还剩10页未读，
继续阅读
2023-2024学年湖南省名校联考联合体高三上学期第三次联考 物理试卷（含解析）
展开
这是一份2023-2024学年湖南省名校联考联合体高三上学期第三次联考 物理试卷（含解析），共6页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式B=kIr（r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场磁感应强度大小为1×10-4T，则整个三角形线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为
A．0B．1×10-4T
C．1.5×10-4TD．2×10-4T
2.如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，振幅为0.1m，依次通过相距0.2m的A、B两点。质点经过A点时开始计时，t₁=1s时经过B点， t₂=3s时也刚好经过 B点，则该振动的周期可能是
A．1.8sB． 1sC．0.4 sD． 57s
3.如图甲、乙、丙分别展现了电容器在电路中的并接、串接、跨接三种方式，在如图甲、乙所示的电路中，电路中电源的电动势为 E，内阻为r，C为电容器，定值电阻R1、R2、R3阻值相同。图甲中，流过电源的电流为I1，电源的效率为η1，电容器的带电量为 Q1；图乙中，流过电源的电流为I2，电源的效率为η2，电容器的带电量为Q2；在如图丙所示电路中，电源输出电压不变，电容器C的上极板带负电。则下列说法正确的是
A．I₁>I₂
B．η1>η2
C．Q₁>Q₂
D．图丙中为了使上极板仍带负电且电量增大，可减小R2，其他电阻不变
4.如图所示，一个重为 100 N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力 F拉砝码，使细线偏离竖直方向30°时处于静止状态，保持细线与竖直方向 30°角不变，则在F由水平方向缓慢转至竖直方向的过程中
A．细线拉力先增大后减小B． F先增大后减小
C．细线拉力的最大值为 2003ND． F的最小值为 50 N
5.高空跳伞在空中下降过程中受到的阻力大小与下降速率成正比，即f=kv，其中k是与降落伞相关的比例系数，假设降落伞沿竖直方向运动，从速度为6m /s加速至 10 m/s后开始匀速下降，此过程耗时10s，g取 10 m/s2，则此过程降落伞下降的距离为
A．48 mB．96 mC． 120mD．150 m
6.一质量为M、长为l的长木板A 静止放在光滑的水平面上，质量为m的物体B（视为质点）以初速度 v0从A的左端滑上长木板A 的上表面，到B从A 的右端滑下的过程中，B的动能减少量为ΔEₖB，A 的动能增加量为ΔEₖA，A、B间存在摩擦，摩擦生热为 Q，关于△EₖB、△EₖA、Q的值，下列可能正确的是
A．EkB=7J，EkA=2J，Q=5J
B．EkB=7J，EkA=5J，Q=5J
C．ΔEkB=3J，EkA=2J，Q=5J
D．ΔEkB=5J，ΔEkA=3J，Q=2J
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，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.某同学利用光敏电阻设计路灯自动控制系统。如图所示，电路中的 R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。光敏电阻是由半导体材料制成的，受到光照射时，其导电性能显著增强。当 R2两端的电压大于 U₀时，路灯控制开关自动开启，路灯点亮。下列说法正确的是
A． R2为光敏电阻
B． R1 和 R2可以互换位置
C．若定值电阻的阻值越大，开启路灯的天色越晚
D．若定值电阻的阻值越大，开启路灯的天色越早
8.2023年7月 10 日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为 381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18 天文单位（日地距离为 1天文单位），远日点到太阳中心距离为 4.86天文单位。下列说法正确的是
A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年
B．“樊锦诗星”在远日点的速度小于地球的公转速度
C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 14.86
D．“樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为
9.如图所示，空间中边长相等的两个正方形区域并排分布， abcd区域中有沿ab方向的匀强电场，场强为 E0，cdef区域中也分布有电场（图中未画出）。一质量为m、电量为q（q>0）的带电粒子从a点以某一初速度沿ad 方向射入电场，当cdef区域中场强为E1时，粒子从f点沿cf 方向射出；当cdef区域中场强为E2时，粒子从e点射出。不计重力。下列说法正确的是
A．E₁=E₀，方向与 E0相反
B．E₁=2E₀，方向与 E0相反
C．E₂=3E₀，，方向与 E0相反
D．E₂=4E₀，方向与 E0相反
10.光滑斜面倾角θ=30°，以斜面底端为坐标原点，沿斜面方向建立x轴，如图1所示，一质量为2kg的物体（看做质点）在沿斜面方向的拉力作用下，由静止开始在斜面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图2所示。重力加速度大小取10m/s²。物体沿斜面向上运动的过程中，下列说法正确的是
A．物体沿斜面向上运动的最大位移为 22.5m
B．物体沿斜面向上运动的时间为 4s
C．在x=5m时，拉力的功率为 100 W
D．拉力的最大功率为 200 W
