2023湖南省新高考教学教研联盟高三下学期第一次联考物理试题含答案

这是一份2023湖南省新高考教学教研联盟高三下学期第一次联考物理试题含答案，共32页。

由长郡中学；衡阳市八中；永州市四中；岳阳县一中；湘潭县一中；湘西州民中；由石门县一中；澧县一中；益阳市一中；桃源县一中；株洲市二中；麓山囤际；郴州市一中；岳阳市一中；娄底市一中；怀化市三中；邵东市一中；洞口县一中联合命题
命题学校：麓山国际 审题学校：长沙市六中
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．
2．问答选择题时，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，将本试题卷和答题卡一并交回．
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．在物理学的发展过程中，科学家采用了很多科学研究方法，进行过大量实验，发现了众多物理规律．下列有关叙述中正确的是（ ）．
A．用时间内的位移与的比值定义t时刻的瞬时速度，运用了等效思想
B．汤姆孙发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构
C．光电效应和康普顿效应分别从能量和动量的角度反映了光的粒子性
D．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大
2．光程是光学中的概念，定义为光在介质中经过的几何路程与该介质折射率的乘积．当两束相干光的光程差为波长的整数倍时，在屏幕上出现亮条纹．瑞利干涉仪就是利用这个原理测量气体的折射率．如图甲所示，两束光的光程差为零时，屏幕上O点为零级干涉亮条纹．将长度为L、装有待测气体的透明薄管放在后面，如图乙所示，零级亮条纹移至屏幕上的点，O点为第k级干涉亮条纹．已知空气的折射率为，所用光在空气中的波长为，则待测气体的折射率可表示为（ ）．
A．B．C．D．3．如图所示，带有一白点的灰色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速．在暗室中用每秒16次的频闪光源照射圆盘，则站在暗室中静止不动的观察者观察到白点转动的方向、白点转动的角速度的大小分别为（ ）．
A．顺时针方向，B．顺时针方向，
C．逆时针方向，D．逆时针方向，
4．如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，；滑动变阻器的取值范围为．闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（ ）．
A．时，定值电阻消耗的功率最大，为
B．时，电源内阻消耗的功率最小，为
C．时，消耗的功率最大，为
D．时，电源的效率最高，为90％
5．轻质丝绸放置在固定的光滑斜面上，若固定丝绸，将物块B放置在丝绸上，恰能静止．现将物块A、B放置在丝绸上（丝绸不固定），用沿斜面向上的力F拉住物块A，系统保持静止，如图所示．已知物块A、B的质量分别为、，与丝绸间的动摩擦因数分别为、，则下列说法正确的是（ ）．
A．若，不可能大于B．若，有可能大于
C．若只增加F，物块A一定相对于丝绸滑动
D．若只增加，物块B可能相对于丝绸滑动
6．如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为k，所接电源为有效值恒定的正弦交流电压，且不计电源内阻．原线圈接有定值电阻，副线圈接有定值电阻、，以及滑动变阻器，四个理想交流电表的连接如图所示．现将的滑动触头向下滑动少许，电表的示数变化量的绝对值分别为、、、，则下列说法正确的是（ ）．
A．电压表的示数减小，电流表的示数减小
B．电压表的示数增大，电流表的示数增大
C．
D．
二、多项选择题：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．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．今年春节期间热映的国产大片《流浪地球2》，再次开启了人类星际移民的设想．如果在某宜居行星上，将一轻弹簧竖直固定在水平臬面上，将质量为m的物体从弹簧正上方某位置由静止释放，物体运动过程中的加速度a与位移x间的关系如图所示．已知该宜居行星的半径是地球半径的2倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略自转的影响，地球和该宜居行星均可视为质量分布均匀的球体，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）．
