2024湖北省高中名校联盟高三上学期第三次联合测评物理试题含解析

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1. 2023年8月25日，中核集团发布消息：“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下高约束模式运行。这标志着中国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。下列属于核聚变反应的是（ ）
A.
B.
C.
D.
2. 如图是一列沿x轴传播的简谐横波在时刻波的图像，此时处的质点P正沿y轴负方向振动且振动周期为0.5s。则（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速度为4m/s
C. 质点P在0~0.5s的时间内运动的路程为0.4m
D. 质点P在0~0.5s的时间内沿波的传播方向平移4m
3. 2023年12月1日，受太阳日冕物质抛射爆发影响，地球出现3小时的大地磁暴。地磁暴会加速低空航天器速度的衰减，导致其轨道变化。若轨道变化前后航天器的运动均可视为绕地球的匀速圆周运动，则地磁暴会使低空航天器的（ ）
A. 轨道半径变小B. 运行周期变大C. 动能变小D. 向心加速度变小
4. 如图所示，质量分别为4kg、5kg的木块A、B用轻质弹簧连接并置于粗糙水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.3，弹簧的劲度系数为400N/m，且被压缩了2.5cm，A、B和弹簧组成的系统处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小。现用的水平拉力向右拉木块B，在力F作用瞬间（ ）
A. 木块A所受摩擦力的大小是12N
B. 木块A所受摩擦力的大小是10N
C. 木块B所受摩擦力的大小是18N
D. 木块B所受摩擦力的大小是10N
5. 三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，电流沿KLMNK方向
B. 时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
C. 该交流电动势的有效值为
D. 该交流电动势瞬时值表达式为
6. 我国早在宋代就发明了火箭。即在箭杆捆上前端封闭的火药筒，点燃后产生的燃气以较大的速率向后喷出，箭杆由于反冲而向前运动，这与现代火箭的原理大致相同。某时刻火箭速度为，在极短的时间内喷射质量为、速度为u的燃气，喷出燃气后火箭的质量为m。则此次火箭喷气后速度的变化量为（ ）
A B. C. D.
7. 如图甲，在桌面上有一薄木板，板上放置了3个木块，其中，，，A可视为质点，B、C大小不可忽略，且开始A叠放在B的正上方，现用水平外力将薄木板沿垂直于BC连线方向拉出。已知木块间、木块与薄木板间动摩擦因数均为，木块与桌面间动摩擦因数为，重力加速度大小为g。则从静止开始计时，三个木块的速度时间图像可能为（图乙为俯视图，AB最终分离，忽略木块自身高度）
A. B. C. D.
8. 密闭汽缸中封闭着一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与热力学温度T的变化关系如图所示，其中AD延长线过坐标原点，AB、CD与T轴平行，BC与T轴垂直。下列说法正确的有（ ）
A. 从状态A到状态B，气体内能增大
B. 从状态B到状态C，气体对外界做功
C. 从状态C到状态D，气体向外界放热
D. 状态B、D气体的压强相等
9. 如图甲，水平面上固定着倾角为的足够长的光滑绝缘斜面，以斜面顶端为坐标原点，沿斜面向下为x轴的正方向，有部分区域分布着沿x轴方向的电场。在斜面顶端静止释放一质量为m、电荷量为＋q的滑块（可视为质点），其沿斜面向下运动过程中机械能E随位置x变化的关系如图乙，其中处对应曲线的切线斜率绝对值最大且为，、处斜率为0。不考虑空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 从，滑块电势能一直增大
B. 滑块加速度先增大后减小
C. 在处滑块速度最大
D. 滑块动能先增大再减小再增大
10. 如图所示，质量为m、电荷量为－q的带电粒子由静止经电压为的电场加速后，沿水平放置的带电平行板电容器的中轴线射入。两极板之间的距离为D，长度为L，两板之间的电势差为U且下极板带正电。在加速电场的右侧存在范围足够大的有界磁场，其左边界PQ与极板右端重合，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。粒子通过偏转电场后从PQ进入磁场，之后从PQ边界上的M点（未画出）射出，平行板电容器中轴线与PQ边界交于O点。设粒子进入磁场与射出磁场的两点间距离为x，粒子在磁场中运动时间为t，不计粒子重力，则（ ）
