2023届湖南省名校教研联盟高三下学期4月联考物理试题

2023届湖南省名校教研联盟高三下学期4月联考物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．胶片电影利用光电管把“声音的照片”还原成声音，原理如图所示，在电影放映机中用频率和强度不变的一极窄光束照射声音轨道，在影片移动的过程中，通过声音轨道后的光强随之变化，光束射向内表面涂有光电材料作为阴极的光电管后，在电路中产生变化的电流，把声音放大还原，则（　　）

A．照射声音轨道极窄光束的频率可以随机选择

B．单位时间光电管中产生光电子数目将随影片移动发生变化

C．光电管中产生光电子的最大初动能将随影片移动发生变化

D．由于吸收光子能量需要积累能量的时间，以致声像有明显不同步

2．随着国家“双碳”计划的推进，单相发电机得到更为广泛的应用。如图甲为单相电交流发电机内部结构图，匝数为N的矩形线圈位置不变，磁铁绕轴转动后，线圈中生成正弦波形交变电流如图乙所示，其电动势峰值为，周期为T，回路总电阻为R，则在时间内通过线框截面的电荷量为（　　）

A． B． C． D．

3．唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若井深8m、圆形井口半径0.5m的井中被灌满水，水的折射率，如图处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮，想要把井外景物全部尽收眼底，所处位置与井口水面的竖直距离最远为（　　）

A． B． C． D．

4．如图，棱长为a、大小形状相同的立方体木块和铁块，质量为m的木块在上、质量为M的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在在平静的池中某处，木块上表面距离水面的竖直距离为h。当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁块恰好同时到达池底。仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为（　　）

A． B． C． D．

5．如图，足够长的光滑直杆和构成一个支架，在竖直面上放置，支架连结处为B，直杆、与竖直夹角分别为、，轻质小环P、Q分别穿进直杆和，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端系在一起，其结点为O挂上小球后，绳长拉直后的长度分别为、，若两细绳的张力大小相等。则（　　）

A．一定等于，不一定等于

B．不一定等于，一定等于

C．一定等于，也一定等于

D．不一定等于，也不一定等于

6．“古有司南，今有北斗”，如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗系统的卫星运行轨道半径r越高，线速度v越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，其图像如图乙所示，图中R为地球半径，为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为G，忽略地球自转，则（　　）

A．地球的质量为 B．地球的密度为

C．GEO卫星的加速度为 D．地球表面的重力加速度为

7．一匀强电场的方向平行于平面，平面内如图所示的a、b、O三点的电势分别为10V、17V、26V，，，与的夹角为120°。根据求出线上分场强大小，线上分场强大小。用E表示该匀强电场的电场强度，则下列电场矢量图中，可能正确描述E与、关系的是（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题

8．相同的电灯、和自感系数较大的电感线圈L接入如图甲的电路中，电源电动势为E，内阻不计。闭合开关S待电路稳定后开始计时，时刻断开开关S，时刻整个电路的电流均为零。前后通过电灯的电流-时间图像如图乙，用和分别表示开关S断开瞬间通过电灯的电流大小。下列说法正确的是（　　）

A．电感线圈的直流电阻不可忽略

B．断开开关S后，电灯、电流大小始终相等

C．断开开关S后，流过电灯的电流方向向左

D．线圈的自感系数是由线圈本身决定，与是否有铁芯无关

9．如图圆心为的竖直光滑半圆轨道、圆心为的竖直光滑半圆管道与水平粗糙平面连接，轨道半径与管道半径均为R，距离也为R。一小滑块以某一速度从半圆轨道最高点a水平向左进入半圆轨道作圆周运动，最终从半圆管道最高点d水平向左飞出。若小滑块在轨道最高点a和轨道最高点d受列弹力大小均为。重力加速度为g，小滑块可视为质点，管道内径较小，则（　　）

A．滑块从a点到d点机械能守恒

B．滑块从a点水平飞出的速度为

C．水平粗糙平面的动摩擦因数为0.6

D．滑块对轨道最低点和管道最低点的压力大小比为

10．如图，一矩形金属导线框，放在光滑绝缘的水平面上。整个装置放在方向竖直向下的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界重合，在水平外力作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。用F、v、i、P分别表示水平外力、框运动速度、框中电流、安培力的瞬时功率，用x、t分别表示运动位移和时间，在金属线框被拉出的过程中，下列图像可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