A．宜居行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
B．物体下落过程中弹簧的最大压缩量大于
C．宜居行星的密度与地球的密度之比为
D．物体下落过程中的最大动能为
8．如图所示，在倾角为的固定斜面上，轻质弹簧一端与固定在斜面底端的挡板C拴接，另一端连接滑块A．一轻细绳通过斜面顶端的定滑轮（质量忽略不计，轻绳与滑轮间的摩擦不计），一端系在物体A上，另一端与小球B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长．用手托住球B，此时弹簧刚好处于原长．滑块A刚要沿斜面向上运动．已知，弹簧的劲度系数为，滑块A与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，且弹簧的弹性势能与形变量x的关系为．现由静止释放球B，已知B球始终未落地，则下列说法正确的是（ ）．（已知，）
A．释放B球前，手受到B球的压力大小为
B．释放B球后，滑块A向上滑行时速度最大
C．释放B球后，滑块A向上滑行过程中的最大动能为
D．释放B球后．滑块A向上滑行的最大距离为
9．空间存在一平行于纸面的匀强电场，在电场内取某点记为坐标原点O，沿某一方向建立x轴，选取x轴上到O点距离为r的P点，以O为圆心、r为半径作圆，如图甲所示．从P点起沿圆周逆时针方向移动一周，圆上各点的电势会随转过角度发生变化．当半径r分别取、、时，其图像如图乙所示，三条曲线所对应的电势均在时达到最大值，最大值分别为、、，曲线③与横轴相切．则下列说法正确的是（ ）．
A．电场方向沿x轴负方向B．曲线①对应的r取值为
C．坐标原点O的电势为D．电场强度的大小为
10．如图，、为两个竖直面内平行放置的四分之一光滑圆形导体轨道，半径为r，相距为L．两轨道在最高点P、Q处，分别与两根足够长的光滑平行导轨平滑相连，构成水平轨道、，C、D端接有阻值为R的定值电阻，所有轨道的电阻均不计，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．一质量为m、长为L、阻值为的导体棒紧贴轨道，在外力F作用下从处开始，做角速度为的匀速圆周运动，到达圆形轨道与水平轨道的连接处时撤去外力，整个过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好．重力加速度为g，对于导体棒的整个运动过程，下列判断正确的是（ ）．
A．整个过程中外力F做的功为
B．导体棒从运动到的过程中，流过定值电阻R的电荷量为
C．导体棒从运动到的过程中，定值电阻R上产生的焦耳热为
D．导体棒最终静止的位置离的距离为
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
三、实验题：本题共2小题，共16分．11．（6分）物理学中，将液体的流量定义为单位时间内流出的体积，可用流量计测定液体的流量．某实验小组用如图（a）的实验装置校对流量计．盛水容器上端开口，下端有横截面积一定的细管（厚度可忽略）与流量计相连．打开开关让水沿水平方向喷出，为保证流速恒定，实验时不断给容器加水保持液面稳定，已知当地的重力加速度为g．
请完善如下实验步骤：
（1）安装器材前用螺旋测微器测量细管的直径如图（b），其直径为______mm．
（2）按图（a）安装好实验器材，测定喷口到地面的竖直距离y，再打开开关让水喷出．
（3）待水流运动稳定后，读出流量计读数；测量__________，计算水喷出时的初速度．
（4）若测得水喷出时的初速度为v，则液体的流量表达式__________（用d、v表示）代入具体数值可计算出实际流量．
（5）将实际流量值与读数值比较，进行流量计校对．
12．（10分）如图所示，图1为某多用电表中欧姆表的内部电路图，该欧姆表有“”“”两个倍率挡可供使用．图1中电源的电动势为，内阻为，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变．灵敏电流计的内阻为，满偏电流为，定值电阻、的阻值分别为，．图2为该多用电表的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”．不计导线的电阻，请回答下列问题：
