2023-2024年湖南省益陽市高三下學(xué)期三?？荚囄锢碓囶}（解析版）

益陽市2024屆高三4月教學(xué)質(zhì)量檢測物理一、單選題1.我國自主研發(fā)的氫原子鐘現(xiàn)已運(yùn)用于中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中，高性能的原子鐘對(duì)導(dǎo)航精度的提高起到了很大的作用，同時(shí)原子鐘具有體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，原子鐘通過氫原子能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電磁波校準(zhǔn)時(shí)鐘，氫原子能級(jí)示意圖如圖，則下列說法正確的是（）A.用的光子照射處于基態(tài)的氫原子可以使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷B.一個(gè)處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出種不同頻率的光子C.用的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子后，最多可輻射出種不同頻率的光子D.氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光照射逸出功為的某種金屬所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為【答案】D【解析】用的光子照射處于基態(tài)的氫原子，氫原子吸收光子后能量值為，由能級(jí)圖可知?dú)湓硬]有該能級(jí)，所以的光子不能使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一個(gè)處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出種不同頻率的光子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；用的光子照射一群處于基態(tài)的氫原子后，其能量將達(dá)到，即氫原子將躍遷到的能級(jí)上；這群氫原子在向基態(tài)躍遷的過程中，最多可輻射出種不同頻率的光子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光子能量為，用此光照射逸出功為的金屬，根據(jù)光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能為，選項(xiàng)D正確。故選D。2.如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾角為的斜面上，質(zhì)量分別為和的物塊、通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，、間的接觸面和輕繩均與木板平行，和，與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，則細(xì)線的拉力為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由于，因此、間會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，根據(jù)、的質(zhì)量關(guān)系可知，將沿著斜面向下滑動(dòng)，而相對(duì)于將向上滑動(dòng)，二者為繩相連的連接體，滑動(dòng)過程中加速度大小相同，則對(duì)由牛頓第二定律有，對(duì)由牛頓第二定律有，兩式聯(lián)立解得，故選B。3.由于大氣層的存在，太陽光線在大氣中折射，使得太陽“落山”后我們?nèi)匀荒芸匆娝?。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，建立了一個(gè)簡化模型。將折射率很小的不均勻大氣等效成折射率為的均勻大氣，并將大氣層的厚度等效為地球半徑。根據(jù)此模型，一個(gè)住在赤道上的人在太陽“落山”后還能看到太陽的時(shí)間是（地球自轉(zhuǎn)時(shí)間為小時(shí)，地球上看到的太陽光可以看成平行光）（）A.小時(shí) B.小時(shí) C.小時(shí) D.小時(shí)【答案】D【解析】太陽光是平行光，臨界光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可得臨界光線的折射角為，可知臨界光線的折射角為；根據(jù)折射定律，可得，由幾何關(guān)系可知，地球多轉(zhuǎn)角度便看不見太陽了，有，一個(gè)住在赤道上的人在太陽“落山”后還能看到太陽的時(shí)間為，故選D。4.如圖甲所示，擋板與水平面的夾角為，小球從點(diǎn)的正上方高度為的點(diǎn)以水平速度水平拋出，落到斜面時(shí)，小球的位移與斜面垂直；讓擋板繞固定的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變擋板的傾角，小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度也改變，每次平拋運(yùn)動(dòng)都使小球的位移與斜面垂直，關(guān)系圖像如圖乙所示，重力加速度，下列說法正確的是（）A.圖乙的函數(shù)關(guān)系圖像對(duì)應(yīng)的方程式B.圖乙中的數(shù)值C.當(dāng)圖乙中，的值為D.