湖南省長沙市四區(qū)2024屆高三年級下冊3月調(diào)研考試（一模）物理試卷(含答案)

湖南省長沙市四區(qū)2024屆高三下學期3月調(diào)研考試（一模）物理試

卷

學校：___________姓名：班級：考號：

一、單選題

1.軋鋼廠的熱軋機上安裝射線測厚儀，儀器探測到的y射線強度與鋼板的厚度有關。

如圖所示，某射線測厚儀采用放射性同位素鉞192作為放射源，其化學符號是Ir,原

子序數(shù)為77,放射源在進行P衰變產(chǎn)生新核X的同時會釋放出y射線，放射性元素的

半衰期為74天，下列說法正確的是（）

放大器

厚度控制裝置

探測器上

塑料板

或金屬板

A.上述衰變方程為黑1r_＞腎x+oe

B.衰變放射出的B粒子來自原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和電子

C.若有4.0g鉞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

2.“地震預警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到受災地區(qū)前，向受災地區(qū)提前

幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，通知目標區(qū)域從而實現(xiàn)預警。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”0時刻的波形圖，”是此波上的一個質(zhì)點，平

衡位置處于x=4m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軸負向傳播

C.質(zhì)點般在9s內(nèi)通過的路程為340cm

D.質(zhì)點般在2s內(nèi)沿x軸運動了8m

3.如圖，圓形水平餐桌面上有一個半徑為「，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〃?，F(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3r

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相展詼

4.華為mate60實現(xiàn)了手機衛(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

高度均為入，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)星受到地球的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2R

C.其中一顆質(zhì)量為m的通信衛(wèi)星的動能為迎長

R+h

D.通信衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)周期之比為,也”

\（7R）

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。=220V,保險絲電阻Id

H是用可變電阻。當電路正常工作時，則下列說法正確的是（）

A.可變電阻R不能大于54.75。

B.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0.5A

D.增加原線圈匝數(shù)，保險絲可能熔斷

6.某同學設計了一貨物輸送裝置，將一個質(zhì)量為“載物平臺架在兩根完全相同、半

徑為「，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)量為機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。

現(xiàn)沿平行于軸線的方向施加一恒力R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a一

M+m

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/>〃（〃+"）g時平臺才能開始運動

二、多選題

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。點的法線成。角，。為足夠大的光學傳感器，可以探測從A3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sin37o=Q6,cos37°=0.8,則下列說

法正確的是（）

A.e減小到0。時，光將全部從A3界面透射出去

B.e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9

3

D.改用紅光入射時，CD上探測到反射光強度最大值對應的。＞37°

8.靜電透鏡被廣泛應用于電子器件中，如圖所示是陰極射線示波管的聚焦電場，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。點的電勢

B.電子在P點的加速度小于在R點的加速度

C.從尸至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

9.如圖所示，質(zhì)量為2機、長為L的長木板c靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為機的物塊

5放在。的正中央，質(zhì)量為機的物塊a以大小為』的速度從c的左端滑上c,a與6發(fā)

生彈性正碰，最終人剛好到c的右端與c相對靜止，不計物塊大小，物塊a、6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)為江

8gL

D.整個過程因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為:加v；

10.如圖所示，傾斜光滑金屬導軌的傾角為30。，水平導軌粗糙，兩平行導軌的間距

均為"質(zhì)量為機、電阻為R、長度為L的金屬棒。垂直水平導軌放置，兩導軌間均存

在垂直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小分別為耳和生?，F(xiàn)把質(zhì)量為機、電

阻為R、長度也為L的金屬棒》垂直傾斜導軌由靜止釋放，重力加速度為g,傾斜導軌

無限長，金屬棒。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芻鱉

2B2

C.金屬棒b的最大速度為上鳴

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

三、實驗題

11.某同學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:

遮光條光聲門

壓力傳感器取塊？

氣墊導軌

甲

012cm

IIIIIIIIIIIIIII.IlII.III.

1111IIIII111II111III

010

乙丙

(1)將一遮光條固定在滑塊上，用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，游標卡尺如

圖乙所示，則遮光條的寬度4=mmo

⑵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

2

A?=2.0X10-S,可得彈簧恢復形變的過程中滑塊的速度大小為m/so

⑶將一與輕彈簧相連的壓力傳感器固定在氣墊導軌左端，一光電門安裝在氣墊導軌上

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R隨時間,

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N.So（計

算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

12.用如圖甲所示的電路研究壓敏電阻應變片段的壓阻效應。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20kQ,其讀數(shù)用。表示）

電流表A1（量程為0~0.6A,內(nèi)阻G=L5Q,其讀數(shù)用，表示）

電流表A2（量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為2Q,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；

