2024届湖南省天壹联盟高三年级下册4月联考物理试卷及答案

2024届高三4月大联考

科目：物理

（试题卷）

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。写在本试题卷上

无效。

3.本试题卷共7页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。如缺

页，考生须及时报告监考老师，否则后果自负。

4.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

姓名

准考证号

祝你考试顺利！

机密★启用前

2024届高三4月大联考

物理

一、单选题: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

一项是最符合题目要求的.

1.2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测科学技术试验卫星

在国际上首次在轨获取的太阳见谱线精细结构，凡是如图甲所示氢原子巴耳末

系中从九=3跃迁到鼠=2发出的光•将H.光束照射如图乙所示装置的金属板，验

电器指针没有张开.则下列说法正确的是

验电器金属板

甲

A.Ha光是氢原子巴耳末系中波长最短的谱线

B.换用从n=5跃迁到鼠=2发出的光照射金属板,验电器指针可能张开

C.增大照射金属板的HQ光束的强度,验电器指针可能张开

D.换用逸出功更大的金属板材料,验电器指针可能张开

2.抖空竹是一种传统杂技节目，叫“抖空钟”，南方也叫“扯铃”.表演者用两根短竿系

上绳子，将空竹（也有用壶盖或酒瓶）扯动使之旋转，并表演出各种身段.如图所

示,表演者保持一只手司不动，另一只手8沿图

中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响,

不计空竹和轻质细线间的摩擦力，且认为细线

不可伸长.下列说法正确的是

A.细绳B端沿虚线a向左移动时，细线对空竹的合力增大

B.细绳5端沿虚线6向上移动时，细线的拉力不变

C.细绳B端沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力减小

D.细绳5端沿虚线d向右移动时，细线的拉力不变

【高三物理试题第1页（共7页）】

3.如图所示，一装满水的长方体的玻璃容器，高度为疗a,上下两个面为边长4a的正

方形，底面中心。点放有一单色点光源，可向各个方向发射单色光.水面上漂浮一

只可视为质点的小甲虫，已知水对该单色光的折射率为鼠=

4

则小甲虫能在水面上看到点光源的活动区域面积为

A.l6a2B.7ira2C.9iTa2D.6.25a2

4.2023年10月5日，“新视野”探测器再次成功飞掠太阳系边缘柯伊伯带并发回小

行星“天涯海角”的真实画面.若小行星“天涯海角”的半径为R,围绕太阳做半径

为「、周期为T的匀速圆周运动；“新视野”探测器在以小行星“天涯海角”中心为

圆心、半径为□的轨道上绕其做圆周运动的周期为7\,不考虑其他星球的影响.已

知地球的公转半径为凡、公转周期为T。,则有

C.小行星“天涯海角”表面重力加速度为土

D.小行星“天涯海角”的第一宇宙速度为

NT〔R

5.在某次野外紧急救援演习中，救援小队用直升机投送小型救援物资包，直升机在

离地45m高度以恒定速度向目标位置匀速水平飞行,在离目标位置水平距离为

15m时投送物资包，结果物资包刚好落到目标位置;若直升机飞行高度降为20m,

仍以原来的速度匀速水平飞行，且直升机在离目标位置水平距

离45m处以1.5m/s2的加速度加速水平飞行，要使物资包也刚好&

落到目标位置，则直升机投送物资包时的位置离目标位置的水

平距离为（不考虑空气阻力的影响，不计物资包吊绳长度,g=出

10m/s2）

A.45mB.25mC.20mD.15m

6.如图所示，半径为尺的两平行金属圆环竖直固定,两圆环各带等量的同种电荷，电

荷量为。且电荷分布均匀，两圆环中心连线与环面垂直,P、V、N为连线

上的三个位置，且。户PM=MN=N（）2=R・不计两圆环电荷间的相互影响，下

【高三物理试题第2页（共7页）】

列说法正确的是

AQ\、（）2两点场强为0

B.P、N两点的场强相同八C\

C.P、N两点的电势不一定相等，八I\

nn上…f贬-3月）kQ忙7一春玉°2

D.P点的场强大小为^--------「士\\/

1007?2\J

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至

少有两个选项符合题目要求.全部选对得5分,选对不全得3分，有选错或不答

的得0分.

