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湖南省湘东九校2023-2024学年高三物理上学期11月联考试卷（Word版附答案）
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这是一份湖南省湘东九校2023-2024学年高三物理上学期11月联考试卷（Word版附答案），共5页。
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24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．氘核和氚核发生核聚变的反应式为。关于核聚变，下列说法中正确的是（ ）
A．X粒子是电子
B．只要核聚变反应原料纯度足够高，聚变反应可以在常温常压下发生
C．和发生一次核聚变的质量亏损为，其中为真空中的光速
D．现在我们国家的核电站都是通过核聚变获得核能
2．如图所示，正方形匀质刚性金属框（形变量忽略不计），边长为，质量为，距离金属框底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把金属框在竖直平面内以的初速度水平无旋转地向右抛出，金属框恰好能匀速通过磁场，不计空气阻力，取。下列说法不正确的是（ ）
A．刚性金属框电阻为
B．通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边都不受安培力作用
C．通过磁场的过程中，克服安培力做功为
D．改变平抛的初速度大小，金属框仍然能匀速通过磁场
3．如图所示，在空间内存在一个匀强电场，立方体，其中、、、各点的电势分别为，，，，立方体的棱长，则下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为
B．匀强电场的场强大小为
C．将电子由点沿立方体棱边移动到，电势能增加
D．将质子由点沿立方体棱边移动到，电势能减少
4．如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈匝数比为。已知，的最大阻值为。现将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变大B．电源的输出功率变小
C．当时，电压表示数为D．当时，获得的功率最大
5．新能源汽车的发展是为了减少对传统燃料的依赖，减少环境污染和减少温室气体的排放。如图所示为我国比亚迪一型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，下列说法错误的是（ ）
A．汽车匀加速所需时间为
B．汽车牵引力的额定功率为
C．汽车在车速为时，功率为
D．汽车所受阻力为
6．图甲是某人在湖边打水漂的图片，石块从水面弹起到触水算一个水漂，若石块每次从水面弹起时速度与水面的夹角均为，速率损失。图乙是石块运动轨迹的示意图，测得石块打第一个水漂在空中的时间为，已知石块在同一竖直面内运动，当触水速度小于时石块就不再弹起。不计空气阻力，重力加速度，石块在湖面上能漂起的次数为（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在毎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．如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块、相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ）
A．与两物块的质量之比为
B．在时刻与两物块间的弹簧处于压缩状态
C．在时刻弹簧的弹性势能最大
D．在从0到过程中，弹簧的最大弹性势能为
8．2019年春节电影《流浪地球》热播，观众分析《流浪地球》中的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。具体过程如图所示，轨道1为地球公转的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，、为椭圆轨道3长轴的端点。以下说法正确的是（ ）
A．地球在1、2、3轨道的运行周期分别为、、，则
B．地球在1、2、3轨道运行时地球的动能与地球太阳的引力势能之和分别为、、，则
C．地球在3轨道运行时从向运行的过程中地球的动能不断增大
D．在2轨道上相同时间内地球与太阳连线扫过的面积等于在3轨道上相同时间内地球与太阳连线扫过的面积
