2024届湖南长沙长郡中学高三第二次联考物理试卷含解析

2024届湖南长沙长郡中学高三第二次联考物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、我国计划在2020年发射首个火星探测器，实现火星环绕和着陆巡视探测。假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为T。已知引力常量为G，由以上数据可以求得（）A．火星的质量B．火星探测器的质量C．火星的第一宇宙速度D．火星的密度2、观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）。则A．地球靠近木星的过程中运行速度减小B．地球远离木星的过程中加速度增大C．地球远离木星的过程中角速度增大D．地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度3、如图所示，D点为固定斜面AC的中点，在A点先后分别以初速度v01和v02水平抛出一个小球，结果小球分别落在斜面上的D点和C点．空气阻力不计．设小球在空中运动的时间分别为t1和t2，落到D点和C点前瞬间的速度大小分别为v1和v2，落到D点和C点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角分别为和，则下列关系式正确的是A． B． C． D．4、如图所示，三段长度相等的直导线a、b、c相互平行处在同一竖直面内，a、b间的距离等于b、c间的距离，通电电流Ia＜Ib＜Ic，方向如图所示，则下列判断正确的是（）A．导线b受到的安培力可能为0B．导线a受到的安培力可能为0C．导线c受到的安培力的方向一定向左D．导线a、b受到的安培力的方向一定相同5、质量为m的物体放在粗糙水平面上，在一个足够大的水平力F作用下开始运动，经过一段时间t撤去拉力，物体继续滑行直至停止，运动总位移s。如果仅改变F的大小，作用时间不变，总位移s也会变化，则s与F关系的图象是（）A． B． C． D．6、如图所示，汽车以的速度匀速驶向路口，当行驶至距路口停车线处时，绿灯还有熄灭。由于有人横向进入路口，该汽车在绿灯熄灭前要停在停车线处，则汽车运动的图象可能是（）A． B． C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，小球放在光滑固定的板与装有铰链的光滑轻质薄板之间。当薄板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（）A．薄板对小球的弹力在逐渐增大B．小球对薄板的压力先减小后增大C．两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力D．两板对小球弹力的合力可能小于小球的重力8、在一静止点电荷的电场中，任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示．电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed，点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标（ra，φa）标出，其余类推．现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd．下列选项正确的是（）​A．Ea：Eb=4：1B．Ec：Ed=2：1C．Wab：Wbc=3：1D．Wbc：Wcd=1：39、质量均为m的小球A、B分别固定在一长为L的轻杆的中点和一端点，如图所示。当轻杆绕另一端点O在光滑水平面上做角速度为ω的匀速圆周运动时，则（）A．处于中点的小球A的线速度为B．处于中点的小球A的加速度为C．处于端点的小球B所受的合外力为D．轻杆段中的拉力与段中的拉力之比为3：210、如图所示，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形MNQ，其中，，QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e，把电子从M点移动至Q点，电场力做正功，大小为eU。把电子从Q点移动至N点，电场力做负功，大小为。则该电场的电场强度（）A．方向由M向Q B．大小为 C．方向由Q向N D．大小为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题：（1）在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“1mA”挡，指针的位置如图（a）所示，则测量结果为_________；（2）多用电表测未知电阻阻值的电路如图（b）所示，电池的电动势为E、R0为调零电阻，某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系如图（c）所示，则此时多用电表的内阻为_________Ω，该电源的电动势E=______V.（3）下列判断正确的是__________。A．在图（b）中，电表的左、右插孔处分别标注着“﹢”、“﹣”B．因为图（c）是非线性变化的，所以对应欧姆表的刻度盘上的数字左小右大C．欧姆表调零的实质是通过调节R0，使R0=0时电路中的电流达到满偏电流D．电阻Rx的变化量相同时，Rx越小，则对应的电流变化量就越大12．（12分）某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理．（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：A．电磁打点计时器B．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．（3）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应_________（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，U形管右管内径为左管内径的倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg．（1）给左管的气体加热，则当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度为多少？（2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长，问此时两管水银面的高度差．14．（16分）如图所示，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，轴线OO'垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处的点光源。S发出一束与OO'夹角θ=60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点，已知O'B=R，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：（1）透明半球对该单色光的折射率n；（2）该光在半球体内传播的时间。15．（12分）如图所示，光滑水平地面上方ABCD区域存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场，电场强度E=1×106N/C，方向竖直向上，AD距离为1m，CD高度为1m，一厚度不计的绝缘长木板其右端距B点1m，木板质量M=1kg，在木板右端放有一带电量q=+1×10-6C的小铁块（可视为质点），其质量m=0.1kg，小铁块与木板间动摩擦因数μ=0.4，现对长木板施加一水平向右的恒力F1=11.4N，作用1s后撤去恒力，g取10m/s1．(1)求前1s小铁块的加速度大小am，长木板加速度大小aM；(1)要使小铁块最终回到长木板上且不与长木板发生碰撞，求磁感强度B的最小值；(3)在t=1s时再给长木板施加一个水平向左的力F1，满足（1）条件下，要使小铁块回到长木板时恰能相对长木板静止，求木板的最小长度（计算过程π取3.14）．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

AC．根据和可知，因缺少火星的半径，故无法求出火星的质量、火星的第一宇宙速度，选项AC均错误；B．根据上式可知，火星探测器的质量m被约去，故无法求出其质量，B错误；D．根据可得又代入上式可知，火星的密度故可求出火星的密度，D正确。故选D。2、D【解析】

