2023届湖南省高三下学期4月模拟考试物理试题
一、单选题
1.、在《流浪地球》电影中，人类驱动地球逃离太阳系的原因，是为了躲避太阳即将发生的“氦闪”。现实中太阳的氦闪大概要等到50亿年之后，到时候太阳内部的氢被消耗完，氦被点燃而发生剧烈失控的恒星爆炸，这就是“氦闪”。“氦闪”产生的能量能够瞬间毁灭整个地球的生命和生态环境。下列关于太阳的说法正确的是（ ）
A. 目前太阳的能量来自于由氢聚变成为氦的核聚变反应
B. 在太阳内部发生核反应生成物氦原子核的比结合能比氢更小
C. 太阳辐射的电磁波中红外线主要用来杀菌
D. 若太阳光中通过色散分出来的黄光不能使某种金属发生光电效应，应该换频率更小的红光才有可能发生光电效应
2. 某同学探究细线能承受的最大拉力。如图所示，他将质量为1.7kg的物体用光滑挂钩挂在细线上，用双手捏取长为4cm的细线两端并靠近水平刻度尺，沿刻度尺缓慢增大细线两端的距离，当细线两端位于图示位置时，细线恰好被拉断。则细线能承受的最大拉力约为（ ）。
5N
B. 10N
C. 25N
D. 50N
3. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其过程如图上的线段所示，则气体在这个过程中（ ）
A. 气体压强不断变大 B. 分子平均动能减小
C. 外界对气体做功 D. 气体从外界吸收的热量大于其增加的内能
4、 有一列简谐横波波源在O处，某时刻沿x轴正方向传播的振动形式传到20cm处，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，质点P离O处80cm，如图所示，取该时刻为，下列说法正确的是（ ）
A. 质点P开始振动时的速度方向沿y轴正方向
B. 波的传播速度为1m/s
C. 经过1.5s，质点P第一次到达波峰
D. 在时间内，处的质点振动的速度逐渐增大
5. 如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
6. 如图所示，在竖直平面xOy内存在大小、方向未知的匀强电场。一质量为m的小球从y轴上P点以水平速度v进入第一象限，速度方向沿x轴正方向，经过x轴上Q点时的速度大小也为v，方向与x轴夹角为37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g。不计空气阻力，小球从P点运动到Q点的过程中（ ）
A. 速度的最小值为
B. 所受电场力的最小值为
C. 动能与电势能之和一直减小
D. 水平位移与竖直位移的大小之比为2:1
二、多选题
7. 匝数为110、面积为 m2的矩形线圈，在磁感应强度大小为T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以100 rad/s的角速度匀速转动，产生正弦交变电流。如图所示，在理想变压器的输入端加上该交变电流，额定电压为10V的小灯泡L正常发光。不计线圈与导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 该交变电流的电压最大值为220V
B. 该交变电流的频率为50Hz
C. 理想变压器原、副线圈的匝数比为22∶1
D. 将滑动变阻器的滑片向d端移动，小灯泡变暗
8、在科幻题材的电影或动画中，经常提到太空电梯，建造太空电梯需要高强度的材料，目前纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍，使人们设想的太空电梯成为可能。其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，另一端固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图甲所示。当航天员乘坐太空电梯时，图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，a－r图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系，图线B表示航天员在太空电梯中随地球同步旋转所需要的向心加速度大小与r的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 太空电梯上各点线速度与该点离地球球心的距离成反比
B. 航天员在r＝R处的线速度大小等于第一宇宙速度
C. 图中为地球同步卫星的轨道半径
D. 电梯舱在处的站点时，航天员处于完全失重状态
9. 如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α=37°斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示。，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ）
A. 物体的质量
B. 物体与斜面间的动摩擦因数
C. 物体上升过程的加速度大小
D. 物体回到斜面底端时的动能
10. 如图，水平平面内固定有两根足够长的平行导槽，质量为2m的U型管恰好能在两导槽之间自由滑动，其弯曲部分是半圆形，B点为圆弧部分中点，轻弹簧右端固定于U型管C点处，图为该装置的俯视图。开始U型管静止，一半径略小于管半径、质量为m的小球以初速度从U型管A点向左射入，最终又从A点离开U型管，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动到B点时U型管的速度大小为
B. 小球运动到B点时小球的速度大小为
C. U型管获得的最大速度为
D. 弹簧获得的最大弹性势能为
三、实验题
11．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β(即β＝)。我们用电磁打点计时器、刻度尺、游标卡尺、纸带(厚度不计)、复写纸来完成下述实验。(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，A、B、C、D、…为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)
实验步骤如下：
①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的
侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上；
②接通电源打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动(即角加速度恒定)；
③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
