湖南省長沙市四區(qū)高三下學(xué)期3月調(diào)研考試（一模）物理試卷

2024年3月高三調(diào)研考試試卷物理注意事項：1．本試題卷共8頁，15個小題?？偡?00分，考試時量75分鐘。2．接到試卷后，請檢查是否有缺頁、缺題或字跡不清等問題。如有，請及時報告監(jiān)考老師。3．答題前，務(wù)必將自己的姓名、考號寫在答題卡和該試題卷的封面上，并認(rèn)真核對條形碼的姓名、考號和科目。4．作答時，請將答案寫在答題卡上，在草稿紙、試題卷上答題無效。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.軋鋼廠的熱軋機上安裝射線測厚儀，儀器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關(guān)。如圖所示，某射線測厚儀采用放射性同位素銥192作為放射源，其化學(xué)符號是Ir，原子序數(shù)為77，放射源在進行衰變產(chǎn)生新核X的同時會釋放出射線，放射性元素的半衰期為74天，下列說法正確的是（）A.上述衰變方程為B.衰變放射出粒子來自于原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和電子C.若有4.0g銥192，經(jīng)過148天有1.0g發(fā)生了衰變D.若探測器測得的射線強度變?nèi)鯐r，說明鋼板厚度變小【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知衰變方程為故A錯誤；B．原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，衰變放射出的粒子來自于原子核內(nèi)轉(zhuǎn)化的電子，故B正確；C．半衰期為74天，若有銥192，經(jīng)過148天有發(fā)生了衰變，故C錯誤；D．若探測器測得的射線強度變?nèi)鯐r，說明鋼板厚度變大，故D錯誤。故選B。2.“地震預(yù)警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到受災(zāi)地區(qū)前，向受災(zāi)地區(qū)提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，通知目標(biāo)區(qū)域從而實現(xiàn)預(yù)警。科研機構(gòu)對波的特性展開研究，如圖甲所示為研究過程中簡諧波時刻的波形圖，M是此波上的一個質(zhì)點，平衡位置處于處，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像，則（）A.該列波的傳播速度為4m/s B.該列波的傳播方向沿x軸負(fù)向傳播C.質(zhì)點M在9s內(nèi)通過的路程為340cm D.質(zhì)點M在2s內(nèi)沿x軸運動了8m【答案】B【解析】【詳解】A．由圖甲知，波長由乙圖知，周期T=2s該列波的傳播速度為故A錯誤；B．由乙圖知，時刻M質(zhì)點向上振動，根據(jù)“同側(cè)法”，該列波的傳播方向沿x軸負(fù)向傳播，故B正確；C．根據(jù)質(zhì)點M在9s內(nèi)通過的路程為故C錯誤；D．質(zhì)點M只在平衡位置附近振動，并不隨波遷移，故D錯誤。故選B。3.如圖，圓形水平餐桌面上有一個半徑為r，可繞中心軸轉(zhuǎn)動的同心圓盤，在圓盤的邊緣放置一個質(zhì)量為m的小物塊，物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)以及與桌面的摩擦因數(shù)均為。現(xiàn)從靜止開始緩慢增大圓盤的角速度，物塊從圓盤上滑落后，最終恰好停在桌面邊緣。若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，圓盤厚度及圓盤與餐桌間的間隙不計，物塊可視為質(zhì)點。則（）A.小物塊從圓盤上滑落后，小物塊在餐桌上做曲線運動B.餐桌面的半徑為C.物塊隨圓盤運動的過程中，圓盤對小物塊做功為D.物塊在餐桌面上滑行的過程中，所受摩擦力的沖量大小為【答案】C【解析】【詳解】A．小物塊從圓盤上滑落后，小物塊沿切線方向滑出，合外力為與速度方向相反的滑動摩擦力，做勻減速直線運動，A錯誤；B．