當(dāng)，圖乙中，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為【答案】C【解析】設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，如圖所示，把平拋運(yùn)動(dòng)的位移分別沿水平和豎直方向分解，由幾何關(guān)系，解得，根據(jù)幾何關(guān)系有，聯(lián)立整理，故A錯(cuò)誤；結(jié)合圖乙函數(shù)關(guān)系圖像可得，故B錯(cuò)誤；由圖乙可得函數(shù)關(guān)系圖像的斜率，又有，，可得，故C正確；當(dāng)，，根據(jù)，解得，根據(jù)，解得故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖，三根絕緣細(xì)線、、長均為，連著質(zhì)量均為，電量均為的帶電小球，球帶正電，球帶負(fù)電，水平。整個(gè)裝置處在水平向左的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)，現(xiàn)剪斷細(xì)線，由于空氣阻力系統(tǒng)最終靜止在某個(gè)位置（已知，）下列說法正確的是（）A.系統(tǒng)最終靜止時(shí)重力勢(shì)能較最初減少了B.系統(tǒng)最終靜止時(shí)重力勢(shì)能較最初減少了C.系統(tǒng)最終靜止時(shí)電勢(shì)能和重力勢(shì)能的總和較最初減少了D.系統(tǒng)最終靜止時(shí)電勢(shì)能和重力勢(shì)能的總和較最初減少了【答案】D【解析】以、為整體，整體不帶電，則系統(tǒng)最終靜止時(shí)細(xì)線豎直向下，系統(tǒng)最終靜止時(shí)細(xì)線與水平方向的夾角為，對(duì)受力分析可得，解得，系統(tǒng)最終靜止后，如圖所示，系統(tǒng)最終靜止時(shí)重力做功為，根據(jù)功能關(guān)系，系統(tǒng)最終靜止時(shí)重力勢(shì)能較最初減少了，故AB錯(cuò)誤；系統(tǒng)最終靜止時(shí)電場力做功為，系統(tǒng)最終靜止時(shí)電勢(shì)能和重力勢(shì)能的總和較最初減少了，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。6.如圖所示，有一圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場，半徑為，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，在其右側(cè)有一與其右端相切的正方形磁場區(qū)域，正方形磁場的邊長足夠長，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。有一簇質(zhì)量為，電荷量為的粒子，以相同的速度沿圖示方向平行射入磁場，不計(jì)粒子的重力及粒子之間的相互作用，則粒子在正方形磁場區(qū)域中可能經(jīng)過的面積為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由，則知粒子圓形磁場區(qū)域經(jīng)歷磁聚焦，聚于兩區(qū)域相切點(diǎn)而后進(jìn)入正方形區(qū)域圖形如下圖，圖中陰影部分即為所求：則，空白區(qū)域面積，空白加陰影的總面積，則，故選C。二、多選題7.位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源從時(shí)刻開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，時(shí)第一次形成如圖實(shí)線所示的波形，時(shí)刻形成的部分波形如圖中虛線所示，則下列說法正確的是（）A.波源的起振方向沿軸正方向B.時(shí)刻可能為C.時(shí)刻可能為D.時(shí)刻可能為【答案】A、B、C【解析】波源的起振方向與時(shí)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，故波源的起振方向沿軸正方向，故A正確；由圖可知，，由，所以，時(shí)刻部分波形如圖中虛線，但波不是傳播到，質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同，即沿軸正方向，故以后至少還有半個(gè)波長，即波至少傳播到，至少傳播的時(shí)間，時(shí)刻可能為，故BC正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。8.如圖，一小型發(fā)電廠的電壓有效值為，通過升壓變壓器，然后輸出給終端，已知，線路電阻為，現(xiàn)閉合，斷開，用戶的總電阻為，用戶獲得的功率為。變壓器均為理想變壓器，，下列說法正確的是（）A.閉合，斷開，，線路損失的功率為B.閉合，斷開，線路損失的功率為C.閉合，斷開，獲得的功率為D.閉合，斷開，增大，線路損失的功率將減小【答案】A、C、D【解析】由變壓器原理得，，解得，設(shè)流過的電流為，則，，用戶的電流為，，解得，，故A正確；閉合，斷開，設(shè)流過的電流為，則，，的電流為，得，，其中，故B錯(cuò)誤，C正確；增大，則減小，減小，故減小，故D正確。故選ACD。9.如圖，光滑的水平面左端為，右端足夠長，在的左下方有一傾斜的傳送帶，傳送帶始終以的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物體的質(zhì)量，傳送帶上、下兩端相距，物體在處在水平恒力的作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，后將反向，大小變?yōu)?，?jīng)過相同的時(shí)間它剛好回到，所做的功為，然后物塊從處向左水平拋出，恰好沿傳送帶方向進(jìn)入傳送帶。下列說法正確的是（）A.物塊從處以的水平速度做平拋運(yùn)動(dòng)B.物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.物塊在傳送帶上留下痕跡的長度D.整個(gè)過程中、所做的總功為【答案】A、B【解析】物體在處在水平恒力的作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，設(shè)末速度為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則，，，大小變?yōu)楹?