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11.（7分）某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）本实验中，不同组学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是 。
（2）进行正确操作后，打下的部分纸带如图所示，O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。已知交流电频率为 50 Hz，重物质量为 200g，当地重力加速度g=9.80m/s²，，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值 |△Eₚ|= J， C点的动能 EkC= J（计算结果均保留3位有效数字）。
（3）比较第（2）问中 Ekc与|△Ep|的大小，出现这一结果的原因可能是 。
A．工作电压的频率偏低，导致打点周期偏大
B．存在空气阻力
C．存在摩擦力
D．接通电源前释放了纸带
12.（9分）一实验小组要测定某金属丝的电阻率。
（1）实验前先用螺旋测微器测出金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝的直径 D= mm。
（2）实验小组成员先采用多用电表粗测金属丝的电阻。在已经完成机械调零的情形下，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用 （选填“×100”或“×1”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 Ω。
（3）为了精确测量被测金属丝Rx的阻值，实验小组根据实验室提供的下列器材设计了如图所示电路，其中最合理的是 。
A．直流电源（电动势E=6 V，内阻可忽略不计）；
B．电流表 A1（量程为30 mA，内阻 r₁=9.5Ω）；
C．电流表 A2（量程为3 A，内阻 r₂=0.1Ω）；
D．电压表 V（量程为6 V，内阻 Rᵥ>10kΩ）；
E．滑动变阻器R1（最大阻值为 10Ω，允许通过的最大电流为2A）；
F．滑动变阻器 R2（最大阻值为 15 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A）；
G．定值电阻 R₃=0.5Ω；
H．定值电阻 R₄=5Ω；
I． 开关一个，导线若干。
13.（10分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，在（ 0≤x≤6m的范围内存在沿一y方向的匀强电场，一带正电微粒以一定的初速度沿与x轴夹角θ=45°的方向从坐标原点射入第Ⅰ象限电场，当微粒速度最小时，其在x轴方向的位移为4m 。不计重力。求：
（1）微粒射出电场的点的坐标；
（2）微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值。
14.（14分）如图所示，直角坐标系xOy中，x轴上方存在竖直向下的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。一带正电粒子从+y轴上的P点，以初速度 v₀与y轴正方向成θ=53°角射入第一象限，经x轴后恰好能通过坐标原点O。已知粒子经过x轴时其与x轴正方向也成 53°角，且 OP=L，不计粒子重力， sin53°=0.8，cs53°=0.6。
（1）粒子第一次由电场进入磁场的位置的横坐标；
（2）求匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度大小之比。
15.（16 分）如图所示，水平光滑轨道在虚线MN 右侧区域存在水平向左的匀强电场，场强大小 E=1×104V/m，小球A、B和半径R=2m的 14圆弧形滑块C的质量分别为 m₁=1kg、m₂=2kg、m₃=3kg，，B和C静止在水平面上，小球A 带电量q=1×10⁻³C，B是绝缘小球，A与B碰撞时不会发生电量转移，现从电场中距离MN为x=4.05 m处将A由静止释放，A与B发生正碰，B到C底端的距离足够长，经过一段时间小球滑上圆轨道，一切摩擦均可忽略，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度取 g=10m/s²。求：
（1）B能达到的最大高度；
（2）B返回C底端时对C 的压力；
（3）通过计算分析，B能否第二次滑上C，若能追上，求B第二次能达到的最大高度；若不能追上，求A、B、C的最终速度。
物理参考答案
一、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. A
【解析】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为 R₁：R₂=2R：R=2：1，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比 I₁：I₂=1：2，又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据安培定则和矢量的叠加原理可知，MLN 支路电流在O点产生的磁场垂直纸面向里，磁感应强度与MN边在O点产生的磁感应强度相等，方向相反，所以整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为0.故选A。
2. C
【解析】振幅 A=0.1m，在 0∼t₁=1s时间内根据简谐振动的周期性有 T12+nT1=1s，n=0，1，2；在 t₁=1s∼t₂=3s时间内根据简谐振动的周期性有 n'T1=2s，n'=1，2⋯；综合解得 T=22n+1s，n=0，1，2…，当 n=2时， T₁=0.4s，C正确。
3. A
【解析】图甲中外电路中R1与R2串联，整体与R3并联，所以外电阻小于R1与 R₂之和；图乙中外电阻等于R1与R2之和，所以由 I=ER外+r可知 I₁>I₂，A正确；由 U外=E−Ir可知 U外甲φ₁，根据电容定义式有 C=Qφ3−φ1，解得 Q=Cφ₃−φ₁，可知，为了使上极板仍带负电且电量增大，则可以增大φ3，或者减小φ1，根据 1=2R1R1+R2可知，增大R2，其他电阻不变时，φ1减小，根据上述可知，上极板仍带负电且电量增大，D错误。
