2023届湖南省天壹名校高三下期末测试物理试题

2023届湖南省天壹名校高三下期末测试物理试题注意事项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、一半径为R的球形行星自转周期为T，其同步卫星距离行星表面的高度为3R，则在该行星表面绕其做匀速圆周运动的卫星线速度大小为（）A． B． C． D．2、某行星外围有一圈厚度为d的光带，简化为如图甲所示模型，R为该行星除光带以外的半径．现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度v，与它到行星中心的距离r，满足下列哪个选项表示的图像关系时，才能确定该光带是卫星群A． B．C． D．3、“月亮正加速远离地球！后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年38cm的速度远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是（）A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大C．地球同步定点卫星的高度增大D．地球同步定点卫星的角速度增大4、一质点在做匀变速直线运动，依次经过四点。已知质点经过段、段和段所需的时间分别为、、，在段和段发生的位移分别为和，则该质点运动的加速度为（）A． B． C． D．5、下列关于电磁感应现象的认识，正确的是()A．它最先是由奥斯特通过实验发现的B．它说明了电能生磁C．它是指变化的磁场产生电流的现象D．它揭示了电流受到安培力的原因6、1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上，中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速，最后从出口处飞出。D形盒的半径为R，下列说法正确的是（）A．粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关B．粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关C．粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关D．粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关二、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，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2g8、如图所示为某一工作车间的传送装置，已知传送装置与水平面夹角为37°，传送带以10m/s的速率顺时针运转．某时刻在传送带上端A处无初速度的轻轻放上一质量为1kg的小铁块（可视为质点），铁块与传送带间的动摩擦因数为0.5，传送带A到B的总长度为16m，其中，则在小铁块从A运动到B的过程中（）A．小铁块从A到B运动的总时间为2sB．小铁块对皮带做的总功为0C．小铁块与传送带相对位移为4mD．小铁块与皮带之间因摩擦生热而产生的内能为20J9、以下说法中正确的是________。A．全息照相利用了光的衍射现象B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样C．声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了D．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的E.摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量10、下列说法中正确的是（）A．随着科技的不断进步，绝对零度可能达到B．分子势能随着分子间距的增大，可能先减小后增大C．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动D．一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小E.当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星内，则必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散三、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）用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。(1)下列实验条件必须满足的有____________；A．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末段水平C．挡板高度等间距变化D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系；a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定轴时_______（选填“需要”或者“不需要”）轴与重锤线平行；b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则_______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为_______（已知当地重力加速度为，结果用上述字母表示）。(3)为了得到平拋物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_______；A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_______。A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒12．（12分）某同学采用如图甲所示的实验装置来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒．实验步骤如下：A．将斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处于水平；B．出口末端拴上重锤线，使出口末端投影于水平地面0点．在地面上依次铺上白纸.复写纸；C．从斜槽某高处同一点A由静止开始释放小球，重复10次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置；D．用米尺测出A点与槽口之间的高度h，槽口B与地面的高度H以及0点与钢球落点P之间的距离s．(1)实验中，0点与钢球平均落点P之间的距离s如图乙所示，则s=______cm；(2)请根据所测量数据的字母书写，当s²=_____时，小球沿斜槽下滑过程中满足机械能守恒．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，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，在x<0区域内存在一圆形的匀强磁场，圆心O1坐标为（-d，0），半径为d，磁感应强度大小为B，方向与竖直平面垂直，x≥0区域存在另一磁感应强度大小也为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。现有两块粒子收集板如图所示放置，其中的端点A、B、C的坐标分别为（d，0）、（d，）、（3d，0），收集板两侧均可收集粒子。在第三象限中，有一宽度为2d粒子源持续不断地沿y轴正方向发射速率均为v的粒子，粒子沿x轴方向均匀分布，经圆形磁场偏转后均从O点进入右侧磁场。已知粒子的电荷量为+q，质量为m，重力不计，不考虑粒子间的相互作用，求：(1)圆形磁场的磁场方向；(2)粒子运动到收集板上时，即刻被吸收，求收集板上有粒子到达的总长度；(3)收集板BC与收集板AB收集的粒子数之比。14．（16分）如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气．已知：大活塞的质量为2m，横截面积为2S，小活塞的质量为m，横截面积为S；两活塞间距为L；大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热；初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g．现通过电阻丝缓慢加热氮气，求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强．15．（12分）如图所示，在平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场；在第二象限有一匀强电场，电场强度的方向沿轴负方向。原点处有一粒子源，可在平面内向轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在之间，质量为，电荷量为的同种粒子。在轴正半轴垂直于平面放置着一块足够长的薄板，薄板上有粒子轰击的区域的长度为。已知电场强度的大小为，不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。(1)求匀强磁场磁感应强度的大小；(2)在薄板上处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域，求粒子经过轴负半轴的最远点的横坐标；(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子：时，粒子初速度为，随着时间推移，发射的粒子初速度逐渐减小，变为时，就不再发射。不考虑粒子之间可能的碰撞，若穿过薄板上处的小孔进入电场的粒子排列成一条与轴平行的线段，求时刻从粒子源发射的粒子初速度大小的表达式。

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、D【解题分析】

卫星的轨道半径r=R+3R=4R，根据线速度的计算公式可得：根据万有引力提供向心力可得所以解得。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；故选D。2、D【解题分析】

