2024屆湖南省師大附中高三下學(xué)期聯(lián)考物理試題含解析

2024屆湖南省師大附中高三下學(xué)期聯(lián)考物理試題注意事項: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、如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大高度為h.已知斜面傾角為α，斜面與滑塊間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanα，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取斜面底端為零勢能面，則能表示滑塊在斜面上運動的機械能E、動能Ek、勢能Ep與上升高度h之間關(guān)系的圖象是()A．B．C．D．2、靠近地面運行的近地衛(wèi)星的加速度大小為a1，地球同步軌道上的衛(wèi)星的加速度大小為a2，赤道上隨地球一同運轉(zhuǎn)（相對地面靜止）的物體的加速度大小為a3，則（）A．a(chǎn)1=a3＞a2 B．a(chǎn)1＞a2＞a3 C．a(chǎn)1＞a3＞a2 D．a(chǎn)3＞a2＞a13、如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直，并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計，整個裝置放在水平勻強磁場中，棒在豎直向上的恒力F作用下勻速上升的一段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．通過電阻R的電流方向向左B．棒受到的安培力方向向上C．棒機械能的增加量等于恒力F做的功D．棒克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的熱量4、現(xiàn)在很多人手機上都有能記錄跑步數(shù)據(jù)的軟件，如圖所示是某軟件的截圖，根據(jù)圖中信息，判斷下列選項正確的是（）A．“3.00千米”指的是該同學(xué)的位移B．平均配速“05′49″”指的是平均速度C．“00∶17∶28”指的是時刻D．這位跑友平均每跑1千米用時約350s5、充電式果汁機小巧簡便，如圖甲所示，被譽為出行神器，滿足了人們出行也能喝上鮮榨果汁的需求。如圖乙所示，其主要部件是四個長短不同的切水果的鋒利刀片。工作時，刀片在電機帶動下高速旋轉(zhuǎn)，機身和果汁杯可視為保持靜止。則果汁機在完成榨汁的過程中A．某時刻不同刀片頂點的角速度都相等B．不同刀片上各點的加速度方向始終指向圓心C．杯壁上的水果顆粒做圓周運動時的向心力由摩擦力提供D．消耗的電能一定等于水果顆粒以及果汁機增加的內(nèi)能6、如圖甲所示為歷史上著名的襄陽炮，因在公元1267-1273年的宋元襄陽之戰(zhàn)中使用而得名，其實質(zhì)就是一種大型拋石機。它采用杠桿式原理，由一根橫桿和支架構(gòu)成，橫桿的一端固定重物，另一端放置石袋，發(fā)射時用絞車將放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松開，因為重物的牽綴，長臂會猛然翹起，石袋里的巨石就被拋出。將其工作原理簡化為圖乙所示，橫桿的質(zhì)量不計，將一質(zhì)量m=10kg，可視為質(zhì)點的石塊，裝在橫桿長臂與轉(zhuǎn)軸O點相距L=5m的末端口袋中，在轉(zhuǎn)軸短臂右端固定一重物M，發(fā)射之前先利用外力使石塊靜止在地面上的A點，靜止時長臂與水平面的夾角α=37°，解除外力后石塊被發(fā)射，當(dāng)長臂轉(zhuǎn)到豎直位置時立即停止運動，石塊被水平拋出，落在水平地面上，石塊落地位置與O點的水平距離s=20m，空氣阻力不計，g取10m/s2。則（）A．石塊水平拋出時的初速度為l0m/sB．石塊水平拋出時的初速度為20m/sC．從A點到最高點的過程中，長臂對石塊做的功為2050JD．從A點到最高點的過程中，長臂對石塊做的功為2500J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、如圖所示，航天器和衛(wèi)星分別在同一平面內(nèi)的1、2軌道上繞地球做勻速圓周運動，其半徑分別為r、2r，速率分別為v1和v2。航天器運動到A點時突然加速到v3后沿曲線運動，其軌跡與軌道2交于B點，經(jīng)過B點時速率和加速度分別為v4和a1，衛(wèi)星通過B點時加速度為a2。已知地球的質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的物體離地球中心距離為r時，系統(tǒng)的引力勢能為（取物體離地球無窮遠處引力勢能為零），物體沿AB曲線運動時機械能為零。則下列說法正確的是（）A．B．C．D．若航天器質(zhì)量為m0，由A點運動到B點的過程中地球?qū)λ囊ψ龉?、一空間有垂直紙面向里的勻強磁場B，兩條電阻不計的平行光滑導(dǎo)軌豎直放置在磁場內(nèi)，如圖所示，磁感應(yīng)強度B＝0.5T，導(dǎo)體棒ab、cd長度均為0.2m，電阻均為0.1Ω，重力均為0.1N，現(xiàn)用力向上拉動導(dǎo)體棒ab，使之勻速上升(導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好)，此時cd靜止不動，則ab上升時，下列說法正確的是()A．a(chǎn)b受到的拉力大小為2NB．a(chǎn)b向上運動的速度為2m/sC．在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機械能轉(zhuǎn)化為電能D．在2s內(nèi)，拉力做功為0.6J9、如圖，在一個光滑水平面上以速度v運動的小球，到達A處時遇到一個足夠長的陡坡AB，已知AB與豎直線之間的夾角為α，重力加速度取g。則小球（）A．