2024届湖南省长郡中学高三下学期6月保温测试物理试题（含答案）

这是一份2024届湖南省长郡中学高三下学期6月保温测试物理试题（含答案），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则a光频率最高
2．一个光学圆柱体的横截面如图所示，中心部分是空的正方形，外边界是半径为R的圆，圆心O也是正方形的中心，C是正方形其中一个边上的中点，B是圆周上的一点，已知，，光速为c，一束单色光AB从B点射入介质，入射角为60°，折射光线为BC，下列说法正确的是（ ）
A．光在B点的折射角为45° B．正方形的边长为
C．介质对此单色光的折射率为 D．光从B到C的传播时间为
3．如图所示，直角杆POQ固定在竖直平面内，PO部分水平且表面粗糙，OQ部分竖直且表面光滑，a、b为两个套在此杆上由特殊材料制成的小球，在一定范围内，它们之间的相互作用力大小满足（k为定值，r为两者间的距离），方向在a、b两小球的连线上。当用一沿着PO水平向右的力F作用在a小球上时，两小球均处于静止状态。现将a小球向右缓慢拉动一小段距离，此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水平力F逐渐变大 B．a、b两小球间的距离逐渐变小
C．a小球对PO的压力逐渐变小 D．b小球对OQ的压力逐渐变小
4．如图甲是国产科幻大片《流浪地球2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间站，人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。图乙是人乘坐“太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心距离r的关系图像，已知为地球半径，为地球同步卫星轨道半径，下列说法正确的是（ ）
A．地球自转的角速度
B．地球同步卫星的周期
C．上升过程中电梯舱对人的支持力保持不变
D．从空间站向舱外自由释放一物体，物体将做自由落体运动
5．如图所示，圆形单匝线圈a和正三角形单匝线圈b用完全相同的均匀电阻丝制成，线圈b与线圈a的内接正三角形全等，将它们放置在同一匀强磁场中，磁场与两线圈平面垂直，让线圈a绕其直径匀速转动，线圈b绕其对称轴匀速转动，两线圈转动的角速度相同，则两线圈消耗的电功率之比为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，绝缘水平光滑杆上套有一质量为m的带正电的小环，电荷量为q，小环与绝缘弹簧相连，弹簧另一端固定于杆正上方的P点．杆所在的空间存在着沿杆方向的匀强电场，杆上M、N两点间的电势差为，其中，小环以向右的速度经过M点，并能通过N点。已知在M、N两点处，弹簧对小环的弹力大小相等，，，M、N之间的距离为2L，Q点位于P点的正下方．在小环从M点运动到N点的过程中（ ）
A．小环加速度最大值为
B．小环经过Q点时的速度最大
C．小环经过N点时的速度大小为
D．小环在M、N两点时，弹性势能相等，动能也相等
二、多选题
7．小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为50m，则下列说法正确的是（ ）
A．0~10s动车做减速运动 B．0~16s内动车做匀加速运动
C．0~10s内动车平均速率为25m/s D．14s时动车速率为50m/s
8．如图所示，水平地面上有一斜面体，质量为M，其斜面上有一小滑块，质量为m，滑块的上表面水平且足够粗糙。在下述各种情况中，斜面体始终保持静止，则下述正确的是（ ）
A．若滑块原来能静止在斜面上，当在滑块水平面上再放一质量为的物体时，滑块和物体会一起沿斜面加速下滑，地面对斜面体的摩擦力向左
B．若滑块原来在斜面上匀速下滑，不管在滑块上再施加一个什么方向的力，只要滑块还在沿斜面下滑，则地面始终不会对斜面体有摩擦力的作用
C．若滑块原来在斜面上加速下滑，当在滑块水平面上再放一质量为物体时，滑块和物体仍会一起沿斜面加速下滑，且加速度保持跟原来一致，地面对斜面体的摩擦力水平向左
D．若滑块原来在斜面上加速下滑，当在滑块上施加一竖直向下的压力F时，滑块仍会沿斜面加速下滑，且加速度保持跟原来一致，地面对斜面体的摩擦力水平向左
9．均匀介质中，波源S产生沿x轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，A、B、C为x轴上的质点，质点C（图中未画出）位于处，波源在AB之间。时刻，波源开始振动，从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．波源S位于处 B．波速大小为2m/s
C．C质点起振后，其振动步调与A质点相反 D．时，C质点位于波谷
10．如图，纸面内有两个半径均为R且相切的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；左侧有一半径同为R的圆形导线框，导线框电阻为r。三圆共面且圆心在同一直线上。现使圆形线框以v水平向右做匀速运动，则（ ）
A．当时，线框感应电流为 B．当，线框中电流第一次反向
C．当，线框感应电动势达到极大值 D．在线框穿过磁场过程中，电流改变两次方向
