2024届湖南省湖湘教育三新探索协作体物理高三上期末学业质量监测模拟试题含解析

2024届湖南省湖湘教育三新探索协作体物理高三上期末学业质量监测模拟试题注意事项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、以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可以忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是()A． B． C． D．2、图甲是利用光电管进行光电效应的实验装置。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A，K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系图象如图乙所示，由图可知（）A．b光照射时，阴极的逸出功较小B．b光子的能量小于a光子的能量C．对于b光，A、K间的电压低于Uc1时，将不能发生光电效应D．a光和c光的频率相同，但a光的强度更强3、2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为、半径为，设光速为，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量为G，则的最小值是（）A． B． C． D．4、互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大且两力的夹角不变，则其合力（）A．若两力的夹角小于90°，则合力一定增大B．若两力的夹角大于90°，则合力一定增大C．若两力的夹角大于90°，则合力一定减小D．无论两力夹角多大，合力一定变大5、如图甲所示，一倾角θ＝30°的斜面体固定在水平地面上，一个物块与一轻弹簧相连，静止在斜面上。现用大小为F＝kt（k为常量，F、t的单位均为国际标准单位）的拉力沿斜面向上拉轻弹簧的上端，物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，则下列判断正确的是（）A．物块的质量为2.5kgB．k的值为1.5N/sC．物块与斜面间的动摩擦因数为D．时，物块的动能为5.12J6、关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用B．通电导线在磁场中一定受到安培力作用C．洛伦兹力一定对运动电荷不做功D．安培力一定对通电导线不做功二、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，质量为M、长度为L的长木板静止在光滑水平面上，质量为m的小铁块以水平初速度v0从木板左端向右滑动，恰好不会从木板右端滑出。下列情况中，铁块仍不会从木板右端滑出的是（）A．仅增大m B．仅增大MC．仅将m和L增大为原来的两倍 D．仅将M和L增大为原来的两倍8、关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是_______。A．对于同一列机械波，障碍物越小，越容易绕过去B．如果波在传播过程中遇到尺寸比波长大得多的障碍物，该波就不能发生衍射C．猛击音叉，围绕振动的音叉转一圈的过程中，会听到声音忽强忽弱，这是干涉现象D．一束白光通过三棱镜后，在屏上出现彩色条纹，这是光的一种干涉现象E.机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象9、如图所示，水平面上，向下与水平方向成30°、大小为F的推力作用在质量为m1的物体A上，向上与水平方向成30°、大小为F的拉力作用在质量为m2的物体B上，A、B都由静止开始运动，相等时间内运动了相同的位移，A、B与水平面的动摩擦因数分别为μ1和μ2，则（）A．推力对A做的功与拉力对B做的功相等B．推力对A的冲量与拉力对B的冲量相同C．若μ1=μ2，则m1＞m2D．若μ1=μ2，则m1＜m210、如图，斜面上有a、b、c、d四个点，ab=bc=cd，从a点以初速度v0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，速度方向与斜面之间的夹角为θ；若小球从a点以初速度平抛出，不计空气阻力，则小球（）A．将落在bc之间B．将落在c点C．落在斜面的速度方向与斜面的夹角大于θD．落在斜面的速度方向与斜面的夹角等于θ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）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线拉力大小F等于力传感器的示数。让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t。改变重物质量，重复以上操作5次，处理数据后得到下表中的5组结果。根据表中数据在坐标纸上画出如图所示的a­F图像，已知重力加速度g=10m/s2，根据图像可求出滑块质量m=______kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________。12．（12分）某实验小组要测量两节干电池组的电动势和内阻，实验室有下列器材：A．灵敏电流计G（0~5mA，内阻约为60Ω）B．电压表V（0~3V，内阻约为10kΩ）C．电阻箱R1（0~999.9Ω）D．滑动变阻器R2（0~100Ω，1.5A）E．旧电池2节F．开关、导线若干(1)由于灵敏电流计的量程太小，需扩大灵敏电流计的量程。测量灵敏电流计的内阻的电路如图甲所示，调节R2的阻值和电阻箱使得电压表示数为2.00V，灵敏电流计示数为4.00mA，此时电阻箱接入电路的电阻为1．0Ω，则灵敏电流计内阻为___________Ω；（保留1位小数）(2)为将灵敏电流计的量程扩大为60mA，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为___________Ω；（保留3位有效数字）；(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路，根据测得的数据作出U－IG（IG为灵敏电流计的示数）图象如图丙所示，则该干电池组的电动势E=___________V；内阻r=___________Ω（保留3位有效数字）。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，AB为竖直平面内的细管状半圆轨道，AB连线为竖直直径，轨道半径R=6.4m，轨道内壁光滑，A、B两端为轨道的开口。BC为粗糙水平轨道，其长度s=8.4m。CD为倾角θ=37°的斜面。用两个小物块a、b紧靠在一轻弹簧的两端将弹簧压缩，用细线将两物块绑住，沿轨道静置于C点。弹簧很短，物块与弹簧均不拴接，物块a的线度略小于细管的内径。烧断细线，两物块先后落到斜面的M点，CM两点之间的距离L=12m。已知物块跟水平轨道之间的动摩擦因数，忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物块b刚离开弹簧的瞬间，其速率v0是多少；（2）设物块a、b的质量分别为m1、m2，则是多少？（结果可以用根式表示）14．（16分）如图所示，在空间直角坐标系中，I、Ⅱ象限（含x、y轴）有磁感应强度为B=1T，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为E=10N/C，方向竖直向上的匀强电场；Ⅲ、Ⅳ象限（不含x轴）有磁感应强度为，方向沿y轴负方向的匀强磁场，光滑圆弧轨道圆心O'，半径为R=2m，圆环底端位于坐标轴原点O。质量为m1=lkg，带电ql=+1C的小球M从O'处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。质量为m2=2kg，带电q2=+1.8C小球的N穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与M同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球P（碰撞过程无电荷损失）。小球M、N、P均可视为质点，不计小球间的库仑力，取g=10m/s2，求：(1)小球M在O'处的初速度为多大；(2)碰撞完成后瞬间，小球P的速度；(3)分析P球在后续运动过程中，第一次回到y轴时的坐标。15．（12分）如图所示，水平桌面上竖直放置上端开口的绝热圆柱形汽缸，导热性能良好的活塞甲和绝热活塞乙质量均为m,两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦，两活塞把汽缸内部分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体A和B。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T=-3℃,气缸的截而积为S,外界大气压强为且不变，其中g为重力加速度，现对气体B缓慢加热。求：①活塞甲恰好到达汽缸上端时气体B的温度；②若在活塞甲上放一个质量为m的砝码丙，继续给气体B加热，当活塞甲再次到达汽缸上端时，气体B的温度。

