2024届湖南省金太阳百校高三12月联考物理试题

2024届湖南省金太阳百校高三12月联考物理试题
一、单选题 (共6题)
第(1)题
表示放射性元素碘衰变的方程是
A．B．
C．D．
第(2)题
如图所示，四根通有恒定且大小相等的电流的长直导线垂直穿过xOy平面，1、2、3、4 直导线与xOy平面的交点连成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出。

已知无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比，设导线1在O点产生的磁感应强度大小为。

下列说法正确的是（ ）
A．直导线 1、2 之间的相互作用力为吸引力
B．直导线2、4之间的相互作用力为吸引力
C．4 根直导线在O点产生的合磁感应强度大小为
D．直导线 1、2 在O点产生的合磁感应强度大小为
第(3)题
如图所示，某同学手持黑板擦沿着水平方向向右匀速擦黑板。

已知黑板擦的质量为0.1 kg，所受滑动摩擦力大小为3 N，黑板擦与黑板间的动摩擦因数为0.3，g取，则黑板擦运动过程中该同学对黑板擦的作用力大小约为（ ）
A．3 N B．1 N C．10.5 N D．10 N
第(4)题
氢原子能级图如图所示，用某单色光照射大量处于基态的氢原子后，氢原子辐射的光对应谱线有一部分属于帕邢系，则该单色光的光子能量可能为（ ）
A．B．C．D．
第(5)题
如图甲所示，A、B是电场中一条电场线上的两点，一个负点电荷从A由静止释放，仅在电场力的作用下从A运动到B，其运动的图像为抛物线的一段，如图乙所示。

则（ ）
A．A点的场强大于B点的场强
B．A点的电势高于B点的电势
C．该电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
D．该电荷在A点的加速度小于在B点的加速度
第(6)题
如图所示，足够长的固定光滑斜面的倾角，虚线M N下方存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大
小B=2t（T），MN边界上无磁场。

时刻将一正方形金属线框从其下边ab与MN平齐（1位置）处由静止释放，时线框的cd边刚到达MN边界（2位置）且恰好做匀速运动。

已知线框质量，边长，电阻，重力加速度g取，则（ ）
A．从1位置到2位置的过程中，c点电势高于d点电势
B．线框在2位置处的速度大小为2.4 m/s
C．线框完全进入磁场后，回路中仍有感应电流，线框的机械能转化为焦耳热
D．线框完全进入磁场后，做加速度为的匀加速直线运动
二、多选题 (共4题)
第(1)题
如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ
1，木板与地面间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（ ）
A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
C．当时，木板便会开始运动
D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动
第(2)题
如图所示，两平行金属板水平放置，并接到电源上，一带电微粒P位于两板间处于静止状态，、分别为两个金属板的中
点，现将两金属板在极短的时间内都分别绕垂直于、的轴在纸面内逆时针旋转一个角（），则下列说法中正确的
是（　）
A．两板间的电压不变
B．两板间的电压变小
C．微粒P受到的电场力不变
D．微粒将水平向左做直线运动
第(3)题
在游乐场有一种与众不同的游乐设施——疯狂魔盘，游客在魔盘上可以体会到惯性带来的乐趣，如图甲，其工作原理可以简化为图乙模型，水平圆盘在水平面内可绕中心轴匀速转动，圆盘上距离转轴分别为r、2r处有两个完全相同的小物块a、b，质量均为m。

物块a、b与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

现让圆盘沿逆时针（俯视）方向以角速度ω做匀速圆周运动，物块a、b相对于圆盘静止，重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A．若增大ω，物块a先滑动
B．物块a受到的摩擦力大小始终为μmg
C．物块b受到的摩擦力是物块a的2倍
D．若逐渐增大ω，保持物块a、b不滑动，则物块a、b受到的摩擦力不再沿半径指向圆心
第(4)题
如图，导线框与电源、滑动变阻器、电流表、开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于一磁铁两极之间。

接通电路，调节滑动变阻器，观察并记录电流表读数I和弹簧测力计读数F。

则根据实验数据描绘出的图像可能是（ ）
A．B．
C．D．
三、实验题 (共2题)
第(1)题
如图所示的实验装置，可以用来研究“合外力一定时，物体运动的加速度与其质量的关系”，长木板倾斜放置，倾角可以调整。

