湖南省常德市2024屆高三下學期3月模擬考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2024學年湖南省常德市高三（第二次）模擬考試物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.如圖所示，甲圖為演示光電效應的實驗裝置；乙圖為a、b、c三種光照射同種金屬得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線；丙圖為氫原子的能級圖。下列說法正確的是(

)

A.將圖甲的電源反接，一定不會產(chǎn)生電信號

B.若a光為綠光，c光可能是紫光

C.b光的光照強度小于c光的光照強度

D.若b光光子能量為，用它照射由逸出功為金屬銣構成的陰極，產(chǎn)生的大量具有最大初動能的光電子去轟擊大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生4種不同頻率的光2.2023年諾貝爾物理學獎授予三位物理科學家，表彰他們對于超快激光和阿秒物理科學的開創(chuàng)性工作。阿秒激光脈沖阿秒秒是目前人們所能控制的最短時間過程，可用來測量原子內繞核運動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象，其應用類似于頻閃照相機。下面三幅圖是同一小球，在同一地點，用同一頻閃照相儀得到的運動照片，下列說法正確的是

A.三種運動過程中，小球的加速度逐漸增大

B.三種運動過程中，相等時間內小球受到的沖量相同

C.三種運動過程中，相等時間內小球動能的變化量相同

D.前兩種運動小球處于完全失重狀態(tài)，而斜上拋運動的小球上升過程處于超重狀態(tài)3.甲、乙兩列同種性質的波在同種介質中沿x軸傳播，時刻的波形及兩列波的傳播方向和波長如圖所示，若乙波的振動周期，則

(

)

A.甲波的波速為

B.圖示波形再過，甲波的波谷與乙波的波峰第一次相遇

C.圖示波形再過，處在處的質點位移恰好是0

D.在兩列波疊加區(qū)域內能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋4.如圖所示，光滑的圓環(huán)固定在豎直平面內，圓心為O，三個完全相同的小圓環(huán)a、b、c穿在大環(huán)上，小環(huán)c上穿過一根輕質細繩，繩子的兩端分別固定著小環(huán)a、b，通過不斷調整三個小環(huán)的位置，最終三小環(huán)恰好處于平衡位置，平衡時a、b的距離等于繩子長度的一半。已知小環(huán)的質量為m，重力加速度為g，輕繩與c的摩擦不計。則

A.繩子的拉力大小為 B.a與大環(huán)間的彈力大小

C.c受到繩子的拉力大小為3mg D.c與大環(huán)間的彈力大小為3mg5.如圖是光學儀器——道威棱鏡的簡要結構，等腰梯形ABCD是棱鏡的橫截面，其底角為?，F(xiàn)有紅紫兩條與底邊BC平行的光線射向AB，經(jīng)AB折射后，均能直接到達BC邊，并都在BC邊發(fā)生全反射，不考慮光在CD面上的反射，下列說法正確的是

A.光有可能從AD射出棱鏡 B.從CD射出的兩條光線不再平行

C.兩條光線有可能從CD邊同一點射出 D.從CD射出的兩條光線，紫光在上紅光在下6.空間有一如圖所示圓錐形區(qū)域，O為頂點，BD為底面圓的直徑，A、C兩點分別是兩母線OB、OD的中點，底角為。過A、C兩點平行于底面的截面圓的圓心為；底面圓的圓心為，半徑為r。在、處分別固定電荷量均為q的正電荷，則A、O兩點的電場強度之比為

A. B. C. D.二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.如圖所示，正弦交流電源輸出電壓有效值，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比：：1，電壓表、電流表均為理想交流電表，定值電阻，滑動變阻器的總阻值。將滑動變阻器滑片從最上端滑到最下端的過程中，下列說法正確的是(

)

