2027届新疆维吾尔自治区吐鲁番市高考物理三模试卷（含答案解析）

这是一份2027届新疆维吾尔自治区吐鲁番市高考物理三模试卷（含答案解析），共15页。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
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、如图所示，质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮(质量忽略不计)的轻绳两端，M放在水平地板上，m被悬挂在空中，若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止，则( )
A．绳的张力变大
B．M对地面的压力变大
C．M所受的静摩擦力变大
D．悬挂滑轮的绳的张力变大
2、如图所示，真空中等边三角形OMN的边长为L=2.0m，在M、N两点分别固定电荷量均为的点电荷，已知静电力常量，则两点电荷间的库仑力的大小和O点的电场强度的大小分别为（ ）
A．B．
C．D．
3、甲、乙两物体同时同地沿同一直线运动的速度一时间图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．时刻两物体的加速度方向相同
B．时刻两物体的速度方向相同
C．甲物体的加速度逐渐减小
D．时刻两物体相遇
4、如图，一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动，并可将其看做质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h，以下说法正确的是（ ）
A．三把刀在击中板时动能相同
B．三次飞行时间之比为
C．三次初速度的竖直分量之比为3:2:1
D．设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3，则有θ1＞θ2＞θ3
5、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（ ）
A．质量为2m的木块受到四个力的作用
B．当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断
C．当F逐渐增大到1.5时，轻绳还不会被拉断
D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为
6、电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（ ）
A．电容变为原来的两倍B．电场强度大小变为原来的一半
C．电场能变为原来的两倍D．外力做的功大于电场能的增加量
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、两根长直导线平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中点为两根导线连线的中点，为的中垂线上的两点且与等距，两导线中通有恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度的大小跟该点到通电导线的距离成反比，则下列说法中正确的是（ ）
A．若中通以等大同向电流，点的磁感应强度为零
B．若中通以等大反向电流，则点和点的磁感应强度相同
C．若中通以大小不等的反向电流，则磁感应强度为零的点在之间的连线上
D．若中通以大小不等的同向电流，则磁感应强度为零的点在连线的延长线上
8、关于气体压强的产生，下列说法正确的是______。
A．气体的压强是大量气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生的
B．气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
C．气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的
D．气体的温度越高，每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大
E.气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关
9、对于热运动和热现象，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用
B．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列
C．未饱和汽在降低温度时也不会变成饱和汽
D．物体放出热量，其分子平均动能可能增大
E.气体压强达到饱和汽压时，蒸发和液化都停止了
10、如图所示，绝缘细线相连接的A、B两带电小球处于在竖直向下的匀强电场中，在外力F作用下沿竖直方向匀速向上运动，A、B两球质量均为m，均带正+q（q＞0）的电荷，场强大小E=，某时刻突然撤去外力F，则下列说法正确的是（ ）
A．F的大小为4mg
B．F撤去的瞬间，A球的加速度小于2g
C．F撤去的瞬间，B球的加速度等于2g
D．F撤去的瞬间，球A、B之间的绳子拉力为零
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）用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：
①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；
②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；
③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；
④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）；
⑤测出所需要的物理量．
请回答：
(1)实验①中A、B的两球质量应满足______
(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有______；（请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”）
(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：______．
12．（12分）某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变 阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干：
实验步骤如下：
a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线，如图甲所示；
b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ；
