2023-2024學(xué)年湖南省常德市沅澧共同體高三下學(xué)期第一次聯(lián)考物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年湖南省常德市沅澧共同體高三（第一次）聯(lián)考物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.2021年4月，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所研究團(tuán)隊(duì)首次合成新核素鈾，并在重核區(qū)首次發(fā)現(xiàn)強(qiáng)的質(zhì)子一中子相互作用導(dǎo)致粒子形成概率顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象，如圖所示為核中質(zhì)子p-中子n相互作用導(dǎo)致粒子形成幾率增強(qiáng)示意圖，以下說(shuō)法正確的是（）A.鈾核發(fā)生核反應(yīng)方程為，是核裂變反應(yīng)B.若靜止的鈾核發(fā)生衰變，產(chǎn)生的新核速度方向與粒子速度方向可能相同C.產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，將發(fā)射出射線D.衰變中產(chǎn)生的粒子若經(jīng)過(guò)云室，易使空氣電離，其徑跡細(xì)而長(zhǎng)〖答案〗C〖解析〗A．鈾核發(fā)生核反應(yīng)的方程為，此反應(yīng)為衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．若靜止的軸核發(fā)生衰變，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知產(chǎn)生的新核速度方向與粒子速度方向相反，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．產(chǎn)生的新核（）從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，將發(fā)射出射線，選項(xiàng)C正確；D．衰變中產(chǎn)生的粒子若經(jīng)過(guò)云室，易使空氣電離，其徑跡粗而直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2.小愛(ài)同學(xué)發(fā)現(xiàn)了一張自己以前為研究機(jī)動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)情況而繪制的圖像（如圖）。已知機(jī)動(dòng)車運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，則下列說(shuō)法合理的是（）A.機(jī)動(dòng)車處于勻加速狀態(tài) B.機(jī)動(dòng)車的初速度為C.機(jī)動(dòng)車的加速度為 D.機(jī)動(dòng)車在前3秒的位移是12m〖答案〗B〖解析〗ABC．根據(jù)題意，由公式可知，可將等式變形為由圖像斜率可得由縱軸交點(diǎn)可得可知，機(jī)動(dòng)車處于勻減速狀態(tài)，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．機(jī)動(dòng)車勻減速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為則3s車已經(jīng)停下來(lái)了，則機(jī)動(dòng)車在前3秒的位移是故D錯(cuò)誤。故選B。3.太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)動(dòng)到某地外行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”。已知地球及各地外行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表所示，則哪顆地外行星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短（）地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU1.01.55.29.51930A.火星 B.木星 C.天王星 D.海王星〖答案〗D〖解析〗設(shè)相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為t，根據(jù)解得則行星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T越大，則相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短；而根據(jù)開(kāi)普勒第三定律海王星的軌道半徑最大，則周期最大，則海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短。故選D。4.如圖所示，光滑直硬桿1和粗糙硬桿2固定在水平面上，與水平面之間的夾角分別為、，輕質(zhì)圓環(huán)套在桿2上，輕質(zhì)細(xì)線兩端分別連接著小球和圓環(huán)，細(xì)線繞過(guò)在桿1上可自由滑動(dòng)的光滑滑輪，初始狀態(tài)環(huán)和滑輪間的細(xì)線豎直。現(xiàn)緩慢移動(dòng)滑輪至環(huán)和滑輪間的細(xì)線水平，在整個(gè)過(guò)程中圓環(huán)始終處于靜止。則在該過(guò)程中（）A.圓環(huán)受到的摩擦力先減小再增大 B.圓環(huán)受到的支持力逐漸增大C.細(xì)繩對(duì)滑輪的作用力先增大再減小 D.細(xì)繩的拉力逐漸增大〖答案〗A〖解析〗AD．細(xì)線的張力大小始終等于小球的重力大小，初始時(shí)刻，圓環(huán)受到的摩擦力等于細(xì)線的張力沿桿2的分力，緩慢移動(dòng)滑輪至細(xì)線與桿2垂直的過(guò)程中，細(xì)線的張力沿桿2的分力逐漸減小，根據(jù)平衡條件，圓環(huán)受到的摩擦力逐漸減小，緩慢移動(dòng)滑輪從細(xì)線與桿2垂直至環(huán)和滑輪間的細(xì)線水平的過(guò)程中，細(xì)線的張力沿桿2的分力沿桿2向上，圓環(huán)受到的摩擦力大小等于細(xì)線的張力沿桿2的分力，圓環(huán)受到的摩擦力逐漸增大，故A正確，D錯(cuò)誤；B．圓環(huán)受到支持力等于細(xì)線的拉力垂直于桿2的分力，則圓環(huán)受到的支持力先增大后減小，故B錯(cuò)誤；C．細(xì)繩向上對(duì)滑輪的拉力和向下對(duì)滑輪的拉力均等于小球的重力，緩慢移動(dòng)滑輪至環(huán)和滑輪間的細(xì)線水平的過(guò)程中，兩邊繩子拉力不變，兩邊繩子間的夾角在減小，對(duì)滑輪的合力在一直增大，故C錯(cuò)誤。