A.電流表示數(shù)一直增大 B.電壓表示數(shù)一直增大

C.電壓表示數(shù)一直減少 D.電流表示數(shù)的最大值是8.2023年10月26日，神舟十七號載人飛船與天和核心艙進行了對接，“太空之家”迎來湯洪波、唐勝杰、江新林3名中國航天史上最年輕的乘組入駐。如圖為神舟十七號的發(fā)射與交會對接過程示意圖，圖中①為飛船的近地圓軌道，其軌道半徑為，②為橢圓變軌軌道，③為天和核心艙所在的圓軌道，其軌道半徑為，P、Q分別為②軌道與①、③軌道的交會點。關于神舟十七號載人飛船與天和核心艙交會對接過程，下列說法正確的是(

)A.飛船在軌道3上運行的速度大于第一宇宙速度

B.飛船從②軌道到變軌到③軌道需要在Q點點火加速

C.飛船在①軌道的動能一定大于天和核心艙在③軌道的動能

D.若核心艙在③軌道運行周期為T，則飛船在②軌道從P到Q的時間為9.某同學跑步過程中的圖像如圖所示，為一條不過坐標原點的直線，假定該同學沿水平直線道路前進，下列說法正確的是

A.運動到的時間為 B.運動到的時間為

C.運動的加速度在逐漸變小 D.運動的速度與位移成線性規(guī)律變化10.如圖所示，傾角的粗糙斜面上有一個質量，邊長為的正方形金屬線框abcd，其阻值為，與斜面間的動摩擦因數(shù)為。邊界EF上側有垂直于斜面向上的勻強磁場。一質量為的物體用絕緣細線跨過光滑定滑輪與線框相連，連接線框的細線與斜面平行且細線最初處于松弛狀態(tài)?，F(xiàn)先釋放線框再釋放物體，當cd邊離開磁場時線框以的速度勻速下滑，在ab邊運動到EF位置時，細線恰好被拉直繃緊，隨即物體和線框一起勻速運動一段時間后開始做勻加速運動。已知，，，下列說法正確的是(

)

A.線圈兩次勻速運動的速度大小方向均不同

B.勻強磁場的磁感應強度為

C.繩子繃緊前，M自由下落高度為

D.系統(tǒng)在線框cd邊離開磁場至重新進入磁場過程中損失的機械能等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱三、實驗題：本大題共2小題，共18分。11.某實驗小組為了探究碰撞中的不變量，在氣墊導軌中央放置一個滑塊Q，另一個滑塊P壓縮導軌左端彈簧片后被鎖定，滑塊P上安裝有遮光片C，其右端粘上橡皮泥，導軌上適當位置安裝兩個光電門A、B記錄滑塊上遮光片C分別通過兩光電門的時間，如圖所示。解除滑塊P的鎖定，滑塊P被彈出與滑塊Q相碰后粘合在一起運動。實驗小組用游標卡尺測得遮光片的寬度如圖所示，遮光片的寬度________mm。實驗先調節(jié)氣墊導軌成水平狀態(tài)，然后解除滑塊P的鎖定，測得P通過光電門A的遮光時間為，P與Q相碰后，P和Q一起經(jīng)過光電門B的遮光時間為，則碰前P的速度大小________結果保留兩位有效數(shù)字。在實驗誤差允許的范圍內，若滿足關系式________________用、、、、d表示，則可認為系統(tǒng)總動量為不變量。12.某實驗小組為了測量某種材料制成的電阻絲的電阻，實驗室提供的器材有：A.電流表內阻，滿偏電流B.電流表內阻，滿偏電流C.定值電阻D.電阻箱E.滑動變阻器F.電源內阻不計G.多用電表H.開關S和導線若干某同學進行了以下操作：用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“”擋測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小，為了更準確地測量該電阻絲的阻值，將多用電表的歐姆擋位換到________填“”或“”進行再次測量，并重新進行________填“機械調零”或“歐姆調零”，若測量時指針位置如圖甲所示，則示數(shù)為________。

