2023-2024學(xué)年湘豫名校聯(lián)考高三下學(xué)期第四次模擬考試物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1湘豫名校聯(lián)考2024屆春季學(xué)期高三第四次模擬考試能力測(cè)試注意事項(xiàng)：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分．考試時(shí)間150分鐘，滿分300分．答題前，考生先將自已的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷指定位置，并將姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上，然后認(rèn)真核對(duì)條形碼上的信息，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置．2．回答第I卷時(shí)，選出每小題〖答案〗后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的〖答案〗標(biāo)號(hào)涂黑．如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗標(biāo)號(hào)．寫在本試題卷上無效．3．回答第Ⅱ卷時(shí)，將〖答案〗寫在答題卡上．寫在本試題卷上無效．4．考試結(jié)束后，將本試題卷和答題卡一并交回．第I卷選擇題一、選擇題：1.2023年12月1日發(fā)生了大地磁暴．當(dāng)天，北京上空罕見地出現(xiàn)了絢麗多彩的極光．極光常常出現(xiàn)于高緯度地區(qū)上空，一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，這些形狀有時(shí)穩(wěn)定有時(shí)做連續(xù)性變化。來自太陽的高能帶電粒子與大氣層分子和原子碰撞，使被撞擊的分子和原子發(fā)光．極光產(chǎn)生的條件有三個(gè)：大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子。下列說法正確的是（）A.高能帶電粒子來自太陽，這種帶電粒子流（太陽風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)時(shí)發(fā)光形成極光B.帶電粒子流與大氣中的分子和原子碰撞，發(fā)生核反應(yīng)，放射出射線形成極光C.地磁場(chǎng)使得帶電粒子不能徑直到達(dá)地面，而是被“運(yùn)到”地球的南北兩極D.地磁場(chǎng)對(duì)赤道的保護(hù)較好，對(duì)兩極的保護(hù)較弱，是因?yàn)槌嗟郎峡沾艌?chǎng)更強(qiáng)〖答案〗C〖解析〗AB．高能帶電粒子來自太陽，這種帶電粒子流（太陽風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)時(shí)擊穿大氣層，并與大氣中的分子和原子碰撞，使被撞擊的分子和原子處于激發(fā)態(tài)．處于激發(fā)態(tài)的分子和原子，恢復(fù)常態(tài)時(shí)，其激發(fā)的能量就能以光能的形式發(fā)射出來，從而形成了極光，故AB錯(cuò)誤；C．從太陽射來的帶電粒子，不能徑直到達(dá)地面是受到了地磁場(chǎng)的影響，以螺旋運(yùn)動(dòng)方式趨近于地球南北兩極，故C正確；D．地磁場(chǎng)對(duì)赤道的保護(hù)較好，對(duì)兩極的保護(hù)較弱主要是因?yàn)榇艌?chǎng)的分布，而不是磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖，質(zhì)量為M，半徑為R的圓弧槽，置于光滑水平面上．將一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從與圓心等高處無初速度地釋放，滑塊的質(zhì)量為m，且，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.若圓弧面光滑，則圓弧槽與滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.若圓弧面光滑，則滑塊運(yùn)動(dòng)至水平面時(shí)速度大小為C.若圓弧面粗糙，滑塊能運(yùn)動(dòng)至水平面，則圓弧槽的位移大小為D.若圓弧面粗糙，滑塊能運(yùn)動(dòng)至水平面，則滑塊的位移大小為〖答案〗C〖解析〗A．若圓弧面光滑，圓弧槽與滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；B．若圓弧面光滑，設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)至水平面時(shí)速度大小為，圓弧糟速度大小為，由機(jī)械能守恒定律知在水平方向上動(dòng)量守恒有，聯(lián)立解得，故B錯(cuò)誤；C．若圓弧面粗糙，滑塊能運(yùn)動(dòng)至水平面，設(shè)滑塊與圓弧槽相對(duì)于地面沿水平方向的位移分別為和，由水平方向動(dòng)量守恒有，解得，故C正確；D．由于滑塊還發(fā)生了豎直位移R，故滑塊的位移大小為故D錯(cuò)誤。就選C。3.2024年春南方多地經(jīng)歷低溫凍雨、降雪后，隨著氣溫回升，出現(xiàn)了多座大橋懸索冰柱融化墜落，過往車輛被砸，受損嚴(yán)重，引起了廣泛關(guān)注．某大型橋梁采用了三塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系，索塔為雙室寶石型斷面，中塔高為，兩邊側(cè)塔高為．重達(dá)的冰柱從塔上豎直落下，砸中車前窗擋風(fēng)玻璃，小車的擋風(fēng)玻璃傾角為，不計(jì)空氣阻力，則（）A.以橋面為零勢(shì)能面，該冰柱的重力勢(shì)能約為B.大橋限速，小車未超速，該冰柱可能垂直砸在擋風(fēng)玻璃上C.該冰柱砸在擋風(fēng)玻璃上，其破壞力與車速無關(guān)D.