9．如图甲所示，在平面内有两个沿轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点、、的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（ ）
A．两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉
B．时，质点向轴正方向振动
C．在内，质点运动的总路程是
D．稳定后质点振动的表达式为
10．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴上，另一端与质量为的小球（可视为质点）相连，小球套在粗糙程度处处相同的直杆上。点距水平面的高度为，直杆与水平面的夹角为，，为的中点，等于弹簧原长。小球从处由静止开始下滑，经过处的速度为，并刚好能到达处。若在点给小球一个沿斜杆向上的初速度，小球经过点时的速度为，并刚好能到达处。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．可以求出小球与直杆的动摩擦因数为B．小球从到过程中弹簧弹力做功为
C．D．
三、实验分析题：本题共2小题，共16分。
11．（6分）传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感器研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：
①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数；
②撤去细绳，让小车从位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为，通过位移传感器可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度。
（1）某段时间内小车的图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为__________（计算结果保留两位小数）。
（2）实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中__________，重复步骤①②可得多组、的数据，就能完成相关实验内容。
（3）某次实验中步骤①拉力传感器的示数，小车（含拉力传感器）质量为，长板与水平面的夹角为，重力加速度为，则小车与斜面的动摩擦因数表达式为____________________。（用、、、表示）
12．（10分）国内广泛使用的电热丝的主要材料是铁铬铝、镍铬电热合金两类，它们各具优点。某同学在测定一根废旧电热丝的电阻实验中：
（1）首先用螺旋测微器测量该电热丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为__________。
（2）再用欧姆表粗测其电阻值，测得待测电阻值为。同时发现欧姆表有多个倍率，想探究其原理，查资料发现有图乙、丙两种情形。
若图乙中欧姆表有和两个挡位且开关接3时为档，则__________。
若图丙中欧姆表也有和两个挡位，则__________（用图丙表头电阻表示）。
（3）然后用伏安法准确测量上面废旧电热丝电阻，备选器材有：
电源，电动势约为，内阻可忽略不计；
电压表，量程为，内阻；
电压表，量程为，内阻约为；
电流表，量程为，内阻约为；
定值电阻，；
滑动变阻器，最大阻值为；
单刀单掷开关一个，导线若干。
①测量中要求所用电表的读数都不小于其量程的，并尽可能多测量多组数据，请合理选择器材并在图所示虚线框中画出测量电阻的实验电路图（图中标明所选器材的符号）。
②若电压表、电压表、电流表示数分别用符号、、表示，则由实验电路图选用的两个电表对应示数的符号和题中已知量的代表符号计算的表达式为__________。
四、计算分析题：本题共3小题，共40分。
13．（10分）如图所示，活塞将左侧导热汽缸分成容积均为的、两部分，汽缸部分通过带有阀门的细管与容积为、导热性良好的汽缸相连。开始时阀门关闭，、两部分气体的压强分别为和。现将阀门打开，当活塞稳定时，的体积变为，然后再将阀门关闭。已知、、内为同种理想气体，细管及活塞的体积均可忽略，外界温度保持不变，活塞与汽缸之间的摩擦力不计。求：
（1）阀门打开后活塞稳定时，部分气体的压强；
（2）活塞稳定后，中剩余气体的质量与最初中气体质量之比。