為測量電阻絲阻值，某同學設計的電路圖如圖乙所示。為采集到多組數(shù)據(jù)，應盡可能讓電表同時接近滿偏狀態(tài)，所以圖乙中處應選擇________填“”或“”，與電阻箱串聯(lián)，改裝成量程為36V的電壓表。調節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置，測得電流表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，則該種材料的電阻________用相應物理量的字母符號表示。四、計算題：本大題共3小題，共30分。13.池塘水面溫度為，一個體積為的氣泡從深度為10m的池塘底部緩慢上升至水面，其壓強隨體積的變化圖象如圖所示，氣泡由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2。若氣體做功可由其中p為氣體的壓強，為氣體體積的變化量來計算，取重力加速度，水的密度為，水面大氣壓強，氣泡內氣體看作是理想氣體，試計算：池底的溫度；取整數(shù)氣泡從池塘底部上升至水面的過程中內能增加，則氣泡內氣體所要吸收多少熱量？結果保留兩位有效數(shù)字14.小明設計了一個游戲裝置，如圖所示，ABCD為四分之三圓弧軌道，A端通過豎直過渡軌道PA與彈射裝置相連，D端通過水平過渡軌道DE與水平軌道EG相連，兩過渡軌道稍微錯開；管徑很小的圓形細管與軌道EG相切于O點，細管底部進出口O、稍微錯開，整個軌道固定于同一豎直平面內，各段軌道間均平滑連接。現(xiàn)有一小滑塊可視為質點被壓縮的輕彈簧從P點彈出離開彈簧后沿軌道運動。已知滑塊質量，軌道ABCD的半徑，細管的半徑，P、A兩點間的高度差，O、E兩點間的距離，O、G兩點間的距離足夠大，滑塊與軌道EG間的動摩擦因數(shù)，其余軌道均光滑，彈簧的形變始終不超過其彈性限度，滑塊運動時始終未脫離軌道。重力加速度g取。求：若滑塊恰能通過B點，則彈簧彈性勢能為多少；若滑塊始終不脫離軌道，并最終停在EO段，則彈簧的彈性勢能應滿足什么條件；若，則彈簧的彈性勢能與小滑塊最終停下來的位置坐標以O點為坐標原點，OG方向為正方向建立x軸的關系式。15.如圖甲所示為帶電粒子三維動量映射分析技術的原理圖。系統(tǒng)整體設計采用圓柱對稱型結構，對稱軸為，亥姆霍茲線圈用以形成沿系統(tǒng)軸向的均勻磁場區(qū)，可以抑制帶電粒子的橫向發(fā)散，使得系統(tǒng)具有較大的粒子收集效率。位置敏感探測器用以接收帶電粒子，記錄帶電粒子的飛行時間t和粒子撞擊探測器的位置。粒子源和探測器中心均位于對稱軸上，建立空間坐標系，z軸與對稱軸重合，y軸豎直向上，探測器的平面坐標系從左向右看如圖乙所示。已知粒子源發(fā)射質量為m，電荷量為q的帶正電荷的粒子，粒子速度v方向與z軸的夾角為，探測器半徑為R，軸向勻強磁場的磁感應強度為B，方向水平向右。不計粒子重力和粒子間相互作用。從左向右看，粒子運動方向是順時針還是逆時針？若粒子剛好打在探測器的中心O，求粒子源到探測器距離需要滿足的條件；若粒子發(fā)射時速度大小，速度方向位于zOy平面內，與z軸夾角，粒子打在探測器的位置坐標為，求帶電粒子的飛行時間；若粒子源沿著與z軸夾角的各個方向連續(xù)發(fā)射粒子，粒子速度大小，粒子源到探測器的距離，求粒子打到探測器上的位置坐標所滿足的方程。——★參考答案★——1.〖答案〗B