若車停在水平橋面上，車的天窗玻璃被冰柱砸中，歷時(shí)冰柱碎裂沿水平方向飛濺，天窗對(duì)冰柱的沖量最大約為〖答案〗D〖解析〗A．以橋面為零勢(shì)能面，h的范圍是，該冰柱的重力勢(shì)能約為，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．設(shè)被砸中點(diǎn)高度為，則冰柱從側(cè)塔下落速度為該冰柱不可能垂直砸在車前窗擋風(fēng)玻璃上，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．冰柱砸在擋風(fēng)玻璃上，其破壞力與車速有關(guān)，車速越大，冰柱相對(duì)于玻璃的速度也越大，破壞力越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．冰柱從中塔下落，速度為天窗對(duì)冰柱的沖量最大為I，則解得D項(xiàng)正確。故選D。4.我國的風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星是由運(yùn)行在地球同步軌道（風(fēng)云二號(hào)、四號(hào)系列）和太陽同步軌道（風(fēng)云一號(hào)、三號(hào)系列）的兩種衛(wèi)星配合工作的．太陽同步軌道的軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，方向與地球公轉(zhuǎn)方向相同，旋轉(zhuǎn)角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度。如圖，狀態(tài)①時(shí)太陽同步軌道衛(wèi)星軌道平面與日地連線成角。以下說法正確的是（）A.從狀態(tài)①經(jīng)狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中，角不斷增大B.當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星能連續(xù)不斷地觀測(cè)太陽動(dòng)態(tài)C.當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星總能不間斷地沐浴太陽光D.太陽同步軌道衛(wèi)星可以定點(diǎn)在赤道上空〖答案〗B〖解析〗A．狀態(tài)①經(jīng)狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中，角保持不變，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星能連續(xù)不斷地觀測(cè)太陽動(dòng)態(tài)，故B正確；C．當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過程中總有段時(shí)間處于地球的陰影之中，故C錯(cuò)誤；D．地軸經(jīng)過太陽同步軌道的軌道平面，故太陽同步軌道衛(wèi)星不能定點(diǎn)在赤道上空，故D錯(cuò)誤。故選B。5.在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變，不計(jì)內(nèi)阻，為定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表和電流表均為理想電表，兩者示數(shù)的關(guān)系圖線如圖乙所示，則（）A.電源電動(dòng)勢(shì)為 B.定值電阻的阻值為C.電功率最大為 D.的電功率最大為〖答案〗B〖解析〗AB．設(shè)間電阻為，則間電阻為，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻記作，則當(dāng)時(shí)，達(dá)到最大值，即解得當(dāng)滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，干路電流為，此時(shí)有當(dāng)?shù)碾妷簽闀r(shí)，滑片兩邊電流為和，此時(shí)有聯(lián)立兩式解得選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．電阻的阻值范圍為0到，因此滑片位于中點(diǎn)時(shí)，，的電功率最大為滑片P位于a或b時(shí)，接入電阻為零，的電功率最大，為選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。故選B。6.下列關(guān)于氣體、液體、固體以及熱力學(xué)定律的說法，正確的是（）A.空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)B.水黽能停在水面而不下沉，是浮力作用的結(jié)果C.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用D.用活塞壓縮密閉汽缸里的氣體，外界對(duì)氣體做功，同時(shí)氣體向外界放出熱量，則氣體內(nèi)能增加了〖答案〗CD〖解析〗A．指的是大氣中直徑小于或等于的顆粒物，并不是分子，其運(yùn)動(dòng)不屬于分子的熱運(yùn)動(dòng)，而是因?yàn)闅饬鞯茸匀灰蛩卦斐傻暮暧^運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．水黽能停在水面上而不下沉，是由于水的表面張力的作用結(jié)果，并不是浮力作用的結(jié)果，故B錯(cuò)誤；C．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用，故C正確；D．用活塞壓縮汽缸里的氣體，外界對(duì)氣體做功，為正值，同時(shí)氣體向外界放出熱量，為負(fù)值，根據(jù)熱力學(xué)第一定律故D正確。故選CD。7.如圖甲，“笑臉彈簧小人”由頭部、彈簧及底部組成，將彈簧小人靜置于桌面上，輕壓頭部后靜止釋放，小人不停上下振動(dòng)，非常有趣．