湖北省名校教研聯(lián)盟2023~2024學年高三下學期4月聯(lián)考物理試題物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1物理試卷注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題〖答案〗后，用鉛筆把答題卡上對應的〖答案〗標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗標號?；卮鸱沁x擇題時，將〖答案〗寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結束后，將本試題卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.1885年，瑞士科學家巴耳末對當時已知的氫原子在可見光區(qū)的四條譜線、、、分析之后發(fā)現(xiàn)了這些譜線的波長符合規(guī)律：。后來玻爾研究發(fā)現(xiàn)這四條譜線的波長符合該規(guī)律是因為它們分別是從四個連續(xù)的高能級躍遷到能級，四條譜線的波長如圖所示。下列說法正確的是（）A.譜線對應的光子是由能級躍遷到能級產生的B.四條譜線中譜線對應的光子的能量最小C.若譜線對應光子剛好能使某種金屬發(fā)生光電效應，則譜線對應的光子也能使該金屬發(fā)生光電效應D.若譜線和譜線對應的光子都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則譜線對應光子使該金屬表面逸出的光電子最大初動能較大〖答案〗D〖解析〗A．譜線對應的光子波長最長，根據(jù)光子能量可知，譜線對應的光子能量最小，則是由能級躍遷到能級產生的，選項A錯誤；B．根據(jù)光子能量可知，譜線對應光子波長最小，則譜線對應的光子的能量最大，選項B錯誤；C．根據(jù)光子能量可知，譜線對應光子的能量比譜線對應光子的能量小，若譜線對應的光子剛好能使某種金屬發(fā)生光電效應，則譜線所對應光子的能量低于該金屬的逸出功，所以不能使該金屬發(fā)生光電效應，選項C錯誤；D．譜線對應光子的波長比譜線對應光子的波長短，則譜線對應光子的能量比譜線對應光子的能量大，若譜線和譜線對應的光子都可以使某種金屬發(fā)生光電效應，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知，譜線對應光子使該金屬表面逸出的光電子最大初動能較大，選項D正確。故選D。2.橘子洲大橋主橋長1156米，引橋長94米，引橋相當于從岸上搭到主橋的上一個斜面。下列說法正確的是（）A.橘子洲大橋建很長的引橋是為了增大汽車重力沿斜面向下的分力B.如果橘子洲大橋高度不變，增大引橋的長度，則停在引橋橋面上的汽車對橋面的壓力變小C.如果橘子洲大橋高度不變，減小引橋的長度，則停在引橋橋面上的汽車對橋面的摩擦力變大D.如果橘子洲大橋高度不變，減小引橋的長度，則停在引橋橋面上的汽車對橋面的最大靜摩擦力變大〖答案〗C〖解析〗AB．橘子洲大橋建很長的引橋可以減小引橋橋面的傾角，汽車重力沿橋面向下的分力減小，汽車與橋面的壓力增大，故AB錯誤；C．根據(jù)平衡條件可知，汽車停在引橋橋面上時受到的摩擦力大小為如果橘子洲大橋高度不變，減小引橋的長度，引橋橋面的傾角變大，則摩擦力變大，根據(jù)牛頓第三定律可知汽車對橋面的摩擦力也變大，故C正確；D．汽車與橋面之間的最大靜摩擦力為傾角變大，則最大靜摩擦力減小，故D錯誤。故選C。3.一列簡諧橫波沿軸方向傳播，某一時刻的波形圖如圖所示，質點P在此時刻的位移為，此時刻質點P正沿y軸正方向運動，已知該簡諧橫波傳播的周期為，則下列說法正確的是（）A.該簡諧波沿x軸正方向傳播B.從此時刻開始計時，質點P的振動方程為C.該簡諧波傳播的速度大小為1.5m/sD.從此刻開始計時，當時質點P正沿y軸正方向運動〖答案〗B〖解析〗A．此時刻質點P正沿y軸正方向運動，根據(jù)振向波向同側法，即質點的振動方向與波的傳播方向都位于波形的同一側，可知該簡諧波沿x軸負方向傳播，選項A錯誤；B．