4. D
【解析】对物块受力分析，如图根据图示法，可知在F由水平方向缓慢转至竖直方向的过程中，细线拉力 F1一直减小，根据共点力平衡可知F₁的最大值为 F1max=Gcs30∘=233G=20033N，AC错误；F先减小后增大，F的最小值为 Fₘᵢₙ=Gsin30°=50N，B错误，D正确。
5. B
【解析】匀速下降时mg=f，结合f=kv得到 k=mgv，对任意一段时间微元，由动量定理可得mg△t-kv△t=△p，而v△t=△h，累加可得 mgt−kℎ=mΔv，联立解得 ℎ=96m，B正确。
6. A
【解析】根据能量守恒可知 EkB=EkA+Q，B、C错误；画出小物块B和木板A 的速度时间图线分别如图中1和2所示，图中1和2之间的面积表示板长l，1与t轴所围的面积表示小物块B的位移x1，2与t轴所围的面积表示木板A 的位移x2，由图易知 x₁ >l，x₂Q>EkA，D错误，A 正确。
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的 4个选项中，有多选项符合题目要求，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. AC
【解析】由自动控制路灯的工作原理可知当光照暗到一定程度时，路灯能点亮， R₂是光敏电阻时，若无光照其阻值变大，从而使。 R₂两端的电压升高，当 R₂两端的电压大于 U₀时，路灯控制开关自动开启，故A正确，B错误；若定值电阻的阻值越大，相同条件下 R₂两端的电压减小，则当电阻。 R₂阻值变大时，即天色更晚时，使 R₂两端的电压大于 U₀，，路灯控制开关自动开启，路灯点亮，C正确，D错误。
8. BD
【解析】根据开普勒第三定律有 r地3T地2=r樊3T樊2，解得 T樊=5.67年，A错误；根据万有引力提供向心力可知 GMmr2=mv2r，轨道半径越大，卫星的线速度越小，“樊锦诗星”在远日点的速度小于地球的公转速度，B正确；根据万有引力提供向心力可知 GMmr2=ma，“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 a1a= 14.862，C错误；轨道半长轴为3.18天文单位，远日点到太阳中心距离 r₁为4.86天文单位，则近日点到太阳中心距离r2为1.5天文单位，对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间 △t内的运动，根据开普勒第二定律有 12v1r1Δt=12v2r2Δt，解得 v1v2=r2r1=，D正确。
9. AC
【解析】当cdef区域中场强为E₁时，粒子从f点沿cf方向射出，由于粒子在两个正方向区域中运动时间相等，且粒子在沿着电场线方向的速度变化量大小相等，即粒子在两个正方向区域中运动的加速度大小相等，则 E₁=E₀，方向与 E0相反，A正确，B错误；当 cdef区域中场强为 E₂时，粒子从e点射出，说明粒子在沿着电场线方向的位移为零，设粒子在两个电场中运动的时间都为t，穿过 abcd区域时，在沿电场方向有 x=12a1t2，穿过cdef区域时，在沿电场方向有 −x=a1t2−12a2t2，解得 a₂=3a₁，即 E₂=3E₀，方向与 E₀相反，C正确，D错误。
10. AD
【解析】由于拉力在沿斜面方向，则拉力做的功为W=Fx，可看出W—x图像的斜率大小代表拉力大小F，在物体运动的过程中根据动能定理有 W−mgsinθ⋅x=12mv2，则x=5m时物体的速度为 v1=52m/s，x=5m时，拉力为 F=WΔx=20N，则此时拉力的功率 P=Fv1=1002W，C错误；x=10m处拉力功率最大，则x=10m时物体的速度为 v₂=10m/s，，则此时拉力的功率 P=Fv₂=200W，，D正确；在x=0到x=10m的过程中，物体的运动时间为t₁，由 x=v22t1解得 t₁=2s；在x>10m到最高点的过程中，拉力为 F'=WΔx=2N，由mgsinθ-F=ma解得物体的加速度 a=4m/s²，物体继续向上运动时间 t2=v2a=2.5s，由 x'=v22t2=12.5m，则物体沿斜面向上运动的最大位移为22.5m，A正确；物体沿斜面向上运动的时间为4.5s，B错误。
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11.（7分）（1）B（1分） （2）0.547（2分） 0.588（2分） （3）AD（2分，选不全得1分，多选不给分）
【解析】（1）打点计时器应接交流电源，操作时应用手提住纸带的上端，让重物尽量靠近打点计时器。故选B。
（2）由图中可知OC之间的距离为 xOC=27.90cm，，因此机械能的减少量为 |ΔEₚ|=mgxOC=0.2×9.8×0.2790J=0.547J；匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此 vc=xBD2T=0.330−0.2332×0.02m/s=2.425 m/s，因此动能的增加量为 Ekc=12mvc2=12×0.2×2.425×2.425J=0.588J。
（3）工作电压的频率偏低，导致打点周期偏大，则求得的速度偏大，可能导致动能的增加量大于重力势能的减少量，A正确；存在摩擦力和空气阻力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，B、C错误；提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量，D正确。
12.（9分）（1）4.699或4.700或4.701（2分） （2）×1（2分） 10或10.0（2分） （3）A（3分）
【解析】（1）金属丝的直径为D=4.5mm+0.01×20.0mm=4.700mm。