11．在可调转速的电动机的转动轴上固定一根垂直于转动轴的细杆，杆的一端装一个小塑料球，转动轴轴心与塑料球球心距离为R，在小塑料球和墙壁之间放一个竖直方向上下振动的弹簧振子，振子质量为m，如图所示。电动机启动后，调节电动机的转速，从侧面用灯光照射，当小塑料球线轴在竖直面上以线速度为v做匀速圆周运动时，在墙壁上观察到小塑料球运动的影子与振子运动的影子始终重合，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）

A．小塑料球转动过程中也是做简谐运动

B．竖直方向的弹簧振子振动时的振幅为R

C．竖直方向的弹簧振子中弹簧的劲度系数为

D．竖直方向的弹簧振子在最低点时弹簧伸长量为

三、实验题

12．如图甲所示为某实验小组“探究加速度与物体所受合外力关系”的实验装置。他们平衡摩擦力后，挂上钩码，调整轻滑轮A和B，使轻滑轮A与小车间细线平行于长木板，轻滑轮A和B间细线竖直，与轻滑轮B连接的弹簧秤在竖直面上。（结果均保留2位有效数字）

（1）本实验___________ （填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码总质量远小于小车的质量。

（2）接通电源，释放钩码，多次改变钩码质量，记录弹簧秤的读数F，通过打出纸带，求出小车加速度a、以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条直线，如图乙所示，则由所得图像可知小车的质量为___________kg。

（3）其中第4次弹簧秤指针位置如图丙所示，则其示数为___________N；若，则由该次弹簧秤读数结合图像可计算出第4次所挂钩码的质量为___________kg。

13．学校兴趣小组同学在“测定金属的电阻率”实验中，设计了如图甲的实验电路，为待测金属丝电阻接入电路中的实际电阻值，实验所选用电源电动势（内阻不计），电压表、量程均为3V（内阻很大），定值电阻和（电阻不同，均为几千欧），单刀双掷开关S。

（1）为了使电表指针指在中间刻度左右，实验应选用的电阻箱R的规格为___________。（填入相应的字母）

A．阻值范围0~999            B．阻值范围0~9999

（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图乙所示，其读数为___________mm。

（3）按图甲电路图连接好电路，待测电阻丝上的滑头P置于电阻丝上某一位置，把S拨到1位置，记录电压表示数：再把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值，则此时待测金属丝电阻接入电路中的实际电阻值___________（用、、表示）。

（4）移动待测电阻丝上的滑头P，重复实验步骤（3）步骤，用刻度尺测得多次待测金属丝接入电路有效部分的长度l和电阻箱阻值R，利用多次测量数据绘制出如图丙所示的正比例关系图像，其斜率为k，则待测金属丝的电阻率表达式为___________（用已知量的字母表示）。

四、解答题

14．浇花水温与气温相差太大易伤害花卉。如图为养花人常使用的气压式浇花喷壶结构图，喷壶装入水后旋紧喷头套，通过拉杆打气按压后，按下泄压阀即可喷水（不喷水时泄压阀处于关闭状态）。某次取水温的井水装入壶中旋紧后搁置一段时间，待壶中水温达到环境温度时再浇水。已知大气压强恒为，喷壶导热性良好，壶中气体可视为理想气体，装水旋紧壶中密闭气体温度视为与井水同温。

（1）求壶中水温达到环境温度时壶中压强大小p（最后结果小数点后保留两位有效数字）；

（2）若同样量的井水经过搁置达到环境温度再装入壶中，立即通过拉杆打气按压使壶中压强达到（1）问壶中的压强大小p（按压过程中壶内气体温度可视为不变），求压进气体的质量与壶内水面上原有气体的质量之比（最后结果用分式表示）。

15．工厂对引进一种可升降传送装置进行调试。调整传送带与水平面成夹角，如图甲所示，并使传送带从上到下运行。在传送带的顶端轻轻地放一个质量的物件，物件在传送带上运动共用时2.0s，通过计算机记录了传送带对物件摩擦力的功率大小与时间的图像如图乙所示，物件可视为质点，g取，求：（，）

（1）物件与传送带之间的动摩擦因数；

（2）物件从顶端到底端运动过程中物件与传送带摩擦所产生的热量；

（3）物件从顶端到底端运动全过程中传送带对物件作用力的冲量大小。

16．如图，竖直平面内的直角坐标系的x轴水平，在y轴的左侧存在方向水平向右的匀强电场，在y轴的右侧存在方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电粒子以初速度从坐标原点O沿x轴正方向射入，在y轴的右侧做匀速圆周运动后第1次经过y轴进入y轴的左侧，第2次经过y轴时恰好回到原点O。已知带电粒子质量m、电荷量，y轴的左右两侧匀强电场的电场强度大小相等，g为重力加速度，不计空气阻力。求：