14．（14分）如图所示，一质量为的小物块从半径为的光滑四分之一圆弧轨道的顶端点由静止开始下滑，点和圆弧对应的圆心点等高，小物块在点与静止的大小相同的小物块发生弹性碰撞，之后两物块先后水平抛出，都恰好能从点沿方向滑上传送带。传送带以的速度沿逆时针方向匀速转动。已知传送带长，倾角等于，传送带与小物块之间的动摩擦因数为（，，）。求：
（1）小物块的质量；
（2）、二点间的水平距离；
（3）小物块在传送带上因摩擦而产生的热量。
15．（16分）如图所示，在平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于、、点和、、点，其中圆弧的半径为。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点向外辐射，其间的电势差为。圆弧上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧内无电场和磁场。点处有一粒子源，在平面内向轴上方各个方向，射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，带电粒子射出时的速度大小均为，被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。
（1）求粒子被电场加速后的速度；
（2）要有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值；
（3）当磁场中的磁感应强度大小为第（2）问中的时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。
2024届11月高三联考
物理参考答案
一、单项选择题（24分）
1．C【解析】A．根据核反应质量数和电荷数守恒可知，粒子核电荷数是0，质量数是1，所以粒子是中子，故A错误；B．核聚变是热核反应，只有在超高温和高密度下才能发生核聚变反应，故B错误；C．根据爱因斯坦质能方程，可知上述反应过程发生的质量亏损为，其中为真空中的光速，故C正确；D．可控核聚变还处于实验阶段，现在的核电站都还是采用核裂变核反应，故D错误。故选C。
2．B【解析】A．金属框水平方向上总电动势为0，只在竖直方向上产生电动势，因为金属框匀速通过磁场有，而且，代入数据求得，故A正确；B．通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边所受安培力大小相等，方向相反，都受安培力，故B错误；C根据功能关系得克服安培力做功，故C正确；D．初速度大小不影响安培力，故D正确。本题选不正确项，故选B。
3．B【解析】AB．由，，，在匀强电场中可知得，根据矢量的特点可知电场强度在方向的分量，同理可知，，，，故B正确，A错误；C．结合，，将电子由点沿立方体棱边移动到，电势能增加，故C错误；D．因，故将质子由点沿立方体棱边移动到，电势能不变，故D错误。故选B。
4．A【解析】AB．由理想变压器的特点可知，，可知，滑动变阻器的滑片向下滑动，减小，所以变大，则变大，故电流表示数变大，电源的输出功率为，则电源的输出功率变大，原线圈两端电压，因为变大，所以减小，得减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；C．原线圈与副线圈两端电压之比为，电流之比，联立可得，，当时，电压表示数为，故C错误；D．获得的功率，当时，获得的功率最大，此时，故D错误。故选A。
5．C【解析】A．由图可知，汽车在速度等于前，加速度不变，故汽车是恒加速度启动的，根据匀变速直线运动的基本规律可知，故A正确，不符合题意；BD．由图可知，速度由到汽车是以额定功率行驶。汽车的最大速度为，汽车开始做匀速直线运动，此时，，当时，汽车的加速度，根据牛顿第二定律可知，解得，，故BD正确，不符合题意；C．汽车在车速为时，汽车处于匀加速阶段，故，，得，故C错误，符合题意。故选C。
6．B【解析】石块做斜上抛运动，根据，运动总时间，解得，设石块一共能打个水漂，（取整数）解得。
二、多项选择题（20分）
7．AC【解析】A．系统动量守恒，从开始到时刻有，将，代入得，A正确；B，时刻弹簧恢复原长，B错误；C．时刻速度相同，总动能最小，弹簧的弹性势能最大，C正确；D．最大弹性势能为，D错误。故选AC。
8．AB【解析】A．根据开普勒第三定律，根据图中椭圆轨道半长轴关系，可知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为，故A正确；B．地球从轨道1上的点进入轨道2要做离心运动，需点火加速，同理，地球从轨道2上的点进入轨道3需点火加速，所以B正确；C．到，太阳对地球的引力做负功，地球动能减少，故C错误；D．根据开普勒第二定律可知，同一轨道上才有相同时间内扫过的面积相等，故D错误。故选AB。