（2）用多用电表粗测Rx的电阻，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明待测电阻阻值较小，应该换用“×1”挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 Rₓ=10×1Ω=10Ω。
（3）由电源电动势与待测电阻的比值可知，电流的最大值约为0.6 A，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联，改装成量程为0.6A的电流表，此时接入定值电阻的阻值为 R定=9.5×0.030.6−0.03Ω=0.5Ω，故电流表选用A₁，定值电阻选用R₃；待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R₁。综上所述，A正确。
13.（10分）【解析】（1）当微粒速度最小时，微粒到达最高点P，如图所示。
粒子射入电场的速度为 v₀，水平方向和竖直方向的分速度 vₓ=v₀cs45°=22v0，vy=v0sin45∘=22v0… （1分）
粒子从射入到运动到最高点，水平方向 x₁= vₓt1（1分）
竖直方向 y1=0+vy2⋅t1…（1分）
联立可得 y₁=2m…（1分）
设微粒射出电场的点为Q，粒子从最高点P到穿出点Q，水平方向 x₂=vₓt₂
竖直方向有 vy'=at2，vy=at1，y2=0+vy'2⋅t2…（1分）
联立解得 y₂=0.5m
射出点的纵坐标 y=y₁−y₂=1.5m
微粒射出电场的点的坐标为（6，1.5） …（1分）
（2）射入到最高点P有 vy=at1…（1分）
解得 vy'=vy2…（1分）
设粒子穿过电场与水平方向的夹角为α，则 tanα=vv'vx=12…（1分）
粒子射入电场和水平方向的夹角为 θ=45°
微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值 tanα+θ=tanα+tanθ1−tanαtanθ=3…（1分）
14.（14分）【解析】（1）设粒子质量为m、电荷量为q，电场强度为E，经过x轴时的速度为v，磁感应强度为B．粒子在电场中做斜上抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图。
在电场中：
根据抛体运动规律： vcs53°=v₀sin53°…（1分）
根据动量定理： Eq⋅t=mvsin53°+mv₀cs53°…（2分）
根据动能定理： Eq⋅L=12mv2−12mv02…（2分）
粒子第一次由电场进入磁场的位置的横坐标 x₁=v₀sin53°⋅t…（1分）
联立解得 x1=247L…（1分）
（2）在磁场中：
根据洛伦兹力提供向心力： Bqv=mv2R…（2分）
根据几何关系： 2Rsin53∘=x1=247I…（2分）
联立以上各式解得： B=28mv045qI…（1分）
由（1）可得： E=7mv0218qL…（1分）
则 EB=58v0…（l分）
15.（16分）【解析】（1）设碰前小球A的速度为v₀，从电场中距离MN为x=4.05m处将A由静止释放，由动能定理得 qEx=12m1v02
代入数据解得 v₀=9m/s…（1分）
A、B碰撞的过程，A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒，设A、B碰撞后的速度分别为 U₁、v₂，则有
m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂…（1分）
12m1v02=12m1v12+12m2v22…（1分）
解得 v₁=−3m/s，v₂=6m/s…（1分）
B与C在水平方向上共速时上升的高度最高，设共同的速度为 v₃，，B与C组成的系统在水平方向上动量守恒，有 m₂v₂=m₂+m₃v₃…（1分）
B与C组成的系统能量守恒，有 12m2v22=12m2+m3v32+m2gH
代入数据解得 H=1.08 m …（1分）
（2）设 B返回C底端时B与C的速度分别 U₄、v₅，，由动量守恒定律和能量守恒定律可得
m₂v₂=m₂v₄+m₃v₅…（1分）
12m2v22=12m2v12+12m3v52…（1分）
联立解得 v₄=−1.2m/s，v₅=4.8m/s…（1分）
在C底端对小球由牛顿第二定律有 FN−m2g=m2v1−v52R
解得 FN=56N…（1分）
根据牛顿第三定律，则 F底=56N，方向竖直向下 … （1分）
（3）球A与球B第一次碰后以 v₁=−3m/s的速度向右运动，再次进入电场，出电场后速度大小为 v₆=3m/s，方向向左，经过一段时间，A与B发生第二次碰撞，设碰后球A和球B的速度分别为 v7、v₈，根据动量得
m₁v₆+m₂v₄=m₁v₇+m₂v₈…（1分）
12m1v62+12m2v42=12m1v72+12m2v82…（1分）
联立解得 v₇=−2.6m/s，v₈=1.6m/s…（1分）
球A与球B第二次碰后以 v₇=−2.6m/s的速度向右运动，再次进入电场，出电场后速度大小为 v₉=2.6m/s，方向向左，经过一段时间，A与B发生第三次碰撞，设碰后球A和球B的速度分别为 UA、UB，，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
m1v9+m2v8=m1vA+m2vB
12m1v92+12m2v82=12m1vA2+12m2vB2
联立解得 vA=1915m/s，vB=3415m/s…（1分）
因为 vB题 号
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
A
D
B
A
题 号
7
8
9
10
答 案
AC
BD
AC
AD
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
