湖南省长沙市第一名校2023-2024学年高三下学期2月开学...

更新时间：2024-04-17 浏览次数：23 类型：开学考试

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. (2024高三下·长沙开学考) 如图为氢原子的能级图，某金属材料的电子逸出功为2.25eV，大量处于4能级的氢原子在向低能级跃迁时发出的光子，有几种不同频率的光子能使此金属材料发生光电效应（）

A . 3 B . 4 C . 5 D . 6

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2. (2024高三下·长沙开学考) 电子透镜两极间的电场线分布如图，中间的一条电场线为直线，其他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d点和b、c点分别关于x、y轴对称。一离子仅在电场力作用下从a运动到b，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）

A . 该离子带正电 B . 离子在a、b两点的电势能满足 $\text{[math]}$ C . b、d直线是等势面 D . b、c两点的场强相同

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3. (2024高三下·河南模拟) 车辆前进的阻力主要有三个：滚动阻力、空气阻力和上坡阻力，高铁的铁轨非常平缓，大部分时候都可以忽略上坡阻力，所以主要的阻力来源就是滚动阻力和空气阻力，滚动阻力与总重力成正比，空气阻力跟高铁运动的速度的二次方成正比，研究表明，当高铁以 $\text{[math]}$ 速度运行时，空气阻力占总阻力的约60％，人均百公里能耗约为2.0度电，当高铁以 $\text{[math]}$ 速度运行时，人均百公里能耗约为多少度电（）

A . 3.0 B . 3.5 C . 4.0 D . 4.5

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4. (2024高三下·长沙开学考) 变轨技术是航天器入轨过程中的重要一环。实际航行中的变轨过程较为复杂，为方便研究我们将航天器的变轨过程简化为如图所示的模型：①将航天器发射到近地圆轨道1上；②在A点点火加速使航天器沿椭圆轨道2运行，轨道1和轨道2相切于A点，A、B分别为轨道2的近地点与远地点，地球的中心位于椭圆的一个焦点；③在远地点B再次点火加速，航天器沿圆轨道3运行，轨道2和轨道3相切于B点。忽略地球自转的影响，已知地球表面重力加速度为g，轨道1半径为地球半径R，轨道3半径为4R，椭圆面积为 $\text{[math]}$ ， a为椭圆半长轴，b为椭圆半短轴。则以下说法正确的是（）

A . 航天器在轨道2上运行的周期为 $\text{[math]}$ B . 航天器在轨道1和轨道3上的速度之比为 $\text{[math]}$ C . 航天器在轨道2上经过B点的速度大于轨道1上的速度 D . 航天器在轨道2上经过A点机械能大于轨道2上经过B点的机械能

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5. (2024高三下·长沙月考) 在地面上以初速度 $\text{[math]}$ 竖直上抛一物体A后，又以初速度 $\text{[math]}$ 从同一地点竖直上抛另一物体B。若要使两物体能在B上升过程中相遇，则两物体抛出的时间间隔 $\text{[math]}$ 必须满足的条件是（不计空气阻力，重力加速度大小为g）（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. (2024高三下·长沙开学考) 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于x轴上，另一根由ab、bc、cd、de四段直导轨组成，其中cd段与x轴平行。导轨上一金属棒MN沿x轴正向以速度 $\text{[math]}$ 保持匀速运动， $\text{[math]}$ 时刻通过坐标原点O，金属棒始终与x轴垂直。设运动过程中通过导体棒的电流强度为i，金属棒受到安培力的大小为F，金属棒克服安培力做功的功率为P，金属棒MN两端的电压为U，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨的电阻，金属棒电阻不可忽略，金属棒的长度大于cd与x轴间的距离。下列图像可能正确的是（）

A . B . C . D .