（1）在正确操作的情况下，图1中______（填“a”或“b”）表笔应为红表笔．
（2）为使欧姆表的倍率调为“”挡，则图1中单刀双掷开关的开关应拨至______位置（填“1”或“2”）．接着进行欧姆调零后，用该欧姆表测量某一待测电阻的阻值，稳定后电表指针指示位置如图2所示，则该待测电阻的阻值为______．
（3）若将欧姆表的倍率选择为“”挡，进行欧姆调零后接在另一个待测电阻的两端，稳定后指针指在灵敏电流计满偏刻度的处，则通过计算可知该待测电阻的阻值为______．
（4）若将图1中单刀双掷开关的开关拨至2后，进行欧姆调零，当调零完毕时，滑动变阻器接入电路的阻值为______．
四、计算题：本题共3小题，其中第13题11分，第14题13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．（11分）如图所示，高为、截面积的绝热汽缸开口向上放在水平面上，标准状况（温度℃、压强）下，用质量为的绝热活塞Q和质量不计的导热性能良好的活塞P将汽缸内的气体分成甲、乙两部分，活塞Q与固定在汽缸底部、劲度系数为的轻弹簧拴接，系统平衡时活塞Q位于汽缸的正中央且弹簧的形变最为零，此时活塞P刚好位于汽缸的顶部．现将一质最为的物体放在活塞P上，活塞P下移．不计一切摩擦，外界环境的温度和大气压恒定，重力加速度．则当活塞P不再下移时．求：
（1）气体甲的长度为多少？
（2）如果用一加热装置对气体乙缓慢加热使活塞P回到汽缸顶部，此时气体乙的温度为多少摄氏度？（结果保留整数）
14．（13分）如图甲所示，空间存在两边界为同轴圆柱面的电磁场区域Ⅰ、Ⅱ，区域Ⅱ位于区域Ⅰ外侧，圆柱面的轴线沿空间直角坐标系的x轴方向．半径的足够长水平圆柱形区域Ⅰ内分布着沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；沿x轴正方向观察电磁场分布如图乙，宽度的区域Ⅱ同时存在电、磁场，电场强度的匀强电场沿x轴正方向，磁场的磁感应强度大小也为、磁感线与圆弧边界平行且沿顺时针方向，沿y轴负方向观察电磁场分布如图丙，比荷的带正电粒子，从坐标为的A点以一定初速度沿z轴负方向进入区域Ⅱ．（不计粒子的重力和空气阻力）
（1）该粒子若以速度沿直线通过区域Ⅱ，求速度大小以及它在区域Ⅰ中运动的半径；
（2）若撤去区域Ⅱ的电场，求该粒子以速度从进入区域Ⅱ到离开区域Ⅰ运动的总时间．
15．（16分）如图，足够长的光滑水平地面上有2023个大小相同的小球排成一排，相邻小球间的间距均为L，将其从左到右依次编号．一半径为H的四分之一光滑圆弧轨道（固定在水平地面）与各小球处于同一竖直面内，圆弧轨道的最低点在1号小球处与水平地面平滑连接．已知1号小球的质量为m，2～2023号小球的质量均为（k为小于1的正比例常数）．现将1号小球从圆弧轨道最低点拿到轨道上与圆心等高处由静止释放，题中所有小球之间的碰撞均可视为弹性正碰．（已知重力加速度为g，不计空气阻力，小球大小忽略不计）
（1）求1号小球在运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；
（2）求1号小球与2号小球在第一次碰撞中给2号小球的冲量大小以及对2号小球所做的功；
（3）在1、2号小球间第一次碰撞后立即给1号小球施加水平向右的恒定外力F（图中未画出），使1号小球以后每次碰撞前瞬间的速度都与第一次碰撞前瞬间的速度相等，直到所有小球速度第一次相等时撤去外力，求外力F的大小以及最终1号和2023号小球间的距离．
2023届湖南新高考教学教研联盟高三第一次联考
物理参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．C
【解析】用时间内的位移与的比值定义t时刻的瞬时速度，运用了极限法，选项A错误；题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
C
A
D
BD
AD
BC
AD
贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核有复杂的结构，故选项B错误；
光电效应和康普顿效应分别从能量和动量角度反映了光的粒子性，故选项C正确；
真空中，所有电磁波的传播速度都相同，故选项D错误．故选C．
