2024届湖南省岳阳市高三下学期考情信息物理试卷（解析版）

岳阳市2024届高三信息试卷物理本试卷共8页，15道题，满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名和考号填写在答题卡指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应的标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。3.非选择题必须用黑色字迹的签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内；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，只交答题卡。一、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，只有一项符合题目要求。1.地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨道如图所示，哈雷彗星最近出现在地球附近是1986年，预计下次将在2061年飞近地球．则哈雷彗星轨道的半长轴约为地球公转半径的（）A.8倍 B.18倍 C.28倍 D.38倍【答案】B【解析】【详解】设彗星的周期为，地球的公转周期为，根据题意有根据开普勒第三定律可得可得哈雷彗星轨道的半长轴与地球公转半径之比为故选B。2.图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（）A.根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为射线B.如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大C.玻尔通过图（c）所示的粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分D.利用图（d）所示氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱【答案】D【解析】【详解】A．图（a）所示放射源射出的三种射线在磁场中运动轨迹不同，射线带正电，根据左手定则判断出射线1为射线，故A错误；B．如图（b）所示，发生光电效应时，根据光电效应方程可知入射光频率越大，光电子的最大初动能也就越大，与入射光的强度无关，故B错误；C．卢瑟福通过图（c）所示在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型，故C错误；D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，氢原子能级是分立的，光谱也是分立的，故D正确。故选D。3.如图所示，半径为R，圆心角为135°的扇形玻璃砖OAB，M为OB边上的一点，。一束平行单色红光从OB边射入玻璃砖，入射方向与OA边平行。由M点入射的光从圆弧边AB出射后恰好与OA平行。真空中的光速为c，除了全发射，不考虑其它反射光，则（）A.玻璃砖圆弧边上有光射出的长度为B.从玻璃砖圆弧边射出的光对应在OB边上的长度为C.从B点入射的光在玻璃砖中传播时间为D.若改为单色绿光，由M点入射的光经玻璃砖后从圆弧边射出仍然与OA平行【答案】B【解析】【详解】A．M点入射的光从圆弧边AB出射后恰好与OA平行，其光路图如图所示根据题意可得说明光线在M点的折射角与N点时的入射角相等，从而可确定∠MON为直角，且所以根据临界角与折射率的关系所以所以当光线在圆弧面射出时的入射角为45°时将发生全反射，为圆弧边界有光射出的上边界，从O点射入的光线从圆弧面射出时为下边界，所对应圆心角为∠COD等于45°，如图所示所以玻璃砖圆弧边上有光射出的长度为故A错误；B．从玻璃砖圆弧边射出的光对应在OB边上的长度为故B正确；C．从B点入射的光在玻璃中发生两次全反射后从OA射出，根据几何关系路程为，所以故C错误；D．由于不同颜色的光的折射率不同，所以换成绿光不会平行射出，故D错误。故选B。4.如图所示，一细木棍斜靠在地面与竖直墙壁之间，木棍与水平面之间的夹角为45°，A、B为木棍的两个端点，A点到地面的距离为1m。重力加速度取10m/s2，空气阻力不计。现一跳蚤从竖直墙上距地面0.55m的C点以水平速度v0跳出，要到达细木棍上，v0最小为（）A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s【答案】C【解析】【详解】跳蚤做平抛运动，若要想以最小水平速度跳到木棍上，则落到木棍上时应恰好满足速度方向与水平方向成角，即木棍恰好与跳蚤运动轨迹相切，如图设下降高度为，则竖直方向速度由几何关系可得由水平方向的运动规律可得解得故选C。5.为模拟航天器着陆，研究室构建了如图一个立体非匀强磁场，关于中心轴对称分布，磁感应强度可分为纵向分量和水平径向分量（背向轴心），的大小只随高度h变化（计初始位置为），关系为，（r为到对称轴的距离）。现有横截面半径为1mm的金属细丝构成直径为1cm的圆环在磁场中由静止开始下落，其电阻率为。其中，沿圆环中心的磁场方向始终竖直向上，在运动过程中圆环平面始终保持水平，速度在下落1.6m后达到稳定状态。