〖解析〗根據(jù)結合遏止電壓的大小比較光電子的最大初動能，結合光電效應方程比較入射光的頻率，結合玻爾理論，由能級之間的關系判斷。

解決該題的關鍵是熟記愛因斯坦的光電效應方程，知道遏止電壓與初動能的關系，會根據(jù)圖象判斷初動能和光的頻率，并掌握能否躍遷的條件。根據(jù)，結合遏止電壓的大小比較光電子的最大初動能，結合光電效應方程比較入射光的頻率，結合玻爾理論，由能級之間的關系判斷。【解答】A.將圖甲的電源反接，若光電管兩端電壓不到遏止電壓，所以也可能產(chǎn)生電信號，故A錯誤；

B.b、c兩個的遏止電壓相等，且大于a光的遏止電壓，根據(jù)知b、c兩光照射產(chǎn)生光電子的最大初動能相等，大于a光照射產(chǎn)生的光電子最大初動能；根據(jù)光電效應方程，逸出功相等，知b、c兩光的頻率相等，大于a光的頻率，a光頻率小，則波長長，而c光頻率大，波長短，因此若a光為綠光，c光可能是紫光，故B正確；

C.由圖乙可知，b光的光照強度大于c光的光照強度，故C錯誤；

D.若b光光子能量為，用它照射由金屬銣構成的陰極，所產(chǎn)生的大量具有最大初動能的光電子的最大初動能為：；去撞擊大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子時，能量值最大可以達到：，由于該能量值介于氫原子的第4能級與第5能級之間，可知該光電子與氫原子碰撞，可以使氫原子吸收的能量躍遷到的能級；當大量的處于能級的氫原子向低能級躍遷時，可以產(chǎn)生種不同頻率的光，故D錯誤。2.〖答案〗B

〖解析〗本題考查對超重失重的認識，沖量公式的應用和動能定理的應用，基礎題目。

分析三種運動中小球受力情況，分析出其超重失重狀態(tài)，小球所受沖量情況，根據(jù)三種情況小球的運動情況，得出小球下落高度關系，結合動能定理得出小球動能變化量關系即可判斷。

【解答】三種運動中小球都只受重力作用，小球的加速度為重力加速度，不變，小球都處于完全失重狀態(tài)，則相等時間內小球受到的沖量相同；平拋運動豎直方向為自由落體運動，而斜拋運動豎直方向為豎直上拋運動，則相同時間內，平拋運動和自由落體運動中小球下落高度相同，與斜拋運動中小球下落高度不同，可見相同時間內，平拋運動和自由落體運動中小球所受重力做功相同，與斜拋運動中小球所受重力做功不同，由動能定理知，相同時間內，平拋運動和自由落體運動中小球動能變化量相同，與斜拋運動中小球動能變化量不相同。故B正確，ACD錯誤。3.〖答案〗A

〖解析〗本題考查機械波的傳播特點和波的疊加知識，基礎題目。

結合圖像得出波長，根據(jù)機械波的特征得出波速和周期，從而得出頻率關系即可判斷；根據(jù)波的傳播特點得出甲波的波谷與乙波的波峰第一次相遇的時間即可判斷；計算出傳播距離，結合波動特點和疊加分析即可判斷。【解答】AD、甲、乙兩列波在同種介質中傳播，則兩列波的波速相同，由圖知，甲的波長，乙的波長，則波速，解得，，即甲、乙兩列波的周期不同，頻率不同，在兩列波疊加區(qū)域內不可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，故A正確，D錯誤；B、結合圖知，甲波的波谷與乙波的波峰第一次相遇的時間，故B錯誤；C、經(jīng)過，兩列波均傳播，此時乙波引起處質點由平衡位置向下，甲波引起質點處于波谷位置，則圖示波形再過，處在處的質點位移不為0，故C錯誤。4.〖答案〗C