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、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.如图，等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成，O为线框的几何中心。线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知电流为I的直导线产生的磁场的磁感应强度计算公式B=kIr（r为某点到直导线的距离），若MN边在O点产生的磁场磁感应强度大小为1×10-4T，则整个三角形线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为
A．0B．1×10-4T
C．1.5×10-4TD．2×10-4T
2.如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，振幅为0.1m，依次通过相距0.2m的A、B两点。质点经过A点时开始计时，t₁=1s时经过B点， t₂=3s时也刚好经过 B点，则该振动的周期可能是
A．1.8sB． 1sC．0.4 sD． 57s
3.如图甲、乙、丙分别展现了电容器在电路中的并接、串接、跨接三种方式，在如图甲、乙所示的电路中，电路中电源的电动势为 E，内阻为r，C为电容器，定值电阻R1、R2、R3阻值相同。图甲中，流过电源的电流为I1，电源的效率为η1，电容器的带电量为 Q1；图乙中，流过电源的电流为I2，电源的效率为η2，电容器的带电量为Q2；在如图丙所示电路中，电源输出电压不变，电容器C的上极板带负电。则下列说法正确的是
A．I₁>I₂
B．η1>η2
C．Q₁>Q₂
D．图丙中为了使上极板仍带负电且电量增大，可减小R2，其他电阻不变
4.如图所示，一个重为 100 N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力 F拉砝码，使细线偏离竖直方向30°时处于静止状态，保持细线与竖直方向 30°角不变，则在F由水平方向缓慢转至竖直方向的过程中
A．细线拉力先增大后减小B． F先增大后减小
C．细线拉力的最大值为 2003ND． F的最小值为 50 N
5.高空跳伞在空中下降过程中受到的阻力大小与下降速率成正比，即f=kv，其中k是与降落伞相关的比例系数，假设降落伞沿竖直方向运动，从速度为6m /s加速至 10 m/s后开始匀速下降，此过程耗时10s，g取 10 m/s2，则此过程降落伞下降的距离为
A．48 mB．96 mC． 120mD．150 m
6.一质量为M、长为l的长木板A 静止放在光滑的水平面上，质量为m的物体B（视为质点）以初速度 v0从A的左端滑上长木板A 的上表面，到B从A 的右端滑下的过程中，B的动能减少量为ΔEₖB，A 的动能增加量为ΔEₖA，A、B间存在摩擦，摩擦生热为 Q，关于△EₖB、△EₖA、Q的值，下列可能正确的是
A．EkB=7J，EkA=2J，Q=5J
B．EkB=7J，EkA=5J，Q=5J
C．ΔEkB=3J，EkA=2J，Q=5J
D．ΔEkB=5J，ΔEkA=3J，Q=2J
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，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.某同学利用光敏电阻设计路灯自动控制系统。如图所示，电路中的 R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。光敏电阻是由半导体材料制成的，受到光照射时，其导电性能显著增强。当 R2两端的电压大于 U₀时，路灯控制开关自动开启，路灯点亮。下列说法正确的是
A． R2为光敏电阻
B． R1 和 R2可以互换位置
C．若定值电阻的阻值越大，开启路灯的天色越晚
D．若定值电阻的阻值越大，开启路灯的天色越早
8.2023年7月 10 日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为 381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18 天文单位（日地距离为 1天文单位），远日点到太阳中心距离为 4.86天文单位。下列说法正确的是
A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年
B．“樊锦诗星”在远日点的速度小于地球的公转速度
C．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 14.86
D．“樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为
9.如图所示，空间中边长相等的两个正方形区域并排分布， abcd区域中有沿ab方向的匀强电场，场强为 E0，cdef区域中也分布有电场（图中未画出）。一质量为m、电量为q（q>0）的带电粒子从a点以某一初速度沿ad 方向射入电场，当cdef区域中场强为E1时，粒子从f点沿cf 方向射出；当cdef区域中场强为E2时，粒子从e点射出。不计重力。下列说法正确的是
A．E₁=E₀，方向与 E0相反
B．E₁=2E₀，方向与 E0相反
C．E₂=3E₀，，方向与 E0相反
D．E₂=4E₀，方向与 E0相反
10.光滑斜面倾角θ=30°，以斜面底端为坐标原点，沿斜面方向建立x轴，如图1所示，一质量为2kg的物体（看做质点）在沿斜面方向的拉力作用下，由静止开始在斜面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图2所示。重力加速度大小取10m/s²。物体沿斜面向上运动的过程中，下列说法正确的是
A．物体沿斜面向上运动的最大位移为 22.5m
B．物体沿斜面向上运动的时间为 4s
C．在x=5m时，拉力的功率为 100 W
D．拉力的最大功率为 200 W
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11.（7分）某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）本实验中，不同组学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是 。
