湖南省名校联考联合体2023-2024学年高三上学期第四次联考物理试题

湖南省名校联考联合体2023-2024学年高三上学期第四次联考物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）1．钍（Th）是一种以化合物的形式存在于矿物内的金属元素，该元素经过中子轰击，可得到铀233，因此它是潜在的核燃料，钍的同位素之一钍234的衰变的方程为90234A．A=233 B．b为中子C．γ光子来自X D．X不再具有放射性2．如图所示，两根直杆M、N竖直固定，一根长度一定的轻绳绕过动滑轮，一端固定在M杆上，另一端连接在套在N杆上的光滑圆环上，动滑轮上吊着一个重物，现给圆环施加一个竖直向上的拉力F，使重物缓慢上移，则在重物上移的过程中（）A．轻绳上张力越来越小 B．轻绳上张力越来越大C．拉力F越来越小 D．拉力F大小不变3．一列简谐横波沿x轴传播，t=1.5s时刻的波形图如图甲所示，P、Q为介质中平衡位置分别在xP=1m、xQ=2m处的质点，图乙为平衡位置位于x=1m和x=2m之间某质点A（图中未标出）的振动图像，则下列判断正确的是（）甲乙A．波沿x轴正方向传播B．t=1s时，P的加速度沿y轴正方向C．t=2s时，Q的速度正在增大D．质点Q的振动方程为y=54．我国火星探测器“天问二号”目前已经基本完成初样研制阶段的工作，将于2025年5月前后实施发射。未来，“天问二号”发射后会来到火星，从Q点变轨进入环火椭圆轨道，从P点变轨进入环火圆轨道.若Q点到火星表面高度为6R（火星半径为R），近火点P点可以认为贴近火星表面，“天问二号”在椭圆轨道上运行周期为T，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．“天问二号”的发射速度大于第三宇宙速度B．从Q点进入椭圆轨道过程，“天问二号”机械能增加C．火星的平均密度为192πD．火星表面的重力加速度为1925．如图所示，a、b、c、d是匀强电场的等势面，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从等势面b上的O点在纸面内以与b等势面成θ=53°的方向射出，粒子的运动轨迹刚好与等势面d相切，不计粒子的重力，则粒子到达等势面a时的速度大小为（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（）A．315v0 B．335v06．如图所示，轻杆的下端用活动铰链与地面上O点相连，上端固定一小球，用一个水平向左的力拉着小球静止，保持拉力的方向不变，改变拉力的大小，使小球绕O点沿顺时针方向转动，且小球在地面上的投影向右匀速移动，则下列说法正确的是（）A．小球的机械能可能增加 B．小球的动能先增大后减小C．重力对小球做功的功率增大 D．轻杆对小球一直做正功二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，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．在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电压表、电流表均为理想交流电表，R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，在a、b两端输入正弦交流电压，将滑动变阻器滑片从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（）A．电流表示数一直增大 B．电压表示数一直增大C．a、b端输入功率一直增大 D．变压器的输出功率一直增大8．如图所示，足够长木块静止在光滑水平面上，完全相同的子弹A、B从两侧以大小相同的速度同时水平射入木块，两子弹射入木块的深度均为L，若保持子弹射入木块前的速度大小不变，先让A子弹射入木块，A与木块相对静止后让B子弹射入木块，A射入木块的深度为L1，B射入木块的深度为L2，设木块对子弹的阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇，则下列说法正确的是（）A．L1>L2 B．L1<L2 C．L1+L2>2L D．L1+L2=2L9．在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，等腰梯形ABCD是“道威棱镜”的横截面，底角为45°。一束单色光从AB边的E点沿平行BC边的方向射入棱镜，折射光线经BC边反射后照射在CD边上的F点（图中未标出），然后让光束绕E点沿顺时针转过45°，此过程中BC边的反射光线均直接照射到CD边，不考虑光在CD边反射，已知棱镜对光的折射率为2，则下列说法正确的是（）A．开始时，光束在E点射入棱镜时的折射角为60°B．光束在F点发生折射，折射光线与BC边平行C．光束绕E点转动过程中，照射到BC边的光束会从BC边射出D．光束绕E点转动过程中，光束在棱镜中传播时间会越来越短10．