湖南省長(zhǎng)沙市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期三模物理試題

這是一份湖南省長(zhǎng)沙市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期三模物理試題，共14頁。
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在本試卷和答題卡上．
2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑．如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)．回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上．寫在本試卷上無效．
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回．
一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求．
1． 電影《熱辣滾燙》講述了一個(gè)女孩通過學(xué)習(xí)拳擊實(shí)現(xiàn)自我蛻變的勵(lì)志故事。沙袋用繩豎直懸掛，主角對(duì)沙袋施加300N的作用力，通過調(diào)整施力方向使沙袋緩慢移動(dòng)，嘗試了各種施力方向后發(fā)現(xiàn)繩偏離豎直方向的最大夾角為，則沙袋的重力為（ ）
A．B．C．D．
2． 如圖所示，一束復(fù)色光從真空射向半圓形玻璃磚的表面，在圓心O處發(fā)生折射，光分成了兩束單色光ab分別從AB兩點(diǎn)射出，下列說法正確的是（ ）
A．玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率
B．a(chǎn)光從O傳播到A的時(shí)間大于b光從O傳播到B的時(shí)間
C．若該復(fù)色光由紅光與紫光組成，則a光為紅光
D．若用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)，可看到a光的干涉條紋間距比b光的大
3． 2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福島第一核電站的核污水，其中含有放射性元素多達(dá)64種，在這些元素中有21種半衰期超過10年，其中有一種含量最高卻難以被清除的氫同位素氚，氚核的衰變方程為，半衰期為12.5年，X為新生成的粒子。關(guān)于氚核的衰變下列說法正確的是（ ）
A．X粒子來自原子核的外部
B．經(jīng)過50年，氚的含量為初始的
C．通過升高海水溫度可以改變氚的半衰期
D．的比結(jié)合能比的比結(jié)合能小
4． 圖甲是水上樂園里的“波浪滑梯”，圖乙是它的簡(jiǎn)化模型。它由四段長(zhǎng)度相同的光滑斜面組合而成，其中ab平行于cd，bc平行于de，設(shè)一物體從a點(diǎn)由靜止開始下滑，到達(dá)e點(diǎn)，物體在經(jīng)過各段連接處時(shí)速度大小不會(huì)突變。下列選項(xiàng)正確的是（ ）
A．物體在cd段的加速度大于在bc段的加速度
B．物體在cd段的速度增加量等于在ab段的速度增加量
C．物體的重力在cd段做的功等于在ab段做的功
D．物體在c點(diǎn)與e點(diǎn)的速度滿足：
5． 某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1= 250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4= 50：1，輸電線總電阻R= 62.5Ω。其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4= 220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（ ）
A．發(fā)電機(jī)的輸出電流為368A
B．輸電線上損失的功率為4.8kW
C．輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kW
D．升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2= 1：44
6． 我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度可達(dá)米級(jí)。如圖所示，P是北緯（即）地球表面附近的近地衛(wèi)星，質(zhì)量相同的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星A、B均繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星B是同步地球衛(wèi)星。某時(shí)刻P、A、B、O在同一平面內(nèi)，其中O、P、A在一條直線上，且OA垂直AB，則（ ）
A．三顆衛(wèi)星中角速度最小的是A衛(wèi)星
B．三顆衛(wèi)星中線速度最小的是P衛(wèi)星
C．衛(wèi)星A、B的加速度之比為4∶3
D．衛(wèi)星A、B的動(dòng)能之比為3∶4
二、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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．
7． 如圖所示，正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)ABCD分別固定一個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為、、和，O點(diǎn)為正四面體的正中心，O點(diǎn)到ABCD四點(diǎn)的距離均為r，E點(diǎn)為AD邊的中點(diǎn)，靜電力常量為k，下列說法正確的是（ ）
A．O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為B．O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為
C．O點(diǎn)電勢(shì)比E點(diǎn)電勢(shì)高D．O點(diǎn)電勢(shì)比E點(diǎn)電勢(shì)低