可將其抽象成如圖乙所示的模型，頭部的質(zhì)量為m，彈簧質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)為k，底部的質(zhì)量為．已知當(dāng)彈簧形變量為x時(shí)，其彈性勢(shì)能，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，重力加速度大小為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是（）A.將彈簧小人靜置于桌面上，輕壓頭部后由靜止釋放，底部不離開桌面，下壓的最大距離為B.將彈簧小人靜置于桌面上，輕壓頭部后由靜止釋放，底部不離開桌面，壓力做功的最大值為C.若彈簧小人在振動(dòng)過程中底部恰好不離開桌面，則彈簧的最大彈性勢(shì)能為D.若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，則小人在運(yùn)動(dòng)過程中頭部的最大速度為〖答案〗ABC〖解析〗A．靜置于桌面的彈簧小人，彈簧壓縮量為，則輕壓頭部后做簡諧運(yùn)動(dòng)，底部不離開桌面，彈簧的最大伸長量為，則最大振幅為則故下壓的最大距離為，故A正確；B．從平衡位置緩慢下壓A時(shí)最大壓力為F，有解得壓力做功的最大值為故B正確；C．彈簧的最大壓縮量為則彈簧的最大彈性勢(shì)能為故C正確；D．若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，設(shè)彈簧的壓縮量為，則解得頭部往上運(yùn)動(dòng)至彈簧壓縮量為時(shí)頭部速度最大，則解得故D錯(cuò)誤。故選ABC。8.“雙聚焦分析器”是一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)速度聚焦和方向聚焦的質(zhì)譜儀，其模型圖如圖甲．如圖乙，電場(chǎng)分析器中與圓心O，等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向沿徑向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，r為入射點(diǎn)到圓心的距離k可調(diào)節(jié)．磁場(chǎng)分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與電場(chǎng)分析器的右端面平行．若質(zhì)量為m、電荷量為的離子（初速度為零），經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入輻射狀電場(chǎng)，恰好沿著半徑為R的圓弧軌跡通過電場(chǎng)區(qū)域后，垂直磁場(chǎng)左邊界從P點(diǎn)進(jìn)入圓心為的四分之一圓形磁場(chǎng)區(qū)域并打在熒光屏上．圖中，不計(jì)離子的重力．下列說法正確的是（）A.k值應(yīng)調(diào)節(jié)為B.若離子源和加速電場(chǎng)整體向右平移一小段距離，則離子在電場(chǎng)分析器中不能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.若離子垂直于熒光屏打在Q點(diǎn)，則磁場(chǎng)分析器所加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為D.若另有一離子經(jīng)加速電場(chǎng)、電場(chǎng)分析器后從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)分析器后打在點(diǎn)，該離子的比荷為〖答案〗AD〖解析〗A．當(dāng)加速電壓為U時(shí)粒子進(jìn)入靜電分析器的速度為，則解得A項(xiàng)正確；B．若粒子源和加速器整體向右平移一小段距離，離子進(jìn)入電場(chǎng)中不同的點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有只要調(diào)節(jié)，得等式與大小無關(guān)，故離子仍能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．若離子垂直于熒光屏打在Q點(diǎn)，粒子的軌跡半徑為則磁分析器所加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．若離子經(jīng)加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器后打在點(diǎn)，則半徑為得D項(xiàng)正確。故選AD。第Ⅱ卷二、非選擇題：9.某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．用細(xì)線懸掛一個(gè)勻質(zhì)小圓柱體，從細(xì)線與水平方向成角無初速度地釋放，下落過程中小圓柱體中心經(jīng)過固定在O點(diǎn)正下方的光電門，光電計(jì)時(shí)器記錄下小圓柱體通過光電門的時(shí)間，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。（1）該同學(xué)先用螺旋測(cè)微器測(cè)出小圓柱體的直徑如圖乙，則直徑_________。（2）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量下列哪些物理量_________（填標(biāo)號(hào)）。A.小圓柱體的質(zhì)量m B.細(xì)線與水平方向成角C.懸線長L和小圓柱體的高度h D.小圓柱體經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間（3）保持光電門的位置不變，改變釋放點(diǎn)，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出變化的圖像如圖丙所示，如果不考慮空氣阻力，則滿足_________（用題中所給的物理量符號(hào)表示），就可以驗(yàn)證小圓柱體下擺過程中機(jī)械能守恒．