（2）进行正确操作后，打下的部分纸带如图所示，O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。已知交流电频率为 50 Hz，重物质量为 200g，当地重力加速度g=9.80m/s²，，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值 |△Eₚ|= J， C点的动能 EkC= J（计算结果均保留3位有效数字）。
（3）比较第（2）问中 Ekc与|△Ep|的大小，出现这一结果的原因可能是 。
A．工作电压的频率偏低，导致打点周期偏大
B．存在空气阻力
C．存在摩擦力
D．接通电源前释放了纸带
12.（9分）一实验小组要测定某金属丝的电阻率。
（1）实验前先用螺旋测微器测出金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝的直径 D= mm。
（2）实验小组成员先采用多用电表粗测金属丝的电阻。在已经完成机械调零的情形下，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用 （选填“×100”或“×1”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 Ω。
（3）为了精确测量被测金属丝Rx的阻值，实验小组根据实验室提供的下列器材设计了如图所示电路，其中最合理的是 。
A．直流电源（电动势E=6 V，内阻可忽略不计）；
B．电流表 A1（量程为30 mA，内阻 r₁=9.5Ω）；
C．电流表 A2（量程为3 A，内阻 r₂=0.1Ω）；
D．电压表 V（量程为6 V，内阻 Rᵥ>10kΩ）；
E．滑动变阻器R1（最大阻值为 10Ω，允许通过的最大电流为2A）；
F．滑动变阻器 R2（最大阻值为 15 kΩ，允许通过的最大电流为0.5 A）；
G．定值电阻 R₃=0.5Ω；
H．定值电阻 R₄=5Ω；
I． 开关一个，导线若干。
13.（10分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，在（ 0≤x≤6m的范围内存在沿一y方向的匀强电场，一带正电微粒以一定的初速度沿与x轴夹角θ=45°的方向从坐标原点射入第Ⅰ象限电场，当微粒速度最小时，其在x轴方向的位移为4m 。不计重力。求：
（1）微粒射出电场的点的坐标；
（2）微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值。
14.（14分）如图所示，直角坐标系xOy中，x轴上方存在竖直向下的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。一带正电粒子从+y轴上的P点，以初速度 v₀与y轴正方向成θ=53°角射入第一象限，经x轴后恰好能通过坐标原点O。已知粒子经过x轴时其与x轴正方向也成 53°角，且 OP=L，不计粒子重力， sin53°=0.8，cs53°=0.6。
（1）粒子第一次由电场进入磁场的位置的横坐标；
（2）求匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度大小之比。
15.（16 分）如图所示，水平光滑轨道在虚线MN 右侧区域存在水平向左的匀强电场，场强大小 E=1×104V/m，小球A、B和半径R=2m的 14圆弧形滑块C的质量分别为 m₁=1kg、m₂=2kg、m₃=3kg，，B和C静止在水平面上，小球A 带电量q=1×10⁻³C，B是绝缘小球，A与B碰撞时不会发生电量转移，现从电场中距离MN为x=4.05 m处将A由静止释放，A与B发生正碰，B到C底端的距离足够长，经过一段时间小球滑上圆轨道，一切摩擦均可忽略，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度取 g=10m/s²。求：
（1）B能达到的最大高度；
（2）B返回C底端时对C 的压力；
（3）通过计算分析，B能否第二次滑上C，若能追上，求B第二次能达到的最大高度；若不能追上，求A、B、C的最终速度。
物理参考答案
一、单选选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. A
【解析】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为 R₁：R₂=2R：R=2：1，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比 I₁：I₂=1：2，又因为通电直导线在O点产生磁场的磁感应强度与导线中的电流强度成正比，根据安培定则和矢量的叠加原理可知，MLN 支路电流在O点产生的磁场垂直纸面向里，磁感应强度与MN边在O点产生的磁感应强度相等，方向相反，所以整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为0.故选A。
2. C
【解析】振幅 A=0.1m，在 0∼t₁=1s时间内根据简谐振动的周期性有 T12+nT1=1s，n=0，1，2；在 t₁=1s∼t₂=3s时间内根据简谐振动的周期性有 n'T1=2s，n'=1，2⋯；综合解得 T=22n+1s，n=0，1，2…，当 n=2时， T₁=0.4s，C正确。
3. A
【解析】图甲中外电路中R1与R2串联，整体与R3并联，所以外电阻小于R1与 R₂之和；图乙中外电阻等于R1与R2之和，所以由 I=ER外+r可知 I₁>I₂，A正确；由 U外=E−Ir可知 U外甲
4. D
【解析】对物块受力分析，如图根据图示法，可知在F由水平方向缓慢转至竖直方向的过程中，细线拉力 F1一直减小，根据共点力平衡可知F₁的最大值为 F1max=Gcs30∘=233G=20033N，AC错误；F先减小后增大，F的最小值为 Fₘᵢₙ=Gsin30°=50N，B错误，D正确。
5. B