如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形金属线框abcd，M、N是垂直于水平面向上匀强磁场I的边界，P、Q是垂直于水平面向上匀强磁场II的边界，两磁场的磁感应强度大小均为B，磁场宽均为L，两磁场边界相互平行，N、P间距为12A．线框穿过磁场I与穿过磁场II所用的时间相等B．线框开始的初速度大小为4C．线框ab边刚进磁场I时的加速度大小为3D．穿过磁场I，线框中产生的焦耳热为27三、非选择题（本题共5小题，共56分）11．某实验小组设计了如图甲所示装置做“验证力的平行四边形定则”实验。木板上贴着白纸竖直固定放置，定滑轮固定在木板上，绕过定滑轮的细绳一端吊着重物，另一端与另两段带有绳套的细绳连接成一个结点，弹簧测力计a、b通过绳套拉细绳。实验时保持绕过定滑轮的细绳竖直。（1）实验前，先用弹簧测力计测重物的重力，示数如图乙所示，则重物的重力为N。（2）对于实验的要求，下列说法正确的是____。A．用两个弹簧测力计拉细线时，两细线间的夹角应尽可能大B．两弹簧测力计的拉力方向应沿弹簧秤轴线方向C．实验过程中使弹簧测力计、细线都与木板平行D．实验中只需要记录弹簧测力计的示数和细绳的方向（3）按正确的操作进行实验，并将两弹簧测力计拉力的图示作出（如图丙所示），方格每边的长度表示1.0N，O是绳的结点的位置。理论上合力F的大小为N（结果保留三位有效数字），实验结果表明，合力的理论值和真实值在误差允许范围内，力的平行四边形定则得到验证。（4）如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计a的方向以及绳的结点位置不变，将弹簧测力计b沿逆时针方向缓慢转动，则弹簧测力计b的读数____。A．减小 B．增大C．先增大后减小 D．先减小后增大12．某同学要测量一个未知电的阻值。（1）该同学先用多用电表测量这个未知电阻的阻值，首先将选择开关拨到欧姆挡“×10”挡，测量时发现表针的位置如图甲中a的位置，指针偏转的角度（地“太大”或“太小”），需要将选择开关旋钮调至欧姆挡（填“×1”或“×100”）挡，重新进行欧姆调零后再进行测量，这时指针指在图甲中b位置，则被测电阻阻值为Ω。图甲图乙（2）为了精确测量该电阻的阻值，实验室提供了如下器材：A.电源E（电动势6V，内阻不计）B.电压表V（量程6V，内阻约6kΩ）C.电流表A1（量程400mA，内阻约1.0Ω）D.电流表A2（量程300mA，内阻约2.0Ω）E.滑动变阻器R（0~10Ω）F.开关两个，导线若干该同学设计了如图乙所示电路，请根据电路将图丙中的实物连接完整。图丙（3）闭合开关S1前将滑动变阻器的滑片移到最（填“左”或“右”）端，闭合S1、S2，调节滑动变阻器至合适位置，读得此时电流表A1和电压表V的示数分别为I0、U0。再断开S2，调节滑动变阻器，使电压表V的示数仍为U0，读得此时电流表A1和A2的数分别为I1、I2，则待测电阻Rx=（用题中测出的物理量表示）。13．如图所示，竖直放置的玻璃管由管径不同的A、B两段管组成，A管的横截面积是B管的一半，管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度分别为L1=10cm、L2=5cm。B管中封闭气柱的长为10cm，A管水银液面到管口的距离为20cm，环境温度为300K，大气压为75cmHg。（1）若将环境温度缓慢升高，使B管中水银全部进入A管中，环境温度至少要升高到多少；（2）若将管口封闭，用抽气机将A管中气体缓慢抽出，当B管中水银刚好全部进入A管中时，A中抽出气体质量占原来A中气体质量的百分比为多少。14．如图所示，质量为m的长木板A和质量为m的长木板B接触并连在一起，静止在光滑的水平面上，两板上表面在同一水平面上，A板上表面光滑，B板上表面粗糙，两板上表面各有一根轻弹簧，A板上表面的轻弹簧a与A板左端固定轻质挡板连接，B板上表面的轻弹簧b与B板右端固定轻质挡板连接，A板左端与固定在水平面上的固定挡板接触，将质量为m的物块C放在A板上，用物块C压缩弹簧a，当物块C向左移到板A上D点（图中未标出）时由静止释放物块C，物块C被弹簧a弹出后向右滑去，经弹簧b反弹后滑到板B左端时刚好与板相对静止，弹簧b被压缩后具有的最大弹性势能为Ep，最终A、B、C共同速度为2E（1）物块C在B板上相对于B板向右滑行的最大距离为多少；（2）弹簧a开始具有的最大弹性势能为多少；（3）若A、B板不连接，仍用物块C压缩弹簧a，物块C仍向左移到板A上D点时由静止释放，则物块C和板B相对静止时离板B的左端距离为多少。15．如图甲所示，在平面直角坐标系xOy的y轴左侧有沿y轴正方向的匀强电场，在y轴的右侧与平行于y轴的屏之间有垂直坐标平面向外的匀强磁场I，磁场的磁感应强度大小为B0，在电场中坐标为（−L，−0.5L）的P点，以大小为v0的初速度沿x轴正方向射出一质量为m、电量为q的带正电的粒子，粒子刚好从坐标原点O进入磁场并恰好打在屏上的Q点，Q点在x轴上。粒子重力不计。求：甲乙（1）匀强电场的电场强度大小；（2）y轴到屏间的距离为多少；（3）若在磁场I中再加一个匀强磁场II，磁场II的方向垂直于坐标平面向里，其大小随时间变化如图乙所示，T0