〖答案〗（1）6.200##6.199##6.201（2）A（3）〖解析〗【小問1詳析】螺旋測(cè)微器的精確值為，由圖可知小圓柱體的直徑為【小問2詳析】設(shè)小圓柱體經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間為，則小圓柱體經(jīng)過光電門的速度為根據(jù)機(jī)械能守恒可得整理可得故不需要測(cè)量小圓柱體的質(zhì)量。故選A。【小問3詳析】根據(jù)可知圖像的斜率為可得10.某物理愛好者設(shè)計(jì)了一個(gè)兩擋位（“”和“”）的歐姆表．其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，為單刀雙擲開關(guān)，為調(diào)零電阻，、、為定值電阻，表頭G的滿偏電流為，內(nèi)阻為，且，干電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r．在保持?jǐn)嚅_下，用此歐姆表測(cè)量某待測(cè)電阻的阻值，請(qǐng)回答下列問題。（1）歐姆表的兩只表筆中，_________（選填“a”或“b”）是紅表筆。（2）當(dāng)歐姆表的擋位為“”時(shí)，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)與_________（選填“1”或“2”）接通。（3）定值電阻的阻值之比為_________。（4）在“”擋位進(jìn)行歐姆調(diào)零后，在、兩表筆間接入阻值為的定值電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的；取走，在、兩表筆間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則_________。（5）接第（4）問，開關(guān)接，保持閉合，將、短接，調(diào)節(jié)使表頭G滿偏，斷開、，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的．在、兩表筆間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則_________?！即鸢浮剑?）b（2）1（3）（4）1200（5）400〖解析〗【小問1詳析】電流從紅表筆流進(jìn)歐姆表，從黑表筆流出歐姆表，歐姆表紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連，所以圖中b是紅表筆。【小問2詳析】當(dāng)斷開，接1時(shí)當(dāng)斷開，接2時(shí)和為相應(yīng)擋位中值電阻，由于，則，故當(dāng)歐姆表的擋位為“”時(shí)，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)與1接通?！拘?詳析】由于則代入整理得則【小問4詳析】在“”擋行行歐姆調(diào)零后，內(nèi)部電阻為，則，，解得，【小問5詳析】開關(guān)接1，保持閉合，將、短接，調(diào)節(jié)使表頭G滿偏，被短路，回路電阻為斷開、，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則在、兩表筆間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則有，解得11.如圖，三角形玻璃磚中。用一單色光束垂直邊從P點(diǎn)射入，在邊上M點(diǎn)發(fā)生折射和反射，折射光線1與成角，反射光線2在邊上N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射。求：（1）該玻璃傳的折射率n；（2）玻璃磚兩邊之比．〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）如圖過M點(diǎn)作法線，設(shè)折射角為，入射角為，由折射定律知由幾何關(guān)系有代入上式得（2）由反射定律知過N點(diǎn)作法線交于Q點(diǎn)，設(shè)入射角為，法線與成角，由幾何關(guān)系知平行于，則光線2在N處恰好發(fā)生全反射，則解得又在直角三角形中則解得由正弦定理知解得12.內(nèi)部長度為l、質(zhì)量為m的“]”形木塊扣在水平面上，右側(cè)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的電荷，質(zhì)量為m，電荷量為，電荷表面絕緣且光滑，木塊恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)，整個(gè)空間有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，木塊不影響電場(chǎng)的分布，給木塊一個(gè)水平向右的沖量，之后所有碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，重力加速度大小為g，最大靜摩擦力可視為滑動(dòng)摩擦力。（1）求木塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。（2）欲使木塊與電荷的第一次碰撞發(fā)生在木塊左端，給木塊水平向右的沖量需要滿足什么條件？（3）分別給電荷和木塊一水平向左、向右大小均為的沖量，求兩者第二次碰撞前木塊與地面摩擦生熱的熱量Q?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）對(duì)木塊和電荷的整體受力分析，有代入電場(chǎng)強(qiáng)度E值，得（2）設(shè)木塊的初速度為，由動(dòng)量定理知設(shè)電荷的加速度大小為，木塊的加速度大小為，則有代入第（1）問中值，得設(shè)經(jīng)過時(shí)間木塊與電荷于左端發(fā)生第一次碰撞，則且碰撞時(shí)滿足解得（3）給兩者的沖量大小為后，速度大小為，則設(shè)經(jīng)過時(shí)間電荷與木塊相碰，則解得（舍去另解）由于碰前速度大小為，則解得由于是彈性碰撞，兩者質(zhì)量相同，碰后交換速度，設(shè)經(jīng)過時(shí)間兩者發(fā)生第二次碰撞解得設(shè)第二次碰撞前，木塊和電荷的速度分別為和，有摩擦生熱由以上各式得13.