7.一简谐横波在水平绳上沿x轴负方向以o=20m/s

的速度传播.已知1=0时的波形如图所示，绳上两质

点M、N的平衡位置分别是xM=5m、*=35m.从该时

刻开始计时，下列说法正确的是

A.质点N的振动周期为2s

B.1.5s时质点M正向平衡位置靠近

C.质点V比质点N早0.5s回到平衡位置

D.7.5s时质点V、N振动的速度大小相同

8.自耦变压器以结构简单,体积小、成本低广泛运用于各种需要变换电压的场合，一

自耦理想变压器结构如图乙所示，电路中的电流表和电压表均为理想电表，已知

定值电阻凡=220。、凡=45。、&=20。,滑动变阻器总的最大阻值为40。，电源

电压随时间的变化如图甲所示（电源内阻不计），下列说法正确的是

A.当凡滑片滑至正中间时，电流表读数为0.5A,则%:鼠2=2：1

B.保持小:以不变,此滑片往下移动，电流表读数减小

C.如果鼠1：%=2：1,变压器输出功率最大值时用=20。,最大输出功率为55W

D.如果加1：%=4：1,用滑片滑至正中间,凡功率为4.4W

9.如图甲所示，对静止在光滑水平面上的木箱施加一水平向左的拉力此木箱加速度

a随时间力变化的图像如图乙所示,2.5s后加速度保持不变;箱内有一光滑斜面,

斜面倾角6=37。,可视为质点的滑块刚开始在斜面底部.已知木箱质量M=2kg,滑

块的质量m=1kg,斜面高〃=9.6cm.下列说法正确的是（sin37。=0.6、cos37。=0.8,g=

10m/s2）

【高三物理试题第3页（共7页）】

甲乙

A.Is末,水平拉力产的大小为4N

B.2s末,木箱的速度为6m/s

C.2.5s后滑块开始相对于斜面向上运动

D.2.8s末滑块到达斜面顶部

10.如图所示，两条电阻不计的光滑平行导轨AED和BFC与水平面成6角，平行导

轨之间间距为一劲度系数为人的轻质弹簧一端固定在。点，弹簧中心轴线与

轨道平行，另一端与质量为加、电阻为此的导体棒a相连接，导轨的一端连接定

值电阻色,匀强磁场垂直穿过导轨平面4500,45到CO距离足够大，磁感应强

度大小为之,。点到AB的距离等于弹簧的原长，导体棒从43位置静止释放，到

达E尸位置时速度达到最大,45到Eb距离为d,导体棒a始终与轨道良好垂直

接触,重力加速度为g,则下列说法正确的是Bo

A.导体棒在43位置时，加速度为gsind

(mgsin0-kd)(R+R)

B.到达EF时导体棒最大速度为12

22

BOL

c.下滑到最低点的过程中导体棒机械能先增大后减小

D.导体棒最终可以回到AB位置

三、非选择题:本题共5小题，共56分.

11.（8分）用下列器材测量当地重力加速度g:一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细

线，打点计时器,纸带，频率为50Hz的交流电源，直尺,6个槽码（每个槽码的质量

均为机=10g）.打点计时器

（1）补充下列实验步骤中的内容：

i.按图甲安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接纸,

在质量为般的小车上，另一端悬挂着6个槽码.改变［带］曰==

轨道的倾角,用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带|g

上打出了一系列的点,表明小车沿倾斜轨道用

----------甲

匀速下滑；

ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸

带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；

【高三物理试题第4页（共7页）】

iii.依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii;

iv.以取下槽码的总个数鼠（1W"W6）的倒数,为横坐标，,为纵坐标，在坐标纸上

na

作出关系图线,如图丙所示.

an

（2）①下列说法正确的是（填字母）.