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】AB、根据电荷数守恒可知，b的电荷数为-1，可见b为电子，根据质量数守恒，可知A=234，故AB错误；

C、γ光子由激发态的X向低能级跃迁释放的，故C正确；

D、X的电荷数为91大于83，仍具有放射性，故D错误。

故答案为：C。

【分析】核反应方程满足电荷数守恒和质量数守恒。电荷数大于83具有放射性。γ光子由激发态的X向低能级跃迁释放。2．【答案】D【解析】【解答】由于两杆间距离不变，绳长不变，根据几何关系可知，滑轮两边轻绳与竖直方向的夹角相等，l则夹角不变，根据力的平衡可知，绳上的拉力始终不变，对环研究可知，根据力的平衡，拉力F不变。

故答案为：D。

【分析】根据绳长及晾干间距的关系确定两绳与竖直方向夹角的变化情况，再对环进行受力分析，根据平衡条件确定绳子张力及拉力的变化情况。3．【答案】D【解析】【解答】A、t=1.5s时刻，由图乙可知，质点A正沿y轴负方向运动，根据振动与波动的关系可知，波正沿x轴负方向传播，故A错误；

B、t=1s时刻，质点A位于波峰，质点P正沿y轴正方向运动，加速度指向平衡位置，沿-y方向，故B错误；

C、t=2s时，质点A在平衡位置沿y轴负方向运动，此时质点Q也沿-y方向运动，速度正在减小，故C错误；

D、t=0时刻，质点A在平衡位置沿y轴正向运动，此时质点Q的位移52y=5故D正确。

故答案为：D。

【分析】根据1.5s时质点A的振动情况结合振动与波的的关系确定波的传播方向，再根据1s和2s时A质点的振动方向，结合波的传播特点确定P、Q的振动情况。根据振动图像确定0s时A点的位移，继而确定AQ质点的相位差，再根据A质点的振动方程确定质点Q的振动方程。4．【答案】C【解析】【解答】A、“天问二号”没有离开太阳系，因此发射速度小于第三宇宙速度，故A错误；

B、从Q点进入椭圆轨道过程，发动机做负功，“天问二号”机械能减小，故B错误；

CD、设“天问二号”近火飞行时的周期为T1，根据开普勒第三定律有T又GMmR2=mR联立解得ρ=192πG故C正确，D错误。

故答案为：C。

【分析】第三宇宙速度为脱离太阳系的逃逸速度。从高轨道进入低轨道，需要点火减速，卫星的机械能间隙。确定卫星在不同轨道的运行半径，再根据开普勒定律及万有引力定律和牛顿第二定律进行解答。5．【答案】B【解析】【解答】粒子在电场中运动，轨迹与等势面d相切时有最小速度，为v设相邻等势面间的电势差为U，则-2qU=设粒子到等势面a时的速度为v2，则qU=解得v故答案为：B。