如圖甲，半徑為的圓柱將空間分成兩部分，柱外有垂直于柱面呈輻射狀的磁場(chǎng)，柱內(nèi)磁場(chǎng)方向豎直向下，大小為B，有一半徑為r的金屬圓環(huán)與圓柱共心，如圖乙為俯視圖．圓環(huán)由靜止釋放開始計(jì)時(shí)，B隨時(shí)間t的變化規(guī)律為。圓環(huán)處在柱外磁場(chǎng)中，所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為．金屬圓環(huán)的質(zhì)量為m，電阻為R，重力加速度大小為g。（1）若，靜止釋放圓環(huán)，求圓環(huán)達(dá)到平衡后的速度大小v。（2）若第（1）問中，圓環(huán)從靜止至達(dá)到平衡歷時(shí)為，求圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱Q。（3）若，沿豎直方向建立直線坐標(biāo)系，取豎直向下為y軸正方向。將圓環(huán)從處以初速度向下拋出，之后做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求圓環(huán)所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨y變化的規(guī)律和圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時(shí)間t的變化規(guī)律?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）見〖解析〗〖解析〗（1）柱內(nèi)磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化，則圓環(huán)內(nèi)無感生電動(dòng)勢(shì)，環(huán)切割柱外磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E，當(dāng)圓環(huán)所受安培力與重力相等時(shí)速度為v，則感應(yīng)電流為由受力平衡由以上各式得（2）設(shè)通過圓環(huán)的電荷量為q，由動(dòng)量定理設(shè)圓環(huán)發(fā)生的位移為h，則解得設(shè)圓環(huán)下落過程克服安培力做功，由動(dòng)能定理由能量轉(zhuǎn)化規(guī)律聯(lián)立以上各式解得（3）設(shè)t時(shí)刻圓環(huán)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式對(duì)圓環(huán)受力分析，其所受安培力為0，則圓環(huán)中t時(shí)刻的電流t時(shí)刻圓環(huán)的位置解得或若，由焦耳定律知若，圓環(huán)中沒有電流，則湘豫名校聯(lián)考2024屆春季學(xué)期高三第四次模擬考試能力測(cè)試注意事項(xiàng)：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分．考試時(shí)間150分鐘，滿分300分．答題前，考生先將自已的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷指定位置，并將姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上，然后認(rèn)真核對(duì)條形碼上的信息，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置．2．回答第I卷時(shí)，選出每小題〖答案〗后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的〖答案〗標(biāo)號(hào)涂黑．如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗標(biāo)號(hào)．寫在本試題卷上無效．3．回答第Ⅱ卷時(shí)，將〖答案〗寫在答題卡上．寫在本試題卷上無效．4．考試結(jié)束后，將本試題卷和答題卡一并交回．第I卷選擇題一、選擇題：1.2023年12月1日發(fā)生了大地磁暴．當(dāng)天，北京上空罕見地出現(xiàn)了絢麗多彩的極光．極光常常出現(xiàn)于高緯度地區(qū)上空，一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，這些形狀有時(shí)穩(wěn)定有時(shí)做連續(xù)性變化。來自太陽的高能帶電粒子與大氣層分子和原子碰撞，使被撞擊的分子和原子發(fā)光．極光產(chǎn)生的條件有三個(gè)：大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子。下列說法正確的是（）A.高能帶電粒子來自太陽，這種帶電粒子流（太陽風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)時(shí)發(fā)光形成極光B.帶電粒子流與大氣中的分子和原子碰撞，發(fā)生核反應(yīng)，放射出射線形成極光C.地磁場(chǎng)使得帶電粒子不能徑直到達(dá)地面，而是被“運(yùn)到”地球的南北兩極D.地磁場(chǎng)對(duì)赤道的保護(hù)較好，對(duì)兩極的保護(hù)較弱，是因?yàn)槌嗟郎峡沾艌?chǎng)更強(qiáng)〖答案〗C〖解析〗AB．高能帶電粒子來自太陽，這種帶電粒子流（太陽風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)時(shí)擊穿大氣層，并與大氣中的分子和原子碰撞，使被撞擊的分子和原子處于激發(fā)態(tài)．處于激發(fā)態(tài)的分子和原子，恢復(fù)常態(tài)時(shí)，其激發(fā)的能量就能以光能的形式發(fā)射出來，從而形成了極光，故AB錯(cuò)誤；C．