2024届湖南省长沙市长郡中学高三下学期模拟（二）物理试卷

这是一份2024届湖南省长沙市长郡中学高三下学期模拟（二）物理试卷，共14页。

物理
命题人、审题人：高三物理备课组
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求）
1.下列实验现象或应用中，与光的波动性无关的是（ ）
A. B. C. D.
2.如图所示，一只小鸟落在了树枝上，树枝发生了弯曲，小鸟处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A.树枝发生了弯曲，是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力
B.树枝对小鸟的支持力是由树枝发生形变产生的
C.树枝对小鸟作用力的方向斜向右上方
D.小鸟起飞瞬间，翅膀对空气的作用力大于空气对翅膀的作用力
3.如图所示，一运动员在清澈的水池里沿直线以0.5m/s速度游泳，已知水深为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0他看到自己正下方的水底有一小石块，t=6s恰好看不到小石块了（在水面之上），下列说法正确的是（ ）
A.6s后运动员会再次看到水底的小石块B.水的折射率
C.水的折射率D.水的折射率
4.电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。主要有直流式和感应式两种。如图所示是直流式电磁流量计，外加磁感应强度为B的水平匀强磁场垂直于管轴，在竖直径向a、b处装有两个电极，用来测量含有大量正，负离子的液体通过磁场时所产生的电势差大小U。液体的流量Q可表示为，其中d为管道直径，k为修正系数，用来修正导出公式时未计及的因素（如流量计管道内的流速并不均匀等）的影响。那么A应该为（ ）
A.恒定常数
B.管道的横截面积
C.液体的流速
D.液体中单位时间内流过某一横截面的电荷量
5.如图甲，一带电粒子沿平行板电容器中线MN以速度v平行于极板进人电容器（记为t=0时刻），同时在两板上加一按图乙变化的电压。已知粒子比荷为k，带电粒子只受静电力的作用且不与极板发生碰撞，经过一段时间，粒子以平行极板方向的速度射出。则下列说法中正确的是（ ）
甲乙
A.粒子射出时间可能为t=4s
B.粒子射出的速度大小为2v
C.极板长度满足L=3vn（n=1，2，3…）
D.极板间最小距离为
6.如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示，转轴一端连接半径r0=1cm的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数N=100匝，面积S=10cm2，总电阻R=2Ω，磁极间的磁场可视为磁感应强度B=0.1T的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为R=2Ω、额定功率P=9W的灯泡L相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ）
图甲图乙图丙
A.如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最大
B.该次骑行速度v=3m/s
C.图丙中的Um=3V
D.欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过m/s
二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7.我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，“车能路云”融合发展，将构造全新的智能出行生态系统。某品牌不同型号的A、B两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹车性能，两车同时同地点刹车后，它们的速度v与刹车位移x的关系如图，刹车后两车恰好并排停下，刹车过程两车均做匀减速直线运动。则（ ）
A.刹车过程中A车始终在前面
B.刹车过程中B车始终在前面
C.A、B两车刹车的加速度大小之比为4∶9
D.A、B两车刹车的时间之比为2∶3
8.如图1所示，介质中有两个相距6m的波源S1和S2，两波源的振动方向与纸面垂直，所形成的机械波在纸面内传播，传播速度均为0.25m/s。图2是S1的振动图像，图3是S2的振动图像。M点在S1和S2的连线上，与波源S1相距2.5m，N、S1的连线与S1、S2的连线垂直，N点到S1的距离为8m。下列说法正确的是（ ）
图1图2图3
A.M和N都是振动加强点
B.M和N都是振动减弱点
C.M和N的连线上必定有一个振动加强点
D.S1和S2振动步调相反，不能形成稳定的干涉图样
