湖南省长沙二十一中2023年高三物理试题下学期4月模拟训练试题（二）

湖南省长沙二十一中2023年高三物理试题下学期4月模拟训练试题（二）注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、靠近地面运行的近地卫星的加速度大小为a1，地球同步轨道上的卫星的加速度大小为a2，赤道上随地球一同运转（相对地面静止）的物体的加速度大小为a3，则（）A．a1=a3＞a2 B．a1＞a2＞a3 C．a1＞a3＞a2 D．a3＞a2＞a12、如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m1和m2且m1≠m2，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。则（）A．轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关B．轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关C．轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变3、如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。现用水平力F缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持两小球处于静止状态。下列说法正确的是（）A．最终状态时，水平拉力F等于B．最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹性势能保持不变C．最终状态与初态相比，右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功D．最终状态与初态相比，系统的机械能增加4、帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力．下列图中能使帆船获得前进动力的是A． B．C． D．5、如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（）A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B．金属细杆受到的安培力增大了C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL D．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL6、如图所示，在与水平方向成θ角的匀强电场中有一绝缘光滑细杆，底端固定一带正电的小球，上端有一带正电的小环，在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，下列关于小环能量变化的说法中正确的是（）A．重力势能与动能之和增加 B．电势能与动能之和增加C．机械能守恒 D．动能一定增加二、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、抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109—6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109—2.64×109Hz，则____A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快B．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站C．空间中的5G信号和4G信号不会产生干涉现象D．5G信号是横波，4G信号是纵波E.5G信号所用的无线电波具有波粒二象性8、图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（）A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin50πt(V)B．变压器原、副线圈中的电流之比为1：4C．变压器输入、输出功率之比为1：4D．RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大9、如图所示，在竖直平面内，倾斜长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平面上的竖直轻弹簧连接。使物块位于A点时，细线自然拉直且垂直于长杆弹簧处于原长。现将物块由A点静止释放，物块沿杆运动的最低点为B，C是AB的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则（）A．物块和弹簧系统机械能守恒B．物块在B点时加速度方向由B指向AC．A到C过程物块所受合力做的功大于C到B过程物块克服合力做的功D．物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量10、如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为m2。施加微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间A与立方体B的速率之比为1:2B．小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，立方体B的速率为C．小球A落地时速率为D．小球A、立方体B质量之比为1:4三、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）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。A．小球的质量mB．AB之间的距离HC．小球从A到B的下落时间tABD．小球的直径d（2）小球通过光电门时的瞬时速度v=_________(用题中所给的物理量表示)。（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值=_______________（用k、k0表示）。12．（12分）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷，得到多组数据，有尽可能高的测量精度。(1)电流表应选用______，电压表应选用_______。(2)完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。_____(3)在实验中，有的同学连成下图所示的电路，其中a，b，c，…，k是表示接线柱的字母。请将图中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤消或增添），填在图中表格相应的位置中。接线错误引起的后果改正的方法____________________________________________________________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，光滑水平地面上，一质量为M＝1kg的平板车上表面光滑，在车上适当位置固定一竖直轻杆，杆上离平板车上表面高为L＝1m的O点有一钉子（质量不计），一不可伸长轻绳上端固定在钉子上，下端与一质量m1＝1.5kg的小球连接，小球竖直悬挂静止时恰好不与平板车接触。在固定杆左侧放一质量为m2＝0.5kg的小滑块，现使细绳向左恰好伸直且与竖直方向成60°角由静止释放小球，小球第一次摆到最低点时和小滑块相碰，相碰时滑块正好在钉子正下方的点。设碰撞过程无机械能损失，球和滑块均可看成质点且不会和杆相碰，不计一切摩擦，g取10m/s2，计算结果均保留两位有效数字。求：(1)小滑块初始位置距的水平距离a；(2)碰后小球能到达的最大高度H。14．（16分）如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。已知温度为27ºC时，封闭空气柱长度L1为20cm，此时水银柱上表面与导线下端的距离L2为10cm，水银柱的高度h为5cm，大气压强为75cmHg，绝对零度为-273ºC。（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警；（2）如果要使该装置在90ºC时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱？15．（12分）如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连．小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道．小球由静止从A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为l.8R．求：(在运算中，根号中的数值无需算出)(1)小球滑到斜面底端C时速度的大小．(2)小球刚到C时对轨道的作用力．(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R/应该满足什么条件？

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、B【解析】

题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体3、绕地球表面附近做圆周运动的近地卫星1、地球同步卫星2；物体3与卫星1转动半径相同，物体3与同步卫星2转动周期相同，从而即可求解．【详解】地球上的物体3自转和同步卫星2的周期相等为24h，则角速度相等，即ω2=ω3，而加速度由a=rω2，得a2＞a3；同步卫星2和近地卫星1都靠万有引力提供向心力而公转，根据，得，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a1＞a2，综上B正确；故选B．【点睛】本题关键要将赤道上自转物体3、地球同步卫星2、近地卫星1分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．2、C【解析】

ABC．以物体A、B及轻绳整体为硏究对象根据牛顿第二定律得解得再隔离对B分析，根据牛顿第二定律得解得则知绳子的拉力与斜面倾角无关，与动摩擦因数μ无关，与两物体的质量m1和m2有关，选项C正确，AB均错误；D．若改用F沿斜面向下拉连接体，以物体A、B及轻绳整体为硏究对象，根据牛頓第二定律得解得再隔离对A分析，根据牛顿第二定律得解得可知轻绳拉力的大小改变，选项D错误。故选C。3、D【解析】