從波動圖像可知質點振動的振幅為，從此時刻開始計時質點P的振動方程為此時刻質點P位移為，將和代入振動方程解得或又因為此時質點P沿y軸正方向運動，則，從此時刻開始計時質點P的振動方程為選項B正確；C．從波形圖上可得該波的波長為，波傳播的速度為選項C錯誤；D．時質點P正沿y軸正方向運動，當時經歷了，質點P運動到負向位移處沿y軸負方向運動，選項D錯誤。故選B。4.我國計劃在2030年前實現(xiàn)載人登陸月球并開展科學探索，其后將探索建造月球科研試驗站。如果我國宇航員登月后，稱得宇航員在月球表面的重力大小為。已知該宇航員在地球表面的重力大小為，月球的半徑為R，地球表面的重力加速度大小為g，萬有引力常量為G，忽略月球的自轉，則（）A.月球表面的重力加速度大小為B.月球的質量為C.月球的平均密度為D.月球的第一宇宙速度大小為〖答案〗B〖解析〗A．設登月宇航員的質量為m，月球表面的重力加速度為，宇航員質量不變，在月球表面在地球表面解得故A錯誤；B．設月球質量為，在月球表面上則有解得故B正確；C．月球的平均密度為故C錯誤；D．對質量為的月球近地衛(wèi)星有解得即第一宇宙速度為，故D錯誤。故選B。5.跳臺滑雪是極具觀賞性的體有項目，若跳臺滑雪滑道可以簡化為一個弧形雪道和一個傾角為的斜面雪道相連接，如圖所示，運動員從弧形雪道上距弧形雪道底端高度為h的A點靜止滑下，然后從弧形雪道底端B點水平飛出，最后落在斜面雪道上的C點（圖中未標出），不計運動員在弧形雪道上的摩擦阻力，不計空氣阻力，運動員可看作質點。已知：，。則B和C兩點間的距離為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗運動員從A到B過程根據(jù)機械能守恒定律可得解得運動員做平拋運動落在傾角為的斜面雪道，則水平位移與合位移的夾角為，根據(jù)平拋運動的推論可知解得豎直位移為合位移即為BC兩點間的距離，則故選A。6.如圖所示，在xOy平面直角坐標系內，OA與x軸的夾角為37，OA足夠長，OA與x軸之間存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為，在OA上分布著足夠多的粒子源，可以向磁場中發(fā)射速度大小為，方向垂直于OA的帶電粒子，帶電粒子的質量為m，電荷量為，則帶電粒子能打到x軸距坐標原點最遠位置的橫坐標為（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗帶電粒子在磁場中運動過程中洛倫茲力提供向心力有將磁感應強度代入解得OA上的粒子源向外發(fā)射的所有帶電粒子在磁場中運動的軌跡為一平移圓，如圖（a）所示根據(jù)幾何關系可得當粒子半徑與OA垂直時，打到x軸上的P點距坐標原點最遠，根據(jù)幾何關系得另外要注意本題中帶電粒子打的最遠的距離不是軌跡與x軸相切時，如果相切時作出軌跡圖如圖（b）所示根據(jù)幾何關系有所以Q點不是距離坐標原點最遠的點。故選C。7.如圖所示，用一交流電源給理想變壓器供電，交流電源電壓的瞬時值變化規(guī)律為，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，原線圈回路接有一阻值為的電阻，理想變壓器副線圈回路接有阻值為的電阻和燈泡L，閉合開關S后，規(guī)格為“10V，8W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，則（）A.變壓器副線圈的電流為0.2AB.變壓器原線圈的電壓為100VC.電阻的阻值為12.5ΩD.變壓器輸入功率為20W〖答案〗C〖解析〗A．規(guī)格為“10V，8W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，則副線圈的電流為故A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器規(guī)律有解得，原線圈電流為從交流電源電壓的瞬時值變化規(guī)律可得輸入電壓的有效值為100V，原線圈兩端的電壓為故B錯誤；C．根據(jù)理想變壓器規(guī)律有解得則電阻的阻值為故C正確；D．變壓器輸入功率為故D錯誤。故選C。8.