8． 如圖所示，傾角為的足夠長(zhǎng)的斜面上放有質(zhì)量均為m相距為L(zhǎng)的AB滑塊，其中滑塊A光滑，滑塊B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，。AB同時(shí)由靜止開始釋放，一段時(shí)間后A與B發(fā)生第一次碰撞，假設(shè)每一次碰撞時(shí)間都極短，且都是彈性正碰，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A．釋放時(shí)，A的加速度為
B．第一次碰后A的速度為
C．從開始釋放到第一次碰撞的時(shí)間間隔為
D．從開始釋放到第二次碰撞的時(shí)間間隔為
9． 如圖所示，空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。某處S點(diǎn)有電子射出，電子的初速度大小均為v，初速度方向呈圓錐形，且均與磁場(chǎng)方向成角（），S點(diǎn)右側(cè)有一與磁場(chǎng)垂直的足夠大的熒光屏，電子打在熒光屏上的位置會(huì)出現(xiàn)亮斑。若從左向右緩慢移動(dòng)熒光屏，可以看到大小變化的圓形亮斑（最小為點(diǎn)狀亮斑），不考慮其它因素的影響，下列說法正確的是（ ）
A．若圓形亮斑的最大半徑為R，則電子的比荷為
B．若圓形亮斑的最大半徑為R，則電子的比荷為
C．若熒光屏上出現(xiàn)點(diǎn)狀亮斑時(shí)，S到屏的距離為d，則電子的比荷可能為
D．若熒光屏上出現(xiàn)點(diǎn)狀亮斑時(shí)，S到屏的距離為d，則電子的比荷可能為
10． 離子推進(jìn)器是我國(guó)新一代航天動(dòng)力裝置，它的工作原理是將氙氣通入電離室后被電離為氙離子，利用加速電場(chǎng)加速氙離子，形成向外發(fā)射的粒子流，從而對(duì)航天飛機(jī)產(chǎn)生反沖力使其獲得加速度的。某次測(cè)試中，氙氣被電離的比例為，氙離子噴射速度為，推進(jìn)器產(chǎn)生的推力為，已知氙離子的比荷為；計(jì)算時(shí)，取氙離子的初速度為零，忽略粒子之間的相互作用，下列判斷正確的是（ ）
A．氙離子的加速電壓為
B．離子推進(jìn)器發(fā)射功率為
C．氙離子向外噴射形成的電流約為
D．每秒進(jìn)入放電通道的氙氣質(zhì)量約為
三、非選擇題：本題共5小題，共56分．
11． 為測(cè)量某電壓表的內(nèi)阻，興趣小組利用如下器材設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖所示實(shí)驗(yàn)器材：
待測(cè)電壓表（量程1V，內(nèi)阻約為500Ω）
電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)）
電源（電動(dòng)勢(shì)2V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω）
滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω）
電阻箱（調(diào)節(jié)范圍0~9999.9Ω）
開關(guān)S及導(dǎo)線若干
操作步驟：
①按圖連接好電路，閉合開關(guān)S前，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至最左端，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為0
②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使得電壓表指針由滿偏變半偏
③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)位置，使得電壓表指針滿偏
④讀出電阻箱的阻值，即為電壓表的內(nèi)阻
請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)回答下列問題
（1）操作步驟正確的順序是 ；
（2）從系統(tǒng)誤差的角度考慮，電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值 真實(shí)值（選填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）為減小系統(tǒng)誤差，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇 （選填“”或“”）；
（4）為減小系統(tǒng)誤差，電源應(yīng)選擇 （選填“”或“”）。
12． 某次實(shí)驗(yàn)課上，為測(cè)量重力加速度，小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，細(xì)繩一端連接金屬小球，另一端固定于O點(diǎn)，O點(diǎn)處有力傳感器（圖中未畫出）可測(cè)出細(xì)繩的拉力大小。將小球拉至圖示位置處，由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)細(xì)繩的拉力大小在小球擺動(dòng)的過程中做周期性變化如圖乙所示。由圖乙可讀出拉力大小的變化周期為T，拉力的最大值為，最小值為。就接下來的實(shí)驗(yàn)，小組內(nèi)展開了討論
（1）小王同學(xué)認(rèn)為：若小球擺動(dòng)的角度較小，則還需測(cè)量擺長(zhǎng)L，結(jié)合拉力大小的變化周期T，算出重力加速度 （用L、T表示）；
（2）小王同學(xué)用刻度尺測(cè)量了擺線長(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小球直徑如圖丙所示，小球直徑為
mm；
（3）小李同學(xué)認(rèn)為：無論小球擺動(dòng)的角度大小，都只需測(cè)量小球的質(zhì)量m，再結(jié)合拉力的最大值、最小值，算出重力加速度 （用m、、表示）；
（4）小李同學(xué)測(cè)量出數(shù)據(jù)：，可計(jì)算出重力加速度
（保留兩位有效數(shù)字）。
13． 如圖所示，一足夠長(zhǎng)、兩側(cè)粗細(xì)均勻的U型管豎直放置。管內(nèi)盛有水銀，右端開口，左端封閉一定質(zhì)量的理想氣體，封閉氣體的長(zhǎng)度，右管水銀液面比左管水銀液面高。大氣壓強(qiáng)。
（1）求左管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；
