山西省晋中市平遥县第二中学2023-2024学年高三下学期3月月考理科综合物理试题（原卷版+解析版）

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考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分300分，考试时间150分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：高考范围。
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 2023年4月12日，有“人造太阳”之称全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录，其核聚变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 核反应方程中X正电子
B. 该核反应电荷和质量都守恒
C. 的比结合能比的比结合能大
D. 射线是核外电子从高能级向低能级跃迁时产生的
2. 一汽缸和一厚度不计轻活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向下，活塞与一轻弹簧相连，弹簧下端固定在地面上，整个装置处于平衡状态，如图所示。现对封闭气体加热，整个装置重新达到平衡。已知大气压恒定不变，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧长度变短B. 封闭气体压强增大
C. 汽缸向上移动D. 封闭气体对外放出热量
3. 在足够深的湖面，无初速度释放一个钢球。钢球受到的阻力大小与速率成正比，重力加速度为，则钢球在运动过程中的加速度大小（ ）
A. 一直变小，最后变为零B. 一直变大，最后变为
C 先变大后变小D. 先变小后变大
4. 一弹簧振子的位移随时间的变化规律为，则下列说法正确的是（ ）
A. 该振子做的不是简谐运动
B. t=0.5s时刻振子的位移为24cm
C. t=0时加速度大小为零
D. 该振子的频率为0.5Hz
5. 图甲为直-20直升机吊装集装箱填堵河道缺口的情景，某时刻集装箱被直升机悬吊处于静止状态，此时可简化为图乙所示模型，四根长度均为10L的轻绳分别系于长方体集装箱上表面的四个顶角a、b、c、d处，它们在上端系于O点，Oe轻绳与直升机连接。，集装箱重力为G且质量分布均匀，则轻绳Oa对集装箱的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示为一半圆柱形透明玻璃砖的横截面，半径为R，截面圆心为O点，有一同学在弧MN一侧始终对准O点进行观察（M点为圆弧中点）。若O点左侧有各个方向的绿光从O点射入玻璃砖，该同学的视线与OM的夹角为时，恰好看不到亮光。真空中光速为c，下列说法正确的是（ ）
A. 该玻璃对绿光的折射率为
B. 绿光在该玻璃中的传播速度大小为
C. 绿光在该玻璃中的传播速度大小为
D. 若入射光换成紫色光，则会变小
7. 如图所示，理想变压器接在的交变电源上，原线圈匝数匝；副线圈匝数的调节范围为55~220匝，滑动变阻器的调节范围为5~15Ω，灯泡L1的电阻，灯泡L2的电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 滑片固定，将滑片向上滑动时，副线圈感应电流的频率增大
B. 滑片固定，将滑片P2向上滑动时，灯泡L1、L2均变亮
C. 将滑片、任意滑动，灯泡L1的功率最小值为120W
D. 将滑片、任意滑动，灯泡L2与滑动变阻器整体的功率最大值约为403W
8. 如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上以为界，其下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，上方存在沿斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，斜面上还有两个垂直于斜面方向固定的光滑立柱。用细线（图中虚线）拴住质量为m、宽为L的足够长U形光滑金属导轨固定于斜面上的两点上，段导轨电阻为R，其余段电阻不计。一电阻为R、质量为m、长度为L的导体棒始终被立柱挡住而静止放置在U形导轨上，构成矩形。烧断细线后，导轨向下运动过程中，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，已知从烧断细线到导体棒与导轨间刚达到最小作用力的这一过程中，金属导轨在斜面上下滑的距离为x，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属导轨做匀加速直线运动
B. 金属导轨最终的速度为
C. 导体棒上产生的焦耳热为
D. 导体棒与导轨间的最小作用力
三、非选择题：共174分。
9. 某同学设计了以下实验方案来验证动能定理，实验器材如图所示，重力加速度为g，实验操作步骤如下：
①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
②取下托盘和砝码，测出其总质量为m；
③先打开打点计时器再释放小车，让小车带动纸带沿木板加速下滑。分析纸带，计数点之间的时间间隔为T。小车静止出发的起点为O，A、B、C为相邻计数点。测得OA间距为，OB间距为，OC间距为。
（1）本实验在步骤③中，小车所受到的合外力为___________。
（2）本实验___________（填“需要”或“不需要”）M远远大于m。
（3）小车在B点的动能为___________。
（4）该实验验证___________成立，即可说明在误差允许范围内，验证了动能定理。（结果用m、M、T、g、、、表示）
10. 某同学用如图甲所示的电路图测量微安表的内阻，已知微安表的量程为1mA，内阻约为100Ω。已知电源电动势E=10V（内阻不计），滑动变阻器，电阻箱。
实验步骤如下：
①将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合S1，断开S2；
②调节滑动变阻器的阻值，直到微安表的示数达到满偏；
③保持的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱，直到微安表的示数为满偏电流的；
④读出电阻箱阻值。
（1）微安表内阻的测量值为___________Ω。
（2）该同学又设计了如图乙所示的电路图，该电路图既可以测电流，也能测电压。如果将选择开关接2时，量程为10mA；接3时，量程为3mA，则___________Ω，___________Ω。
（3）若电阻，，则选择开关接4时的量程为___________，接5时的量程为__________。
（4）完成实验后，发现乙图多用表在进行测量时总是有些误差，分析原因是图甲中微安表内阻的测量值比真实值___________（填“偏大”或“偏小”），原因是___________。
11. 在未来的某一天，有一位航天员到达了宇宙中的某一行星表面，航天员利用携带的实验仪器做如下的实验：把一个“过山车”轨道固定在一个台式电子测力计上，然后将一个质量为m的小球从倾斜轨道上的某点释放，小球能够到达轨道的最高点。实验过程中发现电子测力计的最大读数与最小读数之差为，已知行星半径为R，引力常量为G，忽略星球的自转，求：
（1）该行星表面附近的重力加速度大小；
（2）该行星的平均密度。
12. 如图甲所示，正方形区域ABCD内部有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，M、N分别为AD、BC边中点。现在从M点，平行AB方向，以某一初速度射入一个质量为m、电荷量为q的负电粒子，发现该粒子刚好从B点离开磁场区域，已知磁场区域的边长，该粒子的比荷，不计粒子重力。
（1）求该粒子射入磁场时的速度大小；
（2）若取垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度按图乙的方式变化，时刻，粒子同样从M点平行AB射入，发现粒子恰好能从N点离开，已知，求该粒子射入磁场的速度可能的取值以及粒子运动的时间。
13. 如图所示，处于竖直平面内的轨道装置，由倾角光滑直轨道AB、圆心为的半圆形光滑轨道BCD、圆心为的光滑圆弧外轨道DEF组成，D、F两点在竖直方向上，且，B为轨道间的相切点，B、、D、点处于同一直线上。已知滑块质量，轨道BCD和DEF的半径均为。，。滑块开始时从轨道AB上某点由静止释放，重力加速度取。
（1）若释放点距离B点的竖直高度为h，求滑块在最低点C时轨道对滑块支持力与高度h的函数关系；
（2）若释放点距离地面的竖直高度为，滑块在轨道BCD上的P（图中未画出）点刚好脱离轨道，求滑块能达到距离地面的最大高度；（结果保留两位有效数字）
（3）若释放点距离地面的竖直高度为，忽略在D处能量损失，求滑块从F点抛出后水平位移和重力的冲量。（结果保留两位有效数字）