【分析】等势面与电场线相互垂直，粒子在电场中运动的过程，只有电场力做功。粒子在电场中做斜抛运动，粒子的运动轨迹刚好与等势面d相切时，速度恰好与电场线平行。根据运动的分解确定粒子在d处的速度。再对bd及ba过程运用动能定理进行解答。6．【答案】C【解析】【解答】A、小球运动过程中，拉力一直做负功，小球的机械能一直减小，故A错误；

B、设小球水平分速度为v，当轻杆与水平方向夹角为θ时，小球的速度为v随着θ减小，小球的速度增大，动能增大，故B错误；

C、重力的瞬时功率P即重力的功率增大，故C正确；

D、轻杆对小球的作用力一直沿杆的方向，始终与速度垂直，因此不做功，故D错误。

故答案为：C。

【分析】小球在地面上的投影向右匀速移动，即小球在水平方向的分速度恒定不变。再根据运动的分解及杆与水平方向夹角的变化情况确定小球速度的变化情况。拉力做负功，小球的机械能减小。轻杆对小球的作用力一直沿杆的方向，始终与速度垂直。7．【答案】A,C【解析】【解答】A、当滑动变阻器的滑片从最上端向最下端移动过程中，副线圈电路中的电阻减小，设副线圈电路中的电阻为R，则U=I1R0+n1n22I1R，当R减小时，I1增大，根据变流比可知，电流表的示数增大，故A正确；

B、R0两端的电压与电压表电压之和等于a、b两端的输入电压，R0故答案为：AC。【分析】将变压器原线圈及副线圈的回路视为一个整体，用等效电阻替代理想变压器。确定移动滑动变阻器过程等效电路电阻的变化情况，再根据“串反并同”确定各部分元件电流及电压、电功率的变化情况。8．【答案】B,D【解析】【解答】两子弹同时射入时，根据系统动量守恒，木块一直处于静止，则fL=设子弹射入的速度大小均为v0，子弹A射入后共速为v，则f由于系统总动量守恒，因此子弹B射入后，木块静止，则f比较得L1<故答案为：BD。

【分析】同时射入时，子弹与木块构成的系统动量守恒，且木板保持静止。先后射入时候，根据动量守恒定律确定分别两子弹与木块共速时，子弹的速度。再根据能量守恒定律确定深度与系统机械能变化量的关系进行联立解答。9．【答案】B,D【解析】【解答】A、由几何关系可知，开始时光束在E点的入射角为45°，由n=解得r=30°故A错误；

B、根据对称性和光路可逆可知，光在E点发生折射时，折射角等于45°，即折射光线与BC边平行，故B正确；

C、光束绕E点转动过程中，光在BC边的最小入射角为45°，由sin解得C=45°由此可见，光束照射到BC边不会从BC边射出，故C错误；

D、在光束绕E点转动过程中，光在棱镜中传播的距离越来越小，因此传播时间越来越短，故D正确。

故答案为：BD。

【分析】根据题意画出光线的光路图，再根据光的折射定律及全反射条件确定折射角的大小及是否在BC边发生全反射。根据光束的旋转情况确定光在棱镜中传播的距离的变化情况，继而确定传播时间的变化情况。10．【答案】C,D【解析】【解答】A、线框穿过磁场I的平均速度大于穿过磁场II的平均速度，因此线框穿过磁场I所用的时间小于穿过磁场II所用的时间，故A错误；