二、实验题
11．小明在家中用一根轻弹簧、水瓶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，验证力的平行四边形定则．实验步骤如下：
ⅰ．先用图钉A将弹簧一端固定在白纸上，弹簧另一端通过细绳悬挂矿泉水瓶（与墙、纸无摩擦），如图甲所示；
ⅱ．将另一细绳拴于细绳上O点，并将细绳水平拉直后用图钉B固定，在白纸上：记下A、B、O的位置，如图乙所示；
ⅲ．在保证O点位置不变的情况下，交换弹簧与细绳的位置，使其方向与（ⅱ）中对应方向平行，如图丙所示；
ⅳ．按照上述方法改变弹簧与细绳的夹角多测几次．
（1）对于本实验，下列说法或操作正确的是_________；（选填选项前的字母）
A．还需要用天平测出矿泉水的质量
B．还需要测量弹簧的原长以及图甲、乙、丙中弹簧的长度
C．为了保证实验结果尽可能准确，弹簧与细绳的夹角应该越大越好
D．步骤（ⅳ）中每次重复实验时，都应保证O点位置与第一次实验记录的位置一致
（2）小明在进行步骤（ⅲ）时由于粗心将水瓶中的水洒落了少许，但弹簧和细绳的方向都与（ⅱ）中平行，O点位置也与（ⅱ）中重合，这一操作________（选填“会”或“不会”）造成误差．
12．小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图2中图线a所示。
（1）在实验中使用的是________（选填“”或“”）的滑动变阻器。
（2）在某次测量时，量程为3V电压表的指针位置如图3所示，则读数________V。
（3）已知合金丝甲的横截面积为，则合金丝甲的电阻率为________（结果保留2位有效数字）。
（4）图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝甲的横截面积________（选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝乙的横截面积。
三、解答题
13．某户外大型闯关游戏“渡河”环节中，选手从高台俯冲而下，为了解决速度过快带来的风险，设计师设计了如图所示的减速装置。浮于河面的B板紧靠缓冲装置A板，B的左侧放置一物体C。选手通过高台光滑曲面下滑，经过A后滑上B。已知A、B的质量均为，C的质量为。A、B的长度均为，人与A、B间的动摩擦因数均为，A与地面间的动摩擦因数。B在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的0.1倍，B碰到河岸后立即被锁定。不计水流速度，选手和物体C均可看作质点，，则：
（1）为了使人滑上A板时A对B没有力的作用，选手及装备的质量最大不超过多少？
（2）若选手及装备的质量为60kg，从的高台由静止开始滑下，经过A后与C发生碰撞后一起运动，碰撞时间极短可忽略，求在此碰撞过程中系统损失的机械能？
（3）在第（2）问前提下，人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，要使选手能够到达河岸，河岸的最大宽度d为多少？
参考答案：
1．B
【详解】A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，半衰期只适用大量原子核的衰变，所以经过45亿年，10个铀238不一定有5个发生衰变，故A错误；
B．图乙中氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，故B正确；
C．图丙中一个氢原子从的能级向基态跃迁时，跃迁路径可能为、、、，所以最多可以放出3种不同频率的光，故C错误；
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，根据
，
由图像可知，c光对应的遏止电压最大，则c光对应的光电子最大初动能最大，c光频率最高，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】AC．根据题意，由几何关系可得，光在B点的折射角为，则介质对此单色光的折射率为
故AC错误；
B．设正方形的边长为a，由余弦定理有
解得
故B正确；
D．光在介质中的传播速度为
光从B到C的传播时间为
故D错误。
故选B。
3．D
【详解】D．设a、b两小球连线与QO的夹角为，对b小球受力分析，根据平衡条件可得
将a小球向右缓慢拉动一小段距离，减小，OQ对b小球的支持力逐渐减小，根据牛顿第三定律，b小球对OQ的压力逐渐变小，故D正确；
B．将a小球向右缓慢拉动一小段距离，此过程中，若b小球发生移动，a、b两小球间的距离可能会增大，故B错误；
AC．以a、b两小球为整体，受力分析，如图所示
竖直方向有
故PO对a小球的支持力不变，根据牛顿第三定律，a小球对PO的压力不变，滑动摩擦力不变，水平方向有
且
联立可得
将a小球向右缓慢拉动一小段距离，减小，故水平力F逐渐变小，故A错误，C错误。
故选D。
4．B
【详解】A．根据
可知图像中，其斜率为角速度的平方，A错误；
B．由于
解得
故其周期
B正确；
C．上升过程中，处于超重状态，支持力会变大，C错误；
D．太空中处于失重状态，从舱释放一物体，不会做自由落体运动，D错误。
故选B。
5．A
【详解】根据题意，设三角形边长为a，由几何关系可得圆半径