小物塊滑下時在桌面上滑動時，由動能定理得解得小物塊在桌面滑動距離餐桌面的半徑為B錯誤；C．由動能定理，圓盤對小物塊做的功為C正確；D．物塊在餐桌面上滑行的過程中，所受摩擦力的沖量大小為D錯誤。故選C。4.華為mate60實現(xiàn)了衛(wèi)星通信，只要有衛(wèi)星信號覆蓋的地方，就可以實現(xiàn)通話。如圖所示三顆赤道上空的通信衛(wèi)星就能實現(xiàn)環(huán)赤道全球通信，已知三顆衛(wèi)星離地高度均為h，地球的半徑為R，地球同步衛(wèi)星離地高度為6R，地球表面重力加速度為g，引力常量為G，下列說法正確的是（）A.三顆通信衛(wèi)星受到地球萬有引力的大小相等B.能實現(xiàn)全球通信時，衛(wèi)星離地高度至少2RC.其中一顆質(zhì)量為m的通信衛(wèi)星的動能為D.通信衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)周期之比為【答案】D【解析】【詳解】A．通信衛(wèi)星受到的萬有引力三顆通信衛(wèi)星的質(zhì)量未知，所以萬有引力大小不一定相等，A錯誤；B．三顆通信衛(wèi)星若要全覆蓋，則其如圖所示由幾何關(guān)系可知解得通信衛(wèi)星高度至少B錯誤；C．對衛(wèi)星在地球表面其動能為C錯誤；D．由開普勒第三定律可得，通信衛(wèi)星和同步衛(wèi)星周期之比為同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相等，解得通信衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)周期之比為D正確。故選D。5.保險絲對保護家庭用電安全有著重要作用，如圖所示，A是熔斷電流為1A的保險絲，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，交變電壓U=220V，保險絲電阻1Ω，R是用可變電阻。當(dāng)電路正常工作時，則下列說法正確的是（）A.可變電阻R不能大于54.75ΩB.可變電阻R越大，其消耗的功率越小C.通過可變電阻R的電流不能超過0.5AD.增加原線圈匝數(shù)，保險絲可能熔斷【答案】B【解析】【詳解】AB．將保險絲電阻看成交變電源內(nèi)阻，則有可變電阻消耗的功率等于理想變壓器原線圈消耗的功率，設(shè)原線圈等效電阻為R1，則有聯(lián)立可得當(dāng)電路正常工作時，原線圈電流，則即所以根據(jù)電源輸出功率的特點可知可變電阻R越大，輸出功率越小，即原線圈消耗的功率越小，可變電阻消耗的功率越小，故B正確，A錯誤；C．設(shè)電阻R為r時，原線圈中電流剛好達(dá)到熔斷電流，即，根據(jù)則副線圈的電流即通過可變電阻R的電流不能超2A；故C錯誤；D．當(dāng)其他條件不變，增加原線圈匝數(shù)，根據(jù)可知相當(dāng)于增加了原線圈的等效電阻，則根據(jù)歐姆定律可知原線圈電流減小，保險絲不會熔斷，故D錯誤；故選B。6.某同學(xué)設(shè)計了一貨物輸送裝置，將一個質(zhì)量為M載物平臺架在兩根完全相同、半徑為r，軸線在同一水平面內(nèi)的平行長圓柱上。已知平臺與兩圓柱間的動摩擦因數(shù)均為，平臺的重心與兩柱等距，在載物平臺上放上質(zhì)量為m的物體時也保持物體的重心與兩柱等距，兩圓柱以角速度繞軸線作相反方向的轉(zhuǎn)動，重力加速度大小為g?，F(xiàn)沿平行于軸線的方向施加一恒力F，使載物平臺從靜止開始運動，物體與平臺總保持相對靜止。下列說法正確的是（）A.物體和平臺開始運動時加速度大小為B.物體和平臺做勻加速運動C.物體受到平臺的摩擦力逐漸增大D.只有當(dāng)時平臺才能開始運動【答案】A【解析】【詳解】A．平臺與兩個圓柱表面的摩擦力相等，大小開始時平臺受到兩圓柱的摩擦力平衡，所以開始運動時加速度大小為故A正確；B．圓柱表面的點轉(zhuǎn)動的線速度大小為若平臺運動的速度大小為v，則沿該方向上受到一根圓柱的摩擦力分量為根據(jù)牛頓第二定律可得因為v在不斷增大，加速度會越來越小，故B錯誤；C．對物體進行受力分析可得加速度越來越小，故物體受到平臺的摩擦力逐漸減小，故C錯誤；D．