湖南省新高考教学教研联盟2023-2024学年高三下学期第一次联考物理试卷

绝密★启用前2024届新高考教学教研联盟高三第一次联考物理试卷姓名__________ 准考证号__________由长郡中学；衡阳市八中；永州市四中；岳阳县一中；湘潭县一中；湘西州民中；石门县一中；澧县一中；益阳市一中；桃源县一中；株洲市二中；麓山国际；郴州市一中；岳阳市一中；娄底市一中；怀化市三中；邵东市一中；洞口县一中；九江市一中；南昌市二中联合命题命题学校：郴州市一中 审题学校：攸县一中祁阳市一中注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动；用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项符合题目要求）1．在人类对世界进行探索的过程中，发现了众多物理规律，下列有关叙述中正确的是（）A．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因B．核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁C．在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了等效替代法D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷2．水滴石穿是生活中常见的现象，假设屋檐到下方石板的距离为，水滴从屋檐无初速度滴落到石板上，在内沿石板平面散开，水滴质量为，忽略空气阻力，g取，则石板受到水滴的冲击力为（）A． B． C． D．3．为了半定量地探究电容器两极板间的电势差与其带电量的关系，实验电路如图所示。取电容器A和数字电压表，（可看作理想电压表）相连，把开关接1，用几节干电池串联后给A充电，可以看到电压表有示数，说明A充电后两极板具有一定的电压。把开关接2，使另一个与A完全相同的且不带电的电容器B与A并联，可以看到电压表的示数变为原来的一半。然后，断开开关，闭合开关。关于该实验以及其后续操作，下列说法中正确的是（）A．闭合的作用是让电容器B完全放电B．接下来的操作是把开关接1，观察电压表的示数C．电容器的带电量变为原来的一半时，电压表示数也变为原来的一半，说明电容器“储存电荷的本领”也变为了原来的一半D．若使用磁电式电压表代替数字电压表，当和都断开时，电容器A的带电量不会改变，电压表指针将稳定在某一固定值4．如图所示，某种材料制成的扇形透明砖（已知其半径为R）放置在水平桌面上，光源S（图中未画出）发出一束平行于桌面的光线从O的某点垂直射入透明砖，经过三次全反射（每次都是恰好发生全反射）后垂直OB射出，并再次回到光源S。已知，光在真空中传播的速率为c，则该过程中，光在材料中传播的时间为（）A． B． C． D．5．一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的部分波形如图所示，M、Q为波上两个质点，其中Q比M早回到平衡位置，则下列说法正确的是（）A．该波的波长为B．该波沿x轴正方向传播C．从该时刻起，再经，质点M通过的总路程为D．该波的周期为6．如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，矩形线圈的电阻，将其接在理想变压器原线圈上。标有“”的灯泡L正常发光，交流散热风扇M正常工作，风扇的内阻为，交流电流表A（不考虑内阻）的示数为，导线电阻不计，不计灯泡电阻的变化，且。以下判断正确的是（）A．在图示时刻，穿过线圈磁通量变化最快B．从图示位置开始，当矩形线圈转过时，线圈中的电流方向为BADCBC．风扇输出的机械功率是D．原副线圈的匝数比7．有人设想：可以在飞船从运行轨道进入返回地球程序时，借飞船需要减速的机会，发射一个小型太空探测器，从而达到节能的目的。如图所示，飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球飞行，其轨道半径为地球半径的k倍。当飞船通过轨道Ⅰ的A．点时，飞船上的发射装置短暂工作，将探测器沿飞船原运动方向射出，并使探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而飞船在发射探测器后沿椭圆轨道Ⅱ向前运动，其近地点B到地心的距离近似为地球半径R。已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能。在飞船沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ以及探测器被射出后的运动过程中，其动能和引力势能之和均保持不变。以上过程中飞船和探测器的质量均可视为不变，已知地球表面的重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．飞船在轨道Ⅰ运动的速度大小为B．飞船在轨道Ⅰ上的运行周期是在轨道Ⅱ上运行周期的倍C．探测器刚离开飞船时的速度大小为D．若飞船沿轨道Ⅱ运动过程中，通过A点与B点的速度大小与这两点到地心的距离成反比，实现上述飞船和探测器的运动过程，飞船与探测器的质量之比应满足二、选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）8．2022年“互联网之光”博览会上，无人驾驶技术上线，无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下，对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试，从发现紧急情况到车静止，两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到①②两线所示的位移x随时间t变化的关系图像，图中OA和OB段为直线，已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动，且汽车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是（）A．