故選A。5.如圖甲所示的交變電路中，變壓器可看作理想變壓器，燈泡和電動(dòng)機(jī)的額定電壓相等，當(dāng)原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電壓時(shí)，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)也剛好正常工作。已知電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)的額定功率為2W、效率為，燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為。下列說(shuō)法正確的是（）A.燈泡的額定電壓為1V B.原、副線圈的匝數(shù)比為C.原線圈中的電流為 D.燈泡中的電流1s內(nèi)方向改變50次〖答案〗A〖解析〗A．由題意可知，電動(dòng)機(jī)的輸出功率則電動(dòng)機(jī)熱功率Pr又由Pr解得由解得所以燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓也為1V，則燈泡的額定電壓為1V，A正確；B．由以上分析可知副線圈的輸出電壓為1V，又由題圖乙可知變壓器原線圈兩端電壓的有效值，則由變壓器的工作原理可知故B錯(cuò)誤；C．燈泡正常發(fā)光時(shí)，流過(guò)燈泡的電流則流過(guò)副線圈的電流由變壓器的工作原理解得原線圈中的電流故C錯(cuò)誤；D．由題圖乙可知該交流電的周期，由于變壓器不改變交流電的周期，則流過(guò)燈泡的電流的變化周期也為，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則1s內(nèi)流過(guò)燈泡的電流方向改變100次，故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶正電粒子，在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同的速率從點(diǎn)射入磁場(chǎng)，這些粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的位置均位于圓弧上且點(diǎn)為最遠(yuǎn)點(diǎn)。已知圓弧長(zhǎng)等于磁場(chǎng)邊界周長(zhǎng)的四分之一，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，則該圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域面積為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗設(shè)軌跡圓的半徑為，由幾何關(guān)系則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域面積如圖所示圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域面積為故選A。二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.如圖所示，甲圖是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形，乙圖是該波傳播方向上介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻起的振動(dòng)圖像，a、b是介質(zhì)中平衡位置為和的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.該波的波速是B.從開(kāi)始，質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置C.處的觀察者沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到該波的頻率一定為D.若該波在傳播過(guò)程中遇到尺寸為16m的障礙物，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象〖答案〗AB〖解析〗A．由圖可知，該波波長(zhǎng)8m，周期為4s，根據(jù)公式

故A正確；B．因?yàn)樵摬ㄑ豿軸正方向傳播，所以a向上振動(dòng)，b向下振動(dòng)，因此質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置，故B正確；C．根據(jù)周期可知該波頻率為，但觀察者沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，靠近波源，因此接收到該波的頻率一定大于

，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)樵摬úㄩL(zhǎng)為8m，小于障礙物尺寸，因此不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選AB。8.高樓都裝有避雷針。某次雷雨天氣閃電擊中避雷針，避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。若避雷針?lè)烹姇r(shí)的電場(chǎng)線分布如圖所示，在空間取一條水平線abc和一條圓弧線adc，bd連線為ac連線的中垂線，電場(chǎng)線關(guān)于直線bd對(duì)稱，以下說(shuō)法正確的是（）A.adc是一條等勢(shì)線B.b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)C.a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同D.同一負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能在b點(diǎn)比在d點(diǎn)大〖答案〗CD〖解析〗A.由圖，a處與c處連線adc與電場(chǎng)線不垂直，所以不是等勢(shì)線，故A錯(cuò)誤；BD.由圖，沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，則b點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能小，則負(fù)電荷在b點(diǎn)比在d點(diǎn)的電勢(shì)能大，故B錯(cuò)誤，D正確；C.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其方向沿電場(chǎng)線的切線方向，結(jié)合圖可知，a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同，所以a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，故C正確。