湖南省张家界市2023-2024学年高三上学期期末联考物理试卷 含解析

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本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。
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，只有一项是符合题目要求的。
1.氢原子能级分布如图所示。可见光的能量范围为，两个处于能级的氢原子自发跃迁到低能级的过程中（ ）
A.最多能辐射出4种频率不同的光子
B.最多能辐射出3种频率不同的可见光
C.最多能辐射出3种频率不同的紫外线的光子
D.最多能辐射出2种频率不同的红外线的光子
2.在国庆节阅兵仪式中，某直升机静止在地面上空的点处于待命状态，接到命令后，该直升机由静止开始做匀加速直线运动，先后经过、、三点，如图所示。已知直升机通过、的时间相等，，，则，间的距离为（ ）
A.B.
C.D.
3.如图所示，多匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，在线圈外接一含有理想升压变压器的电路，四个电表均为理想交流电表，电路中除滑动变阻器和线圈以外的电阻均不计。当滑动变阻器的滑片向上滑动时（ ）
A.电流表的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数变小
D.电压表的示数不变
4.如图所示，真空中一透明介质的截面为边长为的菱形，其中。一束单色光从真空中垂直于边射入透明介质，射到边时恰好发生全反射，反射光线射到边上又发生全反射，最后从边垂直射出透明介质，已知单色光在真空中的速度为，下列说法正确的是（ ）
A.透明介质的折射率为
B.透明介质的折射率为
C.单色光在透明介质中传播的时间为
D.单色光在透明介质中传播的时间为
5.2023年9月29日，在杭州第19届亚运会田径项目女子铅球决赛中，中国选手以19.58米的成绩夺得金牌，获得亚运会三连冠。把铅球的运动简化为如图所示的模型：铅球从离地面高度为的点抛出，抛出时铅球的速度大小为、与水平方向的夹角为，经时间铅球落地，落地时铅球的速度大小为、与水平方向的夹角为，位移大小为、与竖直方向的夹角为。已知与互余，不计空气阻力，重力加速度大小为，下列判断正确的是（ ）
A.B.
C.D.
6.如图所示，足够大的水平地面上静置一木板，两个均可视为质点的滑块、分别放在木板两端，现使两滑块同时以的速度相向滑动，两滑块恰好在木板的正中间相遇，相遇前木板做匀加速直线运动，相遇后木板做匀减速直线运动。已知滑块的质量为、与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块的质量为、与木板间的动摩擦因数为0.4，木板与地面间的动摩擦因数为0.05，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A.木板的长度为
B.木板的质量为
C.木板运动的最大距离为
D.整个过程中滑块的位移为0
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。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.利用如图所示的装置将井中的重物吊起，起初跨过定滑轮、不可伸长的轻质细绳竖直且恰好绷直，汽车以速度向右做匀速直线运动，重物竖直上升。汽车在匀速向右运动的任意瞬间，绕定滑轮转动的向心加速度与沿绳方向加速的加速度相抵消，由此可知，重物在井中上升的过程中（ ）
A.重物的速度不断增大B.绳中的张力不断减小
C.汽车对地面的压力不断增大D.汽车发动机的输出功率不变
8.真空中的点固定一带正电的点电荷，另一带负电的点电荷仅在静电力作用下绕正电荷逆时针运动的轨迹为如图所示的椭圆，为椭圆的中心，椭圆的长轴，短轴，点电荷的最小速度为，从点经点运动到点的时间大约等于点电荷运动周期的，下列说法正确的是（ ）
A.、两点间的距离为
B.、两点间的距离为
C.点电荷的最大速度为
D.点电荷运动的周期约为
9.如图所示，空间存在电场强度大小恒定的匀强电场，方向沿纸面且与水平地面的夹角可以任意变化，将粗糙绝缘水平地面上质量为的带正电物体由静止释放，物体沿地面加速时的最大加速度为（为重力加速度大小），减速时的最大加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5
B.物体受到的电场力与受到的重力大小相等
C.当匀强电场沿水平方向时，物体的加速度大小为0