2．B
【解析】乙图中两束光到O点的光程差为，
根据题意得联立可得，故选B．
3．D
【解析】由题意，黑色圆盘可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转15圈，即频率为．在暗室中用每秒闪光16次的频闪光源照射圆盘，即，则，
所以观察到白点逆时针旋转，则，
所以每秒观察到白点每秒逆时针旋转1圈，即观察到的转动周期为，
转动角速度为，故ABC错误，D正确．故选D．
4．C
【解析】时，外电阻最小，总电流最大，则定值电阻消耗的功率最大．
此时并联部分的总阻值为：，
由闭合电路欧姆定律得干路电流为：，
则定值电阻消耗的功率为：，故A错误；
当电源内阻消耗的功率最小时，由知此时电路中的总电流最小，对应的外电阻最大．
显然，当时，总的外电阻并未达最大值，故B错误；
为求滑动变阻器消耗的最大功率，可对原电路进行如下图所示的等效变换．
易知，等效电源的等效电动势，等效内阻，故当时，消耗的功率最大，且为：，故C正确；
当时，总的外电阻最大．
由于电源效率为：％％％，
显然，当总的外电阻R最大时，取最大值．
当时，总的外电阻为：，
此时最大，且为：100％＝94％，故D错误．故选C．
5．A
【解析】设斜面倾角为，将物块A、B放在丝绸上，用沿斜面向上的力F拉物块A，系统保持静止，
有：，
若，则；若，则，故A正确，B错误；
由丝绸保持静止可知，A受丝绸的摩擦力为静摩擦力，方向沿斜面向下，不一定达到最大静摩擦力，只增加F，物块A相对于丝绸不一定滑动，故C错误；
固定丝绸，将物块B放置在丝绸上，恰能静止，有：，只增加，上式仍然成立，物块B相对于丝绸不会滑动，故D错误．故选A．
6．D
【解析】滑动变阻器的触头向下滑动，则其阻值增大，作出该变压器的等效电路如图，
可知等效电阻增大，故电流表示数减小，从而示数也减小，
又因为分压减小，示数增大，由变压比可知示数增大．故A、B两项错误．
由知，由知，则，
比值应等于1，故C选项错误．
，，则，故D选项正确．故选D．
二、多项选择题：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．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．BD
【解析】该宜居行星的第一宇宙速度，，地球的第一宇宙速度，
可得宜居行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为，选项A错误；
弹簧压缩量为时，物体处于平衡位置，根据简谐运动的特点，之后物体下降的高度大于，选项B正确；
由图可知，宜居行星表面的重力加速度大小为，忽略自转的影响，认为万有引力等于重力，
有，，结合，
可得宜居行星的密度与地球的密度之比为，选项C错误；
物体下落过程中，加速度为零时速度最大即动能最大，物体受到的合外力，
故图线与坐标轴围成的图形的面积与m的乘积，就等于合外力所做的功，
即为动能的增加量，求出最大动能为，选项D正确．故选BD．
8．AD
【解析】用手托住球B，此时弹簧刚好处于原长，
设绳子拉力为T，滑块A刚要沿斜面向上运动可知：，
对B受力分析，设手的支持力为F，则，
根据牛顿第三定律可知手受到B球的压力为，故A正确；
松手后，A做加速度减小的加速运动，当A受到的合力为零时，速度最大，
当A加速度为零时，B的加速度也为零，
对A受力分析得，
对B受力分析得，，代入，解得，故B错误；
根据能量守恒定律，松手后到滑块A最大速度的过程中有：，解得，故C错误；当滑块A向上滑行的距离最大时，的速度都为0，物块B的重力势能转化为A的重力势能、弹性势能和摩擦产生的内能，根据能量守恒定律有：
，解得，故D正确．故选AD．
9．BC
【解析】三条曲线均在时达到最大值，说明电场线不是沿着x轴，而是沿着与x轴正方向的夹角为的直线，而且电场线方向指向左下方．曲线①的最大值在三条图像中最大，只有半径越大，P点绕原点逆时针转过时，逆着电场线走过的距离才越大，对应的电势才越高，所以曲线①对应的r取值为．B正确，A错误；
由上面分析知曲线③对应的r取值为．由题知，曲线③对应的最高电势和最低电势分别为、0，则坐标原点在最高电势点和最低电势点连线的中点．所以坐标原点O的电势为，取曲线③最高点电势和最低点电势来求电场强度，故D错误．C正确．故选BC．
10．AD
【解析】导体棒从运动到的过程中，瞬时速度分解如图所示，