故選CD。9.新能源汽車指采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源的新型汽車。比如純電動(dòng)汽車以電池模組和電動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿ρb置，有節(jié)能減排、低噪音、高效率等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向?，F(xiàn)已知質(zhì)量為M的新能源汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，該汽車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好到達(dá)額定功率P，汽車所受的阻力恒定，達(dá)到額定功率后，汽車保持額定功率做變加速運(yùn)動(dòng)，最后以勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)此下列說(shuō)法正確的是（）A.汽車所受阻力為 B.汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度C.到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功 D.存在關(guān)系式〖答案〗ABD〖解析〗A．由題意，汽車最后以勻速運(yùn)動(dòng)，則有整理可得有軌電車所受阻力為A正確；B．因?yàn)殡娷囉伸o止出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，該有軌電車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，根據(jù)位移與加速度的關(guān)系可得解得有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為B正確；C．到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功轉(zhuǎn)化為電車的動(dòng)能和克服阻力做的功，可知發(fā)動(dòng)機(jī)做功大于動(dòng)能的增加量C錯(cuò)誤；D．由題意，根據(jù)牛頓第二定律可得整理可得有軌電車所受阻力為當(dāng)電車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力和動(dòng)力相等，故可得D正確。故選ABD。10.2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國(guó)空間站正式開(kāi)講，神舟十六號(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮進(jìn)行授課，這是中國(guó)航天員首次在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課。在天宮課堂上，航天員老師在太空實(shí)驗(yàn)室中做如圖所示的實(shí)驗(yàn)。一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球可視為質(zhì)點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)，小球位于位置M，O、M間距離，繩子處于松弛狀態(tài)。小球突然受到一瞬時(shí)沖量后以初速度垂直于OM向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)在以后的運(yùn)動(dòng)中小球到達(dá)位置N，此時(shí)小球的速度方向與繩垂直，則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球的機(jī)械能守恒 B.輕繩對(duì)小球做功不為零C.小球始終做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D.小球在N點(diǎn)時(shí)的速度大小為〖答案〗BD〖解析〗AC．因空間站內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài)，小球以初速度先向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)至輕繩恰好伸直，輕繩在繃緊瞬間產(chǎn)生拉力，使小球沿繩方向的速度立刻減為零，只剩下垂直于繩方向的速度分量，即此時(shí)小球的機(jī)械能有損失，之后小球繞O點(diǎn)以速度大小做半徑為L(zhǎng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故AC錯(cuò)誤；BD．因小球在N點(diǎn)時(shí)已做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速度大小又故因輕繩在細(xì)緊瞬間造成小球機(jī)械能的損失，故輕繩對(duì)小球做功不為零，故BD正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，將雙縫干預(yù)儀按要求安裝在光具座上，已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng)，雙縫間距為d。（1）調(diào)理儀器使分劃板的中心刻度瞄準(zhǔn)一條亮條紋的中心A．示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_(kāi)__________mm。移著手輪至另一條亮條紋的中心；B．讀出其讀數(shù)為。（2）寫(xiě)出計(jì)算波長(zhǎng)的表達(dá)式____________（用、、L、d表示）。（3）若將濾光片由綠色換成紅色，其余條件不變，則屏上干預(yù)條紋的間距將___________。填“增大”“減小”或“不變”〖答案〗（1）11.2（2）（3）增大〖解析〗（1）由圖乙所示可知，游標(biāo)尺是10分度，其精確度為；游標(biāo)卡尺讀數(shù)是主尺+游標(biāo)尺，即示數(shù)為（2）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知（3）將濾光片由綠色的換成紅色的，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知條紋間距增大。12.小明同學(xué)想要設(shè)計(jì)一個(gè)既能測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，又能測(cè)量定值電阻阻值的電路。他用了以下的實(shí)驗(yàn)器材中的一部分，設(shè)計(jì)出了圖（a）的電路圖。