2023-2024年湖南省长沙市高三下学期高考模拟预测物理试卷（解析版）

长沙市一中2024届模拟试卷（一）物理一、单选题1.2024年是量子力学诞生一百周年，一百年前的1924年6月13日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“UberQuantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（）A.普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律B.爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关C.康普顿效应进一步证实了光的波动说D.玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光【答案】A【解析】普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律，故A正确；爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关，故B错误；光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应进一步证明了光子具有动量，具有粒子特性，故C错误；玻尔原子理论认为，氢原子只能处于一系列不连续能量状态中，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光，故D错误。故选A。2.下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（）A.图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的衍射现象B.图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射C.图丙是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样D.图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波【答案】B【解析】图甲是检测工件的平整度，观察到的明暗相间的条纹，属于光的干涉现象，故A错误；图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故B正确；图丙是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，故C错误；图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D错误。故选B。3.如图所示，用轻弹簧连接的、两辆小车质量相等，静止在光滑的水平面上，车与竖直墙面接触。将小车向左推压缩弹簧，使弹簧获得弹性势能，然后释放小车，下列说法正确的是（）A.弹簧从释放到第一次恢复原长过程中，、的总动量守恒B.弹簧从释放到第一次恢复原长过程中，墙壁对的冲量大于的动量变化量C.离开墙壁后，弹簧最长时的弹性势能小于D.离开墙壁后，弹簧最短时的弹性势能等于【答案】C【解析】弹簧从释放到第一次恢复原长过程中，由于墙壁对有弹力作用，所以、的总动量不守恒，故A错误；弹簧从释放到第一次恢复原长过程中，以、为系统，根据动量定理可知，墙壁对的冲量等于系统的动量变化量；而此过程静止不动，所以墙壁对的冲量等于的动量变化量，故B错误；离开墙壁后，、组成的系统满足动量守恒，当弹簧最长时，设此时弹簧的弹性势能为，此时、有相同的速度，且不为；根据系统机械能守恒可得，可知弹簧最长时的弹性势能小于，故C正确；离开墙壁后，、组成的系统满足动量守恒，当弹簧最短时，设此时弹簧的弹性势能为，此时、有相同的速度，且不为；根据系统机械能守恒可得，可知弹簧最短时的弹性势能小于，故D错误。故选C。4.吴健雄是著名的核物理学家，被誉为“东方居里夫人”，她用衰变实验证明了李政道和杨振宁提出的弱相互作用中的宇称不守恒理论。1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的第号小行星命名为吴健雄星，其半径为。若已知地球半径为，地球的第一宇宙速度为，该小行星的密度是地球的倍，则该小行星的第一宇宙速度为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】假设吴健雄星质量为，体积为，由密度公式可知，即，化简后可得，由万有引力公式提供向心力可知，可得，假设吴健雄星第一宇宙速度为，同理可知，故选D。5.一辆质量为的小汽车在水平地面上由静止开始运动，其功率随速度的变化关系如图所示，其中段平行于轴，汽车匀速运动阶段的速度为。根据图像，下列说法正确的是（）A.