湖北省麻城市实验高中2026届高三第三次模拟考试物理试卷含解析

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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，再选涂其它答案标号。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，只有一项是符合题目要求的。
1、一宇宙飞船的横截面积，以的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，单位体积内有颗尘埃，每颗尘埃的质量为，若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在飞船上，不计其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力功率为（ ）
A． B． C．snm D．
2、如图所示，倾角的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数．现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设F的方向与斜面的夹角为，在从0逐渐增大到60°的过程中，木箱的速度保持不变，则（ ）
A．F先减小后增大
B．F先增大后减小
C．F一直增大
D．F一直减小
3、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。根据此图不能作出判断的是（ ）
A．a、b两点中，哪点的电势较高
B．a、b两点中，哪点的电场强度较大
C．带电粒子在a、b两点的加速度哪点较大
D．带电粒子在a、b两点的电势能哪点较大
4、如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是（ ）
A．，
B．，
C．将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大
5、两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（ ）
A．vA′＝3 m/s，vB′＝4 m/sB．vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/s
C．vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/sD．vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/s
6、在边长为L的正方形abcd的部分区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，a点处有离子源，可以向正方形abcd所在区域的任意方向发射速率均为v的相同的正离子，且所有离子均垂直b边射出，下列说法正确的是（ ）
A．磁场区域的最小面积为
B．离子在磁场中做圆周运动的半径为
C．磁场区域的最大面积为
D．离子在磁场中运动的最长时间为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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、一列简谐横波，在时的波动图象如图甲所示，介质中处的质点A的振动图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波速大小是
B．这列波的频率为
C．这列波沿x轴正方向传播
D．内，图甲中质点P的平均速率大于质点Q的平均速率
8、光滑平行导轨ab、cd水平放置，两导轨间距为L，两导轨分别与电容为C的电容器的两极板相连，两导轨的右端连接光滑绝缘的圆弧轨道bf、ce圆弧轨道的半径为R，水平导轨与圆弧轨道分别相切于b、c两点。把一质量为m，长度为L的金属杆置于bc位置，如图所示。闭合电键S，金属杆恰能滑到ef。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁场分布如图所示，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，下列各种说法中正确的是（ ）
A．金属杆刚滑上圆弧轨道时，对轨道的压力为3mg
B．从左向右看，电容器的左极板带负电，右极板带正电
C．电容器两极板间的电势差减小了
D．若磁场方向改为水平向右，则闭合电键S后，金属杆仍能上升R的高度
9、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:2，正弦交流电源输出的电压恒为U=12V，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，滑动变阻器R3最大阻值为20Ω，滑片P处于中间位置，则（ ）
A．R1与R2消耗的电功率相等B．通过R1的电流为3A
C．若向下移动P，电源输出功率增大D．若向上移动P，电压表读数将变小
10、如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，经过t1＝6s，波形图如图中虚线所示。已知波的周期T＞4s，则下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为8m
B．该波的周期可能为8s
C．在t＝9s时，B质点一定沿y轴正方向运动
D．B、C两质点的振动情况总是相反的
E.该列波的波速可能为m/s
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，可选用的实 验器材如下：
A．待测干电池
B．电流表A1(0～200 μA，内阻为500 Ω)
C．电流表 A2(0～0.6 A，内阻约为 0.3 Ω)
D．电压表 V(0～15 V，内阻约为 5 kΩ)
E．电阻箱 R(0～9999.9 Ω)
F．定值电阻 R0(阻值为 1 Ω)
G．滑动变阻器 R′(0～10 Ω)
H．开关、导线若干
(1)该小组在选择器材时，放弃使用电压表，原因是____________________。
(2)该小组利用电流表和电阻箱改装成一量程为 2 V 的电压表，并设计了如 图甲所示的电路，图中电流表 a 为___________ (选填“A1”或“A2”)，电阻箱 R 的阻值为___________Ω。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，读出两电流表的示数 I1、I2 的多组数据， 在坐标纸上描绘出 I1－I2 图线如图乙所示。根据描绘出的图线，可得所测 干电池的电动势 E＝_____V，内阻 r＝_____Ω。(保留两位有效数字)
12．（12分）某同学在用如图所示实验装置测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。图甲读数为____________mm，图乙读数为_________mm。
根据以上实验，测得光的波长是_________m（结果保留2位有效数字）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。
(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；
(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。
14．（16分）如图所示，汽缸开口向上，缸内壁有固定小砧，质量为m的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为2p0+，g为重力加速度，活塞到缸底的距离为h，活塞横截面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0，活塞与汽缸内壁气密性好且无摩擦，汽缸与活塞的导热性能良好。
①缓慢降低环境温度，使缸内气体的体积减半，则环境温度应降低为多少；此过程外界对气体做的功为多少?
②若环境温度不变，通过不断给活塞上放重物，使活塞缓慢下降，当活塞下降h时，活塞上所放重物的质量为多少?