长木板上安装有力传感器，两个光电门A、B，以及与光电门相连的自动计时器图中未画出，小车通过细绳与力传感器相连，从力传感器上可以直接读出细绳上的拉力大小F，调整光电门A的位置，使小车上的遮光片刚好遮住光电门A。

剪断细绳后，小车匀加速下滑，小车通过A、B的时间间隔t可以从与光电门相连的自动计时器读出。

用刻度尺测出A、B之间的距离L。

（1）设小车质量为M，里面放置的砝码质量为m，若F、M、m、t、L几个物理量满足______，则可得出在“合外力不变的情况下，物体加速度与其质量成反比”的结论；
（2）为了使实验得出的结论更可靠，多次改变小车内砝码的质量m，同时调整长木板倾角，保证改变小车内砝码的质量后力传感器读数F不变，得到多组m、t数据，用图像法处理数据，希望得到的图像是一条直线，以m为纵坐标，应该以______为横
坐标；
（3）本实验是否需要平衡摩擦力的步骤______填“是”或“否”。

第(2)题
现有电压表V1(量程为3V，内阻约为5000Ω)，要准确测出V1的内阻R0，提供的器材有：
电流表A(量程100mA，内阻约为10Ω)；
电压表V2(量程为6V，内阻R v约为20kΩ)；
滑动变阻器R1(阻值范围为0~10000Ω)；
电阻箱R2(9999.9Ω)；
电源E(电动势约为6V，内阻可忽略不计)
单刀单掷开关S一个，导线若干．
现在需要设计测量电压表V1的内阻R0以及电源电动势E的实验电路图．要求各电表的示数超过其满刻度的一半以上．
(1)王玉良等四位同学设计了如图所示的四个电路，其中最合适的是____
(2)王玉良同学根据测量记录的实验数据，坐标轴纵轴为变化的电阻R，描绘在实验纸上，画出了一条不过原点的直线，则
选___________为坐标轴横轴．已知图像的斜率为a，纵截距为b，被测电压表内阻为R0=___________，电源电动势为
E=___________．
四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，足够长的两平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面倾角为，导轨间距，导轨底端接的定值电阻，导轨电阻不计。

导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小，质量、接入电路电阻的金属棒ab垂直置于导轨上。

金属棒ab在大小为7.0N、方向始终沿轨道平面向上并垂直于金属棒的恒力F作用下，从静止开始沿导轨向上滑行，已知金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，，，。

求：
（1）金属棒从静止起向上运动的过程中，金属棒的最大加速度及拉力的最大功率分别为多少？
（2）当金属棒刚匀速运动时改变拉力的大小，使金属棒以的加速度沿轨道向上做匀加速运动，经过一段时间，拉力的冲量达到时，该段匀加速运动时间内，通过金属棒横截面的电量为多少？
（3）若当金属棒匀速运动时改变拉力的大小，使拉力F的功率恒为75W，此后经3s金属棒的加速度变为零，此过程电阻R中产生的焦耳热为20J，则此过程金属棒沿导轨向上运动的距离为多少？
第(2)题
一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm．O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点．
时开始观测，此时质点O的位移为，质点A处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置。

求简谐波的周期、波速和波长；
第(3)题
某物理兴趣小组搭建的板块游戏平台如图所示。

在竖直面内固定的四分之一光滑圆弧轨道的半径为L，一质量为m的小物块A由静止开始沿轨道从圆心等高位置处自由滑下，然后从最底端滑出做平抛运动，经时间，物块A的速度方向与固定斜面平行时恰好落在质量为m、长度为L的木板B的顶端，其中木板B与斜面间的动摩擦因数等于斜面倾角的正切值，物块A与木板B间的动摩擦因数大于斜面倾角的正切值，再经过一段时间，木板B滑到斜面底端的同时物块A到达木板B的另一端，并以木板B为“桥梁”，平滑地滑上左侧的光滑水平面，不考虑A从木板B滑上水平面时的能量损失。

在水平面上物块A运动的正前方，有一质量为2m、连有轻质弹簧的小物块C，物块C的左侧某位置有一固定挡板，物块C与挡板碰撞后，速度大小不变、方向相反。

已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内。

求：
（1）物块A滑至圆弧轨道最低点时，对轨道的压力；
（2）物块A做平抛运动阶段的末速度大小v；
（3）物块A与木板B在斜面上运动的位移大小、；
（4）物块C与挡板碰撞的速度为多大时，弹簧第一次被压缩至最短时的弹性势能最大，最大值为多少。