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二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. (2024高三下·长沙开学考) 一列简谐横波沿x轴传播， $\text{[math]}$ 时刻的波形图如图所示，已知平衡位置坐标为 $\text{[math]}$ 的质点P在 $\text{[math]}$ 时位于波峰，且该波的传播速度小于 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 该波的周期可能为0.08s B . 该波的波速一定为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时，质点P的运动方向一定沿y轴正方向 D . $\text{[math]}$ 时，质点P的加速度最大且沿y轴负方向

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8. (2024高三下·长沙开学考) 如图所示，空间中有一竖直向下的匀强磁场，等边三角形AOC在水平面内，边长为L，D为AC中点。粒子a以速度 $\text{[math]}$ 沿AO方向从A点射入磁场，恰好能经过C点，粒子b以沿OC方向的速度从O点射入磁场，恰好能经过D点。已知两粒子的质量均为m、电荷量的绝对值均为q，粒子的重力及粒子间的相互作用均可忽略，则下列说法中正确的是（）

A . a、b两粒子都带负电 B . 粒子a粒子b的半径之比为 $\text{[math]}$ C . 粒子b的速度为 $\text{[math]}$ D . 粒子a从A点出发到第一次经过C点的时间与粒子b从O出发到第一次经过D点的时间之比为 $\text{[math]}$

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9. (2024高三下·长沙开学考) 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 $\text{[math]}$ ，原线圈中串一定值电阻 $\text{[math]}$ ，副线圈连接定值电阻 $\text{[math]}$ 和滑动变阻器R，滑动变阻器的最大阻值等于定值电阻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，电压表和电流表均为理想交流电表，a、b两端接有效值恒为 $\text{[math]}$ 的正弦交流电源。电压表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的示数分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，电流表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的示数分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，电压表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的示数的变化量绝对值分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，电流表 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的示数的变化量绝对值分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则在滑动变阻器R滑片向上调节的过程中，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 变大 B . $\text{[math]}$ 变大 C . $\text{[math]}$ D . 变压器的输出功率先增大后减小

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10. (2024高三下·长沙开学考) 如图所示，O点和细钉C在小球A正上方，小球B用轻质橡皮筋相连绕过光滑细钉C悬挂于O点，A、B之间用轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态，A、B都可以看成质点，橡皮筋的拉力遵循胡克定律，OC刚好等于橡皮筋的原长，弹簧的弹力大小为F，B球的质量为 $\text{[math]}$ ；现竖直向下移动小球A一小段高度，同时调整B球的质量 $\text{[math]}$ ，使整个系统再次处于静止状态（B球仍在右侧），则（）

A . $\text{[math]}$ 不变 B . $\text{[math]}$ 变大 C . F不变 D . F变大

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三、实验题：本题共2小题，11题6分、12题8分，共14分。

11. (2024高三下·长沙开学考) 某同学用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，两块材质相同、长度均为L的薄木板铰接在一起，铰链上方连有一个轻小滑轮，铰链固定在一个高度可以调节的支架上，A、B两个相同的凹槽用跨过滑轮的细线连接，两凹槽上安装有宽度相同的遮光条，细线绷直时与两木3板平行，两遮光条到滑轮的距离之和正好也是L，在两板上离滑轮 $\text{[math]}$ 处有两个光电门。
实验步骤如下：
1. （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，读数为mm；
2. （2）两个凹槽里面分别装上10个质量均为m的砝码，让A凹槽靠近滑轮，B凹槽靠近右侧木板底端，细线伸直，给光电门通电，现从B凹槽里拿 $\text{[math]}$ 个砝码放在A凹槽里面，给A凹槽一个向下的初速度，调节支架的高度，使得两光电门记录的时间 $\text{[math]}$ ，测出高度h；
3. （3）保持支架高度h不变，重新在两个凹槽里面分别装上10个质量均为m的砝码，让A凹槽靠近滑轮，B凹槽靠近木板底端，细线伸直，给光电门通电，现从B凹槽里拿 $\text{[math]}$ 个砝码放在A凹槽里面，给A凹槽一个向下的初速度，记录A、B两凹槽上的遮光条通过光电门的时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则可以得到两凹槽加速度的大小为 $\text{[math]}$ ；（用字母d，L， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 表示）
4. （4）重复第4个步骤，取 $\text{[math]}$ ，并测出两凹槽对应的加速度；
5. （5）现在要用图像法验证牛顿第二定律，图像的纵坐标为a，要使得图像是如图丙所示的过原点的直线，则图像的横坐标应为____；
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
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12. (2024高三下·长沙开学考) 某同学根据所学知识把理想电压表（量程为3V）改装成一个量程为 $\text{[math]}$ 测量竖直方向的加速度的加速度计（电压表零刻度改为 $\text{[math]}$ ， 3V刻度线改为 $\text{[math]}$ ，加速度取竖直向下为正方向），原理图如图所示，滑片P与电阻丝始终接触良好，与竖直弹簧的上端相连，弹簧下端固定，上端与质量为 $\text{[math]}$ 的物块相连，电阻丝的阻值 $\text{[math]}$ ，该同学用刻度尺测得电阻丝长度为 $\text{[math]}$ 。电源电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，弹簧劲度系数 $\text{[math]}$ 。
请回答下列问题。
1. （1）此加速度计的刻度是的（填“均匀”或“不均匀”）。
2. （2）此加速度计滑片P滑动的长度范围为cm。
3. （3）当加速度为零时滑片P离电阻丝下端cm处。
4. （4）电阻箱接入电路的阻值应调到 $\text{[math]}$ 。
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四、解答题：本题共3小题，共42分。其中第13题12分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。