（2）現(xiàn)從右管口逐漸取出水銀，直到右管中水銀液面下降25cm為止，求此時(shí)左管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。設(shè)整個(gè)過程溫度不變。
14． 三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B、C用兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿通過鉸鏈相連，豎立在足夠大的水平地面上，A、B、C的質(zhì)量分別為m、m、。因受微小的擾動(dòng)，A球下降，B球向左，C球向右滑動(dòng)，若三個(gè)小球只在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g，在A球從開始下降到落地前的過程中，求：
（1）A球落地前瞬間的速度大小及方向；
（2）A球的水平位移的大?。?br>（3）過程中A球機(jī)械能最小時(shí)，離地多高。
15． 利用磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)離子偏轉(zhuǎn)是科學(xué)儀器中廣泛應(yīng)用技術(shù)。如圖所示，在平面內(nèi)存在有區(qū)域足夠大的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的離子源能在平面內(nèi)持續(xù)發(fā)射質(zhì)量為、電荷量為的負(fù)離子，其速度方向與軸夾角的最大值為，且各個(gè)方向速度大小隨變化的關(guān)系為，式中為未知定值。且的離子恰好通過坐標(biāo)為（，）的點(diǎn)。不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用，并忽略磁場(chǎng)的邊界效應(yīng)。
（1）求關(guān)系式中的值；
（2）離子通過界面時(shí)坐標(biāo)的范圍；
（3）為回收離子，今在界面右側(cè)加一定寬度且平行于軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，電場(chǎng)強(qiáng)度。為使所有離子都不能穿越電場(chǎng)區(qū)域且重回界面，求所加電場(chǎng)的寬度至少為多大？
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】B
3．【答案】D
4．【答案】C
5．【答案】C
6．【答案】C
7．【答案】A,C
8．【答案】A,C
9．【答案】A,C,D
10．【答案】A,C
11．【答案】（1）①③②④
（2）大于
（3）
（4）
12．【答案】（1）
（2）21.3
（3）
（4）9.7m/s2
13．【答案】（1）解：以封閉氣體為研究對(duì)象，設(shè)初始時(shí)氣體的壓強(qiáng)為，有
（2）解：設(shè)最終左側(cè)封閉氣體的液面下降高度為，管的橫截面積為S，初始時(shí)氣體的體積為
最終階段氣體的體積為
最終階段氣體的壓強(qiáng)為
由于該過程氣體的溫度不變，即發(fā)生等溫變化，有
解得
14．【答案】（1）解：令A(yù)落地瞬間，水平分速度為，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)速度規(guī)律，可知，B、C的水平速度也為，對(duì)A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，則有
解得
對(duì)A、B、C構(gòu)成的系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
解得
方向豎直向下。
（2）解：A球下落過程，令A(yù)向右的水平分速度為，B向左的速度為，C向右的速度為，根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度得關(guān)聯(lián)規(guī)律可知
水平方向，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有
解得
，
對(duì)B、C分析有
對(duì)A進(jìn)行分析有
結(jié)合上述解得
（3）解：令A(yù)的豎直分速度為，當(dāng)桿與水平方向夾角為時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)聯(lián)規(guī)律有
結(jié)合上述解得
根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
解得
令，對(duì)其求導(dǎo)數(shù)
當(dāng)該導(dǎo)數(shù)等于0時(shí)，解得
此時(shí)取最大值，B、C的機(jī)械能最大，A的機(jī)械能最小，此時(shí)A離地的高度為
15．【答案】（1）解：由于的離子恰好通過坐標(biāo)為（，）的點(diǎn)，此時(shí)離子的速度為，運(yùn)動(dòng)半徑為
由牛頓第二定律得
解得
（2）解：對(duì)于任意速度方向與軸成角的離子，設(shè)其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為，如圖所示
由牛頓第二定律得
且有
解得
故所有離子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道圓心均在界面上，且速度方向垂直于界面；當(dāng)時(shí)
故離子通過界面時(shí)坐標(biāo)的最小值為
坐標(biāo)的最大值為
則離子通過界面時(shí)坐標(biāo)的范圍為
（3）解：須保證最大速度為的離子不能穿越電場(chǎng)區(qū)域。
解法一：設(shè)離子在進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，除了有垂直于界面的初速度，還有兩個(gè)大小相等、方向相反的沿界面的速度，如圖所示
令
可得
則該離子做圓周運(yùn)動(dòng)的速度
與水平方向的夾角
則該離子做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足
可得
則所求電場(chǎng)的最小寬度
解法二：恰好能重回界面的離子到達(dá)右邊界的速度方向與界面平行，設(shè)其為，對(duì)該離子豎直方向運(yùn)用動(dòng)量定理有
求和得
又由動(dòng)能定理得
綜合可得電場(chǎng)的最小寬度為