2023年湖南省长沙市广益高三下学期联合考试物理试题含解析

2023学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（）A．行星的质量 B．恒星的质量C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比2、如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为(

)A．B．，C．，D．，3、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率νa＞νb＞νc，下列说法正确的是A．照射氢原子的光子能量为12.75eVB．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νaC．从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光频率为νcD．光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应4、如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为mA和mB的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，它们的质量之比mA:mB=2:1．当用水平力F作用于B上且两物块以相同的加速度向右加速运动时（如图甲所示），弹簧的伸长量xA；当用同样大小的力F竖直向上拉B且两物块以相同的加速度竖直向上运动时（如图乙所示），弹簧的伸长量为xB，则xA:xB等于（）A．1:1 B．1:2 C．2:1 D．3:25、下列说法正确的是（）A．物体的动能增加，其内能也一定增加B．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则热运动C．一定质量的气体膨胀对外做功，气体内能一定增加D．随着分子间的距离增大，分子间的引力、斥力都减小6、火星的质量是地球质量的a倍，半径为地球半径的b倍，其公转周期为地球公转周期的c倍。假设火星和地球均可视为质量分布均匀的球体，且环绕太阳的运动均可看成是匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）A．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为a：bB．同一物体在火星表面的重力与在地球表面的重力之比为a：bC．太阳、火星间的距离与日、地之间的距离之比为D．太阳的密度与地球的密度之比为c2：1二、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.轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B，让细线恰好伸直然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是（）A．B物体的动能增加量小于B物体重力势能的减少量B．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的増加量C．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量D．合力对A先做正功后做负功8、某时刻O处质点沿y轴开始做简谐振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，经过0.8s形成的波动图象如图所示。P点是x轴上距坐标原点96m处的质点。下列判断正确的是（）A．该质点开始振动的方向沿y轴向上B．该质点振动的周期是0.8sC．从O处质点开始振动计时，经过3.2s，P处质点开始振动D．该波的波速是24m/s9、一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是________．A．该波沿x轴正向传播B．该波的波速大小为1m/sC．经过0.3s，A质点通过的路程为0.3mD．A、B两点的速度有可能相同E.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4Hz10、如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30°，圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离L处有一小物体与圆盘保持相对静止，当圆盘的角速度为ω时，小物块刚要滑动．物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是A．这个行星的质量B．这个行星的第一宇宙速度C．这个行星的同步卫星的周期是D．离行星表面距离为R的地方的重力加速度为三、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）某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验装置图。(1)安装时一定要让刻度尺跟弹簧都处于同一______面内。(2)如果需要测量弹簧的原长，则正确的操作是_____。（填序号）A．先测量原长，后竖直悬挂B．先竖直悬挂，后测量原长(3)在测量过程中每增加一个钩码记录一个长度，然后在坐标系（横轴代表弹簧的长度，纵轴代表弹力大小）中画出了如图乙所示的两条图线，_____（填弹簧序号）弹簧的劲度系数大，_____（填弹簧序号）弹簧的原长较长。12．（12分）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．①下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______．③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率______．（用图中线段的字母表示）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，相距L=5m的粗糙水平直轨道两端分别固定两个竖直挡板，距左侧挡板=2m的O点处静止放置两个紧挨着的小滑块A、B，滑块之间装有少量炸药。炸药爆炸时，能将两滑块分开并保持在直轨道上沿水平方向运动。滑块A、B的质量均为m=1kg，与轨道间的动摩擦因数均为=0.2。不计滑块与滑块、滑块与挡板间发生碰撞时的机械能损失，滑块可看作质点，重力加速度g取10m/s2。(1)炸药爆炸瞬间，若有Q1=10J的能量转化成了两滑块的机械能，求滑块A最终离开出发点的距离；(2)若两滑块A、B初始状态并不是静止的，当它们共同以v0=1m/s的速度向右经过O点时炸药爆炸，要使两滑块分开后能再次相遇，则爆炸中转化成机械能的最小值Q2是多少?14．（16分）如图所示，一块质量为kg，长为m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上，在木板的左端静止摆放着质量为kg的小木块（可视为质点），薄木板和小木块之间的动摩擦因数为，薄木板与地面之间的动摩擦因数为．在时刻，在木板左端施加一水平向左恒定的拉力N，取m/s1．则：（1）拉力刚作用在木板上时，木板的加速度大小是多少？（1）如果一直作用在上，那么经多少时间将离开？（3）若在时间s末撤去，再经过多少时间和第一次速度相同？在此情况下，最终在上留下的痕迹的长度是多少？15．（12分）一U形管竖直放置，管内横截面积处处相等，左管绝热且上端封闭，右管导热且用活塞封闭。活塞a、b、c为厚度可忽略的光滑轻活塞，a隔热，b、c导热，a、b活塞下方为水银，上方为空气（可视为理想气体）。初始时，两空气柱和环境温度均为27℃，管内水银柱和空气柱长度如图所示。缓慢向下推动活塞c，直至a、b活塞处于同一高度为止。测量发现左侧空气柱温度升高5℃。已知大气压强p0=76.0cmHg。（计算结果保留一位小数）(1)求温度升高后左侧空气柱的压强；(2)求c活塞向下推动的距离。