图中的①线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像B．图中的②线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像C．两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等D．当发现紧急情况时两汽车的速度为9．如图所示，竖直平面内固定一半径为R的光滑圆环，圆心在O点。质量分别为m、的A、B两小球套在圆环上，用不可伸长的长为的轻杆通过铰链连接，开始时对球A施加一个竖直向上的外力，使A、B均处于静止状态，且球A恰好与圆心O等高，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．对球A施加的竖直向上的外力的大小为B．若撤掉外力，对球B施加一个水平向左的外力F，使系统仍处于原来的静止状态，则F的大小为mgC．撤掉外力，系统无初速度释放，当A球到达最低点时，B球的速度大小为D．撤掉外力，系统无初速度释放，沿着圆环运动，B球能够上升的最高点相对圆心O点的竖直高度为10．蜜蜂飞行时依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点进行定位做“8”字形运动，以此告知同伴蜜源方位。某兴趣小组用带电粒子在电场和磁场中的运动模拟蜜蜂的运动。如图所示，空间存在范围足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，其上、下边界分别为MN、PQ，间距为d。MN与PQ之间存在沿水平方向且大小始终为的匀强电场，当粒子通过MN进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过PQ进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为m、电荷量为的粒子在纸面内以初速度从A点垂直MN射入电场，一段时间后进入磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和磁场Ⅰ，以速度回到A点，磁场Ⅱ的磁感应强度，不计粒子重力。则下列说法正确的是（）A．粒子在水平向右的电场中运动的位移大小为dB．粒子在磁场Ⅱ中运动的速度大小C．粒子在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动的弦长为D．磁场Ⅰ的磁感应强度大小三、填空题（本题共2小题，共16分）11．（6分）某实验小组为测重力加速度，采用如图甲所示的装置，不可伸长的轻绳一端固定于悬点，另一端系一小球，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源，发出的光线与小球的球心在同一水平线上。（1）现用游标卡尺测得小球直径如图乙所示，则小球的直径为__________cm。（2）在实验中，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到悬点的距离L，同时调整光电门的位置使光线与球心始终在同一水平线上，实验时将小球拉至其球心与悬点处于同一水平面处，轻绳伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t。得到多组L和t的数据，作出如图丙所示的图像，图线的纵截距为，则当地的重力加速度__________（用字母b和d表示）。（3）若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。12．（10分）电池长时间使用后其电动势和内阻都可能发生变化，为了探究某电池的实际电动势和内阻，某同学设计方案对其进行测量。A．待测电池（电动势约，内阻未知）B．电压表（量程，内阻为）C．电流表（量程，内阻较小约为）D．电阻箱E．滑动变阻器F．开关、导线若干（1）实验时需要对电表进行改装，若将电压表最大量程扩大为，则应该串联的阻值应为__________；将电流表的量程扩大为，该同学采用了以下的操作：按图甲连接好实验器材，检查电路无误后，将S、、断开，将R的滑片移至__________（填“最左端”或“最右端”），将电阻箱调为最大，闭合S，适当移动R的滑片，使电流表示数为，保持R接入电路中的阻值不变，再闭合，改变电阻箱的阻值，当电流表示数为__________时，完成扩大量程。（2）保持电阻箱的阻值不变，闭合S、、，调节R不同的阻值，读出两个电表的读数U、I，并作出图像如图乙所示，可测得该电池的电动势__________，内阻__________。（结果保留2位有效数字）四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）13．（10分）如图所示，用两个质量均为m、横截面积均为S的密闭活塞P、Q，将开口向上的导热汽缸内的理想气体分成A、B两部分。上面活塞通过轻绳悬挂在天花板上，汽缸和汽缸下方通过轻质绳子悬挂的物块的质量均为2m，整个装置处于静止状态，此时两部分气柱的长度均为。环境温度、大气压强均保持不变，且满足，g为重力加速度，不计一切摩擦。（1）求此时A气体的压强；（2）剪断连接物块的绳子，一段时间后两活塞重新恢复平衡，求汽缸上升的距离。14．