從太陽射來的帶電粒子，不能徑直到達(dá)地面是受到了地磁場(chǎng)的影響，以螺旋運(yùn)動(dòng)方式趨近于地球南北兩極，故C正確；D．地磁場(chǎng)對(duì)赤道的保護(hù)較好，對(duì)兩極的保護(hù)較弱主要是因?yàn)榇艌?chǎng)的分布，而不是磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖，質(zhì)量為M，半徑為R的圓弧槽，置于光滑水平面上．將一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從與圓心等高處無初速度地釋放，滑塊的質(zhì)量為m，且，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.若圓弧面光滑，則圓弧槽與滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.若圓弧面光滑，則滑塊運(yùn)動(dòng)至水平面時(shí)速度大小為C.若圓弧面粗糙，滑塊能運(yùn)動(dòng)至水平面，則圓弧槽的位移大小為D.若圓弧面粗糙，滑塊能運(yùn)動(dòng)至水平面，則滑塊的位移大小為〖答案〗C〖解析〗A．若圓弧面光滑，圓弧槽與滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；B．若圓弧面光滑，設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)至水平面時(shí)速度大小為，圓弧糟速度大小為，由機(jī)械能守恒定律知在水平方向上動(dòng)量守恒有，聯(lián)立解得，故B錯(cuò)誤；C．若圓弧面粗糙，滑塊能運(yùn)動(dòng)至水平面，設(shè)滑塊與圓弧槽相對(duì)于地面沿水平方向的位移分別為和，由水平方向動(dòng)量守恒有，解得，故C正確；D．由于滑塊還發(fā)生了豎直位移R，故滑塊的位移大小為故D錯(cuò)誤。就選C。3.2024年春南方多地經(jīng)歷低溫凍雨、降雪后，隨著氣溫回升，出現(xiàn)了多座大橋懸索冰柱融化墜落，過往車輛被砸，受損嚴(yán)重，引起了廣泛關(guān)注．某大型橋梁采用了三塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系，索塔為雙室寶石型斷面，中塔高為，兩邊側(cè)塔高為．重達(dá)的冰柱從塔上豎直落下，砸中車前窗擋風(fēng)玻璃，小車的擋風(fēng)玻璃傾角為，不計(jì)空氣阻力，則（）A.以橋面為零勢(shì)能面，該冰柱的重力勢(shì)能約為B.大橋限速，小車未超速，該冰柱可能垂直砸在擋風(fēng)玻璃上C.該冰柱砸在擋風(fēng)玻璃上，其破壞力與車速無關(guān)D.若車停在水平橋面上，車的天窗玻璃被冰柱砸中，歷時(shí)冰柱碎裂沿水平方向飛濺，天窗對(duì)冰柱的沖量最大約為〖答案〗D〖解析〗A．以橋面為零勢(shì)能面，h的范圍是，該冰柱的重力勢(shì)能約為，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．設(shè)被砸中點(diǎn)高度為，則冰柱從側(cè)塔下落速度為該冰柱不可能垂直砸在車前窗擋風(fēng)玻璃上，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．冰柱砸在擋風(fēng)玻璃上，其破壞力與車速有關(guān)，車速越大，冰柱相對(duì)于玻璃的速度也越大，破壞力越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．冰柱從中塔下落，速度為天窗對(duì)冰柱的沖量最大為I，則解得D項(xiàng)正確。故選D。4.我國的風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星是由運(yùn)行在地球同步軌道（風(fēng)云二號(hào)、四號(hào)系列）和太陽同步軌道（風(fēng)云一號(hào)、三號(hào)系列）的兩種衛(wèi)星配合工作的．太陽同步軌道的軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，方向與地球公轉(zhuǎn)方向相同，旋轉(zhuǎn)角速度等于地球公轉(zhuǎn)的平均角速度。如圖，狀態(tài)①時(shí)太陽同步軌道衛(wèi)星軌道平面與日地連線成角。以下說法正確的是（）A.從狀態(tài)①經(jīng)狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中，角不斷增大B.當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星能連續(xù)不斷地觀測(cè)太陽動(dòng)態(tài)C.當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星總能不間斷地沐浴太陽光D.太陽同步軌道衛(wèi)星可以定點(diǎn)在赤道上空〖答案〗B〖解析〗A．狀態(tài)①經(jīng)狀態(tài)②到狀態(tài)③的過程中，角保持不變，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星能連續(xù)不斷地觀測(cè)太陽動(dòng)態(tài)，故B正確；C．當(dāng)時(shí)，太陽同步軌道衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過程中總有段時(shí)間處于地球的陰影之中，故C錯(cuò)誤；D．地軸經(jīng)過太陽同步軌道的軌道平面，故太陽同步軌道衛(wèi)星不能定點(diǎn)在赤道上空，故D錯(cuò)誤。故選B。5.在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)保持不變，不計(jì)內(nèi)阻，為定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表和電流表均為理想電表，兩者示數(shù)的關(guān)系圖線如圖乙所示，則（）A.