A．地球靠近木星时所受的万有引力与速度成锐角，做加速曲线运动，则运行速度变大，A错误；B．地球远离木星的过程，其距离r变大，则可知万有引力增大，由牛顿第二定律：则加速度逐渐减小，B错误；C．地球远离木星的过程线速度逐渐减小，而轨道半径逐渐增大，根据圆周运动的角速度关系，可知运行的角速度逐渐减小，C错误；D．木星的第一宇宙速度指贴着木星表面做匀速圆周的线速度，设木星的半径为R，满足，而地球过P点后做离心运动，则万有引力小于需要的向心力，可得可推得：即地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度，D正确；故选D。3、C【解析】

本题考查的是平抛运动的规律，两次平抛均落到斜面上，位移偏转角相等，以此切入即可求出答案．【详解】设斜面的倾角为，可得，所以，竖直方向下降的高度之比为1：2，所以，求得，再结合速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍，，，所以C正确．【点睛】平抛运动问题的切入点有三种：轨迹切入、偏转角切入、竖直方向相邻相等时间位移差为常数．4、B【解析】

A．根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线b受到的安培力不可能为0，故A错误；BD．导线a受到导线b给的向右的安培力和导线c给的向左的安培力，又因为通电电流Ia＜Ib＜Ic，ac之前的距离大于ab之间的距离，所以导线a受到的安培力可能为0，而导线b受到的安培力不可能为0，所以导线a、b受到的安培力的方向不一定相同，故B正确，D错误；C．根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线c受到的安培力的方向一定向右，故C错误。故选B。5、C【解析】

当拉力F小于最大静摩擦力，物体的位移为零；当F大于最大静摩擦力，根据牛顿第二定律可得：F﹣μmg=ma1物体在足够大的水平力F作用下的加速度a1=撤去拉力后，物体的速度撤去拉力后，物体的加速度物体继续滑行直至停止，运动的时间物体运动的总位移可见，作用时间t不变，s﹣F是一元二次函数，是开口向上的抛物线，故C正确，ABD错误。故选C。6、C【解析】

要使汽车停在停车线处，则图线与坐标轴所围图形的面积应刚好等于35m。A、B选项的面积明显均小于30m，D选项的面积为25m，而C选项的面积介于20m到40m之间。根据排除法，只有C正确。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】

AB．以小球为研究对象，分析受力情况，根据力图看出，薄板的作用力先减小后增大，木板对小球的作用力一直减小，由牛顿第三定律得知，小球对薄板的压力先减小后增大，小球对木板的压力减小，故A错误，B正确；C．根据图中线段的长度可以看出，两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力，故C正确；D．根据平衡条件可知，两板对小球弹力的合力等于小球的重力，故D错误。故选BC。8、AC【解析】由点电荷场强公式：，可得：，故A正确；由点电荷场强公式：，可得：，故B错误；从a到b电场力做功为：Wab=qUab=q（φa-φb）=q（6-3）=3q，从b到c电场力做功为：Wbc=qUbc=q（φb-φc）=q（3-2）=q，所以有：Wab：Wbc=3：1，故C正确；从c到d电场力做功为：Wcd=qUcd=q（φc-φd）=q（2-1）=q，所以Wbc：Wcd=1：1，故D错误。所以AC正确，BD错误。9、CD【解析】

A．处于中点的小球A的运动半径为，根据线速度与角速度的关系可知线速度A错误；B．处于中点的小球A的加速度为B错误；C．处于端点的小球B的向心加速度由牛顿第二定律可知小球B所受的合外力为C正确；D．设轻杆段中的拉力为，轻杆段中的拉力为，对小球A由牛顿第二定律可得对小球B由牛顿第二定律可得联立解得D正确。故选CD。10、CD【解析】

如图所示，电势差之比有由几何关系得。匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。则则连线MP为等势线。所以PQ是一条电场线，电场强度方向由Q向N。由几何关系得则电场强度大小为故选CD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.461.5×1049CD【解析】(1)选择开关置于“1mA”时，选择表盘第二排刻度进行读数，分度值为0.02A，对应刻度示数为23，故则测量结果为0.02×23=0.46A；(2)根据Ig=ER内，I=ER内+(3)A、根据电流红进黑出，在图（b）中，电表的右、左插孔处分别标注着“﹢”、“﹣”，故A错误；B、函数图象是非线性变化，导致欧姆表刻度不均匀，示数左大右小是由于外电阻增大，电路电流减小造成的，故B项错误。C、欧姆表调零通过调节滑动变阻器R0，调节至待测电阻Rx为零（即两表笔短接）时，电流表满偏，对应欧姆表示数为零，故C正确；D、欧姆表刻度不均匀的原因是待测电阻和电路电流关系非线性变化，而且I-Rx切线斜率大小随待测电阻值增大减小，即Rx阻值变化量对应电流变化量随待测电阻增大而减小，欧姆表刻度左密右疏，故D正确；故选CD。12、B乙远大于【解析】

(1)[1]电磁打点计时器是通过机械振动打点的，而电火花打点计时器是通过电火花来打点，用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小。故A不符合题意，B符合题意。

(2)[2]同学乙的做法正确。只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力与沙子和盘的重力大小相等，才能够消除摩擦力的影响。对于甲同学，小车开始运动时，沙子和盘的重力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力。

(3)[3]对于砝码、砝码盘和沙子，根据牛顿第二定律：mg-F=ma，只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时，绳子的拉力F才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力mg。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（i）342.9K（ii）4cm【解析】

利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，过程中封闭气体压强体积温度均变化，故对封闭气体运用理想气体的状态方程，即可求出当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度；保持温度不变，气体发生等温变化，对封闭气体运用玻意耳定律结合几何关系，即可求出左管气柱恢复原长时两个水银面的高度差．【详解】（i）当初管内气体压强p1=p-Δp=70cmHg，当左右两管内水银面相等时，气体压强p2=76cmHg由于右管截面积是左管的两倍，所以左管水银面将下降4cm，右管中水银面将上升2cm，管内气柱长度l2=80cm，根据