2024届湖南省长沙市雅礼中学高三下学期3月综合测试(一)物理物理(YL)_1

雅礼中学2024届高三综合自主测试(一)
物 理 试 卷
命题人： 审题人：
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，将本试卷和答题卡一并交回。

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.小明利用手机传感器，测得电梯从静止开始运行的加速度一时间图像，如图所示。

手机 传感器中加速度向上时为正值，下列说法正确的是
A.0.6s~0.8s
B.0.9s~1.2s
C.0.9s~1.2s 电梯处于匀加速下降阶段 电梯处于匀速上升阶段 电梯处于匀加速上升阶段
D.1.7s~2.3s 电梯处于静止阶段
2. 据统计，我国发射的卫星已近600颗，位居世界第二位，这些卫星以导航、遥感、通信 为主要类别，尤其是北斗导航卫星的发射使我国具备了全球精确导航定位、授时和短报文通 信等能力。

如图，A 、B 、C 为我国发射的3颗卫星，其轨道皆为圆形，其中卫星A 、B 的轨 道在赤道平面内，卫星C 的轨道为太阳同步卫星轨道，轨道半径rc<r<r, 下列说法正 确的是
A.卫 星B 一定与地球自转同步
B.卫星A 的动能比卫星B 的动能大
C. 卫 星C 的线速度大小可能为8.0km/s
D. 卫 星A 的加速度比卫星B 的加速度大
3. 如图所示，将附有一层肥皂液膜的圆形铁丝圈竖直放置在红色光源的右侧，人在与光源同侧的位置观察液膜，下列说法正确的是
A. 若将该装置放在地球表面上观察，可看到竖直直条纹
B. 若将该装置放在空间站上观察，可看到水平直条纹
C. 若该装置在地球表面观察到的水平直条纹的间距为△x,在月球表面观察到的水平直条纹的间距为△x₂, 则△x<△x₂
D. 若将红色光源换为蓝色光源，在地球表面观察到的水平直条纹的间距将增大
4.老师采用图1所示的实验器材演示交变电流的产生，并联的两个发光二极管连接方式如图2所示，二极管两端正向电压大于0.7V时才能发光，反向电压超过20V将损坏。

匀速转动手柄，1min内二极管闪烁100次。

已知发电机中正方形线框的边长为10cm,匝数为1000, 假设线圈所在处的磁场可视为匀强磁场，下列判断正确的是
图1 图2
A. 线框的转速为100r/s
B. 线框的电动势有效值可能是20V
C. 磁感应强度B不会超过0.4T
D. 若转速减半，1min内闪烁次数将变为50次
5.美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次试验，比准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d 、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行板间。

现有一质量为m 的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷e, 重力加速度g, 则
喷雾器
十
油滴室
金属板A 油滴
显微镜
金属板B
A. 油滴带正电
B. 油滴中电子的数目为
C.油滴从小孔运动到金属板B 过程中，电势能减少mgd
D. 若将金属板A 向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降
6.随着工作压力的增大以及生活水平的提高，越来越多的人选择在假期出行旅游放松身上 放置一与地板成θ角的木板，木板上静置一木块。

某段时间内，木块随车厢一起斜向上做加 速度为a 的匀加速运动。

已知缆绳与水平方向夹角也为0。

若木板与车厢底板夹角缓慢增大 稍许，木块、木板与车厢始终保持相对静止，则关于木块对木板的压力F 和木块对木板的
摩擦F, 下列说法正确的是
A.F 减小，F 减小
B.F 增大，F 增大
C.F 减小，F 增大
D.F 增大，F 减小
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. 近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达1.84Pbit, 这相当 于每秒可以传输约236个1TB 硬盘的数据。

目前正常的网速想要传输1TB 硬盘的数据，需要 花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。

光纤通讯中信号 传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点0以α=60°的 入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面(侧面与过0的法线平行)发生全反 射，如图乙所示。