则从开始下落到稳定时圆环上通过的电荷量为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】根据题意可知，由、和可得又有运动过程中，竖直方向上，由楞次定律可知，线圈中产生顺时针的感应电流（从上往下看），则有水平方向上由右手定则可知，下落过程中线圈切割水平磁场，同样产生顺时针电流（从上往下看），则有则从开始下落到稳定时圆环上通过的电荷量为故选B。6.如图所示，abc为均匀带电半圆环，O为其圆心，O处的电场强度大小为E，将一试探电荷从无穷远处移到O点，电场力做功为W。若在cd处再放置一段圆的均匀带电圆弧，如虚线所示，其单位长度带电量与abc相同，电性与abc相反，则此时O点场强大小及将同样的试探电荷从无穷远处移到O点电场力做功为（）A.E， B.E， C.E， D.E，【答案】A【解析】【详解】把题中半圆环等分为两段，即每段为圆环，每段在点O的电势为，电场强度为，且方向分别与E夹角为，根据电场强度的叠加原理可知因为电势是标量，每段导体在O上的电势为同理，在cd处再放置一段圆的均匀带电圆弧后，可等分为3个圆环，由于电性与abc相反，根据场强叠加可知O处的场强大小为电势为3个圆环在O点的电势之和，为将同样试探电荷从无穷远处移到O点电场力做功为。故选A。二、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，有多项符合题目要求。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，竖直平面内固定一半径为R光滑圆环，圆心在O点。质量分别为m、的A、B两小球套在圆环上，用不可伸长的长为的轻杆通过铰链连接，开始时对球A施加一个竖直向上的外力，使A、B均处于静止状态，且球A恰好与圆心O等高，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.对球A施加的竖直向上的外力的大小为B.若撤掉外力，对球B施加一个水平向左的外力F，使系统仍处于原来的静止状态，则F的大小为mgC.撤掉外力，系统无初速度释放，当A球到达最低点时，B球的速度大小为D.撤掉外力，系统无初速度释放，沿着圆环运动，B球能够上升的最高点相对圆心O点的竖直高度为【答案】BCD【解析】【详解】A．当外力作用在A球上时，对小球B受力分析可知，小球B受重力和环给B竖直向上的弹力处于平衡状态，则杆对B、A均无作用力，A球受重力和外力处于平衡状态，则故A错误；B．若撤掉外力，对球B施加一个水平向左的外力F，分别对球A、B受力分析，如图所示由平衡条件有，又有解得故B正确；C．根据运动合成与分解，A球和B球速度大小相等（A球和B球一起做圆周运动），即A球从左侧圆心等高处到达圆环最低点时，B球从圆环最低点到达右侧圆心等高处，则由系统机械能守恒有解得故C正确；D．当B球上升到最大高度时，如图所示以圆环最低点为参考面，由系统机械能守恒有可得则B球能够上升的最大高度相对圆心O点的竖直高度为，故D正确。故选BCD。8.如图所示为远距离输电示意图，现将输送电压由升级为，在保持发电站输出电压U1，发电站输送的总电功率、输电线电阻R线、用户得到的电压U4均不变的情况下，则（）A.升压变压器原、副线圈匝数比变为原来的B.输电线上损失的电压变为原来的C.输电线损失的功率变为原来的D.降压变压器原、副线圈匝数比变为原来的【答案】AB【解析】【详解】A．根据电压匝数比的关系有输送电压变为原来的10倍，升压变压器原、副线圈匝数比值变为原来的，A正确；B．输送总功率输电电流变成原来的，损失的电压变为原来的，B正确；C．输电线损失的功率变为原来，C错误；D．根据电压分配关系有根据降压变压器原、副线圈匝数比值不是原来的，D错误。故选AB。9.在同一均匀介质中，位于x=-6m和x=12m处的两个波源M和N均沿y轴方向做简谐运动，形成横波a和b。如图所示，t=0时波ab分别传播到x=-2m和x=8m处；t=5s时波a、b恰好相遇，则下列说法正确的是（）A.波a、b相叠加后，会出现稳定的干涉现象B.x=3m处质点的位移最大值为2cmC.t=2s时，质点Р沿y轴正方向运动D.t=11s时，x=2m处质点的位移为10cm【答案】AB【解析】【详解】A．横波a和b的波长相同，同种介质中波的传播速度相同，故两列波的频率相同，满足产生稳定干涉现象的条件，A正确；B．两列波同时到达x=3m处，两列波步调相反，故在此处处于减弱状态，所以此处质点的位移最大值为2cm，B正确；C．由题可知，两列波恰好相遇，且两列波的波速相同，故横波a的波速为周期为T时质点Р沿y轴正方向运动，故经过质点Р沿y轴负方向运动，C错误；D．时，处质点同时参与了a波和b波的运动，都在波谷位置，所以此时刻处质点的位移为D错误。故选AB。10.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动，如图甲所示，调节斜面与水平面的夹角θ，实验测得x与θ的关系如图乙所示，取g=10m/s2。则由图可知（）A.物体的初速率v0=5m/sB.物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.75C.图乙中xmin=0.36mD.取初始位置所在水平面为重力势能参考平面，当θ=37°，物体上滑过程中动能与重力势能相等时，物体上滑的位移为0.1875m【答案】BC【解析】【详解】A．