平臺開始運動時加速度大小為所以即使F較小，平臺也運動，故D錯誤。故選A。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，有多項符合題目要求。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.圖甲是半圓柱形玻璃體的橫截面，一束紫光從真空沿半圓柱體的徑向射入，并與底面上過O點的法線成角，CD為足夠大的光學(xué)傳感器，可以探測從AB面反射光的強度。若反射光強度隨變化規(guī)律如圖乙所示，取，，則下列說法正確的是（）A.減小到時，光將全部從AB界面透射出去B.減小時，反射光線和折射光線夾角隨之減小C.該紫光在半圓柱體中的折射率為D.改用紅光入射時，CD上探測到反射光強度最大值對應(yīng)的【答案】CD【解析】【詳解】C．由圖乙可知，反射光強度在之后達(dá)到最大且不再增大，則說明時發(fā)生全反射，可得解得折射率為C正確；A．入射角減小到時，仍存在反射光線，只是反射角為零，光纖不會從界面透射出去，A錯誤；B．入射角減小是，反射角和折射角也逐漸減小，由幾何關(guān)系可知，反射光線和折射光線夾角隨之增大，B錯誤；D．改用紅光入射時，折射率減小，所以光學(xué)傳感器探測到反射強度達(dá)到最大時大于，D正確。故選CD。8.靜電透鏡被廣泛應(yīng)用于電子器件中，如圖所示是陰極射線示波管聚焦電場，其中虛線為等勢線，任意兩條相鄰等勢線間電勢差相等，z軸為該電場的中心軸線。一電子從其左側(cè)進入聚焦電場，實線為電子運動的軌跡，P、Q、R為其軌跡上的三點，電子僅在電場力作用下從P點運動到R點，在此過程中，下列說法正確的是（）A.P點的電勢低于Q點的電勢B.電子在P點的加速度小于在R點的加速度C.從P至R的運動過程中，電子的電勢能增加D.從P至R的運動過程中，電子的動能一直增大【答案】AD【解析】【詳解】A．電子僅在電場力作用下從P點運動到R點，由于合力方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，電子帶負(fù)電，所受電場力方向與電場強度方向相反，電場力方向與等勢線垂直，可知，電場線方向整體從右指向左，又由于沿電場線方向，電勢降低，可知，P點的電勢低于Q點的電勢，故A正確；B．由于任意兩條相鄰等勢線間電勢差相等，則等勢線分布的密集程度能夠表示電場的強弱，P點的等勢線分布比R點的密集，則P點的電場強度大于在R點的電場強度，可知，電子在P點的加速度大于在R點的加速度，故B錯誤；CD．結(jié)合上述可知，從P至R的運動過程中，電子所受電場力做正功，電子的電勢能減小，電子的動能增大，故C錯誤，D正確。故選AD。9.如圖所示，質(zhì)量為2m、長為L的長木板c靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的物塊b放在c的正中央，質(zhì)量為m的物塊a以大小為的速度從c的左端滑上c，a與b發(fā)生彈性正碰，最終b剛好到c的右端與c相對靜止，不計物塊大小，物塊a、b與c間動摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.a與b碰撞前b與c保持相對靜止 B.a與b碰撞后，a與b都相對c滑動C.物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 D.整個過程因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為【答案】AC【解析】【詳解】A．a(chǎn)滑上c后相對滑動過程中，假設(shè)b相對c靜止，由牛頓第二定律得，對b、c整體，根據(jù)牛頓第二定律對b，根據(jù)牛頓第二定律解得即b與c間的靜摩擦力小于最大靜摩擦力，則b相對c保持靜止，b、c一起加速運動，a與b碰撞前b做勻加速運動，速度不為零，故A正確；B．設(shè)a、b碰撞前瞬間a的速度為，a、b發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得由機械能守恒定律得解得，即碰撞后a、b兩者交換速度，b相對c滑動，由A可知，a、c相對靜止一起運動，故B錯誤；CD．