（1）y轴的右侧匀强磁场的磁感应强度大小B；

（2）粒子第4次经过y轴时的坐标位置；

（3）若将粒子先进入y轴的右侧和后进入y轴的左侧的一次运动看作1次运动循环，求经过n次这样的运动循环后粒子在y轴上的坐标。

参考答案：

1．B

【详解】A．产生光电效应的条件是照射光的频率要大于光电材料的截止频率，A错误；

B．对于同种频率的光，在发生光电效应的情况下，照射光强度越大，单位时间内照射到金属表面的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而光电管中产生光电子数目将随影片移动发生变化，B正确；

C．根据爱因斯坦光电效应方程

可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与光的强弱无关，C错误；

D．电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的，即使声像明显不同步也不是其主要原因，D错误。

故选B。

2．A

【详解】在时间内磁通量的变化量

根据

A正确。

故选A。

3．A

【详解】如图

几乎贴着水面射入水里的光线，在青蛙看来是从折射角为C的方向射来的，根据折射定律，设青蛙所处位置最远与井口水面距离为h，根据几何关系可知

解得

故选A。

4．D

【详解】设铁块竖直下降的位移为d，对木块与铁块系统，系统外力为零，由动量守恒（人船模型）可得

池深

解得

D正确。

故选D。

5．A

【详解】由于P、Q为轻环，不计重力，所以挂上小球后，绳与绳伸直后分别与和垂直，对结点O受力分析如图

由于平衡后两绳的张力相等，所以水平分量必须大小相等方向相反，即

可知一定等于，由于与绳长无关，所以不一定等于，A正确。

故选A。

6．C

【详解】A．根据

得地球的质量

A错误；

B．地球的密度

B错误；

C．根据

解得GEO卫星的加速度

C正确；

D．根据

解得

D错误。

故选C。

7．C

【分析】考查匀强电场的电场强度与电势的关系，意在考查运用物理思想方法解决物理问题的能力和运用数学知识解决物理问题能力，体现物理观念和科学思维的学科素养。

【详解】A B．a、b、O三点的电势分别为10V、17V、26V

故分场强的方向由O向a，分场强的方向由O向b，A、B错误；

C D．由于和不相垂直，所以该两分场强和并非是匀强电场中电场强度E的同一组分量，而是和分别为两组分矢量中其中的一个分矢量，如图所示

故C正确，D错误。

故选C。

8．AB

【详解】A．因为相同的电灯、，电路稳定由图像可知通过电感线圈L支路的电流小于通过电灯支路的电流，所以电感线圈的直流电阻不可忽略，A正确；

BC．稳定后当开关S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、电灯、构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，电灯、电流大小始终相等，且流过灯的电流方向向右，故B正确，C错误；

D．有铁芯时线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，D错误。

故选AB。

9．CD

【详解】A．由于水平平面粗糙，滑块受到摩擦力对其做负功，所以滑块从a点到d点机械能不守恒，故A错误；

B．由于a点和d点受到弹力大小均为，所以a点小滑块受到弹力竖直向下，d点小滑块受到弹力方向竖直向上，在a点

，

在d点

解得

故B错误；

C．从a点到d点根据动能定理

解得

故C正确；

D．从a点到b点，根据动能定理

在b点

解得

从c点到d点根据动能定理

在c点

解得

故滑块对轨道最低点和管道最低点的压力大小比为，故D正确。

故选CD。

10．BD

【分析】考查电磁感应导体棒切割磁感线运动有关知识应用，意在考查模型构建能力和分析综合能力，体现物理观念和科学思维的学科素养。

【详解】A．线框运动速度为v时，线框受到的安培力

由于线框被拉出过程中做匀加速直线运动，根据

可知

不可能从零开始，A错误；

B．根据图像的斜率

可知加速度不变，速度从0开始越来越大，斜率越来越小，B正确；

C．根据图像的斜率

可知，图线为线性关系，C错误；

D．根据

P与t为二次函数曲线，D正确。

故选BD。

11．BC

【详解】AB．小塑料球影子与振子影子的运动始终重合，所以竖直方向的弹簧振子振动时的振幅为R，竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动，做匀速圆周运动的质点在圆周竖直方向直径上投影的运动是简谐运动，其本身运动不是简谱运动，A错误，B正确；