〖解析〗本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程進行解答。

分別以a和b為研究對象進行受力分析，根據(jù)平衡條件列方程求解。

【解答】三個小圓環(huán)能靜止在光的圓環(huán)上，由幾何知識知：abd恰好能組成一個等邊三角形，對a受力分析如圖所示：

在水平方向上：

在豎直方向上：

解得：；，故AB錯誤；

C.受到繩子拉力的大小為：，故C正確；

D.以c為對象受力分析得

在豎直方向上：

解得，故D錯誤。5.〖答案〗C

〖解析〗本題考查了光的折射，解題關鍵掌握光的折射定律，注意幾何關系與折射定律的結合求解。

根據(jù)光的折射定律分析光能否從AD射出棱鏡；

紅光的波長比紫光長，紅光的折射率比紫光的小，結合光路圖、幾何關系分析。

【解答】A.光從AB邊入射，入射角為，進入道威棱鏡，折射角小于，在BC入射角、反射角大于，如果光線到達AD邊，則在AD邊入射角入在BC邊入射角相同，由題意可知，光在AD邊發(fā)生全反射，沒有光從AD射出棱鏡，故A錯誤；

B.作出一種可能情況的光路圖，，如圖：

設道威棱鏡的折射率為n，光從AB邊進入道威棱鏡，折射角

從CD邊折射出的光線與法線夾角，由幾何關系光線在DC邊的入射角也為，

則，則，與光的顏色無關，所以這種情況下從CD射出的紫光、紅光兩條光線仍平行，故B錯誤；

作出一種可能情況的光路圖，如圖：

由圖可知，紫光經(jīng)過多次全反射后，兩條光線有可能從CD邊同一點射出，故C正確，D錯誤。6.〖答案〗B

〖解析〗本題考查電場的疊加，解決本題的關鍵掌握點電荷的場強公式，知道場強是矢量，合成分解遵循矢量合成法則．【解答】由幾何關系可得

，

，

，

，

、處的電荷在A點產(chǎn)生的電場分別為

，

，

故

，

聯(lián)立可得

，

O點場強為

，

故

，

故選B。7.〖答案〗AD

〖解析〗本題考查了變壓器的基本關系和動態(tài)分析。

根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)關系分析副線圈兩端的電壓，再根據(jù)滑片變化分析副線圈端總電阻的變化，從而得到電流變化，最后根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)的關系分析原線圈的電流。【解答】BC、變壓器輸入端的電壓不變，原副線圈的匝數(shù)之比不變，所以副線圈兩端的電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變，故BC錯誤；

A、因為，所以將滑動變阻器滑片從最上端滑到最下端的過程中，副線圈端的總電阻一直減小，所以副線圈端的總電流一直增大，則原線圈內的電流一直增大，即電流表示數(shù)一直增大，故A正確；

D、當滑片滑到最下端時，電流表示數(shù)最大，此時副線圈端的總電阻為，副線圈內的電流，根據(jù)、，可知，則，再根據(jù)，可得，即電流表示數(shù)的最大值是，故D正確。8.〖答案〗BD

〖解析〗第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度；根據(jù)變軌原理可知點火加速做離心運動；由于飛船和核心艙的質量未知，故無法判斷他們動能的大?。桓鶕?jù)開普勒第三定律求解飛船在②軌道從P到Q的時間。【解答】A.第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，飛船繞地球運行的速度小于第一宇宙速度，選項A錯誤；B.飛船從②軌道變軌到③軌道，飛船將由近心運動變成圓周運動，所以需要在Q點點火加速，選項B正確；C.雖然在①軌道的速度大于③軌道的速度，但由于飛船和核心艙的質量未知，故無法判斷他們動能的大小，故C錯誤；D.根據(jù)開普勒第三定律可知可得飛船在②軌道從P到Q的時間為

