2023-2024年湖南省益阳市高三下学期三模考试物理试题（解析版）.doc

益阳市2024届高三4月教学质量检测

物理

一、单选题

1.我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图，则下列说法正确的是（）

A.用的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁

B.一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出种不同频率的光子

C.用的光子照射一群处于基态的氢原子后，最多可辐射出种不同频率的光子

D.氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为的某种金属所产生的光电子的最大初动能为

【答案】

D

【解析】

用的光子照射处于基态的氢原子，氢原子吸收光子后能量值为，由能级图可知氢原子并没有该能级，所以的光子不能使处于基态的氢原子发生跃迁，选项A错误；一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出种不同频率的光子，选项B错误；用的光子照射一群处于基态的氢原子后，其能量将达到，即氢原子将跃迁到的能级上；这群氢原子在向基态跃迁的过程中，最多可辐射出种不同频率的光子，选项C错误；氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光子能量为，用此光照射逸出功为的金属，根据光电效应方程可得光电子的最大初动能为，选项D正确。故选D。

2.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾角为的斜面上，质量分别为和的物块、通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，、间的接触面和轻绳均与木板平行，和，与斜面间动摩擦因数均为，则细线的拉力为（）

A. B. C. D.

【答案】

B

【解析】

由于，因此、间会发生相对滑动，根据、的质量关系可知，将沿着斜面向下滑动，而相对于将向上滑动，二者为绳相连的连接体，滑动过程中加速度大小相同，则对由牛顿第二定律有，对由牛顿第二定律有，两式联立解得，故选B。

3.由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究这一现象，建立了一个简化模型。将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为的均匀大气，并将大气层的厚度等效为地球半径。根据此模型，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是（地球自转时间为小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）（）

A.小时 B.小时 C.小时 D.小时

【答案】

D

【解析】

太阳光是平行光，临界光路图如图所示，由几何关系可得临界光线的折射角为，可知临界光线的折射角为；根据折射定律，可得，由几何关系可知，地球多转角度便看不见太阳了，有，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为，故选D。

4.如图甲所示，挡板与水平面的夹角为，小球从点的正上方高度为的点以水平速度水平抛出，落到斜面时，小球的位移与斜面垂直；让挡板绕固定的点转动，改变挡板的倾角，小球平抛运动的初速度也改变，每次平抛运动都使小球的位移与斜面垂直，关系图像如图乙所示，重力加速度，下列说法正确的是（）

A.图乙的函数关系图像对应的方程式

B.图乙中的数值

C.当图乙中，的值为

D.当，图乙中，则平抛运动的时间为

【答案】

C

【解析】

设平抛运动的时间为，如图所示，把平抛运动的位移分别沿水平和竖直方向分解，由几何关系，解得，根据几何关系有，联立整理，故A错误；结合图乙函数关系图像可得，故B错误；由图乙可得函数关系图像的斜率，又有，，可得，故C正确；当，，根据，解得，根据，解得故D错误。故选C。

5.如图，三根绝缘细线、、长均为，连着质量均为，电量均为的带电小球，球带正电，球带负电，水平。整个装置处在水平向左的匀强电场中，场强，现剪断细线，由于空气阻力系统最终静止在某个位置（已知，）下列说法正确的是（）

A.系统最终静止时重力势能较最初减少了

B.系统最终静止时重力势能较最初减少了

C.系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了

D.系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了

【答案】

D

【解析】

以、为整体，整体不带电，则系统最终静止时细线竖直向下，系统最终静止时细线与水平方向的夹角为，对受力分析可得，解得，系统最终静止后，如图所示，系统最终静止时重力做功为，根据功能关系，系统最终静止时重力势能较最初减少了，故AB错误；系统最终静止时电场力做功为，系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了，故C错误，D正确。故选D。

6.如图所示，有一圆形区域匀强磁场，半径为，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小，在其右侧有一与其右端相切的正方形磁场区域，正方形磁场的边长足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为。有一簇质量为，电荷量为的粒子，以相同的速度沿图示方向平行射入磁场，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，则粒子在正方形磁场区域中可能经过的面积为（）

A. B. C. D.

【答案】

C