2024届湖南省百所重点名校大联考物理高三上期末学业质量监测试题含解析

2024届湖南省百所重点名校大联考物理高三上期末学业质量监测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为()A．b/a B．b2/a C．a/b D．b/a23、在上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演，令参观者大开眼界若风洞内总的向上的风速风量保持不变，让质量为m的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果，假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的1／8，风洞内人体可上下移动的空间总高度为H．开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好可以静止或匀速漂移；后来，人从最高点A开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C处减速为零，则以下说法正确的有（）A．由A至C全过程表演者克服风力做的功为mgHB．表演者向上的最大加速度是gC．表演者向下的最大加速度是D．B点的高度是4、分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为12，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为（）A． B． C． D．5、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek，与入射光频率v的关系图象。由图象可知错误的是（）A．该金属的逸出功等于hv0B．该金属的逸出功等于EC．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为D．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E6、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，物块受到的摩擦力随时间变化的关系图象如图乙所示，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1.5kgB．k的值为2.5N/sC．物块与斜面间的动摩擦因数为D．t=6s时，物块的速度大小为2.2m/s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、关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．布朗运动可以反映液体分子在做无规则的热运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．只要不违反能量守恒定律的机器都是可以制造出来的D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加E.某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数NA<8、如图2所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器，它能把如图1所示的正弦式交变电压转换成如图3所示的方波式电压，转換规则:输入的交变电压绝对值低于，输出电压为0;输入的交变电压包对值大于、等于，输出电压恒为．则A．输出电压的頻率为50Hz B．输出电压的颜率为100HzC．输出电压的有效值为 D．输出电压的有效值为9、如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连（轻质弹簧的两端分别固定在A、B上），B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连，A固定在水平地面上，C放在固定的倾角为的光滑斜面上。已知B的质量为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住C，使细绳刚刚拉直但无张力，并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态，释放C后，它沿斜面下滑，斜面足够长，则下列说法正确的是A．整个运动过程中B和C组成的系统机械能守恒B．C下滑过程中，其机械能一直减小C．当B的速度达到最大时，弹簧的伸长量为D．B的最大速度为2g10、如图甲所示，在光滑绝缘水平面内。两条平行虚线间存在一匀强磁场。磁感应强度方向与水平面垂直。边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。时刻线框在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（）A．水平外力为恒力B．匀强磁场的宽度为C．从开始运动到ab边刚离开磁场的时间为D．线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框进入磁场过程中外力F做的功三、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）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：两物体从静止释放，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，交流电的频率为50Hz，g取9.8m/s2则：（结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_________m/s；（2）在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J，系统势能的减少量△EP=_________J；（3）实验结论：______________。12．（12分）如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图.（1）本实验采用的实验方法是____．A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．等效替代法（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是______．A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.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）如图甲所示，质童为m=0.3kg的小物块B（可视为质点）放在质量为M=0.1kg、长度L=0.6m的木板A的最左端，A和B一起以v0=lm/s的速度在光滑水平面上向右运动，一段时间后A与右侧一竖直固定挡板P发生弹性碰撞。以碰撞瞬间为计时起点，取水平向右为正方向，碰后0.5s内B的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）A与B间的动摩擦因数；（2）A与P第1次碰撞到第2次碰撞的时间间隔；（3）A与P碰撞几次，B与A分离。14．（16分）图示为某一柱状透明体的截面图，半径为R的圆弧面AB与透明体的侧面AD、BD分别相切于A、B两点，P点在AD上且AP＝R。现有一细束单色光从P点垂直AD面射入透明体，射到圆弧面AB时恰好发生全反射，第一次从F点射出透明体。已知光在真空中的速度大小为c。求：(1)透明体的折射率n以及从F点射出透明体时的折射角r的正弦值；(2)单色光从P点射入到从F点射出透明体所用的时间t。15．（12分）如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其横截面积为S=1×10－4m2，质量为m=1kg，活塞上放有一个质量M=2kg的物块，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h=0.2m。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2。(1)如果拿掉活塞上的物块，气柱高度将变为原来的多少倍；(2)如果缓慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量5J，求气体内能的增量ΔU。