15．（12分）某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB = 30°，半圆形的半径为R， —束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R，已知光在真空的传播速度为c，介质折射率为。求：
(1)光线在E点的折射角并画出光路图；
(2)光线进入介质到射到圆弧的距离和时间。
参考答案
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，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
根据题意求出时间内黏附在卫星上的尘埃质量，然后应用动量定理求出推力大小，利用P=Fv求得功率；
【详解】
时间t内黏附在卫星上的尘埃质量：，
对黏附的尘埃，由动量定理得：
解得：；
维持飞船匀速运动，飞船发动机牵引力的功率为，故选项C正确，ABD错误。
【点睛】
本题考查了动量定理的应用，根据题意求出黏附在卫星上的尘埃质量，然后应用动量定理可以求出卫星的推力大小，利用P=Fv求得功率。
2、A
【解析】
对物体受力分析如图
木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零
在垂直斜面方向，有：
在平行斜面方向，有：
其中：
联立解得：

当时F最小，则在从0逐渐增大到60°的过程中，F先减小后增大，A正确，BCD错误。
故选A。
3、A
【解析】
A．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子的电性未知，所以电场线方向不能判断，则无法确定哪点的电势较高。故A错误，符合题意。
B．由图看出a处电场线比b处电场线疏，而电场线疏密表示场强的大小，即可判断出a处场强较小，故B正确，不符合题意。
C．带电粒子在a处所受的电场力较小，则在a处加速度较小，故C正确，不符合题意。
D．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在b点电势能较大。故D正确，不符合题意。
故选A.
4、B
【解析】
AB．等量异种电荷电场线和等势面的分布如图：
根据电场线的分布结合场强的叠加法则，可知场强关系为
根据等势面分布结合沿电场线方向电势降低，可知电势关系为
A错误，B正确；
C．、两点处于同一等势面上，所以将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，根据可知电势能不变，C错误；
D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，电场线越来越密集，根据可知所受电场力逐渐增大，D错误。
故选B。
5、C
【解析】
A．碰前系统总动量为：
碰前总动能为：
如果，，则碰后总动量为：
动量不守恒，不可能，A错误；
B．碰撞后，、两球同向运动，球在球的后面，球的速度大于球的速度，不可能，B错误；
C．如果，，则碰后总动量为：
系统动量守恒，碰后总动能为：
系统动能减小，满足碰撞的条件，C正确；
D．如果，，则碰后总动量为
系统动量守恒，碰后总动能为：
系统动能增加，不可能，D错误。
故选C。
6、C
【解析】
A B．由题可知，离子垂直bc边射出，沿ad方向射出的粒子的轨迹即为磁场区域的边界，其半径与离子做圆周运动的半径相同，所以离子在磁场中做圆周运动的半径为R=L；磁场区域的最小面积为
故AB错误；
CD．磁场的最大区域是四分之一圆，面积
离子运动的最长时间
故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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、BCD
【解析】
A．根据图甲可得，该波的波长；由图乙可得，该波的周期，则波速
A错误；
B．波的传播周期和振源的振动周期相同，波源的振动频率
B正确；
C．由题图乙可知时，质点A的振动方向向下，在题图甲中根据“上坡下，下坡上”法可知，波沿x轴正方向传播，C正确；
D．0.5~0.75s内，质点P在周期内通过的路程大于一个振幅，质点Q在周期内通过的路程小于一个振幅，平均速率等于路程比时间，所以质点P的平均速率比质点Q的平均速率大，D正确。
故选BCD。
8、AC
【解析】
A．金属杆由bc滑到ef过程，由机械能守恒有
mv2=mgR
金属杆刚滑上圆弧轨道时，由牛顿第二定律有
FN－mg=m
两式联立解得
FN=3mg
所以金属杆对轨道的压力为3mg，故A正确
B．闭合电键后金属杆获得向右的速度，说明其所受的安培力向右，由左手定则知电流方向由b到c，所以从左向右看，电容器左端为正极板，右端为负极板，故B错误；
C．金属杆受安培力作用，由牛顿第二定律有
由运动学公式有v=t，流过金属杆的电荷量Δq=t，电容器两极板间电势差的减小量ΔU=，联立解得
ΔU=
故C正确；
D．若磁场方向改为水平向右，金属杆所受安培力为竖直向上，由于还受到重力作用，金属杆所获得的速度将小于v，所以上升的高度将小于R，故D错误。
故选AC。
9、BD
【解析】
对理想变压器的原副线圈匝数之比等于原副线圈的电压之比，等于电流的倒数之比，据此进行分析。
【详解】
A选项，理想变压器的原副线圈的匝数之比为1:2，可知原副线圈的电流之比为2:1，根据
，可知与消耗的电功率之比为2:1，选项A错误；
B选项，设通过的电流为I，则副线圈的电流为0.5I，初级电压
根据匝数比可知次级电压为
则
解得
选项B正确；
CD选项，若向下移动P，则的电阻增大，次级电流变小初级电流也变小，根据可知电源输出功率变小，电阻的电压变小，变压器输入电压变大，次级电压变大，电压表的读数变小，则选项C正确，D错误。
故选BD。
10、BDE
【解析】
A．分析波形图，可知波长λ＝4m，故A错误；
BE．设波沿x轴正方向传播，则，n＝0、1、2…，其中T＞4s，则n＝0时，T＝24s，波速 ；n＝1时，T＝s，波速v＝m/s；
设波沿x轴负方向传播，则，n＝0、1、2…，其中T＞4s，则n＝0时，T＝8s，波速v＝0.5m/s，故BE正确；
C．当波沿x轴负方向传播时，T＝8s，在t＝9s时，B质点在平衡位置下方，沿y轴负方向运动，故C错误；
D．B、C两质点平衡位置相隔半个波长，振动情况完全相反，故D正确；
故选BDE.