下列说法中正确的是
甲 乙
A.光纤内芯的折射率比外套的小
B. 光从左端空中进入光纤内芯后，其频率不变
C. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大
D.
内芯对这种激光的折射率
8.如图a所示，下端附有重物的粗细均匀木棒浮在水中，已知水的密度为p,木棒的横截面积为S,重力加速度大小为g,将木棒向下按压一段距离后释放，木棒所受的浮力F随时间周期性变化，如图b所示，下列说法正确的是
图a 图b
A.木棒做简谐运动，重力充当回复力
B.0~0.25s内木棒的加速度逐渐减小
C.木棒和重物的重力之和等于F₁-
F₂
D.木棒所受合外力与偏离初始位置的距离成正比
9.如图所示，真空中的正三棱柱ABC-A'B'C',在A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C 点固定一个电荷量为-Q的点电荷，已知AC=AA'=L, 静电力常量为k,选取无穷远处电势为0。

则下列说法正确的是
A. 将一负试探电荷从A'点移到C'点，其电势能一直增大
B.将一正试探电荷沿直线从B 点移到B′ 点，电场力做正功
C.A'、B'两点的电势差大于B'、C'两点的电势差
D.B'点的电场强度大小为
10.如图所示，倾斜光滑金属导轨的倾角为30°,水平导轨粗糙，两平行导轨的间距均为L。

质量为m、电阻为R、长度为L的金属棒a 垂直水平导轨放置，两导轨间均存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和B₂。

现把质量为m、电阻为R、长度也为L 的金属棒b垂直倾斜导轨由静止释放，重力加速度为g, 倾斜导轨无限长，金属棒a 始终静止，下列说法中正确的是
A.金属棒a 受到向左的摩擦力
B. 金属棒a 受到的最大摩擦力一定为
C. 金属棒b 的最大速度为
D. 金属棒b 减小的机械能等于金属棒a 和金属棒b 中产生的总焦耳热 三、填空题(本题共2小题，共16分)
11. (6分)某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F 与半径r 、角速度の、质 量m 的关系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将 滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。

当滑块随水平光滑直杆一起匀 速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。

拉力的大小可以通过力传感器测得， 滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

(1)小组同学先让一个滑块做半径r 为0.20m 的圆周运动。

得到图乙中②图线。

然后 保持滑块质量不变。

再将运动的半径r 分别调整为0.14m,0.16m,0.18m,0.22m, 在 同 一 坐标系中又分别得到图乙中⑤、④、③、①四条图线。

(2)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 A.探究弹簧的弹力与形变量间的关系 B.探究两个互成角度的力的合成规律 C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D.探究平抛运动的特点
(3)对②图线的数据进行处理，获得了F-x 图像，如图丙所示，该图像是一条过原 点的直线，则图像横坐标x 代表的是 (用半径 r 、角速度の、质量m 表示)。

(4)对5条F-w 图线进行比较分析，做F-r 图像，得到一条过坐标原点的直线， 则该直线的斜率为 (用半径r 、角速度①、质量m 表示)。

12. (10分)某实验小组要测量一节电池的电动势和内阻。

(1)先用多用电表的2.5V 直流电压挡粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与 电池的 (填“正”或“负”)极相连，黑表笔与电池的另一极相连，多用电表的 示数如图甲所示，则粗测的电池电动势为 V; 实验小组想利用多用电表的欧姆挡 粗略测量电池的内阻，你认为 (填“可行”或“不可行”)。

角速度传感器 力传感器
滑块
水平光滑直杆
甲
竖直转轴
乙
(2)要精确测量电池的电动势和内阻，小组成员设计了如图乙所示的电路，R ₀为定
值 电阻，R 为滑动变阻器，两个直流电压表V ₁、V ₂均可视为理想电表。