離開A到落到斜坡前的加速度為gB．經(jīng)時間t=落到斜面上C．落在斜坡上的位置距A的距離為D．落到斜坡上時的速度大小為10、兩列在同一介質(zhì)中的簡諧橫波沿相反方向傳播，某時刻兩列波相遇，如圖所示，其中實線波的頻率為2.50Hz，圖示時刻平衡位置x＝3m處的質(zhì)點正在向上振動。則下列說法正確的是（）A．實線波沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負(fù)方向傳播B．兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉現(xiàn)象C．兩列波的波速均為25m/sD．從圖示時刻起再過0.025s，平衡位置x＝1.875m處的質(zhì)點將位于y＝30cm處三、實驗題：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）某同學(xué)用圖甲的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。(1)用游標(biāo)卡尺測量立方體小鋼塊的邊長d，測量結(jié)果如圖乙，則d=____cm。(2)用電磁鐵吸住小鋼塊，保持小鋼塊底面與水平面平行。用刻度尺測量小鋼塊與光電門的高度差h。(3)將電磁鐵斷電，小鋼塊由靜止開始下落，測得小鋼塊通過光電門的時間t=3.20ms。則小鋼塊通過光電門時的速度v=____________m/s。(4)改變小鋼塊與光電門的高度差h，重復(fù)步驟(2)(3)，得到多組數(shù)據(jù)。(5)利用實驗數(shù)據(jù)作出v2一h圖像。若v2一h圖線為一條過原點的直線，且直線的斜率k=____，則說明小鋼塊下落過程中機械能守恒。（用題中給出的物理量符號表示）12．（12分）某同學(xué)利用如圖所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，并用圖釘固定在木板上。固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的質(zhì)量相等。調(diào)整鉤碼個數(shù)使系統(tǒng)達到平衡。(1)實驗過程中必須要記錄下列哪些數(shù)據(jù)（____）A．O點位置B．每組鉤碼的個數(shù)C．每個鉤碼的質(zhì)量D．OA、OB和OC繩的長度E．OA、OB和OC繩的方向(2)下列實驗操作正確的是（____）A．將OC繩換成橡皮筋，仍可完成實驗B．細繩要長些，標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些可減小實驗誤差C．盡量保持∠AOB為90°、60°、120°等特殊角方便計算D．若改變懸掛鉤碼的個數(shù)N3，重新進行實驗，必須保持O點位置不動，重新調(diào)整鉤碼的個數(shù)N1、N2四、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，輕質(zhì)彈簧右端固定，左端與一帶電量為+q的小球接觸，但不粘連。施加一外力，使它靜止在A點，此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球的質(zhì)量為m=0.5kg，撤去外力后，小球沿粗糙水平面AC進入豎直的光滑半圓形管道，管道的寬度忽略不計，管道半徑r=1m，在邊長為2m的正方形BPMN區(qū)域內(nèi)有一勻強電場，電場強度大小為E=，方向與水平方向成45o斜向右上，半圓形軌道外邊緣恰好與電場邊界相切。水平軌道AB的長度為L=2m，小球與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.5，小球到達B點時，速度的大小為m/s，所有的接觸面均絕緣，g取10m/s2，求：(1)釋放小球前，彈簧的彈性勢能大??；(2)求小球過D點的速度；(3)求小球的落地點到C點的距離。14．（16分）如圖，上端開口的豎直汽缸由大、小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，兩活塞用剛性輕桿連接，兩活塞間充有氧氣，小活塞下方充有氮氣．已知：大活塞的質(zhì)量為2m，橫截面積為2S，小活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S；兩活塞間距為L；大活塞導(dǎo)熱性能良好，汽缸及小活塞絕熱；初始時氮氣和汽缸外大氣的壓強均為p0，大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞與氣缸壁之間的摩擦不計，重力加速度為g．現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，求當(dāng)小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時，氮氣的壓強．15．（12分）如圖所示是個游樂場地，半徑為的光滑四分之一圓弧軌道與長度為的水平傳送帶平滑連接，傳送帶沿順時針方向勻速運動，速度大小為，傳送帶端靠近傾角為30°的足夠長斜面的底端，二者間通過一小段光滑圓?。▓D中未畫出）平滑連接，滑板與傳送帶和斜面間相對運動時的阻力分別為正壓力的和。某少年踩著滑板從點沿圓弧軌道由靜止滑下，到達點時立即向前跳出。該少年離開滑板后，滑板以的速度返回，少年落到前方傳送帶上隨傳送帶一起勻速運動的相同滑板上，然后一起向前運動，此時滑板與點的距離為。已知少年的質(zhì)量是滑板質(zhì)量的9倍，不計滑板的長度以及人和滑板間的作用時間，重力加速度，求：(1)少年跳離滑板時的速度大??；(2)少年與滑板到達傳送帶最右側(cè)端的速度大??；(3)少年落到滑板上后至第一次到達斜面最高點所用的時間（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