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【解题分析】

没有空气阻力时，物体只受重力，是竖直上抛运动，v-t图象是直线；有空气阻力时，上升阶段，根据牛顿第二定律，有：mg+f=ma故a=g+f/m由于阻力随着速度而减小，故加速度逐渐减小，最小值为g；v-t图象的斜率表示加速度，故图线与t轴的交点对应时刻的加速度为g，切线与虚线平行；A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论相符，选项B正确；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；故选B.点睛：本题关键是明确v-t图象上某点的切线斜率表示加速度，速度为零时加速度为g，与无阻力时加速度相同．2、D【解题分析】

A．逸出功由材料本身决定，与照射光无关，故A错误；B．根据光电效应方程光电子最大初动能可知b光照射时光电子的最大初动能较大，b光子的能量高于a光子的能量，故B错误；C．能否产生光电效应与所加电压无关，故C错误；D．a光和c光照射时光电子的最大初动能相同，故两者的频率相同，由于a光的最大饱和电流更大，故a光的强度更强，故D正确。故D正确。3、B【解题分析】

根据万有引力提供向心力有得第一宇宙速度则第二宇宙速度为所以选项B正确，ACD错误。故选B。4、A【解题分析】

A．若两力的夹角小于90°，如左图，则合力一定增大，选项A正确；BCD．若两力的夹角大于90°，如右图，则合力可能先减小后变大，选项BCD错误；故选A。5、D【解题分析】