a、電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻很?。浑娏鞅鞟2（量程300μA，內(nèi)阻rA=1000Ω）；b、滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω）c、兩個(gè)定值電阻（R1=1000Ω，R2=9000Ω）d、待測(cè)電阻Rxe、待測(cè)電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為2Ω）f、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，與電流表A2串聯(lián)的定值電阻為_(kāi)__________；（填“R1”或“R2”）（2）小明先用該電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，將滑動(dòng)變阻器滑片移至最右端，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，得I1與I2的關(guān)系如圖（b）所示。根據(jù)圖線可得電源電動(dòng)勢(shì)E=___________V，電源內(nèi)阻r=___________Ω；（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（3）小明再用該電路測(cè)量定值電阻Rx的阻值，進(jìn)行了以下操作：①閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)阻值，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ia，電流表A2示數(shù)Ib；②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ic，電流表A2示數(shù)Id，后斷開(kāi)S1；③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知計(jì)算定值電阻Rx的表達(dá)式為_(kāi)__________；若忽略偶然誤差，則用該方法測(cè)得的阻值與其真實(shí)值相比___________。（填“偏大”“偏小”或“相等”）〖答案〗（1）R2（2）3.02.1（3）（rA＋R2）相等〖解析〗（1）[1]由于電源電壓為3V，應(yīng)將A2改裝成量程為3V的電壓表，因此串聯(lián)的電阻因此與R2串聯(lián)。（2）[2]理論上，當(dāng)I1為零時(shí)，加在改裝電壓表兩端的電壓就是電動(dòng)勢(shì)，電源電動(dòng)勢(shì)[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知由于上式簡(jiǎn)化為由圖像可知代入數(shù)據(jù)可得（3）[4]滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值待測(cè)電阻的阻值[5]由于電流表A1的內(nèi)阻并入到滑動(dòng)變阻中，不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差，因此測(cè)量值等于真實(shí)值。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。13.氣體彈簧的原理是在一個(gè)密閉容器內(nèi)充入壓縮氣體，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)類似彈簧的作用，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。直立圓柱形密閉汽缸導(dǎo)熱良好，面積為S的活塞通過(guò)連桿與椅面連接。初始時(shí)汽缸內(nèi)密閉一段長(zhǎng)度為、壓強(qiáng)為的理想氣體。質(zhì)量為m的人靜坐在椅子上，汽缸與活塞間的摩擦忽略不計(jì)，氣體溫度保持不變，忽略椅面、活塞及連桿的重力，重力加速度為g。（1）求人坐在椅面上穩(wěn)定后汽缸內(nèi)密閉氣柱的長(zhǎng)度；（2）已知大氣壓強(qiáng)為，為使椅面升到初始位置，求需向汽缸內(nèi)充入的與汽缸溫度相同的大氣的體積。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）設(shè)人坐在椅面上后穩(wěn)定時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，則氣體做等溫變化，則解得（2）設(shè)充入的氣體的體積為V，則有解得14.如圖所示，間距為的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD構(gòu)成傾角為的斜面，通過(guò)BE和DG兩小段光滑絕緣圓?。ㄩL(zhǎng)度可忽略）與間距也為d的水平平行金屬導(dǎo)軌EF、GH相連，AC端接一個(gè)電容器，質(zhì)量為的金屬棒P從離水平軌道處由靜止釋放。金屬棒P和導(dǎo)體棒Q始終與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒P和導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒Q的電阻為R，質(zhì)量為2m，金屬棒P和傾斜軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，不計(jì)P、Q與水平軌道間的摩擦力，水平軌道足夠長(zhǎng)，且P、Q沒(méi)有發(fā)生碰撞，電容器的電容，整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)當(dāng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，重力加速度為。求：（1）金屬棒P到達(dá)BD時(shí)的速度；（2）金屬棒P滑到水平軌道后通過(guò)導(dǎo)體棒Q的電荷量和導(dǎo)體棒Q產(chǎn)生的熱量。〖答案〗（1），方向沿斜面向下；（2）0.08C，〖解析〗（1）對(duì)P受力分析，結(jié)合牛頓第二定律有其中，解得所以金屬棒P在傾斜軌道上做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有解得方向沿斜面向下。（2）當(dāng)金屬棒P進(jìn)入水平導(dǎo)軌后P、Q組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)二者速度相等時(shí)，它們之間的距離保持不變，此時(shí)有在此過(guò)程中對(duì)導(dǎo)體棒Q應(yīng)用動(dòng)量定理有解得由能量守恒可知導(dǎo)體棒Q產(chǎn)生的熱量解得15.