线圈a的面积
线圈b的面积为
两线圈产生的感应电动势有效值为
则两线圈产生的感应电动势有效值之比为
线圈a的周长为
b的周长为
由电阻定律可知，两线圈的电阻之比
由公式可得，两线圈消耗的功率之比为
故选A。
6．C
【详解】A．匀强电场的场强大小为
当小环刚越过Q点右侧时，弹簧的弹力的水平分力和电场力都向右，所以合加速度必定大于，故A错误；
B．小环在M、N之间运动的过程中，在Q点的加速度向右，不是速度最大的位置，故B错误；
CD．小环从M到N的过程中，根据动能定理得
解得
故C正确，D错误。
故选C。
7．CD
【详解】AB．由图像可知，0~10s动车做加速运动，10~16s内动车做匀速运动。故AB错误；
CD．0~10s内动车平均速率为
14s时动车速率为
故CD正确。
故选CD。
8．BC
【详解】A．若滑块原来能静止在斜面上，则有
当在滑块水平面上再放一质量为的物体时，仍有
可知滑块和物体仍保持静止状态，地面对斜面体的摩擦力为0，故A错误；
B．若滑块原来在斜面上匀速下滑，则滑块受到的支持力和摩擦力的合力方向竖直向上，与滑块的重力平衡；不管在滑块上再施加一个什么方向的力，只要滑块还在沿斜面下滑，滑块受到的支持力和摩擦力的大小比例保持不变，滑块受到的支持力和摩擦力的合力方向一定竖直向上，则滑块对斜面的作用力方向一定竖直向下，地面始终不会对斜面体有摩擦力的作用，故B正确；
C．若滑块原来在斜面上加速下滑，则有
可得
当在滑块水平面上再放一质量为物体时，则有
可得
可知滑块和物体仍会一起沿斜面加速下滑，且加速度保持跟原来一致；以斜面体、滑块和物体为质点组，可知该质点组具有水平向左的加速度，根据质点组牛顿第二定律可知，地面对斜面体的摩擦力水平向左，故C正确；
D．若滑块原来在斜面上加速下滑，则有
可得
当在滑块上施加一竖直向下的压力F时，则有
可得
可知滑块仍会沿斜面加速下滑，但加速度变大；以斜面体、滑块为质点组，可知该质点组具有水平向左的加速度，根据质点组牛顿第二定律可知，地面对斜面体的摩擦力水平向左，故D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】AB．由题图可知A、B两质点开始振动的时刻为
，
由于在同种介质中则波速v相同，故有
则
故波源S位于处，且波速
故A错误、B正确；
C．C质点开始振动的时刻为
由题图可知，波源起振方向为y轴正方向，在时A质点也沿y轴正方向，则C质点起振后，其振动步调与A质点相同，故C错误；
D．根据以上分析时开始振动，则时，C质点已振动了，则时，C质点位于波谷，故D正确。
故选BD。
10．AB
【详解】画出圆形导线框运动的5个状态，如图所示：
A．当时，导线框运动到1位置，有效切割长度为，线框中的感应电流
选项A正确；
B．当时，导线框运动到2位置，当时，导线框运动到3位置，从初始位置到2位置，穿过线框的磁通量变大，从2位置到3位置，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律可知，当时，导线框运动到2位置时，电流方向第一次反向，故B正确；
C．当时，导线框运动到3位置，此时导线框的左右两侧都在切割，切割长度和方向均相同，此时的感应电动势相互抵消，实际感应电动势为0，故C错误；
D．全过程中，磁感线的贯穿方向始终不变，所以线框中的电流方向改变一次，故D错误。
故选AB。
11．B 会
【详解】（1）[1]AB．根据实验原理可知甲图可测量合力，乙、丙两图测量分力，结合胡克定律可知还需要测量弹簧的原长以及图甲、乙、丙中弹簧的长度，以便测量三个力的大小，不需要用天平测量矿泉水的质量，故A错误，B正确；
C．为了保证实验结果尽可能准确，弹簧与细绳的夹角适当即可，故C错误；
D．步骤（ⅳ）中每次重复实验时，不需要保证O点位置与第一次实验记录的位置一致，从而使实验更具有普遍性，故D正确；
故选B。
（2）[2]小明在进行步骤（ⅲ）时由于粗心将水瓶中的水洒落了少许，虽然弹簧和细绳的方向都与（ⅱ）中平行，O点位置也与（ⅱ）中重合，会导致弹簧弹力变小，从而造成实验误差。
12． 1.32（1.31~1.34） （） 小于
【详解】（1）[1]由实验原理可知
而由图像可知待测电阻最大约为，为了使电压表有明显的读数变化，则滑动变阻器的阻值不能太大，故选比较合适；
（2）[2]量程为3V的电压表，精度为0.1V，估读到0.01V，则电压为1.32V（1.31~1.34）；
（3）[3]根据电阻定律有
则图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
（4）[4]另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后，电阻率不变，而横截面积变为
由图2中图线b可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
13．（1）72kg；（2）180J；（3）6.75m
【详解】（1）为了使人滑上A板时A对B没有力的作用，需满足：
解得
（2）滑上A时速度
与C碰前速度
经过A后与C发生碰撞后一起运动
损失机械能
解得
（3）人与C碰撞后经0.5s恰好与平板B速度相同，根据系统动量定理
，
解得
B运动距离
之后一起减速，加速度
减速位移
所以最大宽度