速度增大到的过程中，汽车的加速度逐渐减小，当时，B.汽车与地面间的摩擦力大小为C.在段汽车的位移为D.若段汽车的位移为，则段汽车运动的时间【答案】C【解析】图像斜率代表牵引力，速度增大到的过程中，汽车的牵引力不变，加速度不变，故A错误；汽车匀速运动阶段的速度为，此时牵引力等于摩擦力，汽车与地面间的摩擦力大小为，故B错误；图像斜率代表牵引力，汽车牵引力在段不变，故汽车为匀加速启动，在A点功率为额定功率，牵引力为匀加速运动的牵引力，故匀加速阶段的牵引力为，，，联立得，故C正确；根据动能定理，得，故D错误。故选C。6.如图所示，质量为的带电小球用长的绝缘线悬挂于点，现把另一带电小球从无穷远处缓慢地水平移至球原来的位置，此时细线偏过角度。若规定无穷远处为电势零点，则距电荷量为的点电荷处的电势（为静电力常量），重力加速度为，则此过程中外力所做的功为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】由图可知，平衡时，、两球相距为，对受力分析可知，在运动过程中，外力做功为重力势能增加量和电势能增加量的和，即，故选A。二、多选题7.分别沿轴正向和负向传播的两列简谐横波、的振动方向相同，振幅均为，波长均为，波速均为。时刻，波刚好传播到坐标原点，该处的质点将自平衡位置向下振动；波刚好传到处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。如图是、两列波在某时刻的波形图，则下列说法正确的是（）A.实线可能是波在时刻的波形图 B.实线可能是波在时刻的波形图C.平衡位置在处的质点为振动加强点 D.平衡位置在处的质点为振动加强点【答案】B、C【解析】两列波的周期为，则，所以在时，波在坐标原点处的质点振动到负向最大位移处；波在处的质点振动到正向最大位移处，所以实线可能是波在时刻的波形图，故A错误，B正确；平衡位置在处的质点到坐标原点和处的距离分别为和，则两列波到处的波程差为，因为两列波在时刻的振动方向相反，所以平衡位置在处的质点为振动加强点，故C正确；两列波到处的波程差为，平衡位置在处的质点不是加强点，故D错误。故选B、C。8.如图，发电机的矩形线圈放置在匀强磁场中匀速转动，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，理想电流表与发电机线圈相连（发电机线圈电阻不可忽略）。若已知理想电流表读数为，则下列说法正确的是（）A.如图所示的时刻，发电机线圈中感应电流为 B.流经电阻的电流为C.理想电流表读数为 D.若用一阻值更大的电阻替换，则电阻消耗的功率会变大【答案】B、D【解析】此时刻线圈平面与中性面垂直，磁通量为，但磁通量的变化率却是最大，故感应电动势最大，发电机中的感应电流最大，A错误；根据欧姆定律，可知两端的电压，由变压器的原理，同理，对于则有，解得，所以通过的电流，B正确；由变压器的原理可知，把上述结果代入可得，即电流表，C错误；对于,其功率，，解得，若仅把换成阻值更大的，可知，此时该用电器的功率减小，原线圈的电流随之减小，原线圈回路发电机线圈电压减小，故原线圈两端的电压增大，则两端的电压增大，故消耗的功率变大，D正确。故选B、D。9.如图，足够长的平行光滑金属导轨水平固定放置，宽度为，一端连接电动势为、内阻为的电源。导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为，质量为、电阻为的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，不计导轨电阻。现闭合开关，导体棒运动一段位移后达到最大速度，则下列说法正确的是（）A. B.通过导体棒的电荷量C.安培力对导体棒做功的大小等于导体棒上产生的焦耳热 D.导体棒上产生的焦耳热【答案】A、D【解析】导体棒在安培力作用下运动，电路中的电流，当导体棒达到最大速度时，则，解得，故A正确；对导体棒由动量定理得，通过导体棒的电荷量，解得通过导体棒的电荷量，故B错误；根据动能定理可知安培力对导体棒做功等于导体棒动能增加量；在数值上，安培力做功的大小也等于系统产生的焦耳热，故C错误；根据能量守恒定律可得，导体棒上产生的焦耳热，解得，故D正确。故选A、D。10.如图，轻质的光滑滑轮与质量为的物块由一硬轻杆连接在一起，成为一个物体，物块放置于水平面上。质量为的物块与跨过滑轮的轻绳一端相连，轻绳另一端固定在墙上且水平，物块与物块间的动摩擦因数为，重力加速度为。则下列说法正确的是（）A.若静止，则地面对的作用力为B.若水平地面光滑，则、的加速度大小关系为C.若水平地面光滑，则的加速度大小D.若水平地面光滑，则轻绳的拉力【答案】B、C【解析】当静止时，、可看做为一个整体，整体受力分析可知，可得，受到的支持力和摩擦力为，，，故A错误；若水平地面光滑，令物块、间的弹力为F，对分析有，物块在竖直方向上有，物块在水平方向上有，由于物块竖直方向向下的位移大小等于水平向右的位移，则有，解得，故B正确；根据B选项中公式，联立可得，即，故C正确；由C选项可知，则有，故D错误。