一傾角為的斜面固定在地面上，斜面上靜止放置兩個(gè)物塊A、B，間距為，B離斜面底端的距離為11m，如圖所示?，F(xiàn)同時(shí)由靜止釋放物塊A、B，之后物塊A、B發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。已知物塊A的表面光滑，物塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且，物塊A的質(zhì)量為m、物塊B的質(zhì)量。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為，兩物塊均可看作質(zhì)點(diǎn)。求：（1）兩物塊第一次碰撞后瞬間，物塊A的速度大小；（2）兩物塊前兩次碰撞的時(shí)間間隔；（3）兩物塊前兩次碰撞的位置間距離；（4）在物塊B到達(dá)斜面底端前，兩物塊會(huì)發(fā)生幾次碰撞。〖答案〗（1）；（2）；（3）；（4）5次〖解析〗（1）設(shè)沿斜面向下為正方向，釋放后物塊B受力恰好平衡，保持靜止，物塊A自由下滑，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得兩物塊第一次碰撞前瞬間物塊A的速度物塊A以速度與靜止的物塊B發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律分別有解得第一次碰撞后物塊A的速度為負(fù)號(hào)說(shuō)明方向沿斜面向上；物塊B的速度為方向沿斜面向下。（2）第一次碰撞后，物塊A沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，物塊B受力平衡，沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)，從第一次碰撞到第二次碰撞的過(guò)程中，兩個(gè)物塊的位移相等，則有即解得（3）此時(shí)物塊A的速度為物塊B的速度仍為，這段時(shí)間內(nèi)物塊B下滑的位移為（4）第二次碰撞時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有聯(lián)立解得，同理可得當(dāng)位移相等時(shí)即，解得物塊B向下運(yùn)動(dòng)了此時(shí)物塊B距斜面底端16l，之后兩物塊發(fā)生第三次碰撞，碰前物塊A的速度由可得第三次碰后物塊A、B的速度分別為，兩物塊從第三次碰撞到第四次碰撞的過(guò)程中，有即解得在這段時(shí)間內(nèi)，物塊B下滑的位移此時(shí)物塊B距離斜面底端的距離為此時(shí)可得出物塊B每次碰撞后到下次碰撞前，下滑距離逐漸增加1m，故若發(fā)生下一次碰撞，物塊B將下滑的距離則會(huì)發(fā)生第5次碰撞，而不會(huì)發(fā)生第6次碰撞，因此在物塊B到達(dá)斜面底端前，物塊A與物塊B的碰撞次數(shù)為5次。2023-2024學(xué)年湖南省常德市沅澧共同體高三（第一次）聯(lián)考物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.2021年4月，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所研究團(tuán)隊(duì)首次合成新核素鈾，并在重核區(qū)首次發(fā)現(xiàn)強(qiáng)的質(zhì)子一中子相互作用導(dǎo)致粒子形成概率顯著增強(qiáng)的現(xiàn)象，如圖所示為核中質(zhì)子p-中子n相互作用導(dǎo)致粒子形成幾率增強(qiáng)示意圖，以下說(shuō)法正確的是（）A.鈾核發(fā)生核反應(yīng)方程為，是核裂變反應(yīng)B.若靜止的鈾核發(fā)生衰變，產(chǎn)生的新核速度方向與粒子速度方向可能相同C.產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，將發(fā)射出射線D.衰變中產(chǎn)生的粒子若經(jīng)過(guò)云室，易使空氣電離，其徑跡細(xì)而長(zhǎng)〖答案〗C〖解析〗A．鈾核發(fā)生核反應(yīng)的方程為，此反應(yīng)為衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．若靜止的軸核發(fā)生衰變，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知產(chǎn)生的新核速度方向與粒子速度方向相反，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．產(chǎn)生的新核（）從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，將發(fā)射出射線，選項(xiàng)C正確；D．衰變中產(chǎn)生的粒子若經(jīng)過(guò)云室，易使空氣電離，其徑跡粗而直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2.小愛(ài)同學(xué)發(fā)現(xiàn)了一張自己以前為研究機(jī)動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)情況而繪制的圖像（如圖）。已知機(jī)動(dòng)車運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，則下列說(shuō)法合理的是（）A.機(jī)動(dòng)車處于勻加速狀態(tài) B.機(jī)動(dòng)車的初速度為C.機(jī)動(dòng)車的加速度為 D.機(jī)動(dòng)車在前3秒的位移是12m〖答案〗B〖解析〗ABC．根據(jù)題意，由公式可知，可將等式變形為由圖像斜率可得由縱軸交點(diǎn)可得可知，機(jī)動(dòng)車處于勻減速狀態(tài)，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．機(jī)動(dòng)車勻減速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為則3s車已經(jīng)停下來(lái)了，則機(jī)動(dòng)車在前3秒的位移是故D錯(cuò)誤。故選B。3.太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)動(dòng)到某地外行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”。已知地球及各地外行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如下表所示，則哪顆地外行星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短（）地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU1.01.55.29.51930A.