（12分）如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求：（1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度；（2）金属杆ab从开始运动的内所通过的位移；（3）从开始运动到电阻R产生热量时，金属杆ab所通过的位移。15．（16分）如图，质量为m的a球（中间有一个小孔）穿在足够长的光滑水平杆上。b球质量为km，a球和b球用长为L的轻杆相连。从图示位置，先给b球一个竖直向上的初速度，让b球越过最高点，假设b球连同轻杆在运动过程中均不会与水平杆相碰（稍微错开，但错开距离忽略不计，重力加速度为g）。（1）求b球到达坛高点时，a球的位移大小；（2）以a球初始位賛为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，求b球运动的轨迹方程；（3）当b球运动到水平杆下方，且轻杆与水平杆正方向夹角为时，求b球的速度大小。物理参考答案题号12345678910答案DCAACCBCADBCDCD一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求）1．D【解析】伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故A错误；核聚变反应所释放的光子来源于原子核内部，故B错误；在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了控制变量法，故C错误；故选D。2．C【解析】水滴做自由落体运动，由运动学公式，落到石板前速度。在内，由动量定理，解得。故选C。3．A【解析】开关接到1位置，给电容器A充电，再把开关接到2位置，电容器A电荷量减少一半，所以B选项错误；然后观察电压表示数，此时电压表示数减半，电容器储存电荷本领不变，C选项错误；断开，闭合，电容器B完全放电，A选项正确；磁电式电压表的工作原理是通电线圈在磁场中所受安培力的作用，通过电压表有电流，电压表会偏转，但指针不会稳定，所以D错误。4．A【解析】光路如图所示，由图中几何关系可知，由临界角公式有，解得，光在介质中传播的路程，光在介质中传播的时间。BCD错误；A正确。5．C【解析】简谐波在时刻的波形图中，设振动到波峰处的质点的平衡位置为，质点M、Q的平衡位置关于对称，则，，可得该波的波长为，故A错误。由Q比M早回到平衡位置可知，Q点向下振动，则该波沿x轴负方向传播，其波速，周期，故B、D错误。从该时刻起，波在内向负方向传播的距离，即平衡位置为的质点此时的波形恰好传播到M，此时M点在平衡位置且运动方向沿y轴正方向，在内，M点通过的总路程，故C正确。6．C【解析】在轨道Ⅰ上，万有引力提供向心力，地球表面的物体满足，得，故A错误；在椭圆轨道Ⅱ上，半长轴，根据开普勒第三定律，，故B错误；在轨道Ⅰ上时，探测器的引力势能为，由动能和引力势能之和保持不变得，则探测器刚离开飞船时的速度大小，故C正确；在轨道Ⅱ，飞船在A、B两点的速度，由机械能守恒定律，，，发射探测器时，由动量守恒定律，飞船和探测器质量之比，故D错误。二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）7．BC【解析】图示时刻，矩形线圈产生的感应电动势为零，此时线圈处于中性面，磁通量最大，磁通量的变化率为零，故A错误；从图示位置开始，当矩形线图转过时，由右手定则，AB边电流方向为从B到A，CD边电流方向为从D到C，线圈中的电流方向为BADCB，故B正确；电动机和灯泡并联，，，电动机输出功率，故C正确；灯泡正常发光，副线圈电压为，题中为升压变压器，故D错误。8．AD【解析】①线反应时间，②线反应时间，疲劳驾驶，反应时间较长，故②是疲劳驾驶，故A正确B错误；在图像中，前段图像重合，两测试车初速度相同，同样的测试条件，刹车后加速度相等，由运动学公式，刹车过程位移大小相等，故C错误；图中①线位移关系，②线位移关系，初速度，故D正确。9．BCD【解析】当外力作用在A球上时，小球B受重力和环给B竖直向上的弹力处于平衡状态，杆对B、A均无作用力，A球受重力和外力处于平衡状态，则，故A错误；当外力F作用在B球上时，A球受力如图所示，，B球受力如图所示，，故B正确；根据运动的合成与分解，A球和B球速度大小相等（A球和B球一起做圆周运动），A球从左侧圆心等高处到达圆环最低点时，B球从圆环最低点到达右侧圆心等高处，则由系统机械能守恒，，，故C正确；当B球上升到最大高度时，以圆环最低点为参考面，由系统机械能守恒，，可得，则B球能够上升的最大高度相对圆心O点的竖直高度为，故D正确。10．CD【解析】粒子在电场中运动时，竖直方向：，水平方向：，，，则粒子在水平向右的电场中运动的位移大小为，，设速度方向与PQ成角，，选项A、B错误。粒子在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动，，，选项C正确。粒子穿过PQ分别通过匀强电场和磁场Ⅰ，以速度回到A点，其运动轨迹如图，在磁场Ⅰ中做匀速圆周运动，由几何关系，，可得磁场Ⅰ的磁感应强度大小，选项D正确。三、填空题（本题共2小题，共16分）11．（6分，每空2分）（1）0.820 （2）bd （3）偏大【解析】（1）由图可知，主尺刻度为，游标尺上对齐的刻度为4，故读数为：。（2）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒，则有：，即，得，。（3）此时小球的遮光䆓度小于直径，遮光时间偏小，由于，测出的速度偏大，所以动能偏大。12．（10分，每空2分）（1）4800最右端6 （2）8.930【解析】（1）电压表扩大量程，串联一个定值电阻，断开、，闭合S，调节滑动变阻器阻值，让电流表读数，回路的总电阻，接入的滑动变阻器阻值远大于电流