9．ACD【解析】A．由图乙可知，波源的波长，可得波源的频率为，由图丙可知波源的频率，所以波源和波源的频率相同，两列波振动方向相同，相位差固定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波可发生干涉，故A正确；B．由图丙知，在时，波源在平衡位置且向轴负方向运动，则在时，波源也在平衡位置且向轴负方向运动。波源的波长为，可得在时，由于波源和波源所引起处质点都在平衡位置向轴负方向运动；那么在，即经过后由波源和波源所引起处质点在平衡位置下方且向轴负方向运动，故B错误；C．质点到波源的距离为，质点到波源的距离为，质点到两波源的距离差为，可知点为振动减弱点，则点的振幅为，在内，质点经过了，则质点运动的总路程，故C正确；D．质点到两波源的距离差为，可知点为振动加强点，则点的振幅为，，由题在时两波源均在平衡位置且向下振动，可知在时质点在平衡位置且向上振动，相位为0，则点质点初相位为，有，可得，稳定后质点振动的表达式为，故D正确。故选ACD。
10．【解析】B．设小球从运动到的过程克服摩擦力做功为，小球的质量为，弹簧弹力做功为。根据能量守恒定律得，对于小球到的过程有，到的过程有，解得，，B正确；A．因为小球运动过程中除点外摩擦力均大于，所以动摩擦因数小于，A错误；C．解法同B选项，由能量守恒得，，C错误；D．结合B选项的结论，到的过程，由能量守恒定律得，，D正确。故选BD。
三、实验分析题（16分）
11．（每空2分，共6分）
（1）2.60
（2）垫块的位置（或长板与水平面的夹角）
（3）
【解析】（1）小车内的位移为
小车相邻相等时间内的位移差为
根据匀变速直线运动的推论，得小车的加速度大小为
（2）垫块的位置（或长板与水平面的夹角）
（3）由①中小车匀速下滑时，由平衡条件得
②中小车加速下滑时，由受力分析可得，联立可得
，得
12．（每空2分，共10分）
（1）
（2）
（3）① ②
【解析】（1）
（2）由公式，倍率为10倍关系，则电动势为10倍关系，故；
当开关“1”闭合，“2”断开，欧姆表指针指在表盘中间时有
电流表改装成有两个倍率的欧姆表（“”和“”），故当开关“1”“2”都闭合时，并联分流，欧姆表中值电阻变为，此时干路总电流扩大十倍，故并联的电阻大小
（3）①测量电阻的实验，为尽可能的多测几组数据，故滑动变阻器选用分压式连接；待测电阻约为，电源电动势，故电路中最大电流小于电流表量程的，故不选择电流表，而是选择两个电压表来测量电阻的电阻，根据电压表量程与定值电阻的关系，用小量程电压表扩大量程后测量定值电阻的电流，综上所述，电路设计如图：
②根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得
其中为电压表的读数；为电压表的读数；为定值电阻的阻值；为电压表的内阻。
四、计算分析题（40分）
13．（10分）【解析】（1）初始时对活塞有：（1分）
得到：
打开阀门后，活塞稳定时，对气体有：（1分）
对活塞有：（1分）
所以得到：（2分）
（2）设未打开阀门前，气体的压强为，
对、两气体整体有：（2分）
得到：（1分）
所以，中剩余气体的质量与最初中气体质量之比：（2分）
14．（14分）【解析】（1）小物块从运动到碰小物块前的过程
有：（1分）
所以：
两物块相碰的过程有：（1分）
（1分）
因为两物块先后从点进入斜面，得：（1分）
联立上列方程得：，（1分）
（2）平抛过程有：（1分）
（1分）
（1分）
所以得到：，（1分）
（3）进入传送带的第一阶段，受力分析有：（1分）
设经时间与传送带达到共速，则有：，得（1分）
的位移
与传送带间的相对位移
所以： （1分）
球与传送带共速后，受力分析有：
可知球将在传送带上继续加速向下到底部，
有，得：
这一阶段的相对位移（1分）
所以小物块在传送带因摩擦而产生的热量
（1分）
15．（16分）【解析】（1）电场加速过程有：（2分）
得（2分）
（2）粒子在磁场中有：，即（1分）
粒子垂直上边界射出磁场，则粒子运动圆的圆心必然在上边界线上。且运动圆圆心到坐标原点的距离满足：（2分）
如图所示，当时，轨道圆半径有最小值（1分）
此时磁感应强度有最大值（2分）
（3）当磁感应强度时，粒子运动圆半径（1分）
如图所示，①粒子运动圆与上边界相切时，粒子运动到最左边，有：
（2分）
（2）当粒子运动圆与上边界的交点、运动圆圆心以及坐标原点点三点共线时，粒子打在最右边，此时有：
（2分）
可知粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度