A.为了减小实验误差，轨道一定要光滑

B.接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放

C.小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行

D.若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小

为4mg

②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则此次实

验小车的加速度大小a=m/s2（计算结果保留两位有效数字）.

/1234567）

［卜43.6+51.860.068.2>卜76.4中84.6>|（

乙单位：mm

③测算得工-,关系图线,如图丙所示，斜率心2.50s2/m,截距

an

6=0.103s2/m,则当地重力加速度g=m/s"计算

结果保留两位有效数字）.

12.（8分）某学习小组为了测量一毫安表的内阻RA，同时恢复一只

表盘刻度线清晰完整，但刻度值已模糊不清的欧姆表的中央刻

度值.请完善下列实验步骤：

（1）机械调零后，将欧姆表选择开关拨至“x10。”挡,完成欧姆调零.

（2）连接好的实验电路（如图甲所示），图中b为（填“红”或“黑”）表笔.

（3）调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如

图乙所示的U-I图像.某次操作中毫安表的指针偏转如图丙所示，毫安表示

【高三物理试题第5页（共7页）】

数为mA,此时欧姆表的指针偏角达到其满偏的

(4)断开开关,取下表盘,欧姆表正中央刻度应标记的数值为.

(5)毫安表的内阻为。(保留三位有效数字).

13.(10分)图甲为我国某电动轿车的空气减震器(由活塞、气缸组成,活塞底部固定

在车轴上).该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简

化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积S=20cn?的活塞封闭

一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接.封闭气体初

62

始温度北=300K、长度4=17cm、压强Pl=3.0x10Pa,重力加速度g取10m/S.

(1)为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向气缸内充气，让气缸缓慢上升△£=

10cm,此过程中气体温度保持不变，求需向气缸内充入与缸内气体温度相

同、压强Po=1.0xl()5pa的气体的体积V.

(2)在(1)问情况下，当车辆载重时,相当于在汽缸顶部加一物体4,气缸下降，稳

定时气缸内气体长度变为4=24cm,气体温度变为r2=320K.

①求物体4的质量m.

②若该过程中气体放出热量Q=18J,气体压强随气体长度变化的关系如图丙

所示,求该过程中气体内能的变化量AU.

【高三物理试题第6页(共7页)】

14.(14分)如图乙所示,半径为R、圆心角为60。的光滑圆弧轨道，下端与水平面相

连，一质量为m的小球从圆弧顶点静止释放.在足够长水平面上有一质量为

>%)的滑块静止于水平面，滑块与水平面有摩擦，小球在水平面上的运动如图甲

虚线所示，运动过程忽略小球与轨道摩擦，小球与滑块发生碰撞,假设小球与滑

块的碰撞均为弹性碰撞，测得小球与滑块发生第一次碰撞后到第二次碰撞前相

隔的最大距离是d,求：

(1)滑块与水平面间的动摩擦因数；

(2)小球第一次与滑块碰撞到第二次碰撞的时间；

(3)滑块在水平面上通过的总路程.

15.(16分)如图甲所示的坐标系中光<0区域有沿y轴负向的匀强电场，电场强度E

=300N/C,.%>0区域有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小和方向随时间的

变化关系如图乙所示，当垂直纸面向里时磁感应强度为正，图中舔=1T,有足够

大的荧光屏垂直于%轴放置并可沿%轴水平移动。现有一带电粒子质量

129

m=2xlO-kg,Et>9=+3xlO-C的带电粒子从电场的P点(已知P点y轴坐标

为0.3m)，沿平行%轴以某一初速度进入电场，恰好从坐标原点与.%轴成60。进入

磁场，取带电粒子进入磁场为力=0时刻,不计粒子重力，答案可用根号表示，求:

(1)带电粒子的初速度；

(2)若要完整研究带电粒子在磁场中的运动轨迹,磁场沿y轴方向的最小区间的

上限坐标力和下限坐标y2；

(3)若要带电粒子垂直打在荧光屏上，荧光屏所在位置的无轴的可能坐标值.

