湘豫名校高三下学期4月联考理科综合物理试题

绝密★启用姓名__________准考证号_______2021届湘豫名校高三下学期4月联考理科综合能力测试物理二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14题~第18题只有一项符合题目要求,第19题~第21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。14.2021年1月12日消息,北斗三号氢原子钟性能碾压GPS系统的原子钟,是世界上最先进的原子钟。如图4所示为氢原子能级图,让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上,被激发的氢原子只辐射出三种不同波长的光a、b、c,波长λa<λb<λc,下列说法正确的是A.照射氢原子的光子能量为15.11eVB.从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光波长为λaC.从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光波长为λc15.如图5所示，固定的光滑绝缘斜面OM的倾角θ=37°,空间存在着平行于斜面向上的匀强电场,电场强度的大小×103N/C。现有一带电量为×10-3C的带正电的小滑块从O点沿斜面匀速下滑(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),则小滑块的质量mA.1kgB.2kgC.3kgD.4kg16.滑雪是冬奧会的比赛项目之一。如图6所示，整个滑雪轨道在同一竖直平面内,弯曲滑道OA与长直滑道AB平滑衔接,某运动员从高为H的O点由静止滑下，到达A点水平飞出后落到长直滑道上的B点,不计空气阻力,不考虑任何能量损失,若弯曲滑道OA的高H加倍,运动员仍落在斜面上,则大小不变17.供电部门会将超高电压降为50Hz、10kV的交流电,通过地下电缆输送到各居民小区,小区变压器将电压降为220V再输送到各户。如图7所示是供电电路的模拟图,R1为地下电缆的电阻,R2为小区变压器输出线路电阻。下列说法正确的是A该小区家家户户所用的交流电，电流的方向每秒钟改变50次B.小区变压器的原、副线圈匝数比等于500:11C.生活用电在高峰值时,小区变压器的输出电压要降低D,当进人生活用电高峰期,整个供电电路的供电效率会有小幅上升18.2021年，航天科技集团计划安排40多次宇航发射任务。其中,载人航天空间站工程是全年宇航任务的重中之重。若某航天空间站绕地周期为T0=90min,设地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,下列关于该航天空间站说法正确的是7.9km/sD.该空间站处的重力加速度大小为19.2021年1月19日，广西自治区气象局发布了去年十大天气气候事件,1月除夕夜的冰雹入围。如图8所示为冰雹从高空由静止下落过程中速度随时间变化的图象。冰雹所受的空气阻力可认为与物体速度大小成正比关系，图中作出了t=0.8s时刻的切线,冰雹的质量为0.5kg,重力加速度g取10m/s2,则t=0.8s时刻的加速度大小为2.5m/sB.冰雹所受的空气阻力与速度大小的比例系数的数佰大小为C,冰雹最终达到最大速度的大小为6m/'sD.冰雹在0至0.8s内所受的平均阻力大小为2.5N20.如图9所示,在竖直平面内有一可视为质点的光滑小球在圆筒最低点,内壁光滑、半径为R的圆筒固定在小车上。小车与小球起以速度v0向右匀速运动,当小车遇到墙壁时突然停止运动,后一直保持静止,要使小球不脱离圆桶运动,初速度v0应满足(半径R=0.4m,小球的半径比R小很多,不计空气阻力,g=10m/s2)Av≥2m/sB,v0≥4m/sC.v0≤3m/sD.v0≤2m/s21.如图10所示,在倾角为的光滑斜面上分布着垂直于斜面的匀强磁场，以垂直于斜面向上为磁感应强度正方向，其磁感应强度B随时间t变化的规律如图11所示。一质量为m、电阻为R的矩形金属框从t=0时刻由静止释放,有时刻的速度为v,移动的距离为L,重力加速度为g,线框面积为S，tl=t0，t2=2t0，t3=3t0。在金属框下滑的过程中,下列说法正确的是At1~t2时间内金属框中的电流方向会发生变化B.0~t3时间内金属框做匀加速直线运动C.0~t3时间内金属框做加速度逐渐增加的直线运动D.t1~t3时间内金属框中产生的焦耳热为第II卷非选择题(共174分)三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共129分。22.(6分)某同学设计了如图12所示的装置验证动量守恒定律:(1)小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥,在小车a后连着纸带,纸带通过电磁打点计时器，长木板下垫着小木块,开始时未放小车b,移动长木板下的小木块，轻推小车a,直到纸带上打下的点迹_________(填“均匀”或“不均匀”)(2)在小车a的前方放置一个与a材料相同的静止小车b,推动小车a使之运动,后与小车b相碰并粘合成一体,若已测得打点的纸带如图13所示,O为运动的起点，x1、x2、x3、x4分别为OA、AB、BC、CD的长度,则应选________段来计算a碰撞前的速度,应选________段来计算a和b碰后的共同速度。