感应电动势的瞬时值，产生的感应电流为正弦式交变电流，
有效值，导体棒从运动到的过程中，由功能关系可知外力做的功，故A选项正确．
由，，可知，
导体棒从运动到的过程中，流过定值电阻R的电荷量，故B选项错误．
定值电阻R上产生的焦耳热故C选项错误．导体棒在水平轨道.上，从处以初速度在安培力作用下减速运动直至停下，
这一过程中对导体棒由动量定理可得，
由，，联立可得导体棒在水平轨道上的位移，故D选项正确．故选AD．
三、实验题：本题共2小题，共16分．
11．（每空2分，共6分）
（1）6.860（6.859或6.861也给分）
（3）液体的水平射程x（其他合理答案也给分）
（4）
【解析】（1）直径为；
（3）待水流运动稳定后，读出流量计读数；测量液体的水平射程x，计算水喷出时的初速度；
（4）液体的流量表达式：
12．（每空2分，共10分）
（1）a（2）1 1400（3）225（4）139.1
【解析】（1）在欧姆表的使用过程中，应让电流从红表笔流入，黑表笔流出，黑表笔接内部电源正极，
所以a为红表笔．
（2）当开关拨至1时，灵敏电流计满偏时的干路电流为：，
此时欧姆表的中值电阻为：，
所以当开关拨至1时，欧姆表的倍率是“”，
欧姆表读数为表盘刻度值乘以倍率，所以读数为．
（3）倍率选择“”挡时，欧姆表的内阻为：，
由闭合电路欧姆定律有：，指针指在电流计满偏刻度的五分之二位置时，
有，两式联立得．
（4）当开关拨至2时，倍率为“”挡，欧姆表的内阻为：．则灵敏电流计满偏时的干路电流为：，
电路中并联部分的阻值为：，
所以滑动变阻器接入电路的电阻为．
四、计算题：本题共3小题，其中第13题11分，第14题13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．（11分）
【解析】（1）气体甲的初态压强为：，体积为：；
末态压强为，体积为：，
此时对活塞P有：，解得：，（2分）
对气体甲，根据玻意耳定律有，（1分）
代入解得：．（2分）
（2）气体乙的初态压强为，体积为：，温度为：℃，
此时对活塞Q有：，解得：，（1分）
P不再下降时气体甲的长度为，
故要使活塞P返回到汽缸顶部，气体乙末状态时的气柱长为：，
此时弹簧伸长，形变量，（1分）
气体乙的末态压强为，体积为：，温度为，
此时对活塞Q有：，解得：，（2分）
对气体乙，由理想气体状态方程有：，解得：，
则：℃＝162℃．（2分）
（13分）
【解析】（1）粒子沿直线通过区域Ⅱ，则有：，解得：，（3分）
粒子在区域Ⅰ中匀速圆周运动，有：，
解得：．（3分）
（2）撤去区域Ⅱ中的电场后，粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动，有，（1分）
解得：．（1分）
根据几何关系可知，粒子在区域Ⅱ中运动轨迹转过的圆心角为，
在区域Ⅱ中的运动周期为：，
所以在区域Ⅱ中的运动时间为：，（1分）
粒子离开区域Ⅱ后，在区域Ⅰ中垂直于磁感应强度方向上做匀速圆周运动，
矢量分解后有：，（1分）
解得．（1分）
根据几何关系可知，粒子在区域Ⅰ中该方向上匀速圆周运动转过的圆心角为，
所以在区域Ⅰ中的运动时间为：．（1分）
综上，粒子从进入区域Ⅱ到离开区域Ⅰ运动的总时间为：．（1分）
15．（16分）
【解析】（1）1号小球释放后在圆弧轨道上运动到最低点的过程中，
由动能定理，有：，1号小球运动到最低点时，由牛顿第二定律有：，
联立解得：．（2分）
由牛顿第三定律知，此时小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力为一对相互作用力，
故：．（1分）
（2）1、2号小球碰撞前后动量和机械能守恒，分别有：，
，（2分）
解得：，，（2分）
对2号小球，由动量定理有：，解得：，（2分）
对2号小球，由动能定理有：，解得：．（2分）
（3）1，2号小球碰后，2号小球以速度向右运动一个L，与3号小球碰撞后速度交换．
1号小球由速度开始匀变速运动，经位移L，以速度与2号小球发生下一次碰撞．
这一过程，对1号小球由动能定理有：，
解得：，（1分）
最终所有小球的速度均为，
F作用的总时间记为t，
对整体，由动量定理有：，
即：，（1分）
F作用的总位移记为x，
对整体，由动能定理有：，
即：，（1分）
2号小球第一次碰后的速度向右依次碰撞传递，最后作为2023号小球的最终速度．最终1号和2023号小球间的距离为．
代入数据，得：．（2分）