隨著人們生活水平提高，單反相機已進入普通家庭，單反相機是單鏡頭反光數(shù)碼照相機，原理是在膠片平面的前面以45°角安裝了一片反光鏡，反光鏡的上方依次有毛玻璃、五棱鏡目鏡等，五棱鏡將實像光線多次反射改變光路，將影像送至目鏡，使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠一樣，這樣方便攝影者正確地取景和對焦。某品牌單反相機五棱鏡目鏡橫截面和各部分角度如圖所示，其中，，光線從AB中點P垂直AB射入，依次經過CD、DE和EA面的反射后，最后光線從BC面射出，已知光線恰好能夠在CD面上發(fā)生全反射，光在真空中的速度為c。下列說法正確的是（）A.五棱鏡的折射率為2B.光線在DE面上不會發(fā)生全反射C.光線從BC面射出時在BC面上的入射角為15°D.光線從射入五棱鏡到射到CD面的時間為〖答案〗AD〖解析〗A．恰好在CD面發(fā)生全反射，由幾何關系知入射角剛好全反射時解得折射率故A正確；B．作出光路圖，如圖所示根據(jù)光的反射定律和幾何關系可知光在DE面上的入射角為75°，大于臨界角，則光線在DE面上會發(fā)生全反射，故B錯誤；C．同理在可知光在EA面上的入射角為30°，根據(jù)幾何關系可得光恰好垂直于BC邊射出，則光線從BC面射出時在BC面上的入射角為0°，故C錯誤；D．根據(jù)幾何關系，可得路程光在五棱鏡中傳播速度為傳播的時間為代入數(shù)據(jù)解得故D正確。故選AD。9.跳傘運動員在訓練過程中身背傘包從塔臺上由靜止跳下，其下落的過程可分為三個階段：第一階段，跳離塔臺并不開傘做加速下落，經時間速度達到；第二階段，在速度達到時打開降落傘減速下降，打開降落傘減速下降時開始計時，經時間速度減小至時開始勻速下降；第三階段，從勻速下降開始計時，經時間落至地面。已知運動員及所攜帶物品的總質量為m，下落的總高度為H，重力加速度大小為。下列說法正確的是（）A.在時間內，運動員及所攜帶物品的總重力的沖量大小為B.在時間內，克服空氣阻力所做的功大于C.在時間內，空氣阻力的沖量與重力的沖量相同D.在時間內，克服空氣阻力所做的功等于〖答案〗BD〖解析〗A．在時間內，跳傘運動員及所攜帶物品整體受到重力和空氣阻力作用，根據(jù)動量定理，跳傘運動員動量變化量等于總重力和空氣阻力的沖量和，故A錯誤；B．在時間內，根據(jù)動能定理可知故克服空氣阻力所做的功應等于運動員動能的減少量與重力做功之和，即故B正確；C．在時間內，運動員受重力和空氣阻力的作用而勻速下降，動量大小不變，空氣阻力與重力的總沖量為0，即空氣阻力的沖量與重力的沖量大小相等、方向相反，由于沖量是矢量，故這兩個沖量并不相同，故C錯誤；D．對于時間內，根據(jù)動能定理可知克服空氣阻力所做的功為故D正確。故選BD。10.空間存在一勻強電場，電場強度方向平行于紙面，紙面內有一半徑為2cm的圓，圓心為O，AB為圓的直徑，P為圓上的一點，已知A點的電勢為17V，B點的電勢為9V，P點的電勢為5V，則下列說法正確的是（）A.該勻強電場電場強度的方向與直徑AB的夾角可能為37°B.該勻強電場電場強度的方向與直徑AB的夾角可能為65°C.該勻強電場電場強度大小可能為450V/mD.該勻強電場電場強度的大小可能為500V/m〖答案〗BCD〖解析〗CD．根據(jù)題已知可得延長AB到Q點，使，如圖(a）所示根據(jù)勻強電場中電勢差性質可得解得又因為解得則PQ為等勢面，電場強度的方向與PQ垂直，從A點向PQ作垂線，垂足為C，電場強度大小為當AC最長時電場強度E最小，根據(jù)幾何關系可得當∠AQC最大時AC最長，所以當PQ與圓相切時∠AQC最大，如圖（b）所示此時AC最長，根據(jù)幾何關系可得解得最大值代入解得最小電場強度為故CD正確；AB．電場強度最小時∠AQC最大，則AC與AB的夾角最小，設該夾角為，根據(jù)幾何關系有解得電場強度的方向與AB的夾角最小為60，故A錯誤，B正確。故選BCD。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某實驗小組利用如圖所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律。將遮光條安裝在滑塊上，用天平測出遮光條和滑塊的總質量為M，槽碼和掛鉤的總質量為m。