请回答下列问题：(1)由图乙可知，圆盘的直径为________ cm。
(2)由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度大小为________ rad/s。(结果保留三位有效数字)
(3)圆盘转动的角加速度大小为________ rad/s2。(结果保留三位有效数字)
12、某实验小组同学利用电流表和电压表测定由一节干电池的电动势和内阻，实验电路如图甲所示。
现有开关和导线若干，以及如下器材：
A．电流表A：量程0~0.6A（内阻约为）
B．电压表V：量程0~3V（内阻约为）
C．滑动变阻器
D．滑动变阻器
（1）为了操作方便，尽量减小实验误差，滑动变阻器应选用___________（填器材前的字母）。
（2）甲同学记录了6组数据，对应的点已经标在图乙坐标纸上，请在图中坐标纸上画出图线______。
（3）根据所画图线可得出干电池的电动势___________V，内电阻___________（结果均保留到小数点后两位）。
（4）下图中的实线为甲同学根据测量数据绘制的图线，虚线为在没有系统误差的情况下，通过电源电流与电压表两端电压的关系的图线，下面四幅图中能够正确反映两者关系的是___________。
A． B．C． D．
四、计算题
13. 如图所示，一绝热气缸质量、深度，放在水平地面上，气缸与地面的动摩擦因数。轻质绝热活塞面积与轻杆连接固定在竖直墙上，轻杆保持水平，光滑活塞与气缸内壁密封一定质量的理想气体，气体温度为，活塞到气缸底的距离为，杆中恰无弹力。现用缸内的加热装置对缸内气体缓慢加热，气体的内能满足关系式，气缸与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界大气压强，取。求：
（1）气缸相对地面刚开始滑动时，缸内气体的温度T；
（2）气缸滑动后，继续缓慢加热，气缸缓慢移动，直至活塞恰到气缸口，求这个过程气体吸收的热量Q。
14. 如图甲所示为一款磁性轨道车玩具，如图乙所示为轨道的简化示意图，它由水平直轨道AB、光滑竖直圆轨道BCD等几段轨道平滑连接而组成。已知小车的质量，小车在整个轨道上运动时受到的磁吸引力始终垂直轨道面，磁力大小恒为其重力的0.5倍，小车在轨道AB段运动时所受阻力大小等于轨道与小车间弹力的0.2倍。现将小车从A点由静止释放，第一次小车的动力装置提供恒定的牵引力，运动到B点时失去动力；第二次小车的动力装置提供恒定的功率，运动到B点之前失去动力。两次小车都是恰好能通过竖直圆轨道BCD，且在圆轨道内的最小速度为。假设小车可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。
（1）求圆轨道BCD的半径；
（2）求第二次小车在轨道AB段动力装置提供动力的时间；
15．如图甲所示，直角坐标系位于竖直平面内，在的某区域存在一磁感应强度、方向垂直于纸面向外，边界为矩形的匀强磁场（图中未画出）。现有一束比荷的带正电粒子，从坐标原点沿与x轴正方向成角射入第一象限，速度大小范围为。所有粒子经矩形区域磁场偏转后速度均与y轴平行，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
（1）求速度最大的粒子在磁场中运动的轨道半径；
（2）求矩形有界磁场区域的最小面积；
（3）如图乙所示，若在整个竖直平面内加磁感应强度为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且在第二象限平行于x轴放置一长为的薄挡板，挡板与x轴相距，挡板右端与y轴重合。从O点向区域的各个方向均匀发射比荷、速度大小均为的带正电粒子，求打在挡板上表面与下表面的粒子数之比和挡板上表面有粒子打到的区域长度。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A B D C A B BC CD AC ABD
11、解析：(1)由题图乙可知游标尺的分度为0.05 mm，主尺上为6.0 cm，游标尺上的第0个刻度线和主尺对齐，所以读数为6.0 cm＋0.05×0 mm＝6.000 cm，即可得该圆盘的直径d＝6.000 cm。
(2)由题意知，纸带上每两点的时间间隔T＝0.10 s，打下计数点D时，纸带运动速度大小为：
vD＝＝ m/s＝0.45 m/s
此时圆盘转动的角速度为
ωD＝＝ rad/s＝15.0 rad/s。
(3)纸带运动的加速度大小为
a＝，
设角加速度为β，则β＝＝＝，
代入数据解得：β＝28.0 rad/s2。
答案：(1)6.000 (2)15.0 (3)28.0
12、【解析】（1）[1]本题测量的是一节干电池的电源电动势和内阻，内阻比较小，为了调节方便，所以选择电阻较小的滑动变阻器，故选C。
（2）[2]把尽量多的点用平滑的直线连接，如图所示
（3）[3]由图可知，干电池的电动势
内电阻
（4）[4]由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测量的电流值小于流过电源的电流，内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，比实际电源的内阻小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小，但当电压为零时，电压表的内阻对测量没有影响，实线和虚线重合。 故选A。
13、【答案】（1）330K；（2）123J
【解析】（1）由题意得开始时杆中恰无弹力，则初状态
，
当气缸相对地面刚开始滑动时，对气缸受力分析得
解得 则由查理定律得
解得气缸相对地面刚开始滑动时，缸内气体的温度为
（2）由题意气缸缓慢移动，所以为等压变化过程，则初状态 ： ，
当活塞恰到气缸口时，满足
由盖吕萨克定律得 解得
又因为 所以
又因为气缸滑动后，直至活塞恰到气缸口过程中，气体做功为
由热力学第一定律的 解得
14、【答案】（1）0.2m；（2）0.6s
【解析】（1）设小车在C点速度为，恰好通过最高点，由机械能守恒知此时速度是在圆弧轨道BCD（半径设为R）上运动过程中的最小值，即，小车经过C点，由牛顿第二定律
解得
（2）小车从B到C，由动能定理得
解得
小车第一次从A到B，由牛顿第二定律
又有 解得
小车第二次从A到B，由动能定理
解得
15、【答案】 （1）0.2m；（2）0.035m2；（3）2：1，0.2m
【解析】（1）根据洛伦兹力提供向心力有
代入数据解得 R=0.2m
（2）矩形有界磁场如图
由几何关系可得，矩形的长为
矩形的宽为
则最小面积为
（3）如图
从A路径到B路径之间的粒子能打到上板面，B路径到C路径之间的粒子能打到下板面，所以打到上下板面的粒子数之比为
挡板上表面有粒子打到的区域长度为