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、C【解析】

恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为得到行星的质量以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为得到恒星的质量则有故ABD错误，C正确。故选C。2、D【解析】

对水平细线被剪断前的整体和小球B受力分析，求出两段弹簧中的弹力。水平细线被剪断瞬间，绳中力变为零，弹簧弹力不会突变，对A和B分别受力分析，由牛顿第二定律求出AB各自的加速度。【详解】设两球的质量均为m，倾斜弹簧的弹力为，竖直弹簧的弹力为。对水平细线被剪断前的整体受力分析，由平衡条件可得：，解得：。对水平细线被剪断前的小球B受力分析，由平衡条件可得：。水平细线被剪断瞬间，绳中力变为零，弹簧弹力不会突变。对水平细线被剪断瞬间的A球受力分析知，A球所受合力与原来细线拉力方向相反，水平向左，由牛顿第二定律可得：，解得：。对水平细线被剪断瞬间的B球受力分析知，B球的受力情况不变，加速度仍为0。故D项正确，ABC三项错误。【点睛】未剪断的绳，绳中张力可发生突变；未剪断的弹簧，弹簧弹力不可以突变。3、D【解析】

根据公式，可知，n=3，因此受到激发后的氢原子处于第n=3能级；A．根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：△E31=E3-E1=-1.51-（-13.6）=12.09eV，故A错误；B．频率大小关系为va＞vb＞vc，从n=3跃迁到n=2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为vc，故B错误；C．氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量最大，辐射出的光频率为va，故C错误；D．氢由n=3跃迁到n=1产生的光的能量12.09eV，依据光电效应方程，所以能使逸出功为10.2eV的金属能发生光电效应，故D正确。4、A【解析】

设mA=2mB=2m，对甲图，运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度：对A物体有：F弹-μ∙2mg=2ma，得；对乙图，运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度：对A物体有：F弹′-2mg=2ma′，得

则x1：x2=1：1．A．1:1，与结论相符，选项A正确；B．1:2，与结论不相符，选项B错误；C．2:1，与结论不相符，选项C错误；D．3:2，与结论不相符，选项D错误．5、D【解析】

A．物体的内能由分子动能和分子势能构成，与宏观的机械能大小无关，A错误；B．布朗运动是固体小颗粒的运动，不是分子热运动，B错误；C．根据热力学第一定律可知一定质量的气体膨胀对外做功，吸放热情况未知，所以气体内能不一定增加，C错误；D．随着分子间的距离增大，分子间的引力、斥力都减小，D正确。故选D。6、C【解析】

A．当卫星绕任一行星表面做匀速圆周运动时的速度即为该行星的第一宇宙速度，由解得则火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为故A错误；B．对于天体表面的物体，万有引力近似等于重力，即有：解得：则同一物体在火星表面的重力与在地球表面的重力之比为a∶b2故B错误；C．根据开普勒第三定律可知，太阳、火星之间的距离与日、地之间的距离之比为故C正确；D．由于太阳的质量、半径与地球的质量、半径的关系未知，所以不能确定它们的密度之间的关系，故D错误。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、AC【解析】