9.近日，国家航天局公布了我国探月工程四期及深空探测任务后续规划。其中探月工程四期嫦娥六号已于2024年5月3号成功发射升空，拟在月球背面采样返回。嫦娥六号被月球俘获后进入椭圆轨道I上运行，当经过近月点M点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道II上运行，已知月球半径为R，圆形轨道II距月球表面距离为nR，椭圆轨道I远月点距月球表面距离为kR，如图所示，忽略其他天体对嫦娥六号的影响，关于嫦娥六号的运动，以下说法正确的是（ ）
A.由轨道I进入轨道II需要在M点点火使其加速才能完成
B.在轨道I上的近月点速度比轨道II的速度大
C.在轨道I上运行周期是轨道II上运行周期的倍
D.在轨道II上运行速度为月球第一宇宙速度的倍
10.如图甲所示，倾角为θ的足够长的斜面固定在水平面上，物块A、B中间用轻弹簧相连，当弹簧处于原长L时，A、B恰好静止在斜面上。物块C以速度v0沿斜面匀速下滑并与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），从碰后瞬间开始计时，A和B的位置随时间变化的图像如图乙中的曲线a、b所示，t1时刻a、b的纵坐标分别为x1、x2，此时两条曲线的纵坐标差值最小。已知A、B和C可视为质点，质量均为m，且与斜面之间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（ ）
A.C与B碰后瞬间，B的速度为
B.C与B碰后瞬间，A的加速度为
C.从开始计时到弹簧第一次恢复原长的过程中，因摩擦产生的热量为
D.从开始计时到弹簧第一次恢复原长的过程中，因摩擦产生的热量为
三、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分）
11.（6分）某实验小组利用如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”。所用器材包括：装有声音传感器的手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下：
a.将钢尺伸出水平桌面少许，用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差h=90cm；
b.将质量为m的铁球放在钢尺末端，并让其保持静止状态；
c.将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
d.迅速敲击钢尺侧面，让铁球自由下落；
e.手机中的声音传感器记录声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示。
（1）若图乙中第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻，则铁球下落的时间间隔t= s。
（2）若铁球下落过程中机械能守恒，应满足mgh= 。（用m、h、t表示）
（3）若敲击钢尺侧面时使铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果 （填“有”或“没有”）影响。
12.（10分）（1）甲同学用多用电表测量电压和电流，指针在表盘的位置如图所示。若所选挡位为直流2.5V挡，则示数为 V。若所选挡位为直流100mA挡，则示数为 mA。
（2）乙同学按如图所示原理图，利用圆柱体容器及相关电路测量盐水的电阻率。
= 1 \* GB3 ①用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d，由玻璃管侧壁的刻度尺测出压缩后盐水的高度h。
②闭合开关S1，开关S2接2端，调节滑动变阻器R，使电压表的读数为U1，滑动变阻器滑片不动，然后将开关S2接1端，再次记录电压表的读数为U2，则电阻R0两端的电压为 。
③已知定值电阻R0，根据（1）（2）测量的数据，计算得待测盐水的电阻率为 。
④除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因： 。
四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
13.（10分）随着科技发展，在庆祝活动所使用的气球可做到100%降解，这样就不会对环境造成污染。并且所有气球内充的都是氦气，和遇明火易爆炸的氢气相比，更加安全。在某次大型庆祝活动中需放飞许多气球，如果每个气球需要充入氦气10L，充气后压强为1.0×105Pa，地面附近空气温度为27℃、压强为1.0×105Pa，用一个容积为50L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气，可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同。气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到15L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降6℃，高度每升高10m，大气压减小110Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，求：
（1）用一个氦气罐可以充出符合要求气球的个数n；