（1分）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
B
A
C
B
题号
7
8
9
10
答案
AC
AB
ACD
BD
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24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．氘核和氚核发生核聚变的反应式为。关于核聚变，下列说法中正确的是（ ）
A．X粒子是电子
B．只要核聚变反应原料纯度足够高，聚变反应可以在常温常压下发生
C．和发生一次核聚变的质量亏损为，其中为真空中的光速
D．现在我们国家的核电站都是通过核聚变获得核能
2．如图所示，正方形匀质刚性金属框（形变量忽略不计），边长为，质量为，距离金属框底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把金属框在竖直平面内以的初速度水平无旋转地向右抛出，金属框恰好能匀速通过磁场，不计空气阻力，取。下列说法不正确的是（ ）
A．刚性金属框电阻为
B．通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边都不受安培力作用
C．通过磁场的过程中，克服安培力做功为
D．改变平抛的初速度大小，金属框仍然能匀速通过磁场
3．如图所示，在空间内存在一个匀强电场，立方体，其中、、、各点的电势分别为，，，，立方体的棱长，则下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的场强大小为
B．匀强电场的场强大小为
C．将电子由点沿立方体棱边移动到，电势能增加
D．将质子由点沿立方体棱边移动到，电势能减少
4．如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈匝数比为。已知，的最大阻值为。现将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变大B．电源的输出功率变小
C．当时，电压表示数为D．当时，获得的功率最大
5．新能源汽车的发展是为了减少对传统燃料的依赖，减少环境污染和减少温室气体的排放。如图所示为我国比亚迪一型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，下列说法错误的是（ ）
A．汽车匀加速所需时间为
B．汽车牵引力的额定功率为
C．汽车在车速为时，功率为
D．汽车所受阻力为
6．图甲是某人在湖边打水漂的图片，石块从水面弹起到触水算一个水漂，若石块每次从水面弹起时速度与水面的夹角均为，速率损失。图乙是石块运动轨迹的示意图，测得石块打第一个水漂在空中的时间为，已知石块在同一竖直面内运动，当触水速度小于时石块就不再弹起。不计空气阻力，重力加速度，石块在湖面上能漂起的次数为（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在毎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．如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块、相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ）
A．与两物块的质量之比为
B．在时刻与两物块间的弹簧处于压缩状态
C．在时刻弹簧的弹性势能最大
D．在从0到过程中，弹簧的最大弹性势能为
8．2019年春节电影《流浪地球》热播，观众分析《流浪地球》中的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。具体过程如图所示，轨道1为地球公转的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，、为椭圆轨道3长轴的端点。以下说法正确的是（ ）
A．地球在1、2、3轨道的运行周期分别为、、，则
B．地球在1、2、3轨道运行时地球的动能与地球太阳的引力势能之和分别为、、，则
C．地球在3轨道运行时从向运行的过程中地球的动能不断增大
D．在2轨道上相同时间内地球与太阳连线扫过的面积等于在3轨道上相同时间内地球与太阳连线扫过的面积
9．如图甲所示，在平面内有两个沿轴方向做简谐运动的点波源和分别位于和处，某时刻波源在轴上产生的波形图如图乙所示，波源的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为，质点、、的平衡位置分别位于、、处。已知在时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是（ ）