A．由于A、B和弹簧系统机械能守恒，所以B物体重力势能的减少量等于A、B增加的动能以及弹性势能，故A正确；B．整个系统机械能守恒，所以B物体杋楲能减少量等于A物体与弹簧机械能的增加，故B错误；C．根据功能关系除重力和弹簧弹力以外的力即绳子的拉力等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量，故C正确；D．由题意由静止释放B，直至B获得最大速度，该过程中A物体的速度一直在增大，所以动能一直在增大。合力一直对A做正功，故D错误。故选AC。8、BC【解析】

A．由上下坡法可知，质点开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；B．0.8s传播一个波长，周期为0.8s，故B正确；CD．波速v＝＝30m/s传到P点的时间t＝s＝3.2s故C正确，D错误。故选BC。9、ABC【解析】

A．由A质点的振动图象读出该时刻质点A的振动方向沿y轴负方向，由质点的振动方向与波传播方向的关系，可知波沿x轴正向传播，故A正确．B．由题图甲可知波长为λ=0.4m，由题图乙可知周期为T=0.4s，则波速为v==1m/s；故B正确．C．经过0.3s=T，则A质点通过的路程为s=3A=0.3m；故C正确．D．A、B两点间距为半个波长，振动情况始终相反，速度不可能相同；故D错误．E．发生稳定的干涉现象需要频率相同，则所遇到的波的频率f==2.5Hz时才能产生的稳定干涉．故E错误．故选ABC．点睛：根据振动图象读出各时刻质点的振动方向，由质点的振动方向判断波的传播方向是基本功，要熟练掌握．10、BD【解析】

当物体转到圆盘的最低点，由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力时，角速度最大，由牛顿第二定律求出重力加速度，然后结合万有引力提供向心力即可求出．【详解】物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：μmgcos30°-mgsin30°=mω2L，所以:.A．绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力即为其所受重力，即：,所以，故A错误；B．根据行星的第一宇宙速度公式得，该行星得第一宇宙速度为，故B正确；C．同步卫星在轨运行时，轨道处卫星受到的引力提供向心力，则有，解得：，由于同步卫星的高度未知，故而无法求出自转周期T，故C错误；D．离行星表面距离为R的地方的万有引力：；即重力加速度为ω2L．故D正确．【点睛】本题易错点为C选项，在对同步卫星进行分析时，如果公转圆周运动不能计算时，通常可以考虑求行星自传周期：同步卫星的周期等于行星自传周期．该行星赤道上的物体随行星一起做圆周运动时，万有引力可分解为重力和自传向心力，即，由于不能确定该行星表面上赤道地区的重力加速度，故而无法求出自传周期T；如果错误地按照自传向心力由万有引力提供，，解得：T=，就错了，因为是如果行星上物体所受万有引力全部提供自传向心力，该行星已经处在自解体状态了，也就是不可能存在这样得行星．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、竖直B【解析】

(1)[1]．安装时一定要让刻度尺跟弹簧都处于同一竖直面内。(2)[2]．为了减小由弹簧自重而产生的弹簧伸长对实验造成的误差，实验中应该先将弹簧安装好，竖直悬挂后再测量原长。故选B。(3)[3][4]．题图乙中斜率表示弹簧的劲度系数，所以弹簧的劲度系数大；横轴上的截距表示弹簧的原长，所以弹簧的原长长。12、ADD【解析】

采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误．根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误由折射定律可知折射率，，，联立解得四、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、（1）1.5m；（2）19J【解析】

(1)爆炸过程中，动量守恒，则有根据能量守恒可得解得m/s爆炸后二者减速运动，根据牛顿第二定律可得加速度均为=2m/s2爆炸后二者减速运动的位移=2.5m由于，A会碰到挡板后原速率返回，在继续减速