火星 B.木星 C.天王星 D.海王星〖答案〗D〖解析〗設(shè)相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔為t，根據(jù)解得則行星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T越大，則相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短；而根據(jù)開(kāi)普勒第三定律海王星的軌道半徑最大，則周期最大，則海王星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短。故選D。4.如圖所示，光滑直硬桿1和粗糙硬桿2固定在水平面上，與水平面之間的夾角分別為、，輕質(zhì)圓環(huán)套在桿2上，輕質(zhì)細(xì)線兩端分別連接著小球和圓環(huán)，細(xì)線繞過(guò)在桿1上可自由滑動(dòng)的光滑滑輪，初始狀態(tài)環(huán)和滑輪間的細(xì)線豎直。現(xiàn)緩慢移動(dòng)滑輪至環(huán)和滑輪間的細(xì)線水平，在整個(gè)過(guò)程中圓環(huán)始終處于靜止。則在該過(guò)程中（）A.圓環(huán)受到的摩擦力先減小再增大 B.圓環(huán)受到的支持力逐漸增大C.細(xì)繩對(duì)滑輪的作用力先增大再減小 D.細(xì)繩的拉力逐漸增大〖答案〗A〖解析〗AD．細(xì)線的張力大小始終等于小球的重力大小，初始時(shí)刻，圓環(huán)受到的摩擦力等于細(xì)線的張力沿桿2的分力，緩慢移動(dòng)滑輪至細(xì)線與桿2垂直的過(guò)程中，細(xì)線的張力沿桿2的分力逐漸減小，根據(jù)平衡條件，圓環(huán)受到的摩擦力逐漸減小，緩慢移動(dòng)滑輪從細(xì)線與桿2垂直至環(huán)和滑輪間的細(xì)線水平的過(guò)程中，細(xì)線的張力沿桿2的分力沿桿2向上，圓環(huán)受到的摩擦力大小等于細(xì)線的張力沿桿2的分力，圓環(huán)受到的摩擦力逐漸增大，故A正確，D錯(cuò)誤；B．圓環(huán)受到支持力等于細(xì)線的拉力垂直于桿2的分力，則圓環(huán)受到的支持力先增大后減小，故B錯(cuò)誤；C．細(xì)繩向上對(duì)滑輪的拉力和向下對(duì)滑輪的拉力均等于小球的重力，緩慢移動(dòng)滑輪至環(huán)和滑輪間的細(xì)線水平的過(guò)程中，兩邊繩子拉力不變，兩邊繩子間的夾角在減小，對(duì)滑輪的合力在一直增大，故C錯(cuò)誤。故選A。5.如圖甲所示的交變電路中，變壓器可看作理想變壓器，燈泡和電動(dòng)機(jī)的額定電壓相等，當(dāng)原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電壓時(shí)，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)也剛好正常工作。已知電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)的額定功率為2W、效率為，燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為。下列說(shuō)法正確的是（）A.燈泡的額定電壓為1V B.原、副線圈的匝數(shù)比為C.原線圈中的電流為 D.燈泡中的電流1s內(nèi)方向改變50次〖答案〗A〖解析〗A．由題意可知，電動(dòng)機(jī)的輸出功率則電動(dòng)機(jī)熱功率Pr又由Pr解得由解得所以燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓也為1V，則燈泡的額定電壓為1V，A正確；B．由以上分析可知副線圈的輸出電壓為1V，又由題圖乙可知變壓器原線圈兩端電壓的有效值，則由變壓器的工作原理可知故B錯(cuò)誤；C．燈泡正常發(fā)光時(shí)，流過(guò)燈泡的電流則流過(guò)副線圈的電流由變壓器的工作原理解得原線圈中的電流故C錯(cuò)誤；D．由題圖乙可知該交流電的周期，由于變壓器不改變交流電的周期，則流過(guò)燈泡的電流的變化周期也為，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則1s內(nèi)流過(guò)燈泡的電流方向改變100次，故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶正電粒子，在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同的速率從點(diǎn)射入磁場(chǎng)，這些粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的位置均位于圓弧上且點(diǎn)為最遠(yuǎn)點(diǎn)。已知圓弧長(zhǎng)等于磁場(chǎng)邊界周長(zhǎng)的四分之一，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，則該圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域面積為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗設(shè)軌跡圓的半徑為，由幾何關(guān)系則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域面積如圖所示圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過(guò)的區(qū)域面積為故選A。二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.如圖所示，甲圖是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形，乙圖是該波傳播方向上介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻起的振動(dòng)圖像，a、b是介質(zhì)中平衡位置為和的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.該波的波速是B.從開(kāi)始，質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置C.處的觀察者沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到該波的頻率一定為D.若該波在傳播過(guò)程中遇到尺寸為16m的障礙物，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象〖答案〗AB〖解析〗A．由圖可知，該波波長(zhǎng)8m，周期為4s，根據(jù)公式