實驗時，將滑塊系在繞過定滑輪懸掛有槽碼的細線上。初始時滑塊上的遮光條位于A點，滑塊由靜止釋放，數(shù)字計時器記錄了遮光條從A點運動到光電門所經歷的時間和遮光條通過光電門遮光時間，用游標尺測出遮光條寬度為d，重力加速度大小為g。（1）打開氣泵，待氣流穩(wěn)定后調節(jié)氣墊導軌，直至看到導軌上的滑塊在不掛槽碼時能在短時回內保持靜止，其目的是______。（2）多次改變光電門位置進行測量，得和的數(shù)據(jù)如表，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出圖線______。0.720.971.171.391.590.140.200.230.270.31（3）如果在誤差允許范圍內求得圖線斜率的值為______（用測量的物理量字母和題設條件中給出的物理量字母表示），則驗證了牛頓第二定律。（4）實驗結果發(fā)現(xiàn)，圖線斜率的實驗值總小于理論值，產生這一誤差的兩個可能原因是______。A.實驗中槽碼和掛鉤的總質量m的測量值偏小B.細線與氣墊導軌不完全平行C.每次釋放滑塊的位置不同D.實驗中時間的測量值都偏小〖答案〗（1）將氣墊導軌調至水平（2）（3）（4）AD〖解析〗【小問1詳析】不掛槽碼時滑塊保持穩(wěn)定，說明氣墊導軌水平，其目的是將氣墊導軌調至水平?！拘?詳析】將表格中的數(shù)據(jù)點描在圖中，然后用平滑的直線將這些數(shù)據(jù)點連接起來，讓盡可能多的數(shù)據(jù)點落在直線上，不能落在直線上的點要讓其均勻的分布在直線的兩側，明顯有誤差的點跡可直接舍去，做出的圖像如圖所示【小問3詳析】根據(jù)牛頓第二定律有加速度速度以上三式聯(lián)立數(shù)學變換可得則圖線斜率的值【小問4詳析】A．圖線的斜率理論值為實驗中槽碼和掛鉤的總質量m的測量值偏小，則理論值偏大，圖線斜率實驗值是根據(jù)實驗的兩個時間數(shù)據(jù)得出的，是準確的，圖線斜率的實驗值總小于理論值，故A正確；B．實際運算理論值為細線與氣勢導軌不平行時實際圖中測量的所以圖線斜率的實驗值偏大，故B錯誤；C．滑塊釋放的位置與斜率相關的參量無關，故C錯誤；D．實驗中的測量值偏小，可知圖線斜率偏小，即實驗值偏小，圖線斜率的實驗值總小于理論值，故D正確。故選AD。12.實驗室購買了一捆標稱長度為1000m的銅導線，某同學想通過實驗測定其實際長度是否達標，查得銅的電阻率，他想設計一個在不拆散整捆導線的情況下測定導線的實際長度的方案，要求測量結果盡量準確，該同學進行了如下實驗步驟：（1）用螺旋測微器測得銅導線頭上導體部分橫截面的直徑d如圖（a）所示，則測量值為______mm。（2）用多用電表粗測導線的電阻值：該同學選擇“”擋位，用正確的操作步驟測量時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太大。為了較準確地進行測量，應該選擇______擋位（選填“”、“”），并重新歐姆調零，正確操作并讀數(shù)，此時刻度盤上的指針位置如圖（b）所示，測量值為______。（3）設計了如圖（c）所示電路精確測量導線的電阻值，除待測導體件外，實驗室還提供了下列器材：A．電流表A1（量程為20mA，內阻）B．電流表A2（量程為50mA，內阻未知）C．滑動變阻器D．定值電阻E．定值電阻F．電源（電動勢E＝0.5V，內阻可以忽略）G．開關S、導線若干根據(jù)以上器材和粗測導體電阻值的情況可知，電路中定值電阻應選擇______（選填器材前面的字母代號）；為了減小誤差，改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，多測幾組、的值，作出關系圖如圖（d）所示，根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)可求得銅導線電阻的測量值為______（結果保留兩位有效數(shù)字），通過計算可得導線的實際長度為______m（結果保留兩位有效數(shù)字），即可知道實際長度是否達標?！即鸢浮剑?）