c.根据测量结果进行分析，得出结论。 回答下列问题：
（1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为______A；
（2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T（结果保留两位小数）；
（3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论， 其依据是______；
（4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出=_______ 。
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，炼钢厂通常用滚筒来传送软钢锭，使具有一定初速度的软钢锭通过滚筒滑上平台．质量为M的软钢锭长为L，上表面光滑，下表面与平台间是粗糙的．现以水平向右的初速度滑上平台，全部滑上平台时的速度为D．此时，在其右端无初速放上一个质量为m的滑块(视为质点)．随后软钢锭滑过2L距离时速度为零，滑块恰好到达平台．重力加速度取g，空气阻力不计．求：
(1)滑块获得的最大加速度(不考虑与平台的撞击过程)
(2)滑块放上后，软钢锭滑动过程克服阻力做的功
(3)软钢锭处于静止状态时，滑块到达平台的动能
14．（16分）如图所示，导热性能良好的气缸静止于水平地面上，缸内用横截面积为S，质量为m的活塞封闭着一定质量的理想气体。在活塞上放一砝码，稳定后气体温度与环境温度相同均为T1.若气体温度为T1时，气柱的高度为H。当环境温度缓慢下降到T2时，活塞下降一定的高度；现取走砝码，稳定后活塞恰好回到原来高度。已知外界大气压强保持不变，重力加速度为g，不计活塞与气缸之间的摩擦，T1、T2均为热力学温度，求：
(1)气体温度为时，气柱的高度；
(2)砝码的质量。
15．（12分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．
（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验．当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程．
（2）为了测定中子的质量，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是．已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值．
（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．
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、D
【解析】
A．因m处于静止状态，故绳子的拉力等于m的重力，即F＝mg，绳的张力不变，故选项A错误；
BC．对M受力分析如图甲所示，把F进行正交分解可得关系式：
N＋Fsin θ＝Mg
Fcs θ＝f
当M向右移动少许后，θ变大，故N减小，f减小，故选项B、C错误；
D．对滑轮受力分析如图乙所示，把拉物体的绳子的拉力合成得F合＝T．因F不变，两绳的夹角变小，则F合变大，故悬挂滑轮的绳的张力变大，选项D正确．
2、A
【解析】
根据库仑定律，M、N两点电荷间的库仑力大小为，代入数据得
M、N两点电荷在O点产生的场强大小相等，均为，M、N两点电荷形成的电场在O点的合场强大小为
联立并代入数据得
A． 与分析相符，故A正确；
B． 与分析不符，故B错误；
C． 与分析不符，故C错误；
D． 与分析不符，故D错误；
故选：A。
3、B
【解析】
A．由图象可知，斜率表示加速度，则时刻两物体的加速度方向相反，选项A错误；
B．v-t图象中速度在时间轴的同一侧表示速度方向相同，则时刻两物体的速度方向相同，选项B正确；
C．由斜率表示物体的加速度可知，甲物体的切线斜率越来越大，即加速度逐渐增大，选项C错误；
D．v-t图象所围面积表示位移，相遇表示位移相等，由图象可得，时刻两物体不相遇，选项D错误。
故选B。
4、D
【解析】
A.将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为，初速度为，由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，由平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，故三把刀在击中板时动能不同;故A错误.
B.竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为，则得三次飞行时间之比为;故B错误.
C.三次初速度的竖直分量等于平抛运动下落的速度竖直分量，由，可得它们得竖直分速度之比为;故C错误.
D.设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为θ，则，则得θ1＞θ2＞θ3;故D正确.
5、C
【解析】
A．质量为2m的木块受重力、支持力、m对它的压力以及摩擦力，还有轻绳对它的拉力，总共五个力的作用，故A错误；
BC．当轻绳对质量为2m的木块的拉力为时，根据牛顿第二定律质量为m和2m的木块的加速度：
对整体进行受力分析，有：
可知当拉力为2时，轻绳恰好被拉断，故B错误，C正确；
D．以质量为m的木块为研究对象，当轻绳刚要被拉断时，由牛顿第二定律有：
故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；
B．电荷量和极板正对面积不变，则
电场强度大小不变，B错误；
C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据
电容减半，两极板间电压加倍，根据
可知，电场能加倍，C正确；
D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，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、AB
【解析】
A．若中通以等大同向电流，根据安培定则可知，两条导线在O点产生的磁场等大反向，则O点的磁感应强度为零，选项A正确；
B．若中通以等大反向电流，假设a电流向里，b中电流向外；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向下且大小相等；同理若假设a电流向外，b中电流向里；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向上且大小相等；故 B正确；
C．若中通以大小不等的反向电流，则两电流在之间的连线上各点的磁场方向相同，磁感应强度不可能为零，选项C错误；
D．若中通以大小不等的同向电流，则两电流在连线的延长线上各点的磁场方向相同，则磁感应强度不可能为零，选项D错误；
故选AB.
