2024屆湖南省常德市高三下學期3月模擬考試物理試題（含答案解析）

2024年常德市高三年級模擬考試物理一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的，請選出此項并填涂在答題卡上對應位置。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2.81eV，用它照射由逸出功為2.13eV金屬銣構成的陰極，產生的大量具有最大初動能的光電子去轟擊大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產生4種不同頻率的光【答案】B【解析】【詳解】A．甲圖利用光電管研究光的頻率和光強，兩端加的是正向電壓，光電子逸出后做加速運動到達陽極就能接通電路，形成光電流，而將電源反接，加上反向電壓，光電子逸出后做減速運動，若光電子的最大初動能能夠克服逸出功，也可以到達對面的極板，形成光電流，故A錯誤；B．對于光電管加反向電壓，由光電效應方程和動能定理有可知，頻率越高的光，其最大初動能越大，對應的反向遏止電壓越大，圖乙中若c光的遏止電壓大于a光的遏止電壓，，即c光的頻率一定比a光的頻率高，故有a光為綠光，c光可能是紫光，故B正確；C．b光和c光對應的反向遏止電壓相同，即兩種光的頻率相同，而b光的飽和光電流較大，則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2.81eV，用它照射由逸出功為2.13eV金屬銣構成的陰極，產生的大量具有最大初動能為光電子再去轟擊大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，因n=3與n=4之間的能級差為光電子轟擊氫原子，可能有一定的能量損失，則氫原子可以躍遷至能級上，大量的氫原子躍遷至基態(tài)共輻射出種不同頻率光子，故D錯誤。故選B。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（1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)【答案】B【解析】【詳解】AD．三種運動小球均只受重力，小球處于完全失重狀態(tài)，加速度為重力加速度，保持不變，故AD錯誤；BC．平拋運動和斜拋運動水平方向分運動是勻速直線運動，水平分速度不變，只有豎直分速度變化，根據可知，三種運動過程中，相等時間內速度變化量相同，由可知，相等時間內小球受到的沖量相同，但是重力做功不同，則小球的動能的變化量不相同，故B正確，C錯誤。故選B3.甲、乙兩列同種性質的波在同種介質中沿x軸傳播，t=0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：T=0.05s，則（）A.甲波的波速為40m/sB.圖示波形再過0.05s，甲波的波谷與乙波的波峰第一次相遇C.圖示波形再過0.1s，處在x=0處的質點位移恰好是0D.在兩列波疊加區(qū)域內能產生穩(wěn)定的干涉條紋【答案】A【解析】【詳解】A．兩列同性質的波在同種介質中傳播的速度相同，因此波速故A正確；B．時刻甲的第一個波谷與乙波的第一個波峰相距相遇所用時間故B錯誤；C．t=0.1s時，甲乙兩波各向前傳播4m，則x=4m和x=-4m處的振動傳播到x=0處，質點位移不為0，故C錯誤；D．由于兩列波的波速相同，波長不同，則頻率不同，因此不能產生穩(wěn)定的干涉條紋，故D錯誤。故選A。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.a與大環(huán)間的彈力大小mg B.繩子的拉力大小為mgC.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3mg【答案】C【解析】【詳解】AB、三個小圓環(huán)能靜止在光滑的圓環(huán)上，由幾何知識知：abc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；c受到繩子拉力的大小為：，故C正確以c為對象受力分析得：在豎直方向上：解得：故D錯誤；綜上所述本題答案是;C5.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45°。現有紅紫兩條與底邊BC平行的光線射向AB，經AB折射后，均能直接到達BC邊，并都在BC邊發(fā)生全反射，光均未到達AD面，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.從CD射出的兩條光線，紫光在上紅光在下D.兩條光線有可能從CD邊同一點射出【答案】C【解析】【詳解】光在介質中的光路圖如下A．由幾何關系和不考慮光在CD面上的反射，結合幾何光學可知光不可能從AD射出棱鏡，故A錯誤；B．由幾何關系得從CD射出的兩條光線仍平行，故B錯誤；C．從CD射出的兩條光線，紫光在上紅光在下，故C正確；D．由光路圖分析可知兩條光線從CD邊同一點射出，需要AB面的入射點重合，所以不符合，故D錯誤。故選C。6.空間有一如圖所示圓錐形區(qū)域，為頂點，為底面圓的直徑，A、C兩點分別是兩母線、的中點，底角為60°。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。在、處分別固定電荷量均為的正電荷，則A、O兩點的電場強度之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】由幾何關系可得、處的電荷在A點產生的電場分別為故聯(lián)立可得O點場強為故故選B。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，請選出來并填涂在答題卡上對應位置。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.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比，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.電流表示數一直增大B.電壓表示數一直增大C.電壓表示數一直減少D.電流表示數的最大值是【答案】AD【解析】【詳解】根據題意，設滑動變阻器向下滑動的距離為，的總長度為，由串并聯(lián)知識可得，副線圈所在回路的總電阻為可知，越大，越小，則當時當時ABC．由于原線圈的輸入電壓不變，線圈匝數比不變，則副線圈的輸出電壓不變，即電壓表示數不變，由于電阻一直減小，則電流表示數一直增大，故BC錯誤，A正確；D．由電壓與匝數關系有解得電阻最小時，電流最大，有由電流與匝數關系有解得即電流表示數的最大值是，故D正確。故選AD。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【答案】BD【解析】【詳解】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.某同學跑步過程中的—x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x1的時間為B.