??；(2)小球a通過彈簧與小球b相互作用的過程中，a球的最小動能；(3)小球a通過彈簧與小球b相互作用的整個過程中，彈簧對小球b的沖量I的大小。14．（16分）如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v沿垂直磁場方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，不計帶電粒子所受重力：（1）求粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑R和周期T；（2）為使該粒子做勻速直線運(yùn)動，還需要同時存在一個與磁場方向垂直的勻強(qiáng)電場，求電場強(qiáng)度E的大小。15．（12分）如圖所示，一個截面為半圓的玻璃磚，O為圓心，MN是半圓的直徑，它對紅光和紫光的折射率分別為n1、n2，與直徑平行放置一個光屏AB，AB與MN的距離的為d．現(xiàn)有一束由紅光和紫光組成的復(fù)色光從P點(diǎn)沿PO方向射入玻璃磚，∠PON=45°．試問：（1）若紅光能從MN面射出，nl應(yīng)滿足什么條件？（2）若兩種單色光均能從MN面射出，它們投射到AB上的光點(diǎn)間距是多大？

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解析】

由幾何關(guān)系可知，粒子運(yùn)動的軌道半徑為由洛倫茲力提供向心力可知可得故選B。2、C【解析】

AB．觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，即副線圈電流增大，由于a、b接在電壓有效值不變的交流電流兩端，匝數(shù)比不變，所以副線圈電壓不變，即V1，V2示數(shù)不變，V3示數(shù)減小根據(jù)歐姆定律得負(fù)載電阻減小，所以變阻器滑片是沿c→d的方向滑動，故AB錯誤，C．觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，即原線圈電流增大量小于副線圈電流增大量，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，所以該變壓器起降壓作用，故C正確；D．由可知，交流電的頻率為由于交變電流一個周期內(nèi)電流方向發(fā)生100次變化，所以燈泡發(fā)光每秒閃100次，故D錯誤。故選C。3、B【解析】

A．鋼筒受到重力和8根鋼索的拉力共9個力作用，選項A錯誤；B．由題意知，每根鋼索與豎直方向夾角為30°，設(shè)每根鋼索的拉力大小為F，鋼筒處于靜止?fàn)顟B(tài)，則由平衡條件有8Fcos30°＝G解得F＝G結(jié)合牛頓第三定律可知，選項B正確；C．鋼筒空心，它的重心一定不在鋼筒上，選項C錯誤；D．鋼筒懸吊在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，加速度為零，選項D錯誤。故選B。4、C【解析】對小球B受力分析，作出平行四邊形如圖所示：A滑動前，B球受墻壁及A的彈力的合力與重力大小相等，方向相反；如圖中實(shí)線所示；而將A向右平移后，B受彈力的方向?qū)⑸弦疲缣摼€所示，但B仍受力平衡，由圖可知A對B球的彈力及墻壁對球的彈力均減小，根據(jù)牛頓第三定律可知，球B對墻的壓力減小，球B對柱狀物體A的壓力減小，故AB錯誤；以AB為整體分析，水平方向上受墻壁的彈力和地面的摩擦力而處于平衡狀態(tài)，彈力減小，故摩擦力減小，故D錯誤；豎直方向上受重力及地面的支持力，兩物體的重力不變，故A對地面的壓力不變，故C正確。所以C正確，ABD錯誤。5、C【解析】

A．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故A項錯誤；B．重核裂變過程釋放出能量，組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越大，故B項錯誤；C．根據(jù)衰變規(guī)律得由題意知t=22.8天解得，故C項正確;D．根據(jù)可知，入射光的能量與波長成反比，氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子小于從能級2躍遷到能級1輻射出的光子的能量，則氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長大于從能級2躍遷到能級1輻射出的光子的波長，故D項錯誤。故選C。6、D【解析】

A．合力與分力的關(guān)系體現(xiàn)了等效替換的思想，故A正確，不符合題意；B．庫侖扭秤實(shí)驗和卡文迪許扭秤實(shí)驗都用了放大的思想，故B正確，不符合題意；C．加速度a＝、電場強(qiáng)度E＝都采用了比值定義法，故C正確，不符合題意；D．牛頓第一定律是在實(shí)驗的基礎(chǔ)上經(jīng)邏輯推理而得出的，采用的是實(shí)驗加推理的方法，反映了物體不受外力時的運(yùn)動狀態(tài)，而不受外力的物體不存在的，所以不能用實(shí)驗直接驗證，故D錯誤，符合題意；二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】A、m所受的最大靜摩擦力為,則根據(jù)牛頓第二定律得,計算得出.則只需滿足,m與M發(fā)生相對滑動.故A錯誤.