電源電動(dòng)勢(shì)為 B.定值電阻的阻值為C.電功率最大為 D.的電功率最大為〖答案〗B〖解析〗AB．設(shè)間電阻為，則間電阻為，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻記作，則當(dāng)時(shí)，達(dá)到最大值，即解得當(dāng)滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，干路電流為，此時(shí)有當(dāng)?shù)碾妷簽闀r(shí)，滑片兩邊電流為和，此時(shí)有聯(lián)立兩式解得選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．電阻的阻值范圍為0到，因此滑片位于中點(diǎn)時(shí)，，的電功率最大為滑片P位于a或b時(shí)，接入電阻為零，的電功率最大，為選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。故選B。6.下列關(guān)于氣體、液體、固體以及熱力學(xué)定律的說法，正確的是（）A.空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)B.水黽能停在水面而不下沉，是浮力作用的結(jié)果C.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用D.用活塞壓縮密閉汽缸里的氣體，外界對(duì)氣體做功，同時(shí)氣體向外界放出熱量，則氣體內(nèi)能增加了〖答案〗CD〖解析〗A．指的是大氣中直徑小于或等于的顆粒物，并不是分子，其運(yùn)動(dòng)不屬于分子的熱運(yùn)動(dòng)，而是因?yàn)闅饬鞯茸匀灰蛩卦斐傻暮暧^運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．水黽能停在水面上而不下沉，是由于水的表面張力的作用結(jié)果，并不是浮力作用的結(jié)果，故B錯(cuò)誤；C．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用，故C正確；D．用活塞壓縮汽缸里的氣體，外界對(duì)氣體做功，為正值，同時(shí)氣體向外界放出熱量，為負(fù)值，根據(jù)熱力學(xué)第一定律故D正確。故選CD。7.如圖甲，“笑臉彈簧小人”由頭部、彈簧及底部組成，將彈簧小人靜置于桌面上，輕壓頭部后靜止釋放，小人不停上下振動(dòng)，非常有趣．可將其抽象成如圖乙所示的模型，頭部的質(zhì)量為m，彈簧質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)為k，底部的質(zhì)量為．已知當(dāng)彈簧形變量為x時(shí)，其彈性勢(shì)能，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，重力加速度大小為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是（）A.將彈簧小人靜置于桌面上，輕壓頭部后由靜止釋放，底部不離開桌面，下壓的最大距離為B.將彈簧小人靜置于桌面上，輕壓頭部后由靜止釋放，底部不離開桌面，壓力做功的最大值為C.若彈簧小人在振動(dòng)過程中底部恰好不離開桌面，則彈簧的最大彈性勢(shì)能為D.若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，則小人在運(yùn)動(dòng)過程中頭部的最大速度為〖答案〗ABC〖解析〗A．靜置于桌面的彈簧小人，彈簧壓縮量為，則輕壓頭部后做簡諧運(yùn)動(dòng)，底部不離開桌面，彈簧的最大伸長量為，則最大振幅為則故下壓的最大距離為，故A正確；B．從平衡位置緩慢下壓A時(shí)最大壓力為F，有解得壓力做功的最大值為故B正確；C．彈簧的最大壓縮量為則彈簧的最大彈性勢(shì)能為故C正確；D．若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，設(shè)彈簧的壓縮量為，則解得頭部往上運(yùn)動(dòng)至彈簧壓縮量為時(shí)頭部速度最大，則解得故D錯(cuò)誤。故選ABC。8.“雙聚焦分析器”是一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)速度聚焦和方向聚焦的質(zhì)譜儀，其模型圖如圖甲．如圖乙，電場(chǎng)分析器中與圓心O，等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向沿徑向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，r為入射點(diǎn)到圓心的距離k可調(diào)節(jié)．磁場(chǎng)分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與電場(chǎng)分析器的右端面平行．若質(zhì)量為m、電荷量為的離子（初速度為零），經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入輻射狀電場(chǎng)，恰好沿著半徑為R的圓弧軌跡通過電場(chǎng)區(qū)域后，垂直磁場(chǎng)左邊界從P點(diǎn)進(jìn)入圓心為的四分之一圓形磁場(chǎng)區(qū)域并打在熒光屏上．圖中，不計(jì)離子的重力．下列說法正確的是（）A.k值應(yīng)調(diào)節(jié)為B.若離子源和加速電場(chǎng)整體向右平移一小段距離，則離子在電場(chǎng)分析器中不能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.若離子垂直于熒光屏打在Q點(diǎn)，則磁場(chǎng)分析器所加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為D.