湘豫名校高三下學(xué)期4月聯(lián)考理科綜合物理試題

絕密★啟用姓名__________準(zhǔn)考證號(hào)_______2021屆湘豫名校高三下學(xué)期4月聯(lián)考理科綜合能力測(cè)試物理二、選擇題:本題共8小題,每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第14題~第18題只有一項(xiàng)符合題目要求,第19題~第21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)或不選的得0分。14.2021年1月12日消息,北斗三號(hào)氫原子鐘性能碾壓GPS系統(tǒng)的原子鐘,是世界上最先進(jìn)的原子鐘。如圖4所示為氫原子能級(jí)圖,讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上,被激發(fā)的氫原子只輻射出三種不同波長(zhǎng)的光a、b、c,波長(zhǎng)λa<λb<λc,下列說(shuō)法正確的是A.照射氫原子的光子能量為15.11eVB.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光波長(zhǎng)為λaC.從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光波長(zhǎng)為λc15.如圖5所示，固定的光滑絕緣斜面OM的傾角θ=37°,空間存在著平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小×103N/C?，F(xiàn)有一帶電量為×10-3C的帶正電的小滑塊從O點(diǎn)沿斜面勻速下滑(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),則小滑塊的質(zhì)量mA.1kgB.2kgC.3kgD.4kg16.滑雪是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一。如圖6所示，整個(gè)滑雪軌道在同一豎直平面內(nèi),彎曲滑道OA與長(zhǎng)直滑道AB平滑銜接,某運(yùn)動(dòng)員從高為H的O點(diǎn)由靜止滑下，到達(dá)A點(diǎn)水平飛出后落到長(zhǎng)直滑道上的B點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,不考慮任何能量損失,若彎曲滑道OA的高H加倍,運(yùn)動(dòng)員仍落在斜面上,則大小不變17.供電部門(mén)會(huì)將超高電壓降為50Hz、10kV的交流電,通過(guò)地下電纜輸送到各居民小區(qū),小區(qū)變壓器將電壓降為220V再輸送到各戶(hù)。如圖7所示是供電電路的模擬圖,R1為地下電纜的電阻,R2為小區(qū)變壓器輸出線(xiàn)路電阻。下列說(shuō)法正確的是A該小區(qū)家家戶(hù)戶(hù)所用的交流電，電流的方向每秒鐘改變50次B.小區(qū)變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比等于500:11C.生活用電在高峰值時(shí),小區(qū)變壓器的輸出電壓要降低D,當(dāng)進(jìn)人生活用電高峰期,整個(gè)供電電路的供電效率會(huì)有小幅上升18.2021年，航天科技集團(tuán)計(jì)劃安排40多次宇航發(fā)射任務(wù)。其中,載人航天空間站工程是全年宇航任務(wù)的重中之重。若某航天空間站繞地周期為T(mén)0=90min,設(shè)地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,下列關(guān)于該航天空間站說(shuō)法正確的是7.9km/sD.該空間站處的重力加速度大小為19.2021年1月19日，廣西自治區(qū)氣象局發(fā)布了去年十大天氣氣候事件,1月除夕夜的冰雹入圍。如圖8所示為冰雹從高空由靜止下落過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的圖象。冰雹所受的空氣阻力可認(rèn)為與物體速度大小成正比關(guān)系，圖中作出了t=0.8s時(shí)刻的切線(xiàn),冰雹的質(zhì)量為0.5kg,重力加速度g取10m/s2,則t=0.8s時(shí)刻的加速度大小為2.5m/sB.冰雹所受的空氣阻力與速度大小的比例系數(shù)的數(shù)佰大小為C,冰雹最終達(dá)到最大速度的大小為6m/'sD.冰雹在0至0.8s內(nèi)所受的平均阻力大小為2.5N20.如圖9所示,在豎直平面內(nèi)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的光滑小球在圓筒最低點(diǎn),內(nèi)壁光滑、半徑為R的圓筒固定在小車(chē)上。小車(chē)與小球起以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車(chē)遇到墻壁時(shí)突然停止運(yùn)動(dòng),后一直保持靜止,要使小球不脫離圓桶運(yùn)動(dòng),初速度v0應(yīng)滿(mǎn)足(半徑R=0.4m,小球的半徑比R小很多,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2)Av≥2m/sB,v0≥4m/sC.v0≤3m/sD.v0≤2m/s21.如圖10所示,在傾角為的光滑斜面上分布著垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以垂直于斜面向上為磁感應(yīng)強(qiáng)度正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖11所示。一質(zhì)量為m、電阻為R的矩形金屬框從t=0時(shí)刻由靜止釋放,有時(shí)刻的速度為v,移動(dòng)的距離為L(zhǎng),重力加速度為g,線(xiàn)框面積為S，tl=t0，t2=2t0，t3=3t0。在金屬框下滑的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是At1~t2時(shí)間內(nèi)金屬框中的電流方向會(huì)發(fā)生變化B.0~t3時(shí)間內(nèi)金屬框做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.0~t3時(shí)間內(nèi)金屬框做加速度逐漸增加的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.t1~t3時(shí)間內(nèi)金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為第II卷非選擇題(共174分)三、非選擇題:包括必考題和選考題兩部分。第22題~第32題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第33題~第38題為選考題,考生根據(jù)要求作答。(一)必考題:共129分。22.(6分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖12所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律:(1)小車(chē)a的前端粘有質(zhì)量不計(jì)的橡皮泥,在小車(chē)a后連著紙帶,紙帶通過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，長(zhǎng)木板下墊著小木塊,開(kāi)始時(shí)未放小車(chē)b,移動(dòng)長(zhǎng)木板下的小木塊，輕推小車(chē)a,直到紙帶上打下的點(diǎn)跡_________(填“均勻”或“不均勻”)(2)在小車(chē)a的前方放置一個(gè)與a材料相同的靜止小車(chē)b,推動(dòng)小車(chē)a使之運(yùn)動(dòng),后與小車(chē)b相碰并粘合成一體,若已測(cè)得打點(diǎn)的紙帶如圖13所示,O為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，x1、x2、x3、x4分別為OA、AB、BC、CD的長(zhǎng)度,則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算a碰撞前的速度,應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算a和b碰后的共同速度。