B

【高三物理试题第7页(共7页)]

2024届高三4月大联考-物理

参考答案、提示及评分细则

1.【答案】B

【解析】H.是氢原子巴耳末系中频率最小、波长最长的谱线,A错误;光电效应产生的条件是

人射光的频率大于金属的极限频率，验电器指针没有张开，说明入射光的频率小于金属的极

限频率，据利用玻尔理论中的频率条件®=筑-&2可知从兀=5跃迁到九=2发出的光频率比

观光束频率要高，用该光照射金属板，可能发生光电效应现象，验电器指针可能张开,B正

确;增大凡光束的强度，不能发生光电效应现象,C错误;改用逸出功更大的金属板材料，其

人射光的频率更小于金属的极限频率,不能发生光电效应,D错误，故选B.

2.【答案】B

【解析】沿虚线a向左移动时,细线对空竹的合力与重力等大反向，可知合力不变,A错误;沿

虚线b向上移动时,48两点水平间距不变，绳长不变,可知细线与竖直方向的夹角。不变，则

细线的拉力不变,B正确;沿虚线c斜向上移动时，细绳与竖直方向的夹角。增大，则细线的拉

力将增大,C错误;沿虚线d向右移动时，细绳与竖直方向的e角增大，则细线的拉力将增大,

D错误，故选B.

3.【答案】A

【解析】根据介质对光的折射率sinC='及几何关系可得，当入射角为临界角时，在上表面能

n

折射出光线的最大半径为3a,大于水面对角线的一半，因此光线在上表面能被光照亮的区域

是整个水面，所以面积为16a2.故选A.

4.【答案】D

3

【解析】开普勒第三定律1r=k其中人与中心天体有关，“新视野”探测器、地球做圆周运动的

中心天体不同,A、B错误;在天涯海角表面，不考虑星球自转的影响有：G雪=mg|=gL”;

RR

Mm4仃24172rl1

对“新视野”探测器Gmm」，尸man，解得M二—,因探测器的运动半径大于小行星的

41T2r

半径,可知小行星表面的重力加速度不等于一,C错误;对小行星的近地卫星GT=Q）

T；R~

［高三物理试题参考答案第1页（共7页）】

V.GM箸，D正确，故选D.

下,解得%

K

5.【答案】C

【解析】离地/i1=45m投送时，物资包做平抛运动的时间tl==3s,直升机飞行的速度大

小为5m/s,离地/“=20m投送时，物资包做平抛运动的时间々=/'=2s,设直升机投送物资

包时速度为“，离目标位置水平距离为£,依题意有：

/-52=2XL5X（45F）①

x=2。②

联立①②解得直升机投送物资包时的位置离目标位置水平距离为20m,C项正确，故选C.

6.【答案】D

【解析】因为两圆环彼此在对方圆心处场强不为0,A错误;P、N两点场强大小相等但方向不

同,B错误;根据对称性特点可知P、N两点是等势点,C错误；

7.【答案】ACD

【解析】由题知4=2m,入=40m则有7=*=2s,A正确；1.5s时质点N处的振动信息刚好传到

质点M处，此时M将远离平衡位置,B错误；由题意可知质点M第一次回到平衡位置需要

0.25s,而质点N第一次回到平衡位置的时间t=5（：Fs=0.75s,C正确;4=7.5s=（3+V）T,在

33

振动了3T后,质点M和N的振动状态和t=0时一样,只需要考虑不T内的情况,在二7二1.5s

44

内，波向前传播的距离为30m,质点N的振动状态传播到£=5m质点（即质点M）处，处=65m

处质元的振动状态传播到”=35质点（即质点N）处，此时质点M和N的振动速度大小相等,

方向相反,D正确，故选ACD.

