高中试卷答案网2023届湖南省长沙市多校高三下学期5月模拟
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是（ ）
A.汤姆孙发现电子，并得出电子是各种物质的共有成分，揭示了原子不是构成物质的最小微粒
B.核反应中，是中子，该核反应为衰变
C.原子核中没有电子，所以射线来自原子的核外电子
D.氢原子光谱的实验研究说明原子核有内部结构
2.如图所示，吊床用绳子拴在两颗树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端系绳中的拉力为，吊床对人的作用力为，则（ ）
A.坐着比躺着时大 B.坐着比躺着时小
C.坐着比躺着时大 D.坐着比躺着时小
3.木匠师傅用铁锤把钉子砸进木梁，每次砸击对铁钉做功相同。已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，木匠砸击4次，就把一枚长为的钉子全部砸进木梁，那么他第1锤将铁钉砸进木梁的深度是（ ）
A. B. C. D.
4.如图所示，将一个铁桶倒扣在水面上，平衡时铁桶内外水面高度差为，桶内空气柱长度为。已知水的密度为，铁桶的横截面积为，不计桶壁厚度，忽略封闭气体的质量，设封闭气体的温度不变，水足够深，下列说法正确的是（ ）
A.铁桶的质量为
B.铁桶的质量为
C.将铁桶下压的距离后，桶将自动下沉
D.桶受到重力、大气对桶的压力，封闭气体对桶的压力、水对桶的压力和浮力
5.随着深空探测工作的开展，中国人登上月球的梦想即将实现。我国的登月方案之一是：从地球发射的载人飞船，飞到环月轨道Ⅰ上做周期为的匀速圆周运动。已知环月轨道的半径为，月球的半径为。宇航员先进入飞船携带的登月舱，登月舱脱离飞船后沿与月面相切的椭圆轨道Ⅱ降落至月面上。工作完成后，再乘坐登月舱返回飞船，飞回地球。飞船的绕行方向、登月舱的降落和返回方向如图中箭头所示，不考虑变轨、对接等其他时间，飞船和登月舱在轨道Ⅰ和Ⅱ上的运动均可视为无动力飞行，不考虑其他天体的引力作用，宇航员在月球上停留的最短时间是（ ）
A. B.
C. D.
6.如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个内阻为、匝数、面积为的线圈，以的角速度绕垂直于磁场的对称轴匀速旋转。理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接有一个电阻箱。电表均为理想电表，不计其他电阻，下列说法正确的是（ ）
A.旋转线圈在图示位置的电动势达到最大值
B.电压表的示数为
C.当电阻箱的阻值调为时，电阻箱上获得最大电功率
D.电压表的示数为
二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题有多个选项符合题目要求。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.如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时波上某质点的运动方向如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A.一个周期内，质点沿轴前进的距离是质点的1.5倍
B.两列波具有相同的波速
C.波和波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样
D.此时波上的质点正沿轴正方向运动
8.如图所示，一束单色光从半圆柱形玻璃砖（其横截面为图中所示半圆，为圆心）的点入射，经底面反射后，从点射出，角，，则下列说法正确的是（ ）
A.和就是光在玻璃砖中的路径
B.在处入射的光经玻璃砖折射后，折射角为15°
C.玻璃砖的折射率为
D.从点射出玻璃砖的光与点射入玻璃砖的光相比，方向逆时针转过了90°
9.如图甲所示，在水平面上有一竖直向下的足够宽的矩形匀强磁场区域，磁感应强度，区域长度，在紧靠磁场的左边界处的水平面上放置一正方形线框，匝数，边长，线框电阻，质量。现在线框上作用一水平恒力，使线框从静止开始向右进入磁场中，已知恒力的大小为，线框与水平面间的动摩擦因数，整个线框完全进入磁场前已经匀速运动。当线框刚全部进入磁场开始计时，磁场即以如图乙所示规律变化。取，下列说法正确的是（ ）
A.线圈完全进入磁场瞬间的速度为
B.线圈从开始运动到线圈右边到达磁场右边界的过程中，流过线圈的电量为
C.线圈从完全进入磁场到线圈右边到达磁场右边界的过程中，因为线圈左右两边切割速度相同，所以线圈中没有感应电流
D.线框从开始进入磁场到线框右边刚到达磁场右边界过程中线框产生的焦耳热为