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、D【解析】本題考查動能、勢能、機械能有關(guān)知識，勢能Ep="mgh"勢能與高度成正比，上升到最大高度H時，勢能最大，A錯；由能量守恒，機械損失，克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，上升過程E＝E0-mgcosh/sin="E0-"mgh/tan,下行時，E=mgH-mg(H-h)/tan,勢能E與高度h為線性關(guān)系，B錯；上行時，動能EK=EK0-(mgsin+mgcos)h/cos下行時EK=(mgsin-mgcos)（H-h）/cos動能EK高度h是線性關(guān)系，C錯，D正確2、B【解析】

題中涉及三個物體：地球赤道上有一隨地球的自轉(zhuǎn)而做圓周運動物體3、繞地球表面附近做圓周運動的近地衛(wèi)星1、地球同步衛(wèi)星2；物體3與衛(wèi)星1轉(zhuǎn)動半徑相同，物體3與同步衛(wèi)星2轉(zhuǎn)動周期相同，從而即可求解．【詳解】地球上的物體3自轉(zhuǎn)和同步衛(wèi)星2的周期相等為24h，則角速度相等，即ω2=ω3，而加速度由a=rω2，得a2＞a3；同步衛(wèi)星2和近地衛(wèi)星1都靠萬有引力提供向心力而公轉(zhuǎn)，根據(jù)，得，知軌道半徑越大，角速度越小，向心加速度越小，則a1＞a2，綜上B正確；故選B．【點睛】本題關(guān)鍵要將赤道上自轉(zhuǎn)物體3、地球同步衛(wèi)星2、近地衛(wèi)星1分為三組進行分析比較，最后再綜合；一定不能將三個物體當(dāng)同一種模型分析，否則會使問題復(fù)雜化．3、D【解析】

A.由右手定則可以判斷出通過金屬棒的電流方向向左，則通過電阻R的電流方向向右，故選項A錯誤；B.由左手定則可以判斷出金屬棒受到的安培力方向向下，故選項B錯誤；C.根據(jù)平衡條件可知重力等于恒力減去安培力，根據(jù)功能關(guān)系知恒力做的功等于棒機械能的增加量與電路中產(chǎn)生的熱量之和，故選項C錯誤；D.金屬棒在豎直向上的恒力作用下勻速上升，安培力做負(fù)功，即克服安培力做功，根據(jù)功能關(guān)系知金屬棒克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的熱量，故選項D正確。4、D【解析】

A.根據(jù)題圖中地圖顯示，跑的軌跡是曲線，故“3.00千米”指的是路程，故A錯誤；B.根據(jù)“05′49″”的單位是時間單位，可知不是平均速度，故B錯誤；C.“00∶17∶28”指的是所用時間，是指時間間隔，故C錯誤；D.3千米共用時17分28秒，故每跑1千米平均用時約350s，故D正確。故選D。5、A【解析】

A．不同刀片相對靜止的繞同一軸做圓周運動，屬于同軸轉(zhuǎn)動模型，角速度相等，故A正確；B．刀片旋轉(zhuǎn)角速度越來越大，做變速圓周運動，加速度方向不是指向圓心，故B錯誤；C．杯壁上的水果顆粒做圓周運動時的向心力由杯壁的彈力提供，重力和摩擦力平衡，故C錯誤；D．消耗的電能等于水果顆粒增加的機械能和水果顆粒與果汁機增加的內(nèi)能，故D錯誤。6、C【解析】

AB．石塊被拋出后做平拋運動，豎直高度為可得水平方向勻速直線運動可得平拋的初速度為故AB錯誤；CD．石塊從A點到最高點的過程，由動能定理解得長臂對石塊做的功為故C正確，D錯誤。故選C。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、AD【解析】