（2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。
14.（14分）如图所示，两个相互平行且足够长的绝缘导轨固定在竖直面内，导轨间距为L，在边界MN的上方区域I内存在宽度为2d，磁感应强度大小为B0，方向平行导轨平面向下的匀强磁场，边界PQ下方的区域II内存在宽度为d，大小为B，方向垂直竖直平面向里的匀强磁场，MN与PQ间的距离为d。在磁场I的上边缘处水平放置导体棒ab，且导体棒位于导轨的外侧，与导轨接触良好。MN上方的导轨粗糙，与导体棒间的动摩擦因数为μ，MN下方的导轨光滑。长度为2d的绝缘杆将导体棒ab和正方形的单匝线框连接在一起组成“”形装置，装置总质量为m。导体棒ab外接一个电压可自动调节的特殊电源，能保证导体棒电流大小时刻为I，正方形线框的边长也为d（d（1）求释放瞬间导体棒所受的摩擦力大小及此时装置的加速度；
（2）若导体棒运动到磁场II的下边界时速度恰好为0，求线框第一次穿出磁场II时的速度大小；
（3）若线框的电阻为R，且在满足第（2）问情况下，求线框第一次穿越磁场II所需的时间。
15.（16分）喷气式汽车的尾部有一个喷射器，可向后连续喷射气体，依靠向后喷出高速气体的反冲，从而获得向前的推力。可简化为如图（a）所示模型，总质量为M的小车（包含小球），每次向后水平射出一个质量为m的小球。
图（a）图（b）
（1）若车静止在光滑的地面上，弹射器离地的高度为h，若此时小球以相对地面的速度v弹出，求小球落地瞬间与车的水平距离；（不计一切阻力，重力加速度为g）
（2）若车静止在光滑的地面上，小球相对车以速度u向后弹出，求此次弹射需消耗多少化学能：
（3）现车运行速度为v0，为使车停下，开启车前端的喷射器，向前喷出气体让车减速，可简化为如图（b）所示模型。总质量为M的车（含小球），每次相对车以u0向前水平弹射出一个质量为m的小球，同时为提高减速效率，在车弹出小球后的瞬间，马上与车前的一种“特殊物质”接触，“特殊物质”质量同为m，对地速度为零，“特殊物质”与车接触后马上被吸附在车上。之后车第二次向前弹射出小球，再吸附“特殊物质”……，忽略一切阻力，为使车停下或者速度反向，求车至少弹射小球的次数n。本问中取，。（可能用到的数据：，）
长郡中学2024届模拟试卷（二）
物理参考答案
一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求）
1.D【解析】A是单缝衍射实验，与光的波动性有关，A错误；BC是薄膜干涉实验装置，与光的波动性有关，BC错误；D是光的色散实验，与光的波动性无关，D正确。
2.B【解析】树枝发生了弯曲，是小鸟对树枝的压力产生的，根据牛顿第三定律，可知小鸟对树枝的压力大小等于树枝对小鸟的支持力大小，故A错误；根据弹力的定义，可知树枝对小鸟的支持力是由于树枝发生了形变，而要恢复原状，会对与它接触的小鸟产生力的作用，故B正确；由于小鸟处于静止状态，根据平衡条件，可知树枝对小鸟的作用力与小鸟所受重力等大反向，即树枝对小鸟作用力的方向竖直向上，故C错误；小鸟起飞瞬间，根据牛顿第三定律可知，翅膀对空气的作用力大小等于空气对翅膀的作用力大小，故D错误。
3.C【解析】t=6s时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以，小孩不会看到水底的石块，故A错误；6s内小孩通过的位移为，根据几何关系得，根据全反射临界角公式得，解得河水的折射率，故BD错误，C正确。
4.B【解析】由图可知，含有大量正，负离子的液体从入口进入管道，根据左手定则可知，带正电的离子向上偏转，带负电的离子向下偏转，当显示器的示数稳定时，则在管道内形成向下的匀强电场，则有，而，流量，联立解得，所以式中的A应该为管道的横截面积S。
5.D【解析】粒子进入电容器后，在平行于极板方向做匀速直线运动，垂直极板方向的运动v-t图像如图所示，因为粒子平行极板射出，可知粒子垂直板的分速度为0，所以射出时刻可能为1.5s、3s、4.5s…，满足t=1.5n（n=1，2，3…），粒子射出的速度大小必定为v，故AB错误；极板长度L=v•1.5n（n=1，2，3…），故C错误；因为粒子不跟极板碰撞，则应满足，，，联立求得，故D正确。
6.B【解析】如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最小，故A错误；由图丙知，周期，，摩擦小轮边缘与车速相同，则该次骑行速度，故B正确；线圈转动时产生的感应电动势的最大值为，图丙中灯泡两端的电压最大值根据闭合电路欧姆定律有，故C错误；欲使小灯泡不烧坏，根据，灯泡两端电压不超过，此时感应电动势的最大值为，根据，可得，骑行速度，故D错误。
二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7.AD【解析】由题意可知，两车刹车的位移大小相等，根据匀变速直线运动速度与位移关系，可得，则A、B两车刹车的加速度大小之比为，故C错误；根据逆向思维有，可得，则A、B两车刹车的时间之比为，故D正确；由于A车运动的时间短，又是同时刹车，所以A车始终在B车前面，故A正确，B错误。