D.当物体的加速度大小为时，匀强电场的方向可能竖直向下
10.如图所示，倾角为、间距为的光滑导轨的上端连接一自感系数为的线圈，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场，现将一根质量为的导体棒从导轨上某处由静止释放，由于电路中的总电阻极小，此后导体棒在导轨上做简谐运动，导体棒的最大速度等于角速度与振幅的乘积，即，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A.导体棒做简谐运动的振幅为
B.回路中的最大电流为
C.导体棒的最大动能为
D.导体棒做简谐运动的周期为
三、非选择题：共56分。
11.（7分）某实验小组同学利用如图甲所示的实验装置探究质量一定时物体的加速度与合力的关系。他们的设计思路是：
①调节力传感器的高度使连接小车的细绳与木板均水平；
②利用力传感器测细绳的拉力；
③利用打点计时器打出的纸带测小车的加速度；
④利用测得的数据作出图像并得出结论。
（1）图乙是实验中挑选出的一条点迹清晰的纸带，图乙中相邻两个计数点之间还有四个点未画出，打点计时器所接电源的频率为，由该纸带可知，打计数点“2”时小车的速度大小________，小车的加速度大小________。（结果均保留两位小数）
（2）改变砂桶中砂的质量，重复实验得到多组数据，描点后得到的图像为图丙所示的直线，由此可知，小车和动滑轮的总质量________，小车运动过程中受到的阻力大小________。（结果均保留两位小数）
12.（9分）某实验小组欲制作一个三挡位（“”、“”、“”）的欧姆表，使用的实验器材如下：
A.电流表 eq \\ac(○,G)（满偏电流，内阻）；
B.定值电阻；
C.定值电阻；
D.定值电阻；
E.滑动变阻器（最大阻值为）；
F.一节干电池（电动势为）；
G.单刀双掷开关；
H.红、黑表笔及导线若干。
其内部结构如图所示。回答下列问题：
（1）图中接________（填“红”或“黑”）表笔。
（2）当单刀双掷开关与1接通时，欧姆表的挡位为________；当单刀双掷开关断开时，欧姆表的挡位为________；当单刀双掷开关与2接通时，欧姆表的挡位为________。（均填“”“”或“”）。
（3）现用该欧姆表测量一未知电阻，先将滑动变阻器的滑片移动到顶端，单刀双掷开关与1接通并欧姆调零后，将电阻接在、之间，发现电流表指针几乎不动；断开电路并将单刀双掷开关________（填“断开”或“与2接通”），再次将滑动变阻器的滑片移动到顶端后欧姆调零，将电阻接在、之间，稳定后电流表 eq \\ac(○,G)的指针对准刻度盘上的处，则未知电阻________。
13.（10分）一直立的汽缸内用截面积分别为、的活塞、封闭一定质量的理想气体，两活塞之间用原长的轻质弹簧连接，起初封闭气体的压强等于外部大气压，热力学温度，弹簧的长度，如图甲所示；现对封闭气体缓慢加热，活塞先向下运动，后向上运动，最后回到原来位置，如图乙所示，此时封闭气体的压强。已知弹簧的劲度系数，弹簧始终处于弹性限度内，汽缸内壁光滑。取重力加速度大小，求：
（1）活塞的质量；
（2）图乙中封闭气体的热力学温度。
14.（14分）如图所示，水平地面上的木板中央竖直固定一根长为的轻杆，轻杆顶端用长为的轻绳连接一可看作质点的小球，初始时把小球拉至水平，由静止释放，小球摆动到最低点时与轻杆发生碰撞瞬间二者合为一体，之后整体在水平地面上向左做匀减速直线运动。已知小球与木板的质量均为，小球向下摆动过程中木板恰好不滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，求：
（1）木板对水平地面的最大压力；
（2）木板与地面间因摩擦产生的热量；
（3）木板沿水平地面向左滑动的距离。
15.（16分）如图所示，平面直角坐标系的第一、二象限存在垂直平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，第三象限内半径为、与两坐标轴相切的圆形区域内存在同样的匀强磁场，轴上存在一线性粒子发射源，发射源上、下端点的坐标分别为、，发射源能沿着轴负方向均匀发射电荷量为、质量为的带正电粒子，所有粒子均通过切点进入第二象限。已知轴上长为的粒子接收器的上表面在单位时间内接收到的粒子数最多，第四象限内存在垂直平面向里的匀强磁场（图中未画出），没有被粒子接收器接收到的任意两粒子在第四象限内的运动轨迹均有交点，不计粒子间的相互作用，不考虑粒子离开第四象限后的运动。求：
（1）粒子源发射粒子的速率；
（2）接收器左端点的横坐标；
（3）第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小满足的条件。