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【解题分析】

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【解题分析】

根据在星球表面重力与万有引力相等，有：，可得：，故；竖直上抛运动的最大高度，所以有；故A，B，C错误；D正确；故选D.3、A【解题分析】

对A至C全过程应用动能定理mgH-W=0，解得W=mgH，因而A正确；设最大风力为Fm，由于人体受风力大小与正对面积成正比，故人站立时风力为Fm；由于受风力有效面积是最大值的一半时，恰好可以静止或匀速漂移，故可以求得重力G=Fm；人平躺上升时有最大加速度，因而B错误；人站立加速下降时的最大加速度，因而C错误；人平躺减速下降时的加速度大小是a2==g；设下降的最大速度为v，由速度位移公式，加速下降过程位移；减速下降过程位移，故x1：x2=4：3，因而x2=H，选项D错误；故选A．【题目点拨】本题关键将下降过程分为匀加速过程和匀减速过程，求出各个过程的加速度，然后根据运动学公式列式判断．4、C【解题分析】

根据光电效应方程，有由题意，此金属板的逸出功为故C正确，ABD错误。故选C。5、C【解题分析】

ABD．根据光电效应方程有Ekm=hν－W0其中W0为金属的逸出功，其中W0=hν0所以有Ekm=hν－hν0由此结合图象可知，该金属的逸出功为E或者W0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故ABD正确；C．入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C错误。此题选择错误的，故选C。6、B【解题分析】

A．t=0时，弹簧拉力为零，物块所受摩擦力等于其所受重力沿斜面的下滑分力，则故，yA错误；B．当t=2s时，弹簧拉力，由题图乙知，此时物块所受摩擦力为零，则解得，故B正确；C．拉力增大到一定程度，物块向上滑动，由题图乙知，物块与斜面之间的滑动摩擦力大小，则解得故C错误；D．由题图乙可知物块在t1=4.4s时开始运动，此时在t=6s时在4.4s~6s内，物块受弹簧拉力的冲量摩擦力和重力下滑分力的冲量而解得故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、ADE【解题分析】

A．布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子在做无规则的热运动，A正确；B．将大颗粒的盐磨成细盐，不改变固体的微观结构，所以细盐仍为晶体，B错误；C．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能造出，C错误；D．绝热条件下，根据热力学第一定律可知压缩气体，外界对气体做功，气体内能一定增加，D正确；E．对于气体分子而言，气体分子占据的体积大于气体分子实际的体积，则E正确。故选ADE。8、BC【解题分析】

AB.由图可知输出电压的周期T=0.01s，故频率为f=100Hz，A错误，B正确；CD.由：解得：U=C正确，D错误．9、BD【解题分析】

A．整个运动过程中，弹簧对B物体做功，所以B和C组成的系统机械不守恒，故A错误；B．C下滑过程中，绳子的拉力对C做负功，由功能关系可知，物体C的机械能减小，故B正确；C．当B的速度最大时，其加速度为零，绳子上的拉力大小为2mg，此时弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量x2满足得故C错误；D．释放瞬间，对B受力分析，弹簧弹力得物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离均为h=x1+x2由于x1=x2，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，设B物体的最大速度为vm，由机械能守恒定律得解得：故D正确。10、BCD【解题分析】

根据线框感应电流，结合i-t图象知道，线框做匀加速直线运动，从而再根据图象找到进入和穿出磁场的时刻，由运动学公式就能求出磁场宽度、ab边离开的时间。根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向。根据安培力公式得出导线框所受的安培力。【题目详解】线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，选项A错误；由图乙可知2t0～4t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a，边框长为：l=a(4t0)2−a(2t0)2=6at02；磁场的宽度为：d=a(6t0)2−a(2t0)2=16at02；故d=，故选项B正确；设t时刻线框穿出磁场，则有：6at02=at2−a(6t0)2，解得：t=4t0，选C正确；线框进入磁场过程的位移与出磁场过程的位移相等，根据可知，线框出离磁场过程中的水平拉力大于进入磁场过程中的水平拉力，线框穿出磁场过程中外力F做的功做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功，选项D正确。故选BCD。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、2.40.580.59在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒【解题分析】

（1)[1]在纸带上打下计数点5时的速度：（2）[2]在计数点0到计数点5过程中，系统动能的增量为：[3]系统重力势能减小量为：（3）[4[根据前面的数据，可以得到：在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒。12、ABD0.541.5未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量【解题分析】

（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；故选BD．（3）计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，打B计数点时小车的速度大小为；根据逐差法得，小车的加速度（4）由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量；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