C．小塑料球做匀速圆周运动，设向心力为F，塑料球质量为，向上为正，根据向心力公式可知

在最高点竖直方向的回复力

负号表示与y轴的正方向相反，解得最大加速度大小

依题意小塑料球运动的影子与振子运动的影子始终重合，竖直方向上的加速度对应相等，根据弹簧振子的回复力公式，在其振动最高点

联立解得

C正确；

D．弹簧振子在最低点时的回复力大小为

解得

D错误。

故选BC。

12．     不需要     0.25     2.0     0.17

【详解】（1）[1]由于该实验并没有采用钩码的总重力近似等于小车的拉力，小车的拉力即合外力通过弹簧秤读数间接获得，所以不需要满足所挂钩码总质量远小于小车的质量。

（2）[2]根据

可知

由图像可知斜率

可得小车的质量

（3）[3][4]该弹簧秤读数的最小分度值为0.2N，所以其示数为2.0N；对钩码

由图像可知当时

可得

13．     B     0.400/0.401/0.399         

【详解】（1）[1]为了使电压表的示数在中间刻度左右，提高测量精度，电阻箱选择的数量级要与电压表内阻相当，所以选B。

（2）[2]螺旋测微器的读数为

（3）[3]当开关S拔至1时，设此时电压表的示数为，根据串并联电路的特点可得

当开关S拔至2时，由于电压表的示数和的示数相同，即

解得此时待测金属丝电阻接入电路中的实际电阻值

（4）[4]由

得

结合图像可得

故

14．（1）；（2）

【详解】（1）装入壶中的井水旋紧封闭后体积不变，设壶中水温达到环境温度时壶中压强大小为p，根据查理定律

①

井水热力学温度

②

环境热力学温度

③

得壶中水温达到环境温度时壶中压强大小

④

（2）在环境温度下，设壶内水面上空气体积为V，压进气体的体积为，根据玻意耳定律

⑤

由⑤得

解得

⑦

压进气体和原有气体的压强相同，由于同种气体在相同压强和相同温度下密度相等，故压进气体的质量与壶内原有气体的质重之比

⑧

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）物件轻放在传送带，沿带向下匀加速，在s

由图像可知0~1s图线斜率

得

解得

（舍去）

（2）物块轻放在顶端，0~1s

得

由图像可知物件在1s时物件加速到了传送带的速度，由

解得传送带的速度

由于，1~2s

得

作出物块在传送带上运动的图像如图

由图像可知0~1s传送带对地位移大于物件位移，划痕长度为

1~2s传送带对地位移小于物件位移，划痕长度为

故物件从顶端到底端运动过程中，物件与传送带摩擦所产生热量

（3）2s时的速度

对物件沿斜面方向，设沿传送带向下方向为正，根据动量定理

解得

传送带对物件弹力的冲量

故物件从顶端到底端运动全过程中传送带对物件作用力的冲量大小为

16．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）如图1

带正电粒子从坐标原点O沿x轴正方向进入y轴的右侧做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为，根据

①

得

②

设进入匀强磁场后第一次经过y轴位置，向左进入匀强电场竖直方向自由落体运动

③

由于

水平方向类上抛运动

④

由②③④得

⑤

（2）设第2次从原点O经过y轴的速度为，该速度与x轴正方向的夹角为，再次进入匀强磁场，圆周运动的半径为，如图2

从到

⑥

由④⑥解得

⑦

即

⑧

⑨

故

⑩

设粒子第3次经过y轴的位置为，由几何关系可知

⑪

由⑤⑨⑩⑪得

故粒子第3次经过y轴时的坐标位置与重合，第3次经过y轴（即）到第4次经过y轴，粒子在匀强电场中以为初速度、加速度为g，在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向仍为类上抛运动，时间为

即

⑫

由②④⑤⑫得粒子第4次经过y轴时的坐标位置

⑬

（3）设每次进入磁场的速度为v，该速度与x轴正方向的夹角为，进入匀强磁场圆周运动的半径为r，如图3

每1次运动循环中：进入磁场做圆周运动后在竖直方向都要向上移动

⑭

在y轴左侧做匀变速曲线时间均为

⑮

由于第一次进入电场时速度水平，故n次在电场中运动的竖直位移合可视为初速度为零的匀变速直线运动

⑯

方向向下，粒子每次在磁场中向上的移动的位移均相同且等于粒子在电场中第一次下降的位移，则在磁场运动n次的竖直位移可表示为

⑰

方向向上，解得

⑱