乙
丙
丁
①请根据图乙所示电路图，在图丙中用笔画线代替导线完成实物图连接。

②实验中移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表V ₁和V ₂的多组数据U ₁、U ₂。

利用测 出的数据描绘出U ₁-U ₂ 图像如图丁所示，图中直线的斜率为k, 截距为a, 可得电
池的电动
势
E= , 内 阻r= _。

(用k 、a 、R 。

表示)
四、计算题(本题共3小题，共40分。

写出必要的推理过程，仅有结果不得分)
13. (10分)某半径为r 的类地行星表面有一单色点光源P, 其发出的各方向的光经过厚度
为( √2-1)r 、折射率n=2 的均匀行星大气层射向太空。

取包含P 和行星中心0的某一截面
(如图所示),设此截面内， 一卫星探测器在半径为
的轨道上绕行星做匀速圆周运动。

忽略行星表面 对光的反射。

求：
( 1 ) 从P 点发出的光入射到大气外表面处时，发 生全反射的临界角；
(2)大气外表面发光区域在截面上形成的弧长； (3)卫星探测器运行时，只能在轨道某些部分观 测到光，则这部分轨道弧长。

14. (12分)如图甲所示，固定在水平面上的滑道由A 、B 、C 三部分组成，其中A 部分为
“L” 形平台，其上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸 长；B 部分为质量M=0.9kg, 长 L=3.0m 的长木板，其上表面粗糙、下表面光滑；C 部
分为半径R=0.9m 的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。

现用质量m=1.8kg 的小物块将弹 簧压缩至P 点，由静止释放后，小物块沿滑道运动至Q 点水平抛出后恰好落在A 的最右端。

已知小物块与B 上表面的动摩擦因数
(1)小物块运动至Q 点时对竖直半圆轨道C 的压力； (2)弹簧压缩至P 点时的弹性势能；
(3)如图乙所示，将竖直半圆轨道C 向右移动一段较长的距离3后固定，并解除对长 木板 B 的固定。

再次将小物块压缩弹簧至P 点由静止释放，改变小物块与B 上表面的动摩 擦因数使小物块滑上B 且恰好未滑下，此后B 与 C 碰撞，小物块冲上竖直半圆轨道C 。

求 小 物块冲上竖直半圆轨道C 至落地过程中上升的最大高度。

甲
,g=10m/s²。

求 ：
乙
15. (18分)某粒子实验装置的基本结构如图(a) 所示。

两块圆弧形金属板间存在方向指向圆心O₁的辐射状电场，一质量为m, 电荷量为+q的粒子从粒子源射出后沿纸面垂直该电
场方向射入两金属板间，并恰好做半径为R 的匀速圆周运动，所经圆弧上的电场强度大小
均为E₁。

在圆弧形金属板右侧有一三维坐标系O₂-xyz, 在0<x<d 的空间中，存在着沿
y 轴正方向的匀强电场，电场强度为E₂, 在d<x<2d 的空间中存在沿z 轴正方向的匀强磁
场，磁感应强度为B, 在x>2d 的区域存在着沿x 轴负方向的磁场B 和沿y 轴正方向的磁
场B,,
磁感应强度B 和B,的大小均随时间周期性变化(磁场B、B, 均未画出)。

足够大的荧光屏垂直于x轴放置并可沿x 轴水平移动。

粒子从金属板间射出后从O₂沿x 轴正方向进入匀强电场，然后进入匀强磁场，刚进入匀强磁场时的速度方向与x 轴正方向的夹角为60°,刚射出匀强磁场时速度方向沿x 轴正方向，不计粒子重力。

(1)求匀强电场的电场强度E₂的大小；
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(3)从粒子射出匀强磁场开始计时，x>2d 的区域内B 和B, 的大小随时间周期性变化的规律如图(b) 所示，B₀为已知量。

若粒子到达荧光屏时的速度方向与荧光屏的夹角为30°,求荧光屏所在位置的x 轴坐标的可能取值。

个B
B₀
01 234567891011 个B
B₀01234567891011 2n。

2gB
图(a) 图(b)。