⑵在電阻號上施加壓力E閉合開關S,記下電表讀數(shù)，該電路測量電阻段阻值的表

達式為&=（用題目中給出的字母表示）。改變壓力R得到不同的《值，記

錄數(shù)據(jù)并繪成&-歹圖像如圖乙所示；

⑶一同學想把電流表改成簡易壓力表，他仍然使用原來的表盤，只是把表盤上標示的

數(shù)字“0.2、0.4、0.6”改為相應的壓力值，實驗采用的電路如圖丙所示。他在表盤上表

示0.1A的刻度線處標上數(shù)字0,則電路中滑動變阻器的阻值應為凡=Q；此壓力

表表盤上0.20A的刻度線處標上的壓力值為No

四,計算題

13.氣壓傳動是工業(yè)中常見的傳動方式。如圖所示，面積為梟的活塞A靜止，與氣缸

右端相距右。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3和

上方高力的液柱(液體密度為。)，最終活塞A移到最右端?；钊徛苿舆^程中，

氣體溫度保持不變。氣體視為理想氣體，大氣壓強為P。，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。

(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。為多少。

14.作為研制新一代飛行器的搖籃，我國JF-22超高速風洞可以創(chuàng)造出高度達幾十千

米、速度達約三十倍聲速的飛行條件。若將一小球從風洞中地面上的A點以初速度%

豎直向上彈出，小球受到大小恒定的水平風力作用，到達最高點3時的動能為初始點

A動能的2,小球最后落回到地面上的。點，如圖。不計空氣阻力，重力加速度為

16

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?。?/p>

(3)小球在空中的最小速度。

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Q4BC-OEFG構(gòu)成，粒子打在屏上會被吸收。以長方體儀器的

頂點。為坐標原點，建立三維坐標系O-孫z。長方體儀器的長A3、寬A。、高AD分

別為2人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，尸為DE的中點，。為GR的中點，圓柱形區(qū)域所

在空間存在方向沿％軸正向的勻強磁場n(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軸正方向發(fā)射速率均為V的正電粒子，所有進入

圓柱體空間的粒子都恰能通過狹縫PQ再進入長方體儀器，恰好沒有粒子打到BCFE

面。已知帶電粒子的比荷為比不計粒子重力及粒子間相互作用，試求：

(1)勻強磁場I磁感應強度用的大?。?/p>

(2)打在頂面DERG粒子數(shù)目M和打在底面OABC的粒子數(shù)目生之比；

(3)若僅將勻強磁場I的方向調(diào)整為沿y軸正方向，大小不變，且其他條件不變，對于

從。點入射的粒子，能打到長方體儀器3CTE面上的粒子最長運動時間以及能打在

3CTE面上的粒子數(shù)目色與Q點入射的粒子總數(shù)N之比。(已知cos8=A,則。的大

小可表示為8=arccosA)

參考答案

1.答案：B

解析：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

192TJ920

771rrf78八v十—1°

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。粒子來自原子核內(nèi)轉(zhuǎn)化的電子，

故B正確；

C.半衰期為74天，若有4.0g鉞192,經(jīng)過148天有3.0g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.答案：B

解析：A.由圖甲知，波長

2=4m

由乙圖知，周期

T=2s

該列波的傳播速度為

2c,

v=—=2m/s

T

故A錯誤；

B.由乙圖知，r=0時刻”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

向傳播，故B正確；

C.根據(jù)

9

t=9s=-T

2

質(zhì)點〃在9s內(nèi)通過的路程為

99

s=—x4A=—x4x20cm=360cm

22

故c錯誤；

D.質(zhì)點〃只在平衡位置附近振動，并不隨波遷移，故D錯誤。

故選B。

3.答案：C

解析：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

V2

/Limg—m—

r

在桌面上滑動時，由動能定理得

-pimgL=。-Jmyl

解得小物塊在桌面滑動距離

L=-r

2

餐桌面的半徑為

R=Jr2+Z?=-r

2

B錯誤；

C.由動能定理，圓盤對小物塊做的功為

121

wW=-mv=—/Limgr

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

I=ft==mv=mJfj.gr

D錯誤。

故選C。

4.答案：D

解析：A.通信衛(wèi)星受到的萬有引力

uMm

F=G---------

（7?+/z）

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

由幾何關系可知

R

cos60°=

R+h

解得通信衛(wèi)星高度至少

h=R

B錯誤；

C.對衛(wèi)星

2

MmV

G-----------=m--------

（7?+/z）2R+h

在地球表面

「Mm

G-^=ms

其動能為

12mgR

—mv=-；------7

22（R+h）

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

JAR+h)

T；15+6R)

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

2L-ZL-卜父3

鼠心敢7口

D正確。

故選D。

5.答案：B

解析：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，設原線圈等效電阻為耳，則有

//=llR

A_也

，2〃1

聯(lián)立可得

(/丫

&=IA二?7?=47?

當電路正常工作時，原線圈電流，<1A,則

U

&+R'=工>2200.