13. (2024高三下·长沙开学考) 如图所示，圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，汽缸的高度为l，缸体内底面积为S，缸体重力为G。轻杆下端固定在桌面上，上端连接活塞。活塞所在的平面始终水平。当热力学温度为 $\text{[math]}$ 时，缸内气体高为 $\text{[math]}$ ，已知大气压强为 $\text{[math]}$ ，不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸。
1. （1）求初始时气体的压强；
2. （2）求活塞刚要脱离汽缸时缸内气体的温度；
3. （3）已知此理想气体的内能跟热力学温度成正比，即 $\text{[math]}$ ， k已知，求该过程缸内气体吸收的热量Q。
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14. (2024高三下·长沙开学考) 简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为m的物体在受到形如 $\text{[math]}$ 的回复力作用下，物体的位移x与时间t遵循 $\text{[math]}$ 变化规律的运动，其中角频率 $\text{[math]}$ （k为常数，A为振幅，T为周期）。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示，一竖直光滑的管内有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为m的小球A相连，小球A静止时所在位置为O。另一质量为m的小球B从距A为H的P点由静止开始下落，与A发生瞬间碰撞后一起开始向下运动。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为x时，弹性势能为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。求：
1. （1） B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度；
2. （2）小球A被碰后向下运动离O点的最大距离；
3. （3）小球A从开始向下运动到第一次运动到最低点所用的时间t。
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15. (2024高三下·长沙开学考) 如图所示，间距为2d（ $\text{[math]}$ ）的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连一电容 $\text{[math]}$ 的电容器，初始时电容器不带电。空间分布着n个宽度为0.5d、间距为d的匀强磁场区域，从右到左依次记为区域1、区域2、区域3…，磁感应强度 $\text{[math]}$ ，方向垂直水平面向下，磁场边界与导轨垂直，且导体棒ab左侧的无磁场区域导轨表面涂有绝缘涂层。长度为d的绝缘棒将导体棒ab和边长为d的正方形单匝线框连接组成“”形装置，总质量 $\text{[math]}$ ；线框电阻 $\text{[math]}$ ，导体棒和导轨的电阻极小。线框右边与导体棒平行且固定在弹射器上，导体棒ab位于磁场右边界外。 $\text{[math]}$ 时刻，闭合开关S，同时将“”形装置以速度 $\text{[math]}$ 向左弹出。导体棒在整个运动过程中始终与导轨接触并且相互垂直。（不计空气和摩擦阻力）
1. （1）刚进入磁场区域时，比较导体杆两端点a、b的电势高低；
2. （2）导体棒ab刚进入区域1时，因为导体棒和导轨的电阻极小，会有一个瞬间的强电流，电容器会瞬间充电，“”形装置会瞬间减速到某一速度，之后ab棒会匀速通过区域1，求ab棒离开磁场区域1的速度；
3. （3）从导体棒ab离开磁场区域7至其刚进入磁场区域8的过程中，正方形线框上产生的焦耳热Q。
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