AB．以左边小球为研究对象，初状态受到重力、弹簧弹力和细绳拉力，如图所示根据平衡条件可得细绳拉力，其中θ=30°，则根据对称性可知，初状态细绳b的拉力大小为，末状态以右边的小球为研究对象，受到重力、细绳b的拉力和水平方向拉力而平衡，根据图中几何关系可得其中α＞θ，则根据平衡条件可得：F=Gtanα，由于弹簧的长度发生变化，轻弹簧c的弹性势能改变，后来三边构成的三角形不是等边三角形，故α≠60°，则，故AB错误。C．最终状态与初态相比，根据能量守恒可知，两球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功，而左侧小球机械能减小，故右侧小球增加量大于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功，故C错误；D．两球和弹簧组成的系统机械能的增加量等于外力F做的功，由于F做正功，故系统机械能增加，故D正确。故选D。4、D【解析】

船所受风力与帆面垂直，将风力分解成沿船前进方向和垂直于船身方向．船在垂直船身方向受到的阻力能抵消风力垂直于船身方向的分量【详解】A、A图中船所受风力垂直于船前进方向，沿船前进方向的分力是零．故A项错误．B、将B图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故B项错误．C、将C图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故C项错误．D、将D图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相同，能使使帆船获得前进动力．故D项正确．5、D【解析】

A．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为则金属细杆受到的安培力增大了故B错误；C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。故选D。6、B【解析】

ABC．在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，受向下的重力、斜向上的电场力和竖直向上的库仑力，因电场力和库仑力对环都做负功，可知环的机械能减小；而环的动能、重力势能和电势能之和守恒，则因电势能变大，则重力势能与动能之和减小；因重力势能减小，则电势能与动能之和增加；选项AC错误，B正确；D．环下滑过程中一定存在一个重力、电场力、库仑力以及杆的弹力的四力平衡位置，在此位置时环的速度最大，动能最大，则环下滑时动能先增加后减小，选项D错误；故选B。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、BCE【解析】

A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；B．5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号不易发生衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；C．5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不能产生稳定的干涉现象，故C正确；D．电磁波均为横波，故5G信号和4G信号都是横波，故D错误；E．任何电磁波包括无线电波都具有波粒二象性的特点，故E正确。故选BCE。8、BD【解析】

A．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压51V，周期0.02s，故角速度是则故A错误；B．根据得，变压器原、副线圈中的电流之比故B正确；C．理想变压器的输入、输出功率之比应为1：1，故C错误；D．电压表测的是原线圈的电压即不变，则副线圈两端电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。故选BD。9、ABD【解析】

A．由题知，不计一切阻力，则物块和弹簧系统机械能守恒，故A正确；B．由题知，物块从A点运动到B点是先加速后减速，到B点速度刚好为0，弹簧处于伸长状态，此时对物块受力分析可知，弹簧沿斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力，故物块在B点时加速度方向由B指向A，故B正确；C．物块从A到C，根据动能定理可知，合力做的功等于动能的增加量，物块从C到B，根据动能定理可知，物块克服合力做的功等于动能的减少量，而物块在A点和B点的速度都为零，故两个过程动能的变化量相等，所以A到C过程物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功，故C错误；D．弹簧的形变量越小，弹簧的弹性势能越小，根据几何关系，可知物块从A到C过程的弹簧形变量小于C到B过程的弹簧形变量，故物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量，故D正确。故选ABD。10、BD【解析】

A．A与B刚脱离接触的瞬间，A的速度方向垂直于杆，水平方向的分速度与B速度大小一样，设B运动的速度为vB，则因此故A错误；B．根据牛顿第二定律解得又得故B正确；C．由机械能守恒可知解得故C错误；D．根据A与B脱离之前机械能守恒可知解得故D正确。故选BD。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、BD；；；；【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确。故选BD。

（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

故；

（3）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：mgH=mv2；

即：2gH=（）2

解得：，那么该直线斜率k0=。

（4）乙图线=kH，因存在阻力，则有：mgH-fH=mv2；

所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；【点睛】考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。12、A1V1ce不利于调节电压，调节不当，电源可能短路，损坏电源撤消ce连线【解析】

（1）[1]器材中的电源为3V，被测电阻约为10kΩ，故通过电阻的电流最大约为I=3V/10kΩ=0.3mA=300μA刚好不超A1的量程，而A2的量程是0.6A就太大了；[2]电压表就选3V量程的V1，因为V2的量程也是太大了。（2）[3]因为题中要求得到多组数据，所以用分压式较好，再说所给的变阻器的最大阻值是50Ω，它比被测电阻小多了，也不能用限流的方法连接，又因为需要尽可能高的测量精度，所以电阻测量需要用电压表外接法，因为被测电阻的电阻值较大，外接法的误差较小；又因为使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏，所以闭合开关前，应该使电压表的示数接近0，故电路的实物图如图所示；（3）[4][5][6]接线错误的两个接线柱是ce，因为它接起来后，电压表与电源直接连接，变阻器的滑片如何滑动都不会影响电压表示数的变化了，当滑动滑片移动到最下端时，电源也可能短路，故是不可以的，应该将其去掉才行。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)；(2)【解析】

(1)小球摆动过程中，设碰前小球的速度大小为，平板车的速度大小为，位移大小分别为和，小球开始时高度为小球和平板车在水平方向动量守恒二者构成的系统机械能守恒带入数据联立