，，，?lián)立解得，故A正確；物塊從處向左水平拋出，恰好沿傳送帶方向進(jìn)入傳送帶，即末速度與水平方向夾角為，則物塊進(jìn)入傳送帶的速度為，物塊在傳送帶上，根據(jù)牛頓第二定律，解得，物塊加速到與傳送帶速度相同時(shí)，設(shè)所用時(shí)間為，則，物塊加速階段，物塊的位移為，即，物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶下端剛好和傳送帶共速，故B正確；傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為，物塊在傳送帶上留下痕跡的長度為，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，整個(gè)過程中、所做的總功為，故D錯(cuò)誤。故選AB。10.如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌最右端接有阻值為的定值電阻。整個(gè)裝置處于兩種磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為、方向豎直且相反的勻強(qiáng)磁場中，虛線為兩磁場的分界線。質(zhì)量均為的兩根導(dǎo)體棒、靜止于導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)體棒接入電路的電阻均為，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為（設(shè)導(dǎo)體棒的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。時(shí)刻，用水平向左的恒力拉棒，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻，剛好要滑動(dòng)。該過程中，兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，通過金屬棒的電荷量為，重力加速度為。下列說法正確的是（）A.時(shí)刻，金屬棒受到的安培力方向水平向右B.時(shí)刻，金屬棒速度大小為C.從到時(shí)間內(nèi)，金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的距離為D.從到時(shí)間內(nèi)，金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】A、D【解析】由于金屬棒向左運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知，金屬棒的電流方向?yàn)榈?，根?jù)左手定則可知，金屬棒受到的安培力方向水平向右，故A正確；時(shí)刻，剛好要滑動(dòng)，設(shè)上的電流為，則有，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，由于金屬棒與電阻并聯(lián)，所以金屬棒上的電流為，則根據(jù)閉合電路歐姆定律有，聯(lián)立可得，時(shí)刻，金屬棒速度大小為，故B錯(cuò)誤；通過金屬棒的電荷量為，則通過金屬棒的電荷量為，則有，可得，從到時(shí)間內(nèi)，金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的距離為，故C錯(cuò)誤；從到時(shí)間內(nèi)，根據(jù)功能關(guān)系有，由于金屬棒在干路上，而金屬棒與電阻并聯(lián)，則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為，故D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題11.某實(shí)驗(yàn)小組做“測量滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在水平桌面上固定放置一端有定滑輪長木板，靠近定滑輪的處有一個(gè)光電門。在處有一上端帶遮光條的滑塊，、之間的距離保持不變。不計(jì)滑輪質(zhì)量及其與繩子之間的摩擦。（1）實(shí)驗(yàn)過程中用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度，游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖乙所示，讀出遮光條的寬度為___________。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從處靜止釋放，若光電門顯示遮光時(shí)間為，此時(shí)力傳感器示數(shù)為，從而可以得到一組、數(shù)據(jù)，多次改變所掛重物的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得到多組數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，作出的關(guān)系圖像如圖丙所示，則滑塊與遮光條的總質(zhì)量為___________，滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為___________（用、、、和表示）?！敬鸢浮浚?）；（2）；【解析】（1）遮光條的寬度為；（2）光電門顯示遮光時(shí)間為，則滑塊到處的速度為，滑塊從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，滑塊從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，由牛頓第二定律得，解得，由圖丙可知圖像的斜率為，則，解得滑塊與遮光條的總質(zhì)量為，由圖丙可知圖像與縱軸的交點(diǎn)為，則，解得滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。