【解析】匀速下降时mg=f，结合f=kv得到 k=mgv，对任意一段时间微元，由动量定理可得mg△t-kv△t=△p，而v△t=△h，累加可得 mgt−kℎ=mΔv，联立解得 ℎ=96m，B正确。
6. A
【解析】根据能量守恒可知 EkB=EkA+Q，B、C错误；画出小物块B和木板A 的速度时间图线分别如图中1和2所示，图中1和2之间的面积表示板长l，1与t轴所围的面积表示小物块B的位移x1，2与t轴所围的面积表示木板A 的位移x2，由图易知 x₁ >l，x₂
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的 4个选项中，有多选项符合题目要求，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. AC
【解析】由自动控制路灯的工作原理可知当光照暗到一定程度时，路灯能点亮， R₂是光敏电阻时，若无光照其阻值变大，从而使。 R₂两端的电压升高，当 R₂两端的电压大于 U₀时，路灯控制开关自动开启，故A正确，B错误；若定值电阻的阻值越大，相同条件下 R₂两端的电压减小，则当电阻。 R₂阻值变大时，即天色更晚时，使 R₂两端的电压大于 U₀，，路灯控制开关自动开启，路灯点亮，C正确，D错误。
8. BD
【解析】根据开普勒第三定律有 r地3T地2=r樊3T樊2，解得 T樊=5.67年，A错误；根据万有引力提供向心力可知 GMmr2=mv2r，轨道半径越大，卫星的线速度越小，“樊锦诗星”在远日点的速度小于地球的公转速度，B正确；根据万有引力提供向心力可知 GMmr2=ma，“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为 a1a= 14.862，C错误；轨道半长轴为3.18天文单位，远日点到太阳中心距离 r₁为4.86天文单位，则近日点到太阳中心距离r2为1.5天文单位，对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间 △t内的运动，根据开普勒第二定律有 12v1r1Δt=12v2r2Δt，解得 v1v2=r2r1=，D正确。
9. AC
【解析】当cdef区域中场强为E₁时，粒子从f点沿cf方向射出，由于粒子在两个正方向区域中运动时间相等，且粒子在沿着电场线方向的速度变化量大小相等，即粒子在两个正方向区域中运动的加速度大小相等，则 E₁=E₀，方向与 E0相反，A正确，B错误；当 cdef区域中场强为 E₂时，粒子从e点射出，说明粒子在沿着电场线方向的位移为零，设粒子在两个电场中运动的时间都为t，穿过 abcd区域时，在沿电场方向有 x=12a1t2，穿过cdef区域时，在沿电场方向有 −x=a1t2−12a2t2，解得 a₂=3a₁，即 E₂=3E₀，方向与 E₀相反，C正确，D错误。
10. AD
【解析】由于拉力在沿斜面方向，则拉力做的功为W=Fx，可看出W—x图像的斜率大小代表拉力大小F，在物体运动的过程中根据动能定理有 W−mgsinθ⋅x=12mv2，则x=5m时物体的速度为 v1=52m/s，x=5m时，拉力为 F=WΔx=20N，则此时拉力的功率 P=Fv1=1002W，C错误；x=10m处拉力功率最大，则x=10m时物体的速度为 v₂=10m/s，，则此时拉力的功率 P=Fv₂=200W，，D正确；在x=0到x=10m的过程中，物体的运动时间为t₁，由 x=v22t1解得 t₁=2s；在x>10m到最高点的过程中，拉力为 F'=WΔx=2N，由mgsinθ-F=ma解得物体的加速度 a=4m/s²，物体继续向上运动时间 t2=v2a=2.5s，由 x'=v22t2=12.5m，则物体沿斜面向上运动的最大位移为22.5m，A正确；物体沿斜面向上运动的时间为4.5s，B错误。
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11.（7分）（1）B（1分） （2）0.547（2分） 0.588（2分） （3）AD（2分，选不全得1分，多选不给分）
【解析】（1）打点计时器应接交流电源，操作时应用手提住纸带的上端，让重物尽量靠近打点计时器。故选B。
（2）由图中可知OC之间的距离为 xOC=27.90cm，，因此机械能的减少量为 |ΔEₚ|=mgxOC=0.2×9.8×0.2790J=0.547J；匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此 vc=xBD2T=0.330−0.2332×0.02m/s=2.425 m/s，因此动能的增加量为 Ekc=12mvc2=12×0.2×2.425×2.425J=0.588J。
（3）工作电压的频率偏低，导致打点周期偏大，则求得的速度偏大，可能导致动能的增加量大于重力势能的减少量，A正确；存在摩擦力和空气阻力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，B、C错误；提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量，D正确。
12.（9分）（1）4.699或4.700或4.701（2分） （2）×1（2分） 10或10.0（2分） （3）A（3分）
【解析】（1）金属丝的直径为D=4.5mm+0.01×20.0mm=4.700mm。
（2）用多用电表粗测Rx的电阻，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明待测电阻阻值较小，应该换用“×1”挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为 Rₓ=10×1Ω=10Ω。
（3）由电源电动势与待测电阻的比值可知，电流的最大值约为0.6 A，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联，改装成量程为0.6A的电流表，此时接入定值电阻的阻值为 R定=9.5×0.030.6−0.03Ω=0.5Ω，故电流表选用A₁，定值电阻选用R₃；待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R₁。综上所述，A正确。