A．两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉
B．时，质点向轴正方向振动
C．在内，质点运动的总路程是
D．稳定后质点振动的表达式为
10．如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴上，另一端与质量为的小球（可视为质点）相连，小球套在粗糙程度处处相同的直杆上。点距水平面的高度为，直杆与水平面的夹角为，，为的中点，等于弹簧原长。小球从处由静止开始下滑，经过处的速度为，并刚好能到达处。若在点给小球一个沿斜杆向上的初速度，小球经过点时的速度为，并刚好能到达处。已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A．可以求出小球与直杆的动摩擦因数为B．小球从到过程中弹簧弹力做功为
C．D．
三、实验分析题：本题共2小题，共16分。
11．（6分）传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用传感器研究“小车（含拉力传感器）质量一定时，加速度与合外力关系”，实验步骤如下：
①细绳一端绕在电动机上，另一端系在拉力传感器上。将小车放在长板的位置，调整细绳与长板平行，启动电动机，使小车沿长板向下做匀速运动，记录此时拉力传感器的示数；
②撤去细绳，让小车从位置由静止开始下滑，设此时小车受到的合外力为，通过位移传感器可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度。
（1）某段时间内小车的图像如图乙，根据图像可得小车的加速度大小为__________（计算结果保留两位小数）。
（2）实验中（不增加实验器材）只需要改变图甲中__________，重复步骤①②可得多组、的数据，就能完成相关实验内容。
（3）某次实验中步骤①拉力传感器的示数，小车（含拉力传感器）质量为，长板与水平面的夹角为，重力加速度为，则小车与斜面的动摩擦因数表达式为____________________。（用、、、表示）
12．（10分）国内广泛使用的电热丝的主要材料是铁铬铝、镍铬电热合金两类，它们各具优点。某同学在测定一根废旧电热丝的电阻实验中：
（1）首先用螺旋测微器测量该电热丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为__________。
（2）再用欧姆表粗测其电阻值，测得待测电阻值为。同时发现欧姆表有多个倍率，想探究其原理，查资料发现有图乙、丙两种情形。
若图乙中欧姆表有和两个挡位且开关接3时为档，则__________。
若图丙中欧姆表也有和两个挡位，则__________（用图丙表头电阻表示）。
（3）然后用伏安法准确测量上面废旧电热丝电阻，备选器材有：
电源，电动势约为，内阻可忽略不计；
电压表，量程为，内阻；
电压表，量程为，内阻约为；
电流表，量程为，内阻约为；
定值电阻，；
滑动变阻器，最大阻值为；
单刀单掷开关一个，导线若干。
①测量中要求所用电表的读数都不小于其量程的，并尽可能多测量多组数据，请合理选择器材并在图所示虚线框中画出测量电阻的实验电路图（图中标明所选器材的符号）。
②若电压表、电压表、电流表示数分别用符号、、表示，则由实验电路图选用的两个电表对应示数的符号和题中已知量的代表符号计算的表达式为__________。
四、计算分析题：本题共3小题，共40分。
13．（10分）如图所示，活塞将左侧导热汽缸分成容积均为的、两部分，汽缸部分通过带有阀门的细管与容积为、导热性良好的汽缸相连。开始时阀门关闭，、两部分气体的压强分别为和。现将阀门打开，当活塞稳定时，的体积变为，然后再将阀门关闭。已知、、内为同种理想气体，细管及活塞的体积均可忽略，外界温度保持不变，活塞与汽缸之间的摩擦力不计。求：
（1）阀门打开后活塞稳定时，部分气体的压强；
（2）活塞稳定后，中剩余气体的质量与最初中气体质量之比。
14．（14分）如图所示，一质量为的小物块从半径为的光滑四分之一圆弧轨道的顶端点由静止开始下滑，点和圆弧对应的圆心点等高，小物块在点与静止的大小相同的小物块发生弹性碰撞，之后两物块先后水平抛出，都恰好能从点沿方向滑上传送带。传送带以的速度沿逆时针方向匀速转动。已知传送带长，倾角等于，传送带与小物块之间的动摩擦因数为（，，）。求：
（1）小物块的质量；
（2）、二点间的水平距离；
（3）小物块在传送带上因摩擦而产生的热量。