10.如图所示，两个质量相同的小物块A、B（可视为质点），用一根长为的细线（不计质量）相连，放在绝缘的水平圆形转台的一条直径上，A、B与转台间的动摩擦因数都是。转台可绕过圆心的竖直轴以角速度逆时针转动（俯视），且A、B到转轴的距离分别为和。初始时，A、B间的连接细线恰好拉直但没有张力，转台的角速度极为缓慢地增大，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.当时，连接细线不会产生张力
B.当时，随着的缓慢增大，物块A所受的静摩擦力逐渐减小
C.若A、B带有等量的正电荷，在空间中加上竖直向上的匀强磁场，当时，物块A、B一定会和转台保持相对静止
D.若A、B带有等量的正电荷，在转台的圆心上固定一个负电荷，当时，物块A、B一定会和转台保持相对静止
11.如图所示，电源的电动势为，内阻不计。K是光电管的阴极，A是光电管的阳极，它们都是半径为圆形金属板，两圆心间距离为，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场可视为匀强电场。为滑动变阻器，长度。电压表（0刻度在表盘中间）和灵敏电流计均为理想表。频率为的细激光束照射到K的中心上，使阴极发射光电子。合上开关S，当滑动变阻器的滑动触头从向左滑动到达处时，灵敏电流计读数刚好为0；当滑动变阻器的滑动触头从向右滑动到后，再向滑动的过程中，电压表读数增大而灵敏电流计的读数保持不变。不计光电子之间的相互作用和重力，普朗克常量为，电子带电量为（为元电荷），电子质量为，下列说法正确的是______。
A.光电子的最大初动能为
B.阴极K的金属材料的逸出功为
C.阳极A的半径不小于
D.换用光强更大的同种激光照射阴极K，滑动变阻器的滑动触头P从向右滑动到后，再向滑动的过程中，电压表读数增大，灵敏电流计的读数也增大
三、实验题：本题包含2小题，共14分，第12题6分，第13题8分。
12.（6分）某探究性实验小组用如图1所示的实验装置来测量重力加速度。他们将一个球形小磁铁用细线悬挂起来构成一个能在竖直平面内摆动的单摆。在细线的悬挂点正下方放有一根与小磁铁摆动平面垂直的粗直导体棒，导体棒通过导线与电流传感器一起构成一个闭合回路。当小磁铁摆动时，在回路中就会产生感应电流，电流传感器可以通过计算机记录相应的电流随时间变化的图像，如图2所示。
（1）小李同学用20分度的游标卡尺测量球形小磁铁的直径，读数如图3所示，则其直径______，小张同学用卷尺测得细线悬挂点到与小磁铁的连接点之间的长度为。
（2）图2中图线上（下）方标出的数据分别表示的是感应电流取极值时对应的时刻，由图可知，小磁铁摆动的周期为______（结果保留两位有效数字），进一步计算重力加速度的表达式为______（用题目所给的符号表示）。
13.（8分）用高值电阻放电法测电容的实验电路图如图所示。其原理是测出电容器在充电电压为时所带的电荷量，从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下：
（1）按电路图接好实验电路；
（2）接通开关S，调节电阻箱的阻值，使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数和微安表读数；
（3）断开开关并同时开始计时，每隔或读一次微安表的读数，将读数记录在预先设计的表格中；
（4）以为横坐标，为纵坐标，建立坐标系。若由实验得到的数据，在右图中描出了12个点（用“×”表示），可以估算出当电容器两端电压为时该电容器所带的电荷量约为______C，从而算出该电容器的电容约为______F。（结果均保留2位有效数字）
四、计算题：本题包含3小题，共37分。其中14题10分，15题13分，16题14分。
14.（10分）在参观长沙市一中校友何清华绽造的山河智能集团后，本来就对机械感兴趣的小鹏非常激动。他考虑到景区建造时，在两座山峰之间搬运材料非常困难。于是他设计了如图所示的机械：在方便运输的左边山峰处安装一个小齿轮A，在不方便运输的右边山峰上安装另一个齿轮B，两齿轮处于同一水平面上，相距。一根总长为的闭合链条跨在两齿轮上，A齿轮可由约束电机控制。开始时，将要运送的质量的建筑材料固定在A齿轮处的链条上，在约束电机的作用下，缓慢地竖直下降到正下方的C处，此时间链条恰好没有拉力。然后，迅速解除约束电机与A齿轮间的作用，让建筑材料自由地运动到B齿轮正下方的D点，不计链条质量，不计齿轮轴上的摩擦及其他阻力，建筑材料到达D处时速度恰好为0。此时，恢复约束电机与A齿轮的作用，让A齿轮逆时针转动，把建筑材料拉到B齿轮处，再由右侧山峰上的工作人员搬走。设当地重力加速度，则：
（1）建筑材料在间运动的轨迹是何种曲线
（2）建筑材料在间运动的最大速度是多少
（3）建筑材料到达点后，工作人员操控约束电机，使建筑材料以的加速度上升，达到的最大速度后匀速上升，在快到达点前，又以的加速度匀减速运动，到达点时速度恰好为0，求建筑材料从运动到的时间及约束电机在这一过程的最大输出功率。