12.某實(shí)驗(yàn)小組欲測量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：A．待測電源（電動(dòng)勢(shì)不超過，內(nèi)阻不超過）B．定值電阻C．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為）D．電壓表（，內(nèi)阻約為）E．電流表（，內(nèi)阻約為）F．開關(guān)只，導(dǎo)線若干（1）為了讓實(shí)驗(yàn)效果較明顯，且誤差較小，請(qǐng)結(jié)合所給的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)最合理的實(shí)驗(yàn)電路圖并畫在虛線框中__________；（2）按電路圖連接實(shí)際電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，繪出圖線（如圖甲所示），則電源的電動(dòng)勢(shì)___________，內(nèi)阻___________；（結(jié)果均保留位有效數(shù)字）（3）該小組同學(xué)又將該電源與另一個(gè)定值電阻和兩個(gè)完全相同的熱敏電阻連接成如圖乙所示的電路，已知熱敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示，則此時(shí)每個(gè)熱敏電阻消耗的電功率為___________?！敬鸢浮浚?）見詳解；（2）；（3）（）【解析】（1）電源的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，所以應(yīng)該選擇對(duì)電源來說的外接法，電路圖如下；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得，可知圖像的斜率為，解得，縱截距為電動(dòng)勢(shì)，即；（3）設(shè)熱敏電阻兩端電壓為、通過熱敏電阻的電流為，根據(jù)閉合電路歐姆定律有，代入數(shù)據(jù)得，作出圖線如圖所示。圖線交點(diǎn)表示此時(shí)熱敏電阻的電壓為、電流為，故電功率；四、計(jì)算題13.如圖所示，兩正對(duì)且固定不動(dòng)的導(dǎo)熱汽缸，與水平成角，底部由體積忽略不計(jì)的細(xì)管連通、活塞、用不可形變的輕直桿相連，不計(jì)活塞的厚度以及活塞與汽缸的摩擦，、兩活塞的橫截面積分別為，，兩活塞的總質(zhì)量為，兩汽缸高度均為．汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，系統(tǒng)平衡時(shí)活塞、到汽缸底的距離均為（圖中未標(biāo)出），已知大氣壓強(qiáng)為.環(huán)境溫度為，重力加速度?。螅海?）若緩慢降低環(huán)境溫度，使活塞緩慢移到汽缸的一側(cè)底部，求此時(shí)環(huán)境的溫度；（2）若保持環(huán)境溫度不變，用沿輕桿向上的力緩慢推活塞，活塞由開始位置運(yùn)動(dòng)到汽缸底部，求此過程中推力的最大值．【答案】（1）；（2）【解析】（1）將兩活塞作為整體受力分析，求得汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；緩慢降低環(huán)境溫度，使活塞緩慢移動(dòng)時(shí)，氣體壓強(qiáng)不變，體積減小，活塞向下移動(dòng)；由蓋·呂薩克定律可得活塞緩慢移到汽缸的一側(cè)底部時(shí)環(huán)境的溫度．（2）沿輕桿向上的力緩慢推活塞，活塞由開始位置運(yùn)動(dòng)到汽缸底部時(shí)，推力最大。求得末狀態(tài)（活塞由開始位置運(yùn)動(dòng)到汽缸底部時(shí)）氣體的總體積；據(jù)玻意耳定律求得末狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)；將兩活塞作為整體受力分析，求得推力的最大值．（1）設(shè)初始?xì)怏w壓強(qiáng)為，將兩活塞作為整體受力分析，由平衡條件可得：，代入數(shù)據(jù)解得：，活塞緩慢移動(dòng)過程中，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，體積減小，活塞向下移動(dòng)；由蓋·呂薩克定律可得：，解得：活塞緩慢移到汽缸的一側(cè)底部時(shí)環(huán)境的溫度；（2）沿輕桿向上的力緩慢推活塞，氣體體積變化，又氣體溫度不變，則氣體壓強(qiáng)變化，當(dāng)活塞到達(dá)汽缸頂部時(shí)，向上的推力最大，此時(shí)氣體的體積為，設(shè)此時(shí)的壓強(qiáng)為，由玻意耳定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：，將兩活塞作為整體受力分析，由平衡條件可得：，代入數(shù)據(jù)解得：。14.如圖，傾角為的足夠長斜面底端有一彈性擋板，為斜面底端，離處為的斜面上有一點(diǎn)，在處有三個(gè)彈性滑塊，均可視為質(zhì)點(diǎn)，，其中與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)，、與斜面光滑，現(xiàn)讓三個(gè)滑塊從靜止釋放，重力加速度為，所有碰撞均為彈性。求：（1）剛要與擋板碰撞時(shí)速度大??；（2）它們完成第一次碰撞后，沿斜面向上滑行的最大位移（相對(duì)）?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由靜止下滑，設(shè)，對(duì)整體由牛頓第二定律，解