15．（16分）如图所示，在平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于、、点和、、点，其中圆弧的半径为。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点向外辐射，其间的电势差为。圆弧上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧内无电场和磁场。点处有一粒子源，在平面内向轴上方各个方向，射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，带电粒子射出时的速度大小均为，被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。
（1）求粒子被电场加速后的速度；
（2）要有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值；
（3）当磁场中的磁感应强度大小为第（2）问中的时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。
2024届11月高三联考
物理参考答案
一、单项选择题（24分）
1．C【解析】A．根据核反应质量数和电荷数守恒可知，粒子核电荷数是0，质量数是1，所以粒子是中子，故A错误；B．核聚变是热核反应，只有在超高温和高密度下才能发生核聚变反应，故B错误；C．根据爱因斯坦质能方程，可知上述反应过程发生的质量亏损为，其中为真空中的光速，故C正确；D．可控核聚变还处于实验阶段，现在的核电站都还是采用核裂变核反应，故D错误。故选C。
2．B【解析】A．金属框水平方向上总电动势为0，只在竖直方向上产生电动势，因为金属框匀速通过磁场有，而且，代入数据求得，故A正确；B．通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边所受安培力大小相等，方向相反，都受安培力，故B错误；C根据功能关系得克服安培力做功，故C正确；D．初速度大小不影响安培力，故D正确。本题选不正确项，故选B。
3．B【解析】AB．由，，，在匀强电场中可知得，根据矢量的特点可知电场强度在方向的分量，同理可知，，，，故B正确，A错误；C．结合，，将电子由点沿立方体棱边移动到，电势能增加，故C错误；D．因，故将质子由点沿立方体棱边移动到，电势能不变，故D错误。故选B。
4．A【解析】AB．由理想变压器的特点可知，，可知，滑动变阻器的滑片向下滑动，减小，所以变大，则变大，故电流表示数变大，电源的输出功率为，则电源的输出功率变大，原线圈两端电压，因为变大，所以减小，得减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；C．原线圈与副线圈两端电压之比为，电流之比，联立可得，，当时，电压表示数为，故C错误；D．获得的功率，当时，获得的功率最大，此时，故D错误。故选A。
5．C【解析】A．由图可知，汽车在速度等于前，加速度不变，故汽车是恒加速度启动的，根据匀变速直线运动的基本规律可知，故A正确，不符合题意；BD．由图可知，速度由到汽车是以额定功率行驶。汽车的最大速度为，汽车开始做匀速直线运动，此时，，当时，汽车的加速度，根据牛顿第二定律可知，解得，，故BD正确，不符合题意；C．汽车在车速为时，汽车处于匀加速阶段，故，，得，故C错误，符合题意。故选C。
6．B【解析】石块做斜上抛运动，根据，运动总时间，解得，设石块一共能打个水漂，（取整数）解得。
二、多项选择题（20分）
7．AC【解析】A．系统动量守恒，从开始到时刻有，将，代入得，A正确；B，时刻弹簧恢复原长，B错误；C．时刻速度相同，总动能最小，弹簧的弹性势能最大，C正确；D．最大弹性势能为，D错误。故选AC。
8．AB【解析】A．根据开普勒第三定律，根据图中椭圆轨道半长轴关系，可知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为，故A正确；B．地球从轨道1上的点进入轨道2要做离心运动，需点火加速，同理，地球从轨道2上的点进入轨道3需点火加速，所以B正确；C．到，太阳对地球的引力做负功，地球动能减少，故C错误；D．根据开普勒第二定律可知，同一轨道上才有相同时间内扫过的面积相等，故D错误。故选AB。