若另有一離子經(jīng)加速電場(chǎng)、電場(chǎng)分析器后從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)分析器后打在點(diǎn)，該離子的比荷為〖答案〗AD〖解析〗A．當(dāng)加速電壓為U時(shí)粒子進(jìn)入靜電分析器的速度為，則解得A項(xiàng)正確；B．若粒子源和加速器整體向右平移一小段距離，離子進(jìn)入電場(chǎng)中不同的點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有只要調(diào)節(jié)，得等式與大小無關(guān)，故離子仍能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．若離子垂直于熒光屏打在Q點(diǎn)，粒子的軌跡半徑為則磁分析器所加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．若離子經(jīng)加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器后打在點(diǎn)，則半徑為得D項(xiàng)正確。故選AD。第Ⅱ卷二、非選擇題：9.某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．用細(xì)線懸掛一個(gè)勻質(zhì)小圓柱體，從細(xì)線與水平方向成角無初速度地釋放，下落過程中小圓柱體中心經(jīng)過固定在O點(diǎn)正下方的光電門，光電計(jì)時(shí)器記錄下小圓柱體通過光電門的時(shí)間，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。（1）該同學(xué)先用螺旋測(cè)微器測(cè)出小圓柱體的直徑如圖乙，則直徑_________。（2）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量下列哪些物理量_________（填標(biāo)號(hào)）。A.小圓柱體的質(zhì)量m B.細(xì)線與水平方向成角C.懸線長L和小圓柱體的高度h D.小圓柱體經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間（3）保持光電門的位置不變，改變釋放點(diǎn)，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出變化的圖像如圖丙所示，如果不考慮空氣阻力，則滿足_________（用題中所給的物理量符號(hào)表示），就可以驗(yàn)證小圓柱體下擺過程中機(jī)械能守恒．〖答案〗（1）6.200##6.199##6.201（2）A（3）〖解析〗【小問1詳析】螺旋測(cè)微器的精確值為，由圖可知小圓柱體的直徑為【小問2詳析】設(shè)小圓柱體經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間為，則小圓柱體經(jīng)過光電門的速度為根據(jù)機(jī)械能守恒可得整理可得故不需要測(cè)量小圓柱體的質(zhì)量。故選A?！拘?詳析】根據(jù)可知圖像的斜率為可得10.某物理愛好者設(shè)計(jì)了一個(gè)兩擋位（“”和“”）的歐姆表．其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，為單刀雙擲開關(guān)，為調(diào)零電阻，、、為定值電阻，表頭G的滿偏電流為，內(nèi)阻為，且，干電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r．在保持?jǐn)嚅_下，用此歐姆表測(cè)量某待測(cè)電阻的阻值，請(qǐng)回答下列問題。（1）歐姆表的兩只表筆中，_________（選填“a”或“b”）是紅表筆。（2）當(dāng)歐姆表的擋位為“”時(shí)，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)與_________（選填“1”或“2”）接通。（3）定值電阻的阻值之比為_________。（4）在“”擋位進(jìn)行歐姆調(diào)零后，在、兩表筆間接入阻值為的定值電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的；取走，在、兩表筆間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則_________。（5）接第（4）問，開關(guān)接，保持閉合，將、短接，調(diào)節(jié)使表頭G滿偏，斷開、，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的．在、兩表筆間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則_________?！即鸢浮剑?）b（2）1（3）（4）1200（5）400〖解析〗【小問1詳析】電流從紅表筆流進(jìn)歐姆表，從黑表筆流出歐姆表，歐姆表紅表筆與內(nèi)部電源負(fù)極相連，所以圖中b是紅表筆?！拘?詳析】當(dāng)斷開，接1時(shí)當(dāng)斷開，接2時(shí)和為相應(yīng)擋位中值電阻，由于，則，故當(dāng)歐姆表的擋位為“”時(shí)，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)與1接通?！拘?詳析】由于則代入整理得則【小問4詳析】在“”擋行行歐姆調(diào)零后，內(nèi)部電阻為，則，，解得，【小問5詳析】開關(guān)接1，保持閉合，將、短接，調(diào)節(jié)使表頭G滿偏，被短路，回路電阻為斷開、，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則在、兩表筆間接入待測(cè)電阻，穩(wěn)定后表頭G的指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的，則有，解得11.如圖，三角形玻璃磚中。用一單色光束垂直邊