(以上兩空均選填“x1”“x2”“x3”(3)設(shè)a的質(zhì)量為ma、b的質(zhì)量為mb，要驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒定律,要驗(yàn)證的關(guān)系為_(kāi)___(選ma、mb、x1、x2、x3、x4來(lái)表示)23.(9分)某同學(xué)欲測(cè)量一阻值大約為10Ω,粗細(xì)均勻的金屬線(xiàn)的電阻率。實(shí)驗(yàn)桌上除游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)外,還有以下器材可供選擇:A.電源E(電動(dòng)勢(shì)為6.0V)B.電壓表V(量程為0~6V,內(nèi)阻約為8kΩ)1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.2Ω)2(量程3A,內(nèi)阻約0.05Ω)2(最大阻值5Ω,額定電流2A)(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度L如圖14所示,讀數(shù)L=_____mm;用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑D如圖15所示,讀數(shù)D=_______mm。(2)測(cè)量導(dǎo)電材料的電阻時(shí),為了便于調(diào)節(jié),測(cè)量盡可能地準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用_____(填所選儀器前的字母符號(hào)),選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材,在圖16方框內(nèi)把實(shí)驗(yàn)原理圖補(bǔ)充完成,把器材符號(hào)標(biāo)在電路圖上。(3)設(shè)測(cè)得導(dǎo)電材料的電阻為R,導(dǎo)電材料的長(zhǎng)度為L(zhǎng),導(dǎo)電材料的直徑為D,求得導(dǎo)電材料的電阻率為_(kāi)_____(用R、L、D三個(gè)物理量表述)。24.(12分)如圖17所示，在水平面上固定傾角為θ=37°底端帶有擋板足夠長(zhǎng)的斜面,斜面體底端靜止一質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從某時(shí)刻起,物塊受到一個(gè)沿斜面向上的拉力F作用,拉力F隨物塊從初始位置第一次沿斜面向上的位移x變化的關(guān)系如圖18所示，隨后不再施加外力作用,假設(shè)物塊與固定擋板碰撞前后速率不變,不計(jì)空氣阻力和碰撞時(shí)間,已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:(1)物塊在上滑過(guò)程中達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)拉力F的大小;(2)物塊沿斜面上滑的最大位移的大小。25.(20分)如圖19所示,在直角坐標(biāo)xOy平面y軸的左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子從x軸上P點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng),從y軸上Q點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向間夾角θ=30°,Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,d),在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫(huà)出),磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=,粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)方向再進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子重力,求:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;(2)如果有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)榫匦?求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的總時(shí)間。33.[物理:選修33](15分)(1)(5分)做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式?，F(xiàn)有一內(nèi)壁光滑的汽缸固定豎直放置,如圖27所示,其上端有一擋板,使一厚度忽略不計(jì)的輕質(zhì)活塞不能離開(kāi)汽缸,汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞距汽缸上端的距離為?，F(xiàn)對(duì)封閉氣體加熱，活塞緩慢上移到汽缸的上端后,一段時(shí)間后停止加熱。已知活塞的橫截面積為0.02m2,外部大氣壓強(qiáng)為1×105Pa,加熱過(guò)程中封閉氣體吸收的熱量為1000J,加熱過(guò)程中,氣體對(duì)外所做的功為_(kāi)______；封閉氣體的內(nèi)能變化量為_(kāi)_____________。(2)(10分)如圖28所示為某社區(qū)在今年防治新冠疫情中用于噴灑消毒液的噴霧器,由三部分構(gòu)成,左側(cè)噴霧閥門(mén)連接手持式噴霧管,中間為貯液桶,右側(cè)為用軟細(xì)管(不計(jì)體積)相連的打氣筒。已知貯液桶的體積為V0,裝入V1=V0的藥液后,密封加水口,關(guān)閉噴霧閥門(mén)。用打氣筒向貯液桶內(nèi)再壓入壓強(qiáng)為1atm,體積為V=V0的空氣。設(shè)大氣壓強(qiáng)恒為p0=1atm,打氣過(guò)程中貯液桶內(nèi)氣體溫度保持不變。藥液的密度為ρ,其摩爾質(zhì)量為M。阿伏加德羅常數(shù)為NA,求:(空氣可視為理想氣體,不考慮空氣溶于液體)(i)壓入空氣后貯液桶內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng);(ii)若打開(kāi)噴霧頭閥門(mén)至貯液桶內(nèi)氣壓變?yōu)閜1=1.5atm時(shí),貯液桶向外噴出藥液的分子數(shù)N。34.[物理:選修34](15分)(1)(5分)前不久，中科院光電技術(shù)研究所宣布,其承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”通過(guò)驗(yàn)收。這是世界上首臺(tái)用紫外光源實(shí)現(xiàn)了22納米分辨率的光刻機(jī)。光刻機(jī)是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路(芯片)的核心設(shè)備,光刻機(jī)的曝光波長(zhǎng)越短,分辨率越高?！敖](méi)式光刻”是一種通過(guò)在光刻膠和投影物鏡之間加入______m/s,光刻膠的曝光波長(zhǎng)變?yōu)開(kāi)_____nm(光在在真空中的傳播速度c=3