9．ACD【解析】A．由图乙可知，波源的波长，可得波源的频率为，由图丙可知波源的频率，所以波源和波源的频率相同，两列波振动方向相同，相位差固定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波可发生干涉，故A正确；B．由图丙知，在时，波源在平衡位置且向轴负方向运动，则在时，波源也在平衡位置且向轴负方向运动。波源的波长为，可得在时，由于波源和波源所引起处质点都在平衡位置向轴负方向运动；那么在，即经过后由波源和波源所引起处质点在平衡位置下方且向轴负方向运动，故B错误；C．质点到波源的距离为，质点到波源的距离为，质点到两波源的距离差为，可知点为振动减弱点，则点的振幅为，在内，质点经过了，则质点运动的总路程，故C正确；D．质点到两波源的距离差为，可知点为振动加强点，则点的振幅为，，由题在时两波源均在平衡位置且向下振动，可知在时质点在平衡位置且向上振动，相位为0，则点质点初相位为，有，可得，稳定后质点振动的表达式为，故D正确。故选ACD。
10．【解析】B．设小球从运动到的过程克服摩擦力做功为，小球的质量为，弹簧弹力做功为。根据能量守恒定律得，对于小球到的过程有，到的过程有，解得，，B正确；A．因为小球运动过程中除点外摩擦力均大于，所以动摩擦因数小于，A错误；C．解法同B选项，由能量守恒得，，C错误；D．结合B选项的结论，到的过程，由能量守恒定律得，，D正确。故选BD。
三、实验分析题（16分）
11．（每空2分，共6分）
（1）2.60
（2）垫块的位置（或长板与水平面的夹角）
（3）
【解析】（1）小车内的位移为
小车相邻相等时间内的位移差为
根据匀变速直线运动的推论，得小车的加速度大小为
（2）垫块的位置（或长板与水平面的夹角）
（3）由①中小车匀速下滑时，由平衡条件得
②中小车加速下滑时，由受力分析可得，联立可得
，得
12．（每空2分，共10分）
（1）
（2）
（3）① ②
【解析】（1）
（2）由公式，倍率为10倍关系，则电动势为10倍关系，故；
当开关“1”闭合，“2”断开，欧姆表指针指在表盘中间时有
电流表改装成有两个倍率的欧姆表（“”和“”），故当开关“1”“2”都闭合时，并联分流，欧姆表中值电阻变为，此时干路总电流扩大十倍，故并联的电阻大小
（3）①测量电阻的实验，为尽可能的多测几组数据，故滑动变阻器选用分压式连接；待测电阻约为，电源电动势，故电路中最大电流小于电流表量程的，故不选择电流表，而是选择两个电压表来测量电阻的电阻，根据电压表量程与定值电阻的关系，用小量程电压表扩大量程后测量定值电阻的电流，综上所述，电路设计如图：
②根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得
其中为电压表的读数；为电压表的读数；为定值电阻的阻值；为电压表的内阻。
四、计算分析题（40分）
13．（10分）【解析】（1）初始时对活塞有：（1分）
得到：
打开阀门后，活塞稳定时，对气体有：（1分）
对活塞有：（1分）
所以得到：（2分）
（2）设未打开阀门前，气体的压强为，
对、两气体整体有：（2分）
得到：（1分）
所以，中剩余气体的质量与最初中气体质量之比：（2分）
14．（14分）【解析】（1）小物块从运动到碰小物块前的过程
有：（1分）
所以：
两物块相碰的过程有：（1分）
（1分）
因为两物块先后从点进入斜面，得：（1分）
联立上列方程得：，（1分）
（2）平抛过程有：（1分）
（1分）
（1分）
所以得到：，（1分）
（3）进入传送带的第一阶段，受力分析有：（1分）
设经时间与传送带达到共速，则有：，得（1分）
的位移
与传送带间的相对位移
所以： （1分）
球与传送带共速后，受力分析有：
可知球将在传送带上继续加速向下到底部，
有，得：
这一阶段的相对位移（1分）
所以小物块在传送带因摩擦而产生的热量
（1分）
15．（16分）【解析】（1）电场加速过程有：（2分）
得（2分）
（2）粒子在磁场中有：，即（1分）
粒子垂直上边界射出磁场，则粒子运动圆的圆心必然在上边界线上。且运动圆圆心到坐标原点的距离满足：（2分）
如图所示，当时，轨道圆半径有最小值（1分）
此时磁感应强度有最大值（2分）
（3）当磁感应强度时，粒子运动圆半径（1分）
如图所示，①粒子运动圆与上边界相切时，粒子运动到最左边，有：
（2分）
（2）当粒子运动圆与上边界的交点、运动圆圆心以及坐标原点点三点共线时，粒子打在最右边，此时有：
（2分）
可知粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度
（1分）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
B
A
C
B
题号
7
8
9
10
答案
AC
AB
ACD
BD
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