B、當(dāng)M與m發(fā)生相對滑動,根據(jù)牛頓第二定律得,m的加速度,知m越大,m的加速度越小,相同位移時,所以的時間越長,m越大,m對木板的壓力越大,摩擦力越大,M的加速度越大,因為作用時間長,則位移大,根據(jù)動能定理知,長木板的動能越大.所以B選項是正確的.

C、當(dāng)M與m發(fā)生相對滑動,E越大,m對M的壓力越大,摩擦力越大,則M相對地面的位移相同時,根據(jù)動能定理知,長木板的動能越大.故C.錯誤

D、根據(jù)知,E越大,m的加速度越小,M的加速度越大，知時間越長,因為E越大,M的加速度越大,則M的位移越大,根據(jù)動能定理知,分離時長木板的動能越大.所以D選項是正確的.，故選BD點(diǎn)睛：當(dāng)m與M的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力,M與m發(fā)生相對滑動,根據(jù)牛頓第二定律求出F的最小值.當(dāng)F足夠大時,M與m發(fā)生相對滑動,根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式和動能定理判斷長木板動能的變化.8、ABD【解析】

A.設(shè)小球速度為vA，立方體速度為vB，分離時刻，小球的水平速度與長方體速度相同，即：vAsin30°=vB，解得：vA=2vB，故A正確；B.根據(jù)牛頓第二定律有：mgsin30°=m，解得vA=，vB=vA/2=，故B正確；C.A從分離到落地，小球機(jī)械能守恒，mgLsin30°=，v=，故C錯誤；D.在桿從豎直位置開始倒下到小球與長方體恰好分離的過程中，小球和長方體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：mgL(1?sin30°)=+把vA和vB的值代入，化簡得：m：M=1：4，故D正確。故選：ABD.9、BD【解析】

A．電場力對物塊A做正功物塊A的電勢能減少，其電勢能減少量為，故A錯誤；B．當(dāng)物塊B剛要離開擋板C時，彈簧的彈力大小等于B重力沿斜面向下的分量，即有對A，根據(jù)牛頓第二定律得未加電場時，對A由平衡條件得根據(jù)幾何關(guān)系有聯(lián)立解得：此時物塊A的加速度為故B正確；C．此時電場力做功的瞬時功率為故C錯誤；D．根據(jù)功能關(guān)系知電場力做功等于A與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量，物塊A的機(jī)械能增加量為則彈簧的彈性勢能變化了故D正確；故選BD。10、BC【解析】

A．根據(jù)題述條件，不能夠得出小球A、B的質(zhì)量之比，A錯誤；B．當(dāng)小球A經(jīng)過Q點(diǎn)時速度為v，沿輕繩方向的分速度大小為：vcos60°＝等于此時B的速度大小，B正確；C．小球A從P運(yùn)動到Q的過程中，水平拉力F做正功，小球A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定增加，C正確；D．小球A從P運(yùn)動到Q的過程中，小球B的重力勢能一直增加，機(jī)械能一直增加，但動能不一定一直增加，D錯誤。故選BC。三、實(shí)驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、B【解析】

單擺模型中，小球視為質(zhì)點(diǎn)，故擺線長點(diǎn)，測量誤差越小，故要選擇長1m左右的細(xì)線①；擺球密度要大，體積要小，空氣阻力的影響才小，故要選擇直徑2cm的鐵球④；秒表可以控制開始計時和結(jié)束計時的時刻，比時鐘的效果要好。故選擇秒表⑤；刻度尺的最小分度越小，讀數(shù)越精確，故要選擇最小刻度是毫米的直尺⑧。A．綜上所述，①④⑤⑧組合較好，A錯誤；B．綜上所述，①④⑤⑧組合較好，B正確；C．綜上所述，①④⑤⑧組合較好，C錯誤；D．綜上所述，①④⑤⑧組合較好，D錯誤；故選B。12、A彈性【解析】

(1)由實(shí)驗原理確定操作細(xì)節(jié)；(2)根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小球通過最低點(diǎn)的速度，從而得出動能的增加量，根據(jù)小球下降的高度求出重力勢能的減小量，判斷是否相等。【詳解】(1)[1]A．兩個小于必發(fā)生對心碰撞，故選項A正確；B．碰撞后入射球反彈，則要求入射球的質(zhì)量小于被碰球的質(zhì)量，故選項B錯誤；C．由于碰撞前