8.【答案】AC

【解析】当此滑片滑至正中间时，变压器输出端总电阻R=550,电压为G、电流为4，根据%/

n2=k=Ul/U2=I2/Il，可得4=0.54,又U2=U/k①、12=②、5=。-/岛③，联立①②③可

得4=2：1,A正确;凡滑片下滑，输出端总电阻减小，总电流增大，则输入电流增大，电流表读

数增大,B错误;当变压器输出功率最大时，输出端总电阻七有=凡,可得R=55。,根据串

2

并联电路电阻的规律有R=Rt+R2R3/（R2+凡），可得R3=20。，根据Pm=U/4R0，可得最大输

【高三物理试题参考答案第2页（共7页）】

出功率为55W,C正确；根据n1/n2=A=t/1/C72=I2/Ix，可得"=44,4=乜，又有R=U2/I2,当

R3滑片滑至正中间时,变压器输出端总电阻R=550,可得&//1=880。，又q=,可得

-=0.2A,根据P。=/依。,尸0=8.8W,D错误，故选AC.

9.【答案】BC

【解析】以木箱作为参考系，当滑块相对于斜面刚要发生相对滑动时受到重力和支持力作用，

此时滑块的加速度a=gtan6=7.5m/s2,1s末由图可知a=Bm/s,,滑块相对于木箱没有发生相

对运动，滑块木箱可视为整体，据〃=(M+〃z)”可知F=9N,A错误;根据图求面积可知2s内

速度增加量Ay=aA«=6m/s,2s末速度为6m/s,B正确;2.5s末滑块的加速度为7.5m/s2,滑块

相对于斜面开始滑动,C正确；

D选项，方法一：

TT1

2.5s后开始发生相对滑动，设相对加速度为由，根据ma=7nacosO-7ngsin。,「片，解得

{sincz2t

=0.4s,则滑块到达斜面顶部时刻为2.9s末,D错误.

D选项，方法二:滑块相对于斜面运动时，受到重力和支持力F作用，将支持力正交分解成水

平分力％和竖直方向的分力K,竖直方向有:%=3?望①,水平方向有:%=理丝②，滑块

mm

从斜面底端运动到顶端过程，设斜面底边长入，竖直方向有田=；%/③，水平方向有I=；(a

TT

-a,)产④又tan”工⑤联立①~⑤式有j=0.4s,则滑块到达斜面顶部时刻为2.9s末,D错误，

故选BC.

10.【答案】AB

［解析］导体棒a在48位置只受重力和支持力，根据mgsinO=ma,a=gsin0,A正确；到达EF

22(mssinO-kd')(R,+R-,)

时速度达到最大,合力为0,受力分析可得mgsind-kdB-L^-V=0^v=------,

KI十尺2BL

B正确；由于电路中焦耳热增加，弹簧弹性势能增加，根据能量守恒,导体棒机械能不断减

小,C错误;整个过程中焦耳热增加,所以导体棒与弹簧组成的系统机械能减少，不能回到原

位置,D错误，故选AB.

II.【答案】(共8分，每空2分)⑴距离相等⑵①BC②0.82③9.7

【解析】(1)若小车匀速下滑，则小车在相等时间内通过的路程相等，因此在纸带上打出一系

列距离相等的点.

(2)①A.轨道不需要光滑,A错误；

B.先接通电源，后释放小车，小车应从靠近打点计时器处释放,B正确；

C.小车下滑时,为保证实验的准确性，应使细线始终与轨道平行,C正确；

D.悬挂着6个槽码时,小车匀速下滑，则Mgsin0-f=6mg

【高三物理试题参考答案第3页(共7页)】

若细线下端悬挂着2个槽码，小车加速下滑，设绳子的拉力为r；

根据牛顿第二定律,对槽码Tr-2mg=2mar

又寸/卜车F合=Mgsin0-f-Tf=6mg-2m(g+a,)<6mg-2mg=4mg

所以槽码加速上升时，小车下滑过程中受到的合外力小于4叫，故D错误，故选BC.