b剛好滑到c的右端與c相對靜止，a、b、c共速，設(shè)共同速度為，a、b、c組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得由能量守恒定律得其中解得，故C正確，D錯誤。故選AC。10.如圖所示，傾斜光滑金屬導(dǎo)軌的傾角為30°，水平導(dǎo)軌粗糙，兩平行導(dǎo)軌的間距均為L。質(zhì)量為m、電阻為R、長度為L的金屬棒a垂直水平導(dǎo)軌放置，兩導(dǎo)軌間均存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為和?，F(xiàn)把質(zhì)量為m、電阻為R、長度也為L的金屬棒b垂直傾斜導(dǎo)軌由靜止釋放，重力加速度為g，傾斜導(dǎo)軌無限長，金屬棒a始終靜止，下列說法中正確的是（）A.金屬棒a受到向左的摩擦力B.金屬棒a受到的最大摩擦力一定為C.金屬棒b的最大速度為D.金屬棒b減小的重力勢能等于金屬棒a和金屬棒b中產(chǎn)生的總焦耳熱【答案】AB【解析】【詳解】A．金屬棒b沿導(dǎo)軌下滑時，由楞次定律可知，金屬棒a中電流從近端流向遠(yuǎn)端導(dǎo)軌，根據(jù)左手定則，可知金屬棒a所受安培力水平向右，又因為金屬棒始終靜止，所以其所受摩擦力向左，A正確；B．當(dāng)金屬棒b下滑速度最大時，對金屬棒b分析，有對金屬棒a分析B正確；C．由閉合電路歐姆定律可知解得C錯誤；D．由能量守恒定律可知，金屬棒b減小的機械能等于金屬棒a和金屬棒b中產(chǎn)生的總焦耳熱，D錯誤。故選AB。三、非選擇題：本大題共5小題，共56分。11.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗證動量定理，實驗過程中部分實驗步驟如下：（1）將一遮光條固定在滑塊上，用20分度的游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度，游標(biāo)卡尺如圖乙所示，則遮光條的寬度_______mm。（2）滑塊離開彈簧一段時間后通過光電門，光電門測得遮光條的擋光時間為，可得彈簧恢復(fù)形變的過程中滑塊的速度大小為______m/s。（3）將一與輕彈簧相連的壓力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端，一光電門安裝在氣墊導(dǎo)軌上方，用滑塊將彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，壓力傳感器顯示出彈簧彈力F隨時間t變化的圖像如圖丙所示，根據(jù)圖丙可求得彈簧對滑塊的沖量大小為______。（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】（1）4.00（2）02（3）0.77【解析】【小問1詳解】圖乙游標(biāo)卡尺分度值為0.05mm，則遮光條的寬度為d=4mm+0.05mm×0=4.00mm【小問2詳解】彈簧恢復(fù)形變的過程中滑塊的速度大小為【小問3詳解】彈簧對滑塊的沖量大小等于圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積，約等于。12.用如圖甲所示的電路研究壓敏電阻應(yīng)變片的壓阻效應(yīng)。電源的電動勢為3V。內(nèi)阻忽略不計。除圖甲中的器材外，實驗室還提供了如下器材可供選擇：電壓表V（量程為0~15V，內(nèi)阻約為20kΩ，其讀數(shù)用U表示）電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻，其讀數(shù)用表示）電流表（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為2Ω，其讀數(shù)用表示）（1）請在選好器材后完成圖甲中虛線框內(nèi)的部分電路______；（2）在電阻上施加壓力F，閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，該電路測量電阻阻值的表達(dá)式為_______（用題目中給出的字母表示）。