8.BC【解析】根据图像可知波的传播周期为，所以，两波源到M点的波程差为，，由于两波源振动是反相位，所以M点为减弱点，由几何关系可知，两波源到N点的波程差为，，由于两波源振动是反相位，所以N点为减弱点，A错误，B正确；从在距S1距离为m处开始，作以S1和S2为焦点的双曲线与M和N的连线的交点就是加强点，C正确；S1和S2两波源同频，振动方向相同，振动步调相反，能形成稳定的干涉图样，D错误。
9.BC【解析】由轨道I进入轨道II需要在M点点火制动，使其减速才能完成，故A错误；由轨道I的近月点到轨道II，必须减速，故B正确；根据题已知可得轨道I的半长轴，轨道II的轨道半径为，设嫦娥六号在轨道I上运行周期为T1，在轨道II上运行周期为T2，根据开普勒第三定律有，可得，故C正确；设月球的质量为M，嫦娥六号的质量为m，根据万有引力充当向心力可得，解得，当嫦娥六号环绕月球表面做圆周运动时的速度即为第一宇宙速度，即月球的第一宇宙速度为，而嫦娥六号在轨道II上运行时的速度，由此可得，故D错误。
10.AC【解析】由题知B和C可视为质点，质量均为m，物块B、C碰撞过程中动量守恒，两球碰撞后交换了速度，故C与B碰后瞬间，B的速度为v0，A正确；当C与B碰后瞬间，弹簧仍处于原长L，A物体处于静止状态，A的加速度为0，B错误；由题知物块C以速度v0沿斜面匀速下滑并与B发生弹性碰撞，且A、B和C质量均为m，则，说明物块A、B运动过程中所受外力合力为零，在物块B获得速度v0后开始压缩弹簧，由于弹簧弹力作用，物块B的速度减小，物块A的速度增加，当弹簧压缩到最短时物块A、B拥有共同速度，后物块A的速度继续增加，物块B的速度继续减小，弹簧逐渐伸长，当物块A的速度达到v0，物块B的速度减为0时，弹簧处于原长，在整个过程中摩擦力做功等于重力势能减小量，由对称性知，从开始计时到弹簧第一次恢复原长的过程中，因摩擦产生的热量为，C正确，D错误。
三、填空题（本题共2小题，共16分）
11.（每空2分，共6分）
（1）0.45（2）（3）没有
【解析】（1）由图乙可知，铁球下落的时间间隔
（2）设铁球落地时速度大小为v，根据匀变速运动有
解得小球动能的增加量为
重力势能的减少量为
若铁球下落过程中机械能守恒，则应满足
（3）小球在竖直方向上做自由落体运动，小球下落的时间由高度决定，若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，不会影响小球的落地时间，故对实验测量结果没有影响。
12.（每空2分，共10分）
（1）1.1044（2）②③④电压表为非理想电压表（或类似的答案，如：电压表有电阻、电压表导致电路电流发生改变等）
【解析】（2）先后两次电压表的读数之差即等于电阻R0两端的电压；由于盐水和电阻R0串联，电流相等，则由欧姆定律和电阻定律得
联立以上两式解得待测盐水的电阻率为
除偶然误差外，电压表不理想会导致开关S2切换时电路电流发生改变。（类似的答案也可，如：电压表有电阻、切换开关前后电压表导致电路电流发生改变等）
四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分）
13.（10分）【解析】（1）全部充气完毕，罐内气体压强也变为p0，设充气后的气体总体积为V，则根据理想气体状态变化规律
将，，
代入可解得V=5000L
设总共充气n个符合要求的气球，则
其中
代入可得n=495
（2）当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到15L，设此时气球离地面高度为h，则爆裂时气体的压强和温度分别是
代入理想气体状态变化方程：
解得当气球发生爆裂时，气球离地面的高度
14.（14分）【解析】（1）导体棒在上方磁场区域时安培力大小为：
又因为
所以导体棒所受摩擦力
由牛顿第二定律可知：
所以
方向竖直向下
（2）设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1，从此时到导体棒运动到磁场区域的下边界处的过程中，应用动能定理得：
解得：
（3）线框第一次穿越下方磁场区域过程中，取很短时间，对装置由动量定理得：
两边微元求和得：
所以：
解得
15.（16分）【解析】（1）水平方向动量守恒：
小球弹出后做平抛运动，小车向前匀速，
于是小球落地瞬间小球与车的水平距离为：
（2）设小球弹射后车的速度为，则小球对地的速度为，方向水平向后，
由动量守恒：
解得：
于是此次弹射消耗的化学能为：
解得：
（3）同（2）问，每次喷出气体（弹射小球），水平方向动量守恒
于是，第一次喷出气体后，设小车速度为，则小球速度为，
有
解得：
“特殊物质”吸附在车上，相当于完全非弹性碰撞，作用后小车速度为v1
有
解得：
第二次喷出气体后，小车速度为，则小球速度为
有
解得：
此后再吸附“特殊物质”
有
解得：
同理可求得第三次作用后；小车的速度为：
所以n次喷出气体后，小车的速度为：
化简：令，
则
依题意，
又，可得，即
于是：
解得：，代入数据得：
所以喷射气体的次数为12次题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
B
D
B
AD
BC
BC
AC