即

&=4R2219Q

所以

7?>54.75Q

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.設電阻R為r時，原線圈中電流剛好達到熔斷電流，即，=1A,根據(jù)

/]—%

12n\

則副線圈的電流

12=也=2人

〃2

即通過可變電阻R的電流不能超2A；故C錯誤;

D.當其他條件不變，增加原線圈匝數(shù)，根據(jù)

22

&二R—R

7\〃2，

可知相當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.答案：A

解析：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

F

CL---------

M+m

故A正確；

B.圓柱表面的點轉(zhuǎn)動的線速度大小為

v'=cor

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

F—g.V==F—MM+加)gi1==(M+m^a

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

F

a---------

M+m

所以即使R較小，平臺也運動，故D錯誤。

故選A。

7.答案：CD

解析：C.由圖乙可知，反射光強度在37。之后達到最大且不再增大，則說明37。時發(fā)生

全反射，可得

sin37°=-

n

解得折射率為

5

n=—

3

C正確；

A.入射角減小到0。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.入射角減小時，反射角和折射角也逐漸減小，由幾何關系可知，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，所以光學傳感器探測到反射強度達到最大時。大于

37°,D正確。

故選CDo

8.答案：AD

解析：A.電子僅在電場力作用下從尸點運動到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，尸點的電

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，則尸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ADo

9.答案：AC

解析：A.a滑上c后相對滑動過程中，假設人相對c靜止，由牛頓第二定律得，對6、，

整體，根據(jù)牛頓第二定律

/img=(2m+m)a

對。，根據(jù)牛頓第二定律

解得

f,=1-^mg<]Limg

即》與c間的靜摩擦力小于最大靜摩擦力，則6相對。保持靜止，。、。一起加速運

動，。與6碰撞前6做勻加速運動，速度不為零，故A正確；

B.設a、6碰撞前瞬間。的速度為v,a、6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

mv=mva+mvb

由機械能守恒定律得

1

-mv2=—mv,2

22°n+1冠

解得

匕,=0,丫尸

即碰撞后a、6兩者交換速度，6相對c滑動，由A可知，a、c相對靜止一起運動，故

B錯誤；

CD力剛好滑到c的右端與c相對靜止，a、b、c共速，設共同速度為v',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

mv0=(m+//z+2m)v'

由能量守恒定律得

g加說=(m+m+2m)V2

其中

Q=fimgL

解得

3

Q=-mv1,

O"—3gL

故C正確,D錯誤。

故選AC-

10.答案:AB

解析：A.金屬棒?沿導軌下滑時，由楞次定律可知，金屬棒。中電流從近端流向遠端

導軌，根據(jù)左手定則，可知金屬棒。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.當金屬棒6下滑速度最大時，對金屬棒6分析，有

mgsin30°=B21mL

對金屬棒a分析

幾=G=5M=篝

B正確；

C.由閉合電路歐姆定律可知

I=B"

m2R

解得

mgR

V

mBW

c錯誤;

D.由能量守恒定律可知，金屬棒6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ABo

11.答案：(1)4.00

(2)0.2

(3)0.77

解析：(1)圖乙游標卡尺分度值為0.05mm,則遮光條的寬度為

d-4mm+0.05mmx0=4.00mm

(2)彈簧恢復形變的過程中滑塊的速度大小為

d4.00x103

v=-~■m/s=0.2m/s

At2.0x10"

(3)彈簧對滑塊的沖量大小等于圖像與坐標軸所圍的面積，約等于0.77NS。

12.答案：(1)見解析

⑵匕

12

(3)10.5；7.5

解析：(1)電源的電動勢為3V,實驗所給電壓表量程為。?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

(2)根據(jù)并串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律可得，該電路測量電阻段阻值的表達式為

(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E—&+彳+R)

由題可知，當/=0.1A時，壓力為零，結(jié)合圖乙可知&=18Q,代入數(shù)據(jù)解得

%=10.5。

由圖乙可知，號與所受壓力R成一次函數(shù)關系，兩者關系為

R*=18—2F

則根據(jù)閉合電路歐姆定律有

)：E3

凡+弓+Rx30—2.F

可知當/=0.2A時，可得此時壓力值為

F=7.5N

13.答案：(1)(2)W-pShgL

(zPo+Pgh)SBB2-

解析：(1)初始時，活塞A靜止，封閉氣體的壓強為

Pi=Po

最終封閉氣體的壓強大小為

Pz=Po+pgh

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

P」1XSA=P?L2sB

解得

L——0—1SA

2

(Po+Pgh)SB

(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

Ep=mgh=pSBhgL2

則整個過程中氣體對外放熱

Q=W-Ep=W-pSBhgL2

14.答案：(1)及(2)：g(3)=%

g45

解析：(1)豎直方向上，小球只受重力作用，到達最高點3時的時間

一

g

根據(jù)對稱性，從最高點到落地的時間

t

則小球從彈出到落地所用的時間

/=/上+斥

g

(2)到達最高點B時的動能與A點的動能之比為9:16,則速度之比為

煤平：%=3:4

在最高點豎直方向速度為0,設從A到3需要時間/

v水平=a水平,

%=gf

小球運動的加速度大小為

a=J碌平+g2

聯(lián)立得

5

a=4g

(3)小球在重力和風力作用下做類斜拋運動，當小球速度方向與重力和風力的合力方向

垂直時，速度最小，%方向與合力方向夾角正切值為

tane=一

4

最小速度

3

vmin=v0cos(90°-^)=-v0