改變壓力F，得到不同的值，記錄數(shù)據(jù)并繪成圖像如圖乙所示；（3）一同學(xué)想把電流表改成簡易壓力表，他仍然使用原來的表盤，只是把表盤上標(biāo)示的數(shù)字“0.2、0.4、0.6”改為相應(yīng)的壓力值，實驗采用的電路如圖丙所示。他在表盤上表示0.1A的刻度線處標(biāo)上數(shù)字0，則電路中滑動變阻器的阻值應(yīng)為_______；此壓力表表盤上0.20A的刻度線處標(biāo)上的壓力值為______N?！敬鸢浮浚?）見解析（2）（3）①.10.5②.7.5【解析】【小問1詳解】電源的電動勢為3V，實驗所給電壓表量程為0~15V，讀數(shù)誤差較大，不宜使用。由于電流表A1內(nèi)阻已知，則可用電流表A1作電壓表使用，如下圖所示【小問2詳解】根據(jù)并串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律可得，該電路測量電阻阻值的表達(dá)式為【小問3詳解】[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律有由題可知，當(dāng)時，壓力為零，結(jié)合圖乙可知，代入數(shù)據(jù)解得[2]由圖乙可知，與所受壓力成一次函數(shù)關(guān)系，兩者關(guān)系為則根據(jù)閉合電路歐姆定律有可知當(dāng)時，可得此時壓力值為13.氣壓傳動是工業(yè)中常見的傳動方式。如圖所示，面積為的活塞A靜止，與氣缸右端相距。用力緩慢右移活塞A，通過壓縮氣體頂起豎直放置的面積的活塞B和上方高h(yuǎn)的液柱（液體密度為），最終活塞A移到最右端。活塞緩慢移動過程中，氣體溫度保持不變。氣體視為理想氣體，大氣壓強為，忽略彎管中的氣體體積，裝置不漏氣，不計摩擦和兩活塞質(zhì)量。（1）最終活塞B上升高度；（2）若整個過程活塞A對封閉氣體做正功W，忽略氣體質(zhì)量，求整個過程中氣體對外放熱Q為多少?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）初始時，活塞A靜止，封閉氣體的壓強為最終封閉氣體的壓強大小為活塞緩慢移動過程中，氣體溫度保持不變，由玻意耳定律可知解得（2）由于活塞緩慢移動過程中，氣體溫度保持不變，所以氣體的內(nèi)能不變，液柱重力勢能增大則整個過程中氣體對外放熱14.作為研制新一代飛行器的搖籃，我國JF22超高速風(fēng)洞可以創(chuàng)造出高度達(dá)幾十千米、速度達(dá)約三十倍聲速的飛行條件。若將一小球從風(fēng)洞中地面上的A點以初速度豎直向上彈出，小球受到大小恒定的水平風(fēng)力作用，到達(dá)最高點B時的動能為初始點A動能的，小球最后落回到地面上的C點，如圖。不計空氣阻力，重力加速度為g，求：（1）小球從彈出到落地所用的時間；（2）小球運動的加速度大?。唬?）小球在空中的最小速度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）豎直方向上，小球只受重力作用，到達(dá)最高點B時的時間根據(jù)對稱性，從最高點到落地的時間則小球從彈出到落地所用的時間（2）到達(dá)最高點B時的動能與A點的動能之比為9：16，則速度之比為在最高點豎直方向速度為0，設(shè)從A到B需要時間t小球運動的加速度大小為聯(lián)立得（3）小球在重力和風(fēng)力作用下做類斜拋運動，當(dāng)小球速度方向與重力和風(fēng)力的合力方向垂直時，速度最小，方向與合力方向夾角正切值為最小速度15.某粒子分析裝置的部分簡化結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由粒子源、圓柱形磁場區(qū)和6面是熒光屏的長方體儀器OABCDEFG構(gòu)成，粒子打在屏上會被吸收。以長方體儀器的頂點O為坐標(biāo)原點，建立三維坐標(biāo)系Oxyz。長方體儀器的長AB、寬AO、高AD分別為2a、2a、a，長方體所在空間存在方向沿x軸正向的勻強磁場Ⅰ（圖中未畫出）。圓柱形區(qū)域的長為2a，底面圓半徑為R，圓柱形位于長方體儀器的正上方，兩者通過長方體正上方狹縫PQ連通，P為DE的中點，Q為GF的中點，圓柱形區(qū)域所在空間存在方向沿x軸正向的勻強磁場Ⅱ（圖中未畫出），在xoz平面有一與圓柱體等高等長的長方形粒子源，能沿著y軸