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、量程太大，测量误差大 A1 9500 1.48 0.7～0.8均可
【解析】
(1)[1].由于一节干电池电动势只有1.5V，而电压表量程为15.0V，则量程太大，测量误差大，所以不能使用电压表；
(2)[2][3].改装电压表时应选用内阻已知的电流表，故电流表a选用A1；根据改装原理可知：
；
(3)[4].根据改装原理可知，电压表测量的路端电压为：U=10000I1；
根据闭合电路欧姆定律可知：
10000I1=E-I2（r+R0）；
根据图象可知：
E=1.48V；
[5].图象的斜率表示内阻，故有：
故有：
r=0.8Ω
12、2.335（2.332-2.337） 15.375（15.372-15.377） 6.5×10-7
【解析】
[1] 图甲螺旋测微器固定刻度的读数是2.0mm
可动刻度的读数是
33.5×0.01 mm =0.335mm
则螺旋测微器的读数等于
2.0mm+0.335mm=2.335mm
（2.332-2.337都正确）
[2] 图乙螺旋测微器固定刻度的读数是15.0mm
可动刻度的读数是
37.5×0.01 mm =0.375mm
则螺旋测微器的读数等于
15.0mm+0.375mm=15.375mm
（15.372-15.377都正确）
[3]相邻条纹间距为
根据双缝干涉的条纹宽度的公式
则这种单色光的波长
代入数据解得
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1) (2)ε0，证明见解析
【解析】
本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求解。
（1）在电容器两端电压达到击穿电压前，设任意时刻t，流过金属棒的电流为i，由牛顿第二定律知，此时金属棒的加速度a满足
mg－BiL＝ma
设在t到t＋Δt的时间内，金属棒的速度由v变为v＋Δv，电容器两端的电压由U变为U＋ΔU，电容器的带电荷量由Q变为Q＋ΔQ，由电流的定义、电荷量与电压和电容间的关系、电磁感应定律以及加速度的定义得
联立得
可知金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，当电容器两端电压达到击穿电压时，金属棒的速度为
v0＝
所以电容器两端电压达到击穿电压所用的时间为
。
（2）当电容器两极板间的电荷量增加无穷小量ΔQi时，电容器两端的电压可认为始终为Ui，增加的电场能可用图甲中左起第1个阴影部分的面积表示；同理，当电容器两极板间的电荷量增加无穷小量ΔQi＋1时，电容器两端的电压可认为始终为Ui＋1，增加的电场能可用图甲中左起第2个阴影部分的面积表示；依次类推可知，当电容器的带电荷量为Q′、两端电压为U′时，图乙中阴影部分的面积表示两极板间电场能的大小W′，所以
W′＝U′Q′
根据题意有
ω＝
又
Q′＝U′C，U′＝Ed，C＝
联立解得
ω＝ε0E2
所以电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，且比例系数为ε0。
14、①，（p0S+mg）h ②m+
【解析】
本题考查理想气体状态方程的应用。
【详解】
①设环境温度应降低为T1，当缸内气体的体积减慢时，缸内气体的压强为：
根据理想气体状态方程有：
得到：
此过程外界对气体做的功：
②设所放重物的质量为m0，当气体体积减半时，气体的压强为：
气体发生等温变化，
则有
得到：
15、 (1)30°；；(2)； 。
【解析】
(1)由题
OE＝OC＝R
则：△OEC为等腰三角形
∠OEC＝∠ACB＝30°
所以入射角：
θ1＝60°
由折射定律：n＝ 可得：
sinθ2=，θ2＝30°
由几何关系：∠OED＝30°，则折射光平行于AB的方向，如图；
(2)折射光平行于AB的方向，所以：
ED=2Rcs30°=
光在介质内的速度：v＝，传播的时间：
t＝
联立可得：
t＝