由图乙可知，当时，物体做竖直上抛运动，摩擦力是零，由竖直上抛运动的速度位移关系公式可得解得A错误；B．当时，物体沿水平面做匀减速直线运动，由动能定理可得解得B正确；C．物体沿斜面向上运动时，由动能定理可得代入数据整理可得C正确；D．设动能与重力势能相等时，物体上滑的位移为，则有代入数据整理解得D错误。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.某实验小组利用如图甲所示的装置，测量质量为M的滑块与长木板间的动摩擦因数。右端带滑轮的长木板水平放置于实验台上，轻绳跨过滑轮（绳与滑轮间的摩擦力可忽略），一端与木板上左端的滑块相连，另一端悬挂钩码（设总质量为m），可用钩码共8个（设其总质量为）。除图中所示的器材外，还有米尺和秒表，重力加速度g取。实验步骤如下：（1）用手按住滑块，把1个钩码挂在轻绳右端，其余7个钩码放在滑块上，调节滑轮高度，使轻绳与木板平行；（2）释放滑块，滑块从A到B做初速为零的匀加速直线运动，运动过程中，长木板与实验台、滑块与滑块上的钩码之间均无相对运动；为测量系统的加速度a，必须测出A、B之间的距离L和滑块从A运动到B的时间t，计算a的表达式为___________（用相关物理量的符号表示）；（3）将滑块上的钩码一次一个的移至轻绳右端挂着，剩余钩码仍留在滑块上，使系统的总质量始终保持定值。直到滑块上的钩码全部移至轻绳右端挂着。每次都重复（2）的操作，记录数据，并经数据处理后，得到轻绳右端所挂钩码总质量m与对应加速度a的多组数据；（4）利用（3）得到的数据，作出图像如图乙所示。从图乙所示的图线可以看出，在滑动的条件下，a与m是一次函数关系，即可以写成：（式中的k和b为常数）的形式。本实验中表达式的___________，___________（k、b均用本题中相关物理量的符号表示）；根据图乙可求出滑块与长木板间的动摩擦因数___________（保留两位有效数字）。【答案】①.②.③.④.0.23【解析】【详解】（2）[1]必须测出的物理量是A、B之间的距离L和滑块从A运动到B的时间t，由初速为零的匀加速直线运动规律得解得（4）[2][3]由牛顿第二定律得解得所以，[3]根据图乙可得，，由可得则滑块与长木板间的动摩擦因数12.如图（a）所示，恒流源输出的电流大小与电流表G的满偏电流相同，电流表G的内阻为。现对一只数字已模糊的电阻箱重新标记，将电阻箱和电流表G如图（a）接入电路，闭合开关、，调整电阻箱的旋钮到不同位置，分别读出电流表G的示数I，根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。（1）请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻与电流表的示数I之间的表达式___________。（结果用题中的字母表示）为了获得关于、I两个量的相关函数图像为直线，若以为纵坐标，则横坐标应为___________。（结果用题中的字母表示）（2）某同学采用如图（b）虚线框中所示结构模拟恒流源，那么在选择电源与滑动变阻器时，电源应尽量选择电动势___________（填“偏大”或“偏小”）一些，滑动变阻器应尽量选择总电阻___________（填“偏大”或“偏小”）些，可以减少误差。【答案】（1）①.②.（2）①.偏大②.偏大【解析】【小问1详解】）[1]根据并联分流原理得[2]整理得可知，横坐标为。【小问2详解】[1]为提高电路的稳定性，电源应选择电动势偏大一些。[2]总电阻较大的滑动变阻器具有更高的电阻范围和更精细的调节能力，则滑动变阻器应尽量选择总电阻偏大一些。13.某学校开展运动会期间，为解决学生饮水问题，同学们采用压水器结合桶装水进行供水，装置如图（a）所示，通过按压压水器，就可以将水从出水口压出。上述过程可简化为如图（b）所示模型。可认为水桶是内径一定的大汽缸B，容积为21升，高度为70cm（桶壁厚度不计）；压水器是带活塞的小汽缸A，每次最多可将0.7升1标准大气压的空气压入水桶中，出水管C的出水口与水桶B上部等高，和为单向阀门。外界大气压为标准大气压，，水的密度为，重力加速度为，出水管中充满水但所占体积可以忽略。若气体温度保持不变，某次使用后桶内还剩余有12升水，求：（1）此时桶内封闭气体的压强；（2）若要再压出6升水，至少需按压几次？【答案】（1）；（2）10【解析】【详解】（1）对出水管中的水受力分析可知而解得（2）假设至少需按压N次，则其中而且解得故至少需要按压10次。14.如图，xOy平面内有区域Ⅰ和Ⅱ，其中区域Ⅰ存在以原点O为圆心的圆形匀强磁场，区域Ⅱ存在范围足够大的匀强磁场和匀强电场：电场强度大小为E，方向沿y轴负方向；两区域磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直坐标中面向里。某带电粒子以速度v0从M点沿y轴负方向射入区域Ⅰ，从N点离开区域Ⅰ并立即进入区域Ⅱ，之后沿x轴运动。已知，M点坐标为（0，0.1），粒子的比荷，不计粒子的重力。（1）求粒子的速度v0；（2）求电场强度E；（3）某时刻开始电场强度大小突然变为2E（不考虑电场变化产生影响），其他条件保持不变，一段时间后，粒子经过P点，P点的纵坐标，求粒子经过P点的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）带电粒子在区域Ⅰ