故选B、C。三、实验题11.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。（1）（单选）在“研究平抛物体运动”的实验中，下列因素不会使“研究平抛物体运动”的实验的误差增大的是______。A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的计算点离原点很近（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，图2中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是______。（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，为平抛起点，在轨迹上任取三点、、，测得、、三点竖直坐标为、为、为，测得、两点水平距离为，则小球在点的速度为______（取）。【答案】（1）A；（2）C；（3）【解析】（1）小球与斜槽之间有摩擦对实验无影响，选项A符合题意；安装斜槽时其末端不水平，则小球不能做平抛运动，会使实验产生误差，选项B不符合题意；建立坐标系时，应该以小球球心的投影点为坐标原点，若以斜槽末端端口位置为坐标原点则会产生误差，选项C不符合题意；根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的计算点离原点尽量远些，若很近就会产生实验误差，选项D不符合题意。故选A。（2）根据，，可得，则图像是过原点的直线，故选C；（3）根据，可得，则，，水平速度，点的竖直速度，点的速度。12.一同学测量某干电池的电动势和内阻。（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①_________；②_________。（2）实验测得的电阻箱阻值和电流表示数，以及计算的数据见下表：根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像______。由图像可计算出该干电池的电动势为______；内阻为______。（结果均保留三位有效数字）（3）为了得到更准确测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的内阻精确值应为______。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）①.开关未断开②.电阻箱阻值为零；（2），，；（3）【解析】（1）①②连接电路时开关没有断开；电阻箱的电阻箱阻值为零，没有调到最大；（2）根据表中数据作图如下由，可得，图线斜率为干电池电动势，则有，纵轴截距的绝对值是干电池内阻为。（3）电压表的分度值是，所以电压为，电流表内阻为，所以干电池的内阻精确值应为。四、解答题13.如图所示，一足够长、两侧粗细均匀的型管竖直放置。管内盛有水银，右端开口，左端封闭一定质量的理想气体，封闭气体的长度，右管水银液面比左管水银液面高。大气压强。（1）求左管内封闭气体的压强；（2）现从右管口逐渐取出水银，直到右管中水银液面下降为止，求此时左管内封闭气体的压强。设整个过程温度不变。【答案】（1）；（2）【解析】（1）以封闭气体为研究对象，设初始时气体的压强为，有。（2）设最终左侧封闭气体的液面下降高度为，管的横截面积为，初始时气体的体积为，最终阶段气体的体积为，最终阶段气体的压强为，由于该过程气体的温度不变，即发生等温变化，有，解得。14.如图为质谱仪的原理示意图，带电粒子从粒子源无初速度飘出，经电压加速后穿过狭缝垂直进入磁感应强度为的磁场，并打在显示屏上，显示屏最左边的点记为，最右边的点记为，已知带电粒子在磁场中形成的等效电流大小为，显示屏在狭缝的左侧，其上的亮斑与狭缝距离为。（不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用）（1）求粒子的比荷；（2）若粒子打在显示屏上不反弹，求带电粒子对显示屏的作用力大小；（3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。如图，狭缝左、右边缘分别在、，，，，设磁感应强度大小可调，为保证上述粒子均能打到显示屏上，求匀强磁场磁感应强度大小的范围。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）带电粒子在电场中加速，根据动能定理，有，由洛伦兹力提供向心力，有，可得，则粒子的比荷的大小为。（2）设时间内有个粒子打在屏上，根据电流的定义式有，由牛顿第三定律，显示屏受力与粒子受力大小相等，取打在屏上时速度方向为正，由动量定理，有，解得。（3）：，，，：，，，得。15.