B、设线框的初速度大小为v0，线框穿过两磁场过程中，根据动量定理3B解得v故B错误；

C、设线框刚进磁场I时的加速度大小为a，有B解得a=故C正确；

D、设cd边刚出磁场I时速度为v1，根据动量定理，有3解得v根据能量守恒，产生的焦耳热为Q=故D正确。

故答案为：CD。

【分析】线框刚好能穿过两个磁场，即线框完全离开磁场时线框的速度为零。当线框在磁场1中运动时，线框做减速运动，当线框同时在磁场1和磁场2运动时，线框做匀速运动，当线框在磁场2运动时，线框做减速运动。根据法拉第电磁感应定律及电荷量公式确定线框完全穿过磁场整个过程流过线框的电荷量。再对整个过程根据动量定理确定线框的初速度。再结合电磁感应定律和安培力公式确定加速度的大小。根据能量守恒定律及动量定理确定穿过磁场1产生的焦耳热。11．【答案】（1）6.90（2）B；C（3）7.00；大小相等方向相同（4）D【解析】【解答】（1）由弹簧测力计的示数知，重物的重力为6.90N。

（2）A、用两个弹簧测力计拉细线时，两细线间的夹角不能太大，有可能会超过弹簧测力计的量程，同时不便于作图，故A错误；

BC、为了减小力的测量误差，两弹簧测力计的拉力方向应沿弹簧测力计轴线方向，实验过程中使弹簧测力计、细线都与木板平行，故BC正确；

D、实验中除了需要记录弹簧测力计的示数和细绳的方向，还需要确定结点的位置，故D错误。

故答案为：BC。

（3）根据平行四边形，作出合力的示意图，如图所示，得其合力的理论值为7.00N。

实验结果表明，合力的理论值和真实值在误差允许范围内大小相等，方向相同，力的平行四边形定则得到验证

（4）a的弹力、b的弹力以及合力F构成力的三角形，如图

现将弹簧测力计b沿逆时针方向缓慢转动，而合力F保持不变，显然弹簧测力计b的读数先减小后增大

故答案为：D。

【分析】读数值注意仪器的分度值及是否需要估读，熟悉掌握探究验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤及注意事项。根据三角形法则结合题意分析选择过程各力的变化情况。12．【答案】（1）太大；×1；18（2）（3）左；U【解析】【解答】（1）指针指在a的位置，指针偏转角度太大，说明被测电阻太小，需要将选择开关旋钮调至欧姆挡“×1”，被测电阻为18×1（2）电路连接如图所示

（3）闭合开关S1前将滑动变阻器的滑片移到最左端，使输出电压为零，当闭合S1和S2，根据欧姆定律可得U断开S2，有U联立解得R【分析】欧姆挡指针偏转角度太大，说明被测电阻太小，需要将选择开关旋钮调至欧姆挡更低的挡位再次进行测量。闭合开关S1前将滑动变阻器的滑片移到至电表读数最小的位置。确定开关S2通断时电路的连接方式，再结合欧姆定律结合串并联电路规律确定待测电阻的表达式。13．【答案】（1）解：B中气体，开始时压强中p当B中水银全部进入A中时，B中气体的压强p根据理想气体状态方程p其中T1=300K，h解得T（2）解：当B中水银刚好全部进入A中时，设B中气体压强为p3，对B中气体p解得p这时A管中气体压强p气柱长为h1'对A中原来气体p解得h=37则A中抽出气体质量占原来A中气体质量的百分比为η=【解析】【分析】（1）根据平衡条件及几何关系结合题意确定B中水银全部进入A管前后，B中封闭气体的压强及体积，再根据理想气体状态方程进行解答；

（2）B中气体做等温变化，根据玻意耳定律确定B中水银完全进入A中时，B中气体的压强。再对A中气体根据平衡条件确定此时A中气体的压强。根据几何关系确定此时A中气柱的长度。再根据玻意耳定律确定在此压强状态下原A中气体的气柱高度。再根据等温等压状态下气体的密度相同，确定抽出气体的质量与原气体质量的关系。14．【答案】（1）解：物块C在B板上相对于B板向右滑行的最大距离为x，当物块C压缩弹簧b至压缩量最大时，A、B、C有共同速度v，根据动量守恒可知，mv0=3mv=3mv共12mv02=12×3mv2+μmgx+EP联立解得v0=（2）解：设弹簧a开始具有的最大弹性势能为EpaE解得E（3）解：设物块C滑上板B时的速度大小为v0，根据机械能守恒E设物块C和板B最后的共同速度为v，根据动量守恒有m设C在B板上相对B