（1.202~1.207）（2）##14.0（3）E15〖解析〗【小問1詳析】螺旋測微器不動尺精度為0.5mm，可動尺精度為0.01mm，讀數(shù)時需要估讀一位，根據(jù)圖示可得螺旋測微器讀數(shù)為【小問2詳析】[1]發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太大，說明指針所指數(shù)字過小，所達量程過大，故應換較小倍率“”擋，再進行測量；[2]由圖知，指針所指數(shù)字為14，乘以倍率后，可得測量值為?！拘?詳析】[1]當兩電流表同時滿偏時流過這段導體的電流約為導體兩端的電壓為小于電源電動勢，再根據(jù)并聯(lián)電路的特點有解得所以定值電阻應選擇E；[2]根據(jù)串并聯(lián)電路的特點可得數(shù)學變換可得結合圖像的斜率有解得該導電元件電阻為[3]根據(jù)電阻定律有導線的橫截面積聯(lián)立解得導線長度即達到要求。13.充氣拱門廣泛應用于品牌營銷、開業(yè)慶典、節(jié)日婚慶等場合。有一小型充氣拱門，現(xiàn)使用打氣筒往5%拱門內充氣，充氣前，拱門內原有氣體的體積為，壓強為，打氣筒每次打入拱門內氣體的體積為，壓強為，充好氣后，拱門內氣體的體積為，壓強為，充氣拱門內原有的氣體和后充入的氣體均可視為理想氣體，充氣拱門導熱良好，環(huán)境溫度始終保持不變。求：（1）此過程中打氣筒打氣的次數(shù)n；（2）由于充氣拱門氣密性不是太好，會有一部分氣體泄漏，過了一段時間后氣體的壓強的減小為，氣體泄漏過程中拱門的體積不變，從拱門內泄漏氣體的質量與剛充完氣后拱門內氣體質量的比值k?！即鸢浮剑?）150；（2）〖解析〗（1）拱門內原有氣體的體積為，壓強為，充好氣后氣體的體積為，壓強為，設打氣次數(shù)為n，以充好氣后拱門內所有氣體為研究對象，根據(jù)玻意耳定律有解得（次）（2）將漏出的氣體和拱門內剩余氣體整體為研究對象，設漏出氣體的體積為，根據(jù)玻意耳定律有解得設氣體的密度為，則泄漏氣體的質量為氣體的總質量為從拱門內泄漏氣體的質量與剛充完氣后拱門內氣體質量的比值解得14.如圖（a）所示，一U形導軌傾斜固定，導軌所在平面與水平面的夾角為37，導軌平行部分寬度，導軌上abcd矩形區(qū)域內存在垂直于導軌所在平面向下的勻強磁場，其磁感應強度B隨時間的變化圖像如圖（b）所示，磁場左右兩邊界ab與cd之間的距高為d＝6m，距磁場左邊界ab距離處固定一質量導體棒MN，其接入電路中的電阻，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)。在時刻解除對導體棒的固定，導體棒從靜止開始沿導軌向下運動經過磁場區(qū)域。導體棒在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，導軌電阻可忽略不計，重力加速度大小取，，。求：（1）導體棒剛進入磁場時受到的安培力F；（2）從開始運動到導體棒穿出磁場過程中導體棒上產生的熱量Q?！即鸢浮剑?）2N，方向平行于導軌向上；（2）21J〖解析〗（1）設剛進入磁場時的速度大為v，根據(jù)動能定理有解得設導體棒在導軌上下滑未進入磁場過程運動時間為，根據(jù)動量定理有解得從磁感應強度B隨時間的變化圖像可知時磁感應強度大小為B＝1T根據(jù)法拉第電磁場感應定律可得感應電動勢為根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知導體棒中的電流為導體棒進入磁場時受到的安培力為根據(jù)左手定則可知，安培力方向平行于導軌向上。（2）導體棒在導軌上下滑未進入磁場過程磁感應強度發(fā)生變化，回路中磁通量發(fā)生變化，產生感生電動勢為此過程中電阻產生的熱量為導體棒進入磁場后即導體棒進入磁場后處于干衡狀態(tài)，則以v＝4m/s的速度做勻速直線運動，運動時間為此過程中感應電動勢仍為感應電流仍為此過程中產生的熱量為產生的總熱量為15.如圖所示，一足夠長的傾斜傳送帶以QUOTEv0=4m/sv0=4m/s的速度順時針方向勻速轉動，傳遞帶與水平方向的夾角為，M點為傳送帶上頂端的一點，N點為傳送帶上M點以下的一點，MN連線平行于傳送帶，兩點間距離為，有兩個物塊A、B，質量分別為和，將物塊A、B同時無