故A正確；B．因?yàn)樵摬ㄑ豿軸正方向傳播，所以a向上振動(dòng)，b向下振動(dòng)，因此質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置，故B正確；C．根據(jù)周期可知該波頻率為，但觀察者沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，靠近波源，因此接收到該波的頻率一定大于

，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)樵摬úㄩL(zhǎng)為8m，小于障礙物尺寸，因此不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選AB。8.高樓都裝有避雷針。某次雷雨天氣閃電擊中避雷針，避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。若避雷針?lè)烹姇r(shí)的電場(chǎng)線分布如圖所示，在空間取一條水平線abc和一條圓弧線adc，bd連線為ac連線的中垂線，電場(chǎng)線關(guān)于直線bd對(duì)稱，以下說(shuō)法正確的是（）A.adc是一條等勢(shì)線B.b點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)C.a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同D.同一負(fù)點(diǎn)電荷的電勢(shì)能在b點(diǎn)比在d點(diǎn)大〖答案〗CD〖解析〗A.由圖，a處與c處連線adc與電場(chǎng)線不垂直，所以不是等勢(shì)線，故A錯(cuò)誤；BD.由圖，沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐漸降低，則b點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)，根據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)高處的電勢(shì)能小，則負(fù)電荷在b點(diǎn)比在d點(diǎn)的電勢(shì)能大，故B錯(cuò)誤，D正確；C.電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，其方向沿電場(chǎng)線的切線方向，結(jié)合圖可知，a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不相同，所以a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同，故C正確。故選CD。9.新能源汽車指采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源的新型汽車。比如純電動(dòng)汽車以電池模組和電動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿ρb置，有節(jié)能減排、低噪音、高效率等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向?，F(xiàn)已知質(zhì)量為M的新能源汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，該汽車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好到達(dá)額定功率P，汽車所受的阻力恒定，達(dá)到額定功率后，汽車保持額定功率做變加速運(yùn)動(dòng)，最后以勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)此下列說(shuō)法正確的是（）A.汽車所受阻力為 B.汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度C.到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功 D.存在關(guān)系式〖答案〗ABD〖解析〗A．由題意，汽車最后以勻速運(yùn)動(dòng)，則有整理可得有軌電車所受阻力為A正確；B．因?yàn)殡娷囉伸o止出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，該有軌電車的運(yùn)行里程為L(zhǎng)，根據(jù)位移與加速度的關(guān)系可得解得有軌電車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為B正確；C．到達(dá)速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做功轉(zhuǎn)化為電車的動(dòng)能和克服阻力做的功，可知發(fā)動(dòng)機(jī)做功大于動(dòng)能的增加量C錯(cuò)誤；D．由題意，根據(jù)牛頓第二定律可得整理可得有軌電車所受阻力為當(dāng)電車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力和動(dòng)力相等，故可得D正確。故選ABD。10.2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國(guó)空間站正式開(kāi)講，神舟十六號(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮進(jìn)行授課，這是中國(guó)航天員首次在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課。在天宮課堂上，航天員老師在太空實(shí)驗(yàn)室中做如圖所示的實(shí)驗(yàn)。一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球可視為質(zhì)點(diǎn)。開(kāi)始時(shí)，小球位于位置M，O、M間距離，繩子處于松弛狀態(tài)。小球突然受到一瞬時(shí)沖量后以初速度垂直于OM向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)在以后的運(yùn)動(dòng)中小球到達(dá)位置N，此時(shí)小球的速度方向與繩垂直，則小球從M運(yùn)動(dòng)到N的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球的機(jī)械能守恒 B.輕繩對(duì)小球做功不為零C.小球始終做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D.小球在N點(diǎn)時(shí)的速度大小為〖答案〗BD〖解析〗AC．