，故等于

，選項D正確。故選BD。9.〖答案〗AC

〖解析〗本題考查了圖象的應用，要注意明確圖象的分析方法，并注意圖象中面積表示位移的遷移應用。

分析圖象坐標的意義，根據(jù)圖象面積表示運動時間，再根據(jù)坐標的意義分析二者間是否成線性關系。

【解答】根據(jù)位移公式可知，則有：，則可知，圖象的面積可以表示運動的時間；因此時間，故A正確，B錯誤；

C.圖象的面積可以表示運動的時間，由圖象可知，相同位移內，速度的倒數(shù)越來越大，則速度變小，時間變長，加速度越來越小，故C正確；

D.由圖可知，位移隨速度的減小而增大，二者不是線性關系，故C錯誤。10.〖答案〗ABD

〖解析〗本題考查了電磁感應的綜合應用；分析清楚物體的運動過程是解題的前提與關鍵，應用平衡條件、能量守恒定律可以解題，關鍵要知道細線繃緊過程遵守動量守恒定律。

線框勻速運動時受力平衡，根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關系求解線圈兩次勻速運動的速度大小和勻強磁場的磁感應強度；細線被拉直繃緊過程，根據(jù)動量守恒定律求出細線被拉直繃緊后的速度，再由運動學公式求繩子繃緊前M自由下落高度；細線被拉直繃緊瞬間，系統(tǒng)的機械能有損失。

【解答】B.正方形線框第一次勻速向下，滿足，其中，解得，故B正確；

A.第二次勻速上滑，滿足，解得，可知，線圈兩次勻速運動的速度大小方向均不同，故A正確；

C.細線被拉直繃緊過程，取沿斜面向上為正方向，由動量守恒定律得，解得細線被拉直繃緊前M的速度為，故M下落高度滿足，解得繩子繃緊前，M自由下落高度為，故C正確；

D.繩子繃緊過程系統(tǒng)的機械能有損失，則系統(tǒng)在線框cd邊離開磁場至重新進入磁場過程中損失的機械能大于線圈產(chǎn)生的焦耳熱，故D錯誤。11.〖答案〗；；。

〖解析〗本題考查的是探究碰撞中的不變量，利用氣墊導軌創(chuàng)造系統(tǒng)合外力為零的條件，滑塊P做勻速直線運動，PQ發(fā)生完全非彈性碰撞，利用極限法求出碰前后的速度，驗證動量守恒定律。

【解答】游標卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標尺上第14個刻度與主尺上某一刻度對齊，故其讀數(shù)為，所以最終讀數(shù)為：；

碰前P的速度大小

碰前的動量等于PQ碰后的動量，即在實驗誤差允許的范圍內，若滿足關系式，則可認為系統(tǒng)總動量為不變量。12.〖答案〗；歐姆調零；900；；

〖解析〗本題考查了測量電阻絲的電阻；要掌握歐姆表的使用方法與注意事項、讀數(shù)方法，用歐姆表測電阻要選擇合適的擋位，使指針指在表盤中央刻度線附近；根據(jù)題意分析清楚圖示電路圖，求出通過待測電阻的電流與待測電阻兩端電壓，應用歐姆定律求出電阻的表達式。

用歐姆表測電阻要選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近，歐姆表換擋后要進行歐姆調零，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；

根據(jù)電路的結構和歐姆定律分析；

根據(jù)圖示電路圖求出電阻兩端電壓與通過電阻的電流，應用歐姆定律求出待測電阻阻值。

【解答】用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“”擋測量時，指針偏轉角度過小，說明所選擋位太?。粸榱烁鼫蚀_地測量該電阻絲的阻值，多用電表的歐姆擋位應換為擋，并重新進行歐姆調零；由圖甲所示指針位置可知，歐姆表示數(shù)為：；

若表在處滿偏時干路電流50mA，后面支路各一半；即表在位置也剛好滿偏；

電流表內阻為，定值電阻阻值為，兩者并聯(lián)，則通過定值電阻的電流與通過電流表相等；干路的電流為，流過待測電阻的電流，

由圖乙所示電路圖可知，待測電阻阻值：13.〖答案〗解：氣泡在池底時壓強：，

由題意和圖象可知：，，，

由理想氣體狀態(tài)方程得：，解得：，

即池底溫度：；

由圖可知，氣泡在上升過程中平均壓強：，

由得氣體做的功，解得：，

由熱力學第一定律得氣體吸收的熱量：。

〖解析〗本題主要