8、ABE
【解析】
A．气体对容器的压强是大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故A正确；
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，故B正确；
C．气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，与气体的重力无关，故C错误；
D．气体的温度越高，分子平均动能越大，但不是每个气体分子的动能越大，所以气体的温度越高，并不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大，故D错误；
E．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁碰撞作用产生的，压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关，故E正确。
故选ABE。
9、ABD
【解析】
A．玻璃裂口放在火上烧熔，其尖端变圆的原因是表面张力的作用，选项A正确；
B．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列，选项B正确；
C．饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则降低温度可使未饱和汽变成饱和汽，故C错误；
D．物体放出热量，若外界对物体做功大于放出的热量，则物体内能增大，温度升高，则其分子平均动能会增大，选项D正确；
E．气体压强达到饱和汽压时，进入液体内的和跑出液体的分子数相等，蒸发和液化都没有停止，选项E错误。
故选ABD。
10、ACD
【解析】
A．对整体进行分析：
F=2mg+2Eq
且
E=
解得
F=4mg
故A正确；
BC．F撤去的瞬间，对整体进行分析
2mg+2Eq=2maAB
且
E=
解得
aAB=2g
故B错，C正确；
D．F撤去的瞬间，由于aAB=2g，可知球A、B之间的绳子拉力为零，故D正确。
故选ACD。
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、 ; ; ;
【解析】
（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有mAv0=mAv1+mBv2，在碰撞过程中动能守恒，故有，解得，要碰后a的速度v1＞0，即mA-mB＞0，mA＞mB；（2）由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB；（3）验证的方程为mAx0＝mAxA＋mBxB
12、2.00 电流产生的磁感应强度，而偏角的正切值与成正比
【解析】
（1）[1]电流表量程为3A，则最小分度为0.1A，由指针示数可知电流为2.00A；
（2）[2]电流产生向东的磁场，则指针指向地磁场分量和电流磁场的合磁场方向，如图所示
则有
解得
（3）[3]由图可知，偏角的正切值与成正比，而根据（2）中分析可知
则可知与成正比，故说明通电长直导线周围磁场的磁感应强度与通电电流成正比，与长导线的距离成反比；
（4）[4]由公式
可知，图象的斜率
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）a=g; （2） (3)
【解析】
(1)由于滑块与软钢锭间无摩擦，所以，软钢锭在平台上滑过距离L时，滑块脱离做自由落体运动，所以a=g；
(2)根据动能定理得：
；
(3) 滑块脱离软钢锭后做自由下落到平台上的时间与软钢锭在平台最后滑运L的时间相等，都为t
由位移公式得：
由动能定理得：
滑块落到平台上时的速度：
滑块到达平台时的动能：
联立以上四个方程式解得：
。
14、 (1)；(2)
【解析】
(1)设气体温度为时，气柱的高度为，环境温度缓慢下降到的过程是等压変化，根据盖—吕萨克定律有
解得
(2)设砝码的质量为，取走砝码后的过程是等温变化
，
，
由玻意耳定律得
联立解得
15、（1）（2）（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好，理由见解析
【解析】
（1）根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒，知核反应方程式为；
（2）设中子与氢核、氮核碰撞前后速率为，中子与氢核发生完全弹性碰撞时，取碰撞前中子的速度方向为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有：；
，
解得碰后氢核的速率，
同理可得：中子与氮核发生完全弹性碰撞后，氮核的速率；
因此有，解得；
（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好，因为中子与质量为m的粒子发生弹性正碰时，根据动量守恒定律和能量守恒定律知，碰撞后中子的速率；
①由于铅核质量比中子质量大很多，碰撞后中子几乎被原速率弹回；
②由于电子质量比中子质量小很多，碰撞后中子将基本不会减速；
③由于中子质量与氢核质量相差不多，碰撞后中子的速率将会减小很多．