15.（13分）如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场，左侧匀强电场的场强大小为、方向水平向右，电场宽度为；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，一个质量为、电量为、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到点，然后重复上述运动过程，求：
（1）中间磁场区域的宽度；
（2）带电粒子从点开始运动到第一次回到点所用时间。
16.（14分）如图，水平传送带AB长，质量为的木块随传送带一起以的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数。当木块运动到最左端点时，一颗质量为的子弹以水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度，以后每隔就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同。求：
（1）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离点的最大距离；
（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中
（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统所产生的热量是多少
2023届湖南省长沙市多校高三下学期5月模拟
物理参考答案
一、二选择题：16每小题4分。7 11每小题5分，选对但不全得3分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 A A B A C C BD BD AD AB BC
1.A 【解析】X是中子，该核反应为核聚变，B错误；衰变中的射线是来自原子核，是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误；氢原子光谱的实验研究不能说明原子核有内部结构，放射性现象的发现才是，故D错误。
2.A 【解析】两根绳子拉力合力与重力大小相等，方向相反，坐着与躺着时相比，两根绳子的夹角较大，当合力一定时，夹角越小，分力越小，说明坐着比躺着时大，故A正确，B错误；吊床对人的作用力为，大小与重力相等，方向竖直向上，坐着与躺着等大，故CD错误。
3.B 【解析】作出钉子所受阻力与进入深度的关系图，可知前一半深度与后一半深度过程中，阻力做功之比为，由题意可知，每次砸锤，锤对钉做功相同，将钉全部砸进木梁需要砸4次，则第1锤将铁钉砸进木梁的深度是。
4.A 【解析】桶平衡时，有，解得铁桶的质量，A正确、B错误；将桶下压到桶内气体体积为时，再略略下沉，气体体积将进一步减小，桶将自动下沉，但此时不止将桶下压的距离，因为下压过程中，桶内液面也会下降，故C错误；桶只受大气对它的压力、封闭气体对它的压力及重力，故D错误。
5.C 【解析】设登月舱在轨道Ⅱ上运动的周期为，由图可知，轨道Ⅱ的半长轴为，根据开普勒第三定律，有，可得。登月舱从飞船脱离，降落月面，再从月面返回，所用时间为其在轨道Ⅱ上运动的周期，则宇航员在月面上停留的最短时间为。
6.C 【解析】由交流发电机原理可知，发电机电动势瞬时值为，图示位置，电动势为0，A错；由于旋转线圈存在内阻，相当于电源有内阻，电压表的示数为路端电压的有效值，故B错、D错；设原线圈两端电压有效值为，副线圈电压有效值为，由，得：，则副线圈电流有效值，由，得：，将变压器及副线圈所接电阻全部视为发电机的负载，于是可得这个负载的等效电阻为。又由电源输出功率和外电阻的关系可知，当外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，故可知，当时，，发电机输出功率最大，即电阻箱上获得最大电功率，C正确。
7.BD 【解析】简谐横波上质点在波的传播方向上位移为零，故质点在轴方向位移为零，故A错误；两简谐横波在同一介质中的波速相等，故B正确；由图可得两波波长不等，故频率不等，那么，不能产生稳定的干涉图样，故C错误；由质点向下振动可得波向左传播，故根据两波传播方向一致可得波向左传播，故质点向上振动，故D正确。
8.BD 【解析】作出光在玻璃砖中的光路图，如图所示，弧所对的圆心角，则所对圆周角；又，则圆周角，故，所以A错，B对；玻璃砖的折射率，C错；由几何关系可知，，所以在点射出的光与法线所成折射角，想象法线连带着入射光线绕点顺时针转过90°，就到达及出射光线所在的位置，故D正确。
9.AD 【解析】进入磁场，当线框匀速运动有，，由闭合电路欧姆定律及法拉第电磁感定律，得，，所以，，A正确；进入过程，有，线框全部在磁场中，由感生电动势引起电流，，，四条边所受安培力合力为零，有，可得，线框做匀加速直线运动，有，，，所以，B、C错误；进入磁场过程，有，解得，线框全部在磁场中，有，所以，D正确。