A. 只减小磁感应强度B的大小，t增大
B. 只减小偏转电压U大小，t减小
C. 只减小c、d板间距离D，x不变
D. 只减小偏转电压U的大小，x变小
二、非选择题
11. 一小组利用手机软件Phyphx与弹簧测力计验证牛顿第二定律。
（1）将手机固定在滑块上，弹簧测力计的一端固定，另一端勾住滑块，用水平外力将长木板向左拉出，弹簧测力计示数如图甲所示。则滑块受到的滑动摩擦力大小______N；
（2）如图乙所示，将同一长木板安装定滑轮后调节定滑轮高度，使细线______，静止释放钩码，手机软件Phyphx可以测出手机与滑块在木板上运动的加速度a，若测得钩码的质量为m，手机和小车的总质量为M，当地的重力加速度大小为g。在误差允许范围内，如果表达式______（用题目中物理量的符号表示）成立，则牛顿第二定律得到验证。
12. 某同学用如图甲的电路测量一废旧充电宝的电动势E（约为7V）和内阻r（）。实验器材如下：
i. 双量程电压表V（0~3V、0~15V）；
ii. 定值电阻（阻值）；
iii. 电阻箱R（最大阻值）；
iv. 开关S，导线若干。
完成下列填空：
（1）按图甲连接电路。
（2）闭合开关，电压表不偏转。为排除故障，该同学将电压表从电路中bc两点取下（不影响电路其它部分连接），保持开关闭合，将电压表______量程（选填“0~3V”或“0~15V”）接入cd两点间，电压表偏转，断开开关，电压表又指回零刻线。再将电压表从cd两点取下，保持开关断开，将电压表接入ab两点间，电压表不偏转。则可判定，故障出现在______段（选填“ab”、“bc”或“cd”）。
（3）排除故障后，将电压表______量程（选填“0~3V”或“0~15V”）接入bc两点间，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表相应读数U。
（4）根据测量数据，作图线，如图乙所示，测得图线斜率为k，截距为b。若电压表视为理想电表。则充电宝内阻______（用、k、b表示）。
（5）若考虑电压表内阻的影响，上述实验得到的电动势和其真实值相比______（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）。
13. 半径为R的四分之一圆形玻璃砖OAB放置在空气中，以圆心O为坐标原点建立直角坐标系，如图所示。一束激光垂直射向玻璃砖的OB面，发现入射点沿y轴单方向移动时，从圆弧面上出射的光线与x轴的交点也单方向移动至消失，其中离O最近的交点为C（图中未画出）。当入射点为半径OB中点D时，圆弧面上的出射光线与x轴交于点E，且。求（不考虑光线在玻璃砖内多次反射，结果可以用根式表示）
（1）该玻璃砖对激光的折射率；
（2）OC距离。
14. 如图，在竖直平面内有半径为R的四分之一圆弧AB和直径为R的一半圆弧BC在最低点B平滑连接组成光滑固定轨道。一小球（可视为质点）在A点正上方某处由静止自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。小球运动到C后脱离轨道在D点与圆弧AB相撞，装在C处的压力传感器测得小球运动到C处时对圆轨道的压力恰为小球重力的一半。重力加速度大小为g，求
（1）小球开始下落处离A点的距离h；
（2）小球从C点运动到D点的时间t。
15. 如图所示，两根足够长、光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，相距，质量、电阻的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，整个装置处于竖直向下匀强磁场中，磁感应强度的大小。不计导轨的电阻，现对导体棒ab施一水平向右的恒力，使导体棒由静止开始沿导轨向右运动。已知本装置在以下两种情况下，最终电流值不再变化。
情况1：若轨道端点M、P间接有阻值的电阻，
（1）求导体棒ab能达到的最大速度；
（2）导体棒ab达到最大速度后，撤去力F。求撤去力F后，电阻R产生的焦耳热Q。
情况2：若轨道端点M、P间接一电容器，其电容，假设电容器始终未被击穿；
（3）某同学求电流稳定值的大小的过程如下：
老师检查后，发现他的结果是正确的，但在①②④⑥⑦五式中有一式是错误的，请你写出该式的序号（不必说理由）。
（4）导体棒运动速度为时，电流已稳定为（3）问的值，此时撤去力F，求撤去力F后，导体棒ab最终运动的速度。设电容器带电量为q，电压为U，充电电流稳定值为I，则……①
因为……②
所以……③
设杆的运动速度为v时，运动加速度为a，则
……④
所以……⑤
又……⑥
由牛顿第二定律有……⑦
联立①③⑤⑥⑦式解得