若光带是卫星群，则应该满足，即，即图像应该是过原点的直线，故选D.3、C【解题分析】

A．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：解得：随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误；B．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：解得：随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，故B错误；CD．潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，则地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，根据可知轨道半径变大，故高度增大，故C正确，D错误；故选C。4、C【解题分析】

设A点的速度为v，由匀变速直线运动的位移公式有联立解得故C正确，ABD错误。故选C。5、C【解题分析】

电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确．6、D【解题分析】

AB．根据回旋加速器的加速原理，粒子不断加速，做圆周运动的半径不断变大，最大半径即为D形盒的半径R，由得最大动能为故AB错误；CD．粒子每加速一次动能增加ΔEkm=qU粒子加速的次数为粒子在D形盒中运动的总时间，联立得故C错误，D正确。故选D。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、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。8、AC【解题分析】

A.开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，小物体下滑的加速度，小物体加速到与传送带运行速度相同是需要的时间为，在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为，由于μ＜tanθ，此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带的运动的方向向下，因此传送带对小物体的摩擦力方向有改为沿传送带向上，其加速度变为a1=g（sinθ-μcosθ）=10×（0.6-0.5×0.8）m/s2=2m/s2，小物体从该位置起运动到B端的位移为s-s1=16m-5m=11m，小物体做初速度为v=10m/s、加速度为a1的匀加速直线运动，由，代入数据，解得t2=1s（t2=-11s舍去）所以，小物体从A端运动到B端的时间为t=t1+t2=2s，故A正确；B.皮带的总位移,摩擦力:，所以摩擦力所做的功为，故B错误；C.物体从A到B运动的位移为16m，由B项分析可知，皮带的总位移为20m，所以小铁块与传送带相对位移为4m，故C正确；D.因摩擦产生的热量，故D错误。故选AC。9、BDE【解题分析】

A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故A错误；B．当频率相同与振幅完全相同时，则会形成稳定的干涉图样，故B正确；C．若声源远离观察者，观察者会感到声音的频率变低，是接收频率变小，而发射频率不变，故C错误；D．海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于光在密度不均匀的物质中传播时，发生折射而引起的，属于全反射，故D正确；E．当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故E正确。故选BDE。10、BDE【解题分析】

A．绝对零度是不能达到。故A错误；B．两个分子之间的距离从无穷远到无限靠近的过程中，分子之间的作用力先是吸引力，后是排斥力，所以分子力先做正功，后做负功；同理，分子间距从无限靠近到无穷远的过程中，分子力也是先做正功，后做负功；所以可知分子势能随着分子间距的增大，可能先减小后增大。故B正确；C．布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由花粉颗粒组成的，所以布朗运动反映的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反应，故C错误；D．根据理想气体得状态方程可知，一定质量的理想气体在等压压缩的过程中气体的温度一定降低，而一定量的理想气体得内能仅仅与温度有关，温度降低气体的内能减小，所以一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小。故D正确；E．当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星内，根据浸润的特点可知必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散。故E正确；故选BDE.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球心需要大于ABB【解题分析】

(1)[1]因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度处无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，BD正确；挡板高度可以不等间距变化，故C错误。故选BD。(2)a．[2][3]因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应的白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定轴时需要轴与重锤线平行。b．[4][5]由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上的位移之比为1:3:5：…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大，因此大于；由，联立解得(3)[6]将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，AB可行。(4)[7]从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，故选项B正确。12、40.54hH【解题分析】

（1）由图可知s=40.5cm；（2）从起点O到P的过程中重力势能减少量是：△Ep=mgH；槽口B与地面的高度h以及O点与钢球落点P之间的距离S，根据平抛运动的规律，则有：S=v0t；h=gt2，因此v0=S；那么增加的动能：△EK=；若机械能守恒，则需满足，即S2=4hH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)垂直纸面向外；(2)(3)1:1【解题分析】

(1)粒子带正电且在圆形磁场中向右偏转，可知磁场方向垂直纸面向外；(2)利用旋转圆可以知道，粒子平行于Y轴射入圆形磁场中，且都从同一点O射入右边的磁场中，则粒子运动的轨迹圆半径必与圆形磁场的半径是相同的，即为d；粒子进入右边磁场后，因为磁感应强度也为B，可知粒子在右边磁场中运动时的圆轨迹半径也为r=d；打在AB收集板上的临界情况分别是轨迹圆与AB板相切，即沿x轴正方向射入的粒子，和粒子刚好过A点的粒子，故AB板上粒子打的区域长度为d。而粒子只有从第四象限进入右边磁场才有可能打在收集板BC上。根据几何关系可得，粒子刚好经过A点时，轨迹圆圆心O2和原点O以及A点构成一个正三角形，可得：粒子与x轴正方向成30°向下。此时粒子刚好打到BC板上的P1点。由几何关系可知OAP1O1为菱形，且AP1与BC垂直，则由几何关系可得，粒子在板上打的最远距离是当直径作为弦的时候，此时与BC的交点为P2，根据点A、B、C的坐标可得，三角形ABC是直角三角形，角C为30°由余弦定理可得解得：第二个临界，轨迹圆恰好与BC收集板相切，由几何关系可得，此时交点与P1重合。则打到收集板上粒子的总长：