運動到x1的時間為C.運動的速度與位移成線性規(guī)律變化D.運動的加速度在逐漸變小【答案】AD【解析】【詳解】AB．根據位移公式可知x=vt，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．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；D．圖象的面積可以表示運動的時間，由圖象可知，相同位移內，速度的倒數越來越大，則速度變小，時間變長，加速度越來越小，故D正確。故選AD。10.如圖所示，傾角θ=37°的粗糙斜面上有一個質量m=1kg，邊長為L=1m的正方形金屬線框abcd，其阻值為R=2.0Ω，與斜面間的動摩擦因數為μ=0.5。邊界EF上側有垂直于斜面向上的勻強磁場。一質量為M=2kg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sin37°=0.6，cos37°=0.8，，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B=2TC.繩子繃緊前，M自由下落高度為h=1.25mD.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生的焦耳熱【答案】AB【解析】【詳解】B．正方形線框第一次勻速向下，滿足得故B正確；A．在ab邊運動到EF位置時，由于所以線框不能繼續(xù)向下勻速，即第二次勻速上滑，滿足得所以線圈兩次勻速運動的速度大小方向均不同，故A正確；C．當繩子繃緊的瞬間，沿著繩子方向，由可得故M下落高度滿足故C錯誤；D．系統(tǒng)在線框cd邊離開磁場至重新進入磁場過程中，線框會克服摩擦力做功。在繩子繃緊的瞬間，也會損失能量，故D錯誤。故選AB。三、非選擇題：共56分。第11-12題為實驗題，第13-15題為計算題。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（a）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。（1）實驗小組用游標卡尺測得遮光片的寬度如圖（b）所示，遮光片的寬度d=______mm。（2）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一起經過光電門B的遮光時間為，則碰前P的速度大小=______m/s（結果保留兩位有效數字）。（3）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?！敬鸢浮浚?）1.070（2）0.54（3）【解析】【小問1詳解】游標卡尺的精度為0.05mm，遮光片的寬度d=1.0cm+0.05×14mm=1.070cm【小問2詳解】滑塊經過光電門時擋住光的時間極短，則平均速度可近似替代滑塊的瞬時速度，則碰前P的速度vA=【小問3詳解】碰后PQ速度由系統(tǒng)動量守恒有化簡可得表達式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（50Ω，1A）D.電阻箱（0-9999Ω，1A）E.滑動變阻器（100Ω，1A）F.電源E（30V，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：（1）用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“×10”擋測量時，發(fā)現指針偏轉角度過小，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“×1”或“×100”）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，則示數為______Ω。（2）測量電阻絲阻值，某同學設計電路圖如圖乙所示。為采集到多組數據，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30V的電壓表。（3）調節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置測得電流表的示數為，電流表的示數為，則該種材料的電阻=______（用題中所給的符號表示）?！敬鸢浮浚?）①②.歐姆調零③.（2）（3）【解析】【小問1詳解】[1][2][3]用多用電表粗測電阻絲的阻值時，指針偏轉角度過小，說明電阻較大，應該換用大倍率的，即將多用電表的歐姆擋位換到進行再次測量，并重新進行歐姆調零。則圖甲的讀數為【小問2詳解】根據題意可知，讓電表同時接近滿偏狀態(tài)，處電表改裝后量程為30V，由歐姆定律可知，流過的電流為若處選擇，和并聯(lián)后量程為，不能滿足實驗要求，則應處選擇，處選擇?！拘?詳解】由于為內阻的一半，則流過的電流為，則流過的電流為兩端的電壓為由歐姆定律可得13.池塘水面溫度為27℃，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像如圖所示，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：（1）池底的溫度；（取整數）（2）氣泡從池塘底部上升至水面的過程中內能增加0.20J，則氣泡內氣體所要吸收多少熱量？（結果保留兩位有效數字）【答案】（1）7℃；（2）0.53J【解析】【詳解】（1）氣泡在池底時壓強由理想氣體狀態(tài)方程得解得即池底溫度（2）由圖可知，氣泡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?，F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m=0.2kg，軌道ABCD的半徑r=0.2m，細管的半徑R=0.3m，P、A兩點間的高度差h=0.5m，O、E兩點間的距離L=1.5m，O、G兩點間的距離足夠大，滑塊與軌道EG間的動摩擦因數μ=0.2，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：（1）若滑塊恰能通過B點，則彈簧彈性勢能多少；（2）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；（3）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?！敬鸢浮浚?）1.6J；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）在B點，當軌道對小球的彈力恰好為零時，根據向心力公式有解得從P點到B點，根據功能關系有解得（2）當時，設小球在EO上運動的路程為x，則有解得則小球進入細管，若小球恰好到達F點，則從P點到F點，根據功能關系有解得小球返回后，由功能關系可得可得小球在CB間脫離軌道，若小球在到達F點前返回恰好到達C點，從P點到C點，根據功能關系有解得故要使小球最終停在EO段，彈簧彈性勢能應滿足（3）若彈簧彈性勢能根據功能關系有則彈簧彈性勢能與小球最終停下的位置坐標x（以O點為坐標原點，O點指向G點的方向為正方向建立x軸）的關系為15.如圖甲所