(以上两空均选填“x1”“x2”“x3”(3)设a的质量为ma、b的质量为mb，要验证碰撞中的动量守恒定律,要验证的关系为____(选ma、mb、x1、x2、x3、x4来表示)23.(9分)某同学欲测量一阻值大约为10Ω,粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外,还有以下器材可供选择:A.电源E(电动势为6.0V)B.电压表V(量程为0~6V,内阻约为8kΩ)1(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω)2(量程3A,内阻约0.05Ω)2(最大阻值5Ω,额定电流2A)(1)用游标卡尺测得该材料的长度L如图14所示,读数L=_____mm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图15所示,读数D=_______mm。(2)测量导电材料的电阻时,为了便于调节,测量尽可能地准确,实验中所用电流表应选用_____(填所选仪器前的字母符号),选择合适的实验器材,在图16方框内把实验原理图补充完成,把器材符号标在电路图上。(3)设测得导电材料的电阻为R,导电材料的长度为L,导电材料的直径为D,求得导电材料的电阻率为______(用R、L、D三个物理量表述)。24.(12分)如图17所示，在水平面上固定倾角为θ=37°底端带有挡板足够长的斜面,斜面体底端静止一质量为m=1kg的物块(可视为质点),从某时刻起,物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用,拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移x变化的关系如图18所示，随后不再施加外力作用,假设物块与固定挡板碰撞前后速率不变,不计空气阻力和碰撞时间,已知物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:(1)物块在上滑过程中达到最大动能时拉力F的大小;(2)物块沿斜面上滑的最大位移的大小。25.(20分)如图19所示,在直角坐标xOy平面y轴的左侧(含y轴)有一沿y轴负方向的匀强电场,一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从x轴上P点以速度v0沿x轴正方向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负方向间夹角θ=30°,Q点坐标为(0,d),在y轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域(图中未画出),磁场磁感应强度大小B=,粒子能从坐标原点O沿x轴负方向再进入电场,不计粒子重力,求:(1)电场强度大小E;(2)如果有界匀强磁场区域为矩形,求磁场区域的最小面积(3)粒子从P点运动到O点的总时间。33.[物理:选修33](15分)(1)(5分)做功和热传递是改变物体内能的两种方式。现有一内壁光滑的汽缸固定竖直放置,如图27所示,其上端有一挡板,使一厚度忽略不计的轻质活塞不能离开汽缸,汽缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞距汽缸上端的距离为。现对封闭气体加热，活塞缓慢上移到汽缸的上端后,一段时间后停止加热。已知活塞的横截面积为0.02m2,外部大气压强为1×105Pa,加热过程中封闭气体吸收的热量为1000J,加热过程中,气体对外所做的功为_______；封闭气体的内能变化量为______________。(2)(10分)如图28所示为某社区在今年防治新冠疫情中用于喷洒消毒液的喷雾器,由三部分构成,左侧喷雾阀门连接手持式喷雾管,中间为贮液桶,右侧为用软细管(不计体积)相连的打气筒。已知贮液桶的体积为V0,装入V1=V0的药液后,密封加水口,关闭喷雾阀门。用打气筒向贮液桶内再压入压强为1atm,体积为V=V0的空气。设大气压强恒为p0=1atm,打气过程中贮液桶内气体温度保持不变。药液的密度为ρ,其摩尔质量为M。阿伏加德罗常数为NA,求:(空气可视为理想气体,不考虑空气溶于液体)(i)压入空气后贮液桶内药液上方的气体压强;(ii)若打开喷雾头阀门至贮液桶内气压变为p1=1.5atm时,贮液桶向外喷出药液的分子数N。34.[物理:选修34](15分)(1)(5分)前不久，中科院光电技术研究所宣布,其承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。这是世界上首台用紫外光源实现了22纳米分辨率的光刻机。光刻机是生产大规模集成电路(芯片)的核心设备,光刻机的曝光波长越短,分辨率越高。“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入______m/s,光刻胶的曝光波长变为______nm(光在在真空中的传播速度c=3