因空間站內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài)，小球以初速度先向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)至輕繩恰好伸直，輕繩在繃緊瞬間產(chǎn)生拉力，使小球沿繩方向的速度立刻減為零，只剩下垂直于繩方向的速度分量，即此時(shí)小球的機(jī)械能有損失，之后小球繞O點(diǎn)以速度大小做半徑為L(zhǎng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故AC錯(cuò)誤；BD．因小球在N點(diǎn)時(shí)已做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速度大小又故因輕繩在細(xì)緊瞬間造成小球機(jī)械能的損失，故輕繩對(duì)小球做功不為零，故BD正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，將雙縫干預(yù)儀按要求安裝在光具座上，已知雙縫與屏的距離為L(zhǎng)，雙縫間距為d。（1）調(diào)理儀器使分劃板的中心刻度瞄準(zhǔn)一條亮條紋的中心A．示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_(kāi)__________mm。移著手輪至另一條亮條紋的中心；B．讀出其讀數(shù)為。（2）寫(xiě)出計(jì)算波長(zhǎng)的表達(dá)式____________（用、、L、d表示）。（3）若將濾光片由綠色換成紅色，其余條件不變，則屏上干預(yù)條紋的間距將___________。填“增大”“減小”或“不變”〖答案〗（1）11.2（2）（3）增大〖解析〗（1）由圖乙所示可知，游標(biāo)尺是10分度，其精確度為；游標(biāo)卡尺讀數(shù)是主尺+游標(biāo)尺，即示數(shù)為（2）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知（3）將濾光片由綠色的換成紅色的，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知條紋間距增大。12.小明同學(xué)想要設(shè)計(jì)一個(gè)既能測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，又能測(cè)量定值電阻阻值的電路。他用了以下的實(shí)驗(yàn)器材中的一部分，設(shè)計(jì)出了圖（a）的電路圖。a、電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻很?。浑娏鞅鞟2（量程300μA，內(nèi)阻rA=1000Ω）；b、滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω）c、兩個(gè)定值電阻（R1=1000Ω，R2=9000Ω）d、待測(cè)電阻Rxe、待測(cè)電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為2Ω）f、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，與電流表A2串聯(lián)的定值電阻為_(kāi)__________；（填“R1”或“R2”）（2）小明先用該電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，將滑動(dòng)變阻器滑片移至最右端，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，得I1與I2的關(guān)系如圖（b）所示。根據(jù)圖線可得電源電動(dòng)勢(shì)E=___________V，電源內(nèi)阻r=___________Ω；（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（3）小明再用該電路測(cè)量定值電阻Rx的阻值，進(jìn)行了以下操作：①閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)阻值，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ia，電流表A2示數(shù)Ib；②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ic，電流表A2示數(shù)Id，后斷開(kāi)S1；③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知計(jì)算定值電阻Rx的表達(dá)式為_(kāi)__________；若忽略偶然誤差，則用該方法測(cè)得的阻值與其真實(shí)值相比___________。（填“偏大”“偏小”或“相等”）〖答案〗（1）R2（2）3.02.1（3）（rA＋R2）相等〖解析〗（1）[1]由于電源電壓為3V，應(yīng)將A2改裝成量程為3V的電壓表，因此串聯(lián)的電阻因此與R2串聯(lián)。（2）[2]理論上，當(dāng)I1為零時(shí)，加在改裝電壓表兩端的電壓就是電動(dòng)勢(shì)，電源電動(dòng)勢(shì)[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知由于上式簡(jiǎn)化為由圖像可知代入數(shù)據(jù)可得（3）[4]滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值待測(cè)電阻的阻值[5]由于電流表A1的內(nèi)阻并入到滑動(dòng)變阻中，不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差，因此測(cè)量值等于真實(shí)值。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。13.氣體彈簧的原理是在一個(gè)密閉容器內(nèi)充入壓縮氣體，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)類似彈簧的作用，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。直立圓柱形密閉汽缸導(dǎo)熱良好，面積為S的活塞通過(guò)連桿與椅面連接。初始時(shí)汽缸內(nèi)密閉一段長(zhǎng)度為、壓強(qiáng)為的理想氣體。質(zhì)量為m的人靜坐在椅子上，汽缸與活塞間的摩擦忽略不計(jì)，氣體溫度保持不變，忽略椅面、活塞及連桿的重力，重力加速度為g。（1）求人坐在椅面上穩(wěn)定后汽缸內(nèi)密閉氣柱的長(zhǎng)度；（2）已知大氣壓強(qiáng)為，為使椅面升到初始位置，求需向汽缸內(nèi)充入的與汽缸溫度相同的