AB．在軌道1運動時的速度在軌道2運動時的速度即從A到B由能量守恒關(guān)系可知解得則選項A正確，B錯誤；C．在B點時由可得則選項C錯誤；D．若航天器質(zhì)量為m0，由A點運動到B點的過程中地球?qū)λ囊ψ龉檫x項D正確。故選AD。8、BC【解析】

A.導(dǎo)體棒勻速上升，受力平衡，棒靜止，受力也平衡，對于兩棒組成的整體，合外力為零，根據(jù)平衡條件可得棒受到的推力：故A錯誤；B.對棒，受到向下的重力和向上的安培力安，由平衡條件得：安聯(lián)立解得：故B正確；C.在2s內(nèi)，電路產(chǎn)生的電能：則在2s內(nèi)，拉力做功，有的機械能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確；D.在2s內(nèi)拉力做的功為：故D錯誤。9、ABC【解析】

A．小球離開A后做平拋運動，只受重力，加速度為g，即離開A到落到斜坡前的加速度為g，故A正確；

B．落在斜面上時位移方向與豎直方向的夾角為α，則有解得故B正確；

C．落在斜坡上時的水平位移則落在斜坡上的位置距A的距離故C正確；

D．落到斜坡上時豎直方向速度則落到斜坡上時的速度大小故D錯誤。

故選ABC。10、AD【解析】

A．圖示時刻平衡位置x=3m處的質(zhì)點正在向上振動，根據(jù)波動規(guī)律可知，實線波沿x軸正方向傳播，則虛線波沿x軸負(fù)方向傳播，故A正確；B．介質(zhì)決定波速，兩列波傳播速度大小相同，由圖可知，實線波的波長λ1=6m，虛線波的波長λ2=9m，由v=λf可知，實線波和虛線波的頻率之比為f1：f2=λ2：λ1=3：2由于f1不等于f2，故兩列波在相遇區(qū)域不會發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故B錯誤；C．實線波的頻率為2.50Hz，波長λ1=6m，則波速故C錯誤；D．實線波波峰傳到平衡位置x＝1.875m處的質(zhì)點所用時間為虛線波波峰傳到平衡位置x＝1.875m處的質(zhì)點所用時間為說明從圖示時刻起再過0.025s，平衡位置x＝1.875m處的質(zhì)點處于波峰位置，由波的疊加可知，平衡位置x＝1.875m處的質(zhì)點將位于y＝30cm，故D正確。故選AD。三、實驗題：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、0.963.02g【解析】

(1)[1]．用游標(biāo)卡尺測量立方體小鋼塊的邊長d=0.9+0.1mm×6=0.96cm。(3)[2]．小鋼塊通過光電門時的速度(4)[3]．由，則v2=2gh，則做出的v2-h圖像的斜率為2g。12、ABEAB【解析】

(1)[1]A．為了驗證平行四邊形定則，必須作受力圖，所以需要確定受力點，即需要標(biāo)記結(jié)點的位置，A正確；BC．其次要作出力的方向和大小，每個鉤碼的質(zhì)量相同，所以鉤碼的個數(shù)可以作為力的大小，不需要測量鉤碼質(zhì)量，B正確，C錯誤；DE．連接鉤碼繩子的方向可以表示力的方向，所以需要標(biāo)記OA、OB和OC繩的方向，D錯誤，E正確。故選ABE。(2)[2]A．如果將繩換成橡皮筋，在同一次實驗過程中，只要將結(jié)點拉到相同的位置，實驗結(jié)果不會發(fā)生變化，仍可完成實驗，A正確；B．細繩要長些，標(biāo)記同一細繩方向的兩點要遠些可以使力的方向更準(zhǔn)確，減小實驗誤差，B正確；C．實驗通過平行四邊形定則進行力的合成確定力的大小和方向，不需要計算，C錯誤；D．實驗的目的是驗證平行四邊形定則，重新實驗，不需要保持結(jié)點位置不動，D錯誤。故選AB。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、(1)17.5J(2)m/s(3)(2+1)m【解析】

(1)對小球從A到B過程，應(yīng)用動能定理得：-μmgL+W彈=mvB2-0W彈=Ep得：Ep=17.5J(2)當(dāng)小球進入電場后受力分析可得mg=qEsinθ故小球在BC粗糙水平面上運動時，對地面的壓力為0，不受摩擦力。F合=qEcosθ=mg方向水平向右，小球從B到D，應(yīng)用動能定理可得：-F合2r=mvD2-mvB2得：vD=m/s(3)從B到N，合外力做功為0vN=vB=5m/s由豎直方向運動2r=gt2得：則水平位移大小