②相邻计数点间的时间间隔为7=：=总=0.1s,根据逐差法，加速度为

—

%471%14(68.2+76.4+84.6)(43.6+51.8+60.0)八

a=----r=--------------------；-------------xlO3m/s2=0.820m/s2.

(37)2(3x0.1)2

故a=0.82m/s2.

③对小车，匀速时有Mgsin0-f=6mg

减小n个槽码后,对小车和槽码分别有Mgsin6-f-T=Ma

T-(6-n)mg=(6-n)ma

联立可得l=旬刊•故图像的截距4工,代入数据解得g=9.7m/s2.

amgngg

12.【答案】(共8分，每空2分)(2)黑(3)0.50(3)20(4)100

【解析】(2)根据图甲可知欧姆表的b表笔与毫安表的正接线柱相连,对于毫安表电流是从

正接线柱流入，负接线柱流出,则可知对于欧姆表电流是从b表笔流出，a表笔流入，依据“红

进黑出”原则，可知b表笔为黑表笔.

(3)毫安表读数为0.50mA.

(4)由读数知欧姆表满偏电流为7.5mA,尺。=厂=2000,则Ra=20x"10。”，故正中央刻度应

max

标记的数值为20.

(5)由图乙可知，欧姆表内的电源电动势为E=1.5V,欧姆表内阻和毫安表内阻之和为r=%

+此，根据闭合电路欧姆定律得：U=E-/r.结合U-/图像可知「=坐=L5-L3：=3ooo则

△/0.5x10-3

毫安表的内阻兄=100。.

3

13.［答案］(1)6.0xl(y3m3(或6.0X10^m)

(2)①120k虱或12kg)②180J(或L8J)

【解析】(1)设充人的气体体积为匕则有

p1L1S+p0V=p1(£1+AL)S(2分)

p.SAL

解得:p=-----=6.0xl0-3m3(l

Po

»,SA£

(若按Pi=3.OxlO，Pa计算的，或解得:卜=-----=6.0xl0「4m3(i分))

Po

(2)①由理想气体状态方程有：

【高三物理试题参考答案第4页(共7页)】

P]S（£]+A£）p2sL2

----7-----=^^（1分）

1112

解得P2=3.6xl（）6pa（i分）

55

（若按0】=3.0x10Pa计算的，解得,p2=3.6xlOPa（l分））

（P2-Pi）S=mg（l分）

解得m=120kg（l分）

5

（若按P1=3.OxlOPa计算的，或解得机=12kg（1分））

_p,+p9

②外界对气体做功:昨丁4（4+川乜2）（1分）

解得:卯=198J（1分）

（若按Pi=3.OxlO，Pa计算的，或解得:卯=19.8J（1分））

由热力学第一定律有:40=17-0=198-18=180J（1分）

（若按Pi=3.0xl（）5pa计算的，或结果:AU=W-Q=19.8-18=1.8J（1分））

卬答案】⑴4⑵崇⑶*

【解析】（1）释放小球后,;n若二加即（l-cos60。）（1分）

得到达水平面的速度%二J露（1分）

小球与滑块发生弹性碰撞:恤0二叫+肠2（1分）

二5*+；飒（1分）

解倚%=F7。%=FZo（l分）

m+Mm+M

碰后小球匀速，滑块减速，当％=%时，两者距离最大,设经历时间为0

则由题意有2~h-外1=（1（1分）

对滑块运用动量定理=的；-腑2（1分）

解得〃=2（1分）

2d

（2）第一次碰撞后从相距最大到第二次碰撞经历时间为%,

则有4力2-（。2-3~*）="（1分）

解得々=严=用■，由上式解得a=々（1分）

7a晒

4d

所以第一次