10.AB 【解析】在达到B的最大静摩擦力之前，连接细线不会产生张力，对应此情况，有，得，A正确；当从继续增大时，B所需向心力是A的两倍，由受力分析可知，所受指向圆心的静摩擦力将减小，当所受静摩擦力为0时，对系统用牛顿第二定律，有，得，故B正确；当两物块即将相对滑动时，对系统用牛顿第二定律，有，得。对C选项，除摩擦力外，A、B所受的洛伦兹力的合力是从A指向B的，即，在的情况下，所解得的比小，故C错；对选项D，由库仑定律可知，圆心处的负电荷对A、B的合力也是从A指向B的，即，在的情况下，所解得的比小，故D错。
11.BC 【解析】当滑动变阻器触头P到达处时，读数刚好为0，此时达到遏止电压，光电子的最大初动能为，A错；由，得，B对；当滑动触头P从向右滑动到后，再向滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计的读数保持不变，表明达到饱和光电流时，A、K之间的电势差为，由，得，考虑到光电子从阴极射出的方向是随机的，沿阴极表面射出的电子到达阳极A时，落点距离阳极的圆心最远，做类平抛运动，则有，，得，落点距离圆心，而达到饱和光电流时，所有光电子都要打到阳极上，故阳极半径不得小于，C正确；换用光强更大的同种激光照射阴极K，光电子的最大初动能不会变化，则A、K之间的电势差为时，所有光电子将打到A上，从向右滑动到后，再向滑动的过程中，电压表读数增大，灵敏电流计的读数仍将不变，D错误。
三、实验题：本题包含2小题，共14分，第12题6分，第13题8分。
12.（6分，每空2分）（1）0.330 （2）
【解析】（1）球形小磁铁的直径；
（2）感应电流连续两个最大值（或最小值）对应的时间差等于小磁铁摆动周期
，可得，
由，得。
13.（8分，每空4分）（4）（均给分）
（均给分）
【解析】用平滑曲线将各点连接，然后数此曲线与坐标轴围成的格子数，超过半格的算一格，不足半格的舍弃。每格代表电量为，数出的格子数为格，则，电容为。
四、计算题：本题包含3小题，共37分。其中14题10分，15题13分，16题14分。
14.（10分）【解析】（1）由于建筑材料在间运动时到A、B两小齿轮的距离之和不变，所以在间的轨迹为椭圆的一段……（1分）
（2）设间的距离为，由几何关系，有：，解得……（1分）
当材料运动到最低点时，设其与水平线的竖直高度差为，
由几何关系，有：，解得……（1分）
此处对应材料的最大速度v。由机械能守恒，有：，解得……（1分）
（3）材料以的加速度达到的时间，运动距离……（1分）
同理，后段减速时间，运动距离……（1分）
中间运动距离，用时……（1分）
故材料从运动到的时间……（1分）
加速阶段，由牛顿第二定律有：，得……（1分）
在加速终了前瞬间，约束电机的功率最大，其值为……（1分）
15.（13分）【解析】（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：……（2分）
带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：……（2分）
由以上两式，可得
可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图所示，三段圆弧的圆心组成的三角形是等边三角形，其边长为。所以中间磁场区域的宽度为……（2分）
（2）在电场中运动时间……（2分）
在中间磁场中运动时间……（1分）
在右侧磁场中运动时间……（1分）
则粒子第一次回到点的所用时间为……（2分）
16.（14分）【解析】（1）子弹穿过木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，
有……（1分）
解得木块的速度……（1分）
木块右滑至最远的过程中，对木块用动能定理，有……（1分）
得向右滑行的最大距离为……（1分）
（2）分析题意可知，子弹击中木块后，木块右滑时间，速度减为0，再向左加速，刚达到与传送带共速，又被下一颗子弹击中，然后重复，每次共向右运动……（1分）
故木块被第15颗子弹击中并完成减速和加速后，距传送带右端只余。第16颗子弹击中木块后，木块向右滑行即从处掉落，故不存在被第17颗子弹击中的情况，所以，木块在传送带上最多能被16颗子弹击中……（2分）
（3）每次子弹穿过木块的过程中，产生的热量是……（1分）
每次木块的滑行中，相对传送带的路程……（1分）
摩擦产热……（1分）
设最后一次滑行的时间为，有，；代入数据解得……（1分）
此过程中木块相对传送带运动的路程为……（1分）
则最后一次滑行中摩擦产热……（1分）
全程产热……（1分）
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