A.当时，则可知：解得：故A错误；

B.当时，由图像可知：说明此时刻，则：故B错误；

C.后来滑动，则图像可知：解得：故C错误；

D.设时刻开始向上滑动，即当：即：解得：即时刻物体开始向上滑动，时刻已经向上滑动了，则合力为：即：根据动量定理可得：即：解得：即当时所以速度大小为，则动能为：故D正确；故选D。6、C【解题分析】

A．运动电荷在磁场中运动，若速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，选项A错误；B．通电导线在磁场中，若电流方向与磁场方向平行，则不受安培力作用，选项B错误；C．由于洛伦兹力方向垂直于运动电荷的速度方向，根据功的定义可知，洛伦兹力对运动电荷不做功，选项C正确；D．安培力方向与通电导线垂直，可以对通电导线做功，从而把电能转化为机械能，选项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、ACD【解题分析】

由动量守恒和能量关系可知联立解得A．仅增大m，则∆x不变，即物块仍恰好从木板右端滑出，选项A正确；B．仅增大M，则∆x变大，即物块能从木板右端滑出，选项B错误；C．将m增大为原来的两倍，则∆x不变，而L增大为原来的两倍，物块不能从木板右端滑出，选项C正确；D．仅将M增大为原来的两倍，则∆x变大，但是不会增加到原来的2倍，而L增加到原来的2倍，可知木块不会从木板上滑出，选项D正确；故选ACD。8、ACE【解题分析】

A．障碍物越小，机械波越容易绕过去，越容易发生衍射，A正确；B．只有当障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波长短时，才会发生明显的衍射现象，当障碍物的尺寸比波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，B错误；C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果，C正确；D．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象，D错误；E．衍射是波的特性，一切波都能发生衍射，E正确。故选ACE.9、AD【解题分析】

A．根据功的定义可知推力对A做的功与拉力对B做的功相等，A正确；B．根据冲量的定义可知推力对A的冲量与拉力对B的冲量大小相同，方向不同，B错误；CD．两物体在相等时间内运动了相同的位移，根据可知两个物体的加速度大小相等，根据牛顿第二定律分别求解两物体加速度大小式中，化简整理后有若则C错误，D正确。故选AD。10、BD【解题分析】

设斜面的倾角为θ．小球落在斜面上，有：tanθ=，解得：；在竖直方向上的分位移为：y=gt2＝，则知当初速度变为原来的倍时，竖直方向上的位移变为原来的2倍，所以小球一定落在斜面上的c点，故A错误，B正确；设小球落在斜面上速度与水平方向的夹角为β，则tanβ==2tanθ，即tanβ=2tanθ，所以β一定，则知落在斜面时的速度方向与斜面夹角一定相同．故C错误，D正确．故选BD．【题目点拨】物体在斜面上做平抛运动落在斜面上，竖直方向的位移与水平方向上的位移比值是一定值．以及知道在任一时刻速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．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、0.25（0.24～0.26均正确）0.20（0.19～0.21均正确）【解题分析】

[1][2]根据F﹣μmg＝ma得a＝﹣μg所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数，由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k＝4，所以滑块质量m＝0.25kg由图形得，当F＝0.5N时，滑块就要开始滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即μmg＝0.5N解得μ＝0.2012、50.04.55【解题分析】

(1)[1]根据电路结构和欧姆定律得解得(2)[2]根据并联电路特点可得，电阻箱的阻值(3)[3]由闭合电路欧姆定律可得解得根据图象可得电源电动势图象斜率为[4]解得电源内阻四、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)或【解题分析】

（1）物块b离开弹簧后做平抛运动。设从C运动到M历时为t，则，代入数据解得，(2)①物块a能够经过A点做平抛运动落到斜面的M点。设物块a经过A点的速率为vA，从A运动到M历时为t1，则，解得，设物块a刚被弹簧弹开时的速率为vCl，在从C运动到A的过程中，由动能定理得解得vCl=19m/s弹簧弹开物块a、b的过程中