13.（10分）【解析】（1）当微粒速度最小时，微粒到达最高点P，如图所示。
粒子射入电场的速度为 v₀，水平方向和竖直方向的分速度 vₓ=v₀cs45°=22v0，vy=v0sin45∘=22v0… （1分）
粒子从射入到运动到最高点，水平方向 x₁= vₓt1（1分）
竖直方向 y1=0+vy2⋅t1…（1分）
联立可得 y₁=2m…（1分）
设微粒射出电场的点为Q，粒子从最高点P到穿出点Q，水平方向 x₂=vₓt₂
竖直方向有 vy'=at2，vy=at1，y2=0+vy'2⋅t2…（1分）
联立解得 y₂=0.5m
射出点的纵坐标 y=y₁−y₂=1.5m
微粒射出电场的点的坐标为（6，1.5） …（1分）
（2）射入到最高点P有 vy=at1…（1分）
解得 vy'=vy2…（1分）
设粒子穿过电场与水平方向的夹角为α，则 tanα=vv'vx=12…（1分）
粒子射入电场和水平方向的夹角为 θ=45°
微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值 tanα+θ=tanα+tanθ1−tanαtanθ=3…（1分）
14.（14分）【解析】（1）设粒子质量为m、电荷量为q，电场强度为E，经过x轴时的速度为v，磁感应强度为B．粒子在电场中做斜上抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图。
在电场中：
根据抛体运动规律： vcs53°=v₀sin53°…（1分）
根据动量定理： Eq⋅t=mvsin53°+mv₀cs53°…（2分）
根据动能定理： Eq⋅L=12mv2−12mv02…（2分）
粒子第一次由电场进入磁场的位置的横坐标 x₁=v₀sin53°⋅t…（1分）
联立解得 x1=247L…（1分）
（2）在磁场中：
根据洛伦兹力提供向心力： Bqv=mv2R…（2分）
根据几何关系： 2Rsin53∘=x1=247I…（2分）
联立以上各式解得： B=28mv045qI…（1分）
由（1）可得： E=7mv0218qL…（1分）
则 EB=58v0…（l分）
15.（16分）【解析】（1）设碰前小球A的速度为v₀，从电场中距离MN为x=4.05m处将A由静止释放，由动能定理得 qEx=12m1v02
代入数据解得 v₀=9m/s…（1分）
A、B碰撞的过程，A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒，设A、B碰撞后的速度分别为 U₁、v₂，则有
m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂…（1分）
12m1v02=12m1v12+12m2v22…（1分）
解得 v₁=−3m/s，v₂=6m/s…（1分）
B与C在水平方向上共速时上升的高度最高，设共同的速度为 v₃，，B与C组成的系统在水平方向上动量守恒，有 m₂v₂=m₂+m₃v₃…（1分）
B与C组成的系统能量守恒，有 12m2v22=12m2+m3v32+m2gH
代入数据解得 H=1.08 m …（1分）
（2）设 B返回C底端时B与C的速度分别 U₄、v₅，，由动量守恒定律和能量守恒定律可得
m₂v₂=m₂v₄+m₃v₅…（1分）
12m2v22=12m2v12+12m3v52…（1分）
联立解得 v₄=−1.2m/s，v₅=4.8m/s…（1分）
在C底端对小球由牛顿第二定律有 FN−m2g=m2v1−v52R
解得 FN=56N…（1分）
根据牛顿第三定律，则 F底=56N，方向竖直向下 … （1分）
（3）球A与球B第一次碰后以 v₁=−3m/s的速度向右运动，再次进入电场，出电场后速度大小为 v₆=3m/s，方向向左，经过一段时间，A与B发生第二次碰撞，设碰后球A和球B的速度分别为 v7、v₈，根据动量得
m₁v₆+m₂v₄=m₁v₇+m₂v₈…（1分）
12m1v62+12m2v42=12m1v72+12m2v82…（1分）
联立解得 v₇=−2.6m/s，v₈=1.6m/s…（1分）
球A与球B第二次碰后以 v₇=−2.6m/s的速度向右运动，再次进入电场，出电场后速度大小为 v₉=2.6m/s，方向向左，经过一段时间，A与B发生第三次碰撞，设碰后球A和球B的速度分别为 UA、UB，，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
m1v9+m2v8=m1vA+m2vB
12m1v92+12m2v82=12m1vA2+12m2vB2
联立解得 vA=1915m/s，vB=3415m/s…（1分）
因为 vB
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
A
D
B
A
题 号
7
8
9
10
答 案
AC
BD
AC
AD
相关试卷
2022-2023学年湖南省名校联考联合体高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）： 这是一份2022-2023学年湖南省名校联考联合体高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
湖南省名校联考联合体2023-2024学年高三上学期第四次联考物理试题（Word版附解析）： 这是一份湖南省名校联考联合体2023-2024学年高三上学期第四次联考物理试题（Word版附解析），共13页。
2024湖南省名校联考联合体高二上学期第三次联考物理试题（A卷）含解析： 这是一份2024湖南省名校联考联合体高二上学期第三次联考物理试题（A卷）含解析，文件包含湖南省名校联考联合体2023-2024学年高二上学期第三次联考物理试题A卷含解析docx、湖南省名校联考联合体2023-2024学年高二上学期第三次联考物理试题A卷原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
