江苏省新高考基地学校2023-2024学年高三上学期第三次大联考物理试题（Word版附解析）

2024届新高考基地学校第三次大联考物理注意事项考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1.本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。2.答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。4.作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。1.白磷在高温、高压环境下可以转化为一种新型二维半导体材料—黑磷，图为黑磷微观结构，其原子以一定的规则有序排列。下列说法正确的是（）A.黑磷是晶体材料B.黑磷熔化过程中温度升高C.黑磷中每个分子都是固定不动的D.同质量的白磷和黑磷分子数目不同【答案】A【解析】【详解】AB．根据图示可知，黑磷的微观结构呈现空间上规则排列，具有空间上的周期性，属于晶体材料，因而黑磷具有固定的熔点，熔化过程中温度不变，故A正确，B错误；C．组成物质的分子总是在做无规则热运动，故C错误；D．组成白磷和黑磷的分子是同一种分子，所以同质量的白磷和黑磷分子数目相同，故D错误。故选A。2.佩香囊是端午节习俗之一，将香囊简化成图所示，当提着香囊上端向右做匀加速直线运动时（空气阻力不计），香囊在空中呈现的形态最接近（） A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】手提着上端向右做匀加速直线运动，对整体分析，整体受到重力和拉力，如下图所示两个力的合力水平向右，设上端绳子与竖直方向的夹角为，则根据牛顿第二定律有对下面部分分析，受到重力和拉力，如下图所示两个力的合力水平向右，设中间绳子与竖直方向的夹角为，则根据牛顿第二定律有由于一起向右加速运动，则加速度a相同，则有故选C。3.一定质量的理想气体由状态a经状态b变为状态c，其过程如图中直线段所示，已知气体在三个状态的内能分别为、、，则（） A.B.C.D.【答案】A【解析】详解】由理想气体状态方程可得解得理想气体的内能只和分子平均动能有关，温度越高平均动能越大。故选A。4.如图所示电路，L是一电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡。下列说法正确的是（）A.闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮B.闭合电键S稳定后，A、B、C三灯一样亮C.闭合电键S稳定后，断开电键，A、B、C亮度始终相同D.闭合电键S稳定后，断开电键，A灯始终比B、C灯亮【答案】C【解析】 【详解】AB．由于A灯与自感线圈L串联，因此，当闭合电键瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合电键瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，又因为自感线圈的电阻可忽略，因此当电路稳定后A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，则A灯比B、C两灯亮，故A、B错误；CD．闭合电键稳定后，断开电键瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C灯所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C灯所在电路构成闭合回路，A、B、C三灯串联，亮度始终相同，最终熄灭，故C正确，D错误。故选C。5.三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知，则下列说法正确的是（）A.三颗卫星运行周期相同B.B、C运行线速度相同C.卫星C的机械能最大D.B向后喷气加速可追上C【答案】C【解析】【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有可得，卫星的周期为可知，卫星运行周期与其轨道半径r有关，与卫星质量m无关，所以B与C的周期相等，A与B、C周期不同，故A错误；B．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有可得，卫星运行线速度为 可知，卫星运行线速度与其轨道半径r有关，与卫星质量m无关，B、C的轨道半径r相同，则B、C运行线速度大小相同，但由于是做圆周运动，所以速度方向不同，故B错误；C．卫星从地球表面发射到其轨道上，根据功能关系可得，机械能的增加量为由于卫星C的质量大、轨道高，发射卫星C时需要动力做的功就多，则增加的机械能就大，所以卫星C的机械能最大，故C正确；D．B向后喷气加速时，向心力大于万有引力，B脱离原轨道做离心运动，所以B向后喷气加速不能追上C，故D错误。故选C6.静电植绒技术的植绒流程如图所示，需要植绒的布在滚轮带动下匀速向右运动，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定的电压，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布表面上，假设每根绒毛规格相同。则（）A.绒毛在飞往布的过程中电势能增大B.绒毛带电量越多，到达布的表面时速率越大C.滚轮的转速变大，植绒会变密D.容器与带电极板之间的距离变大，植绒会变密【答案】B【解析】【详解】A．绒毛在飞往需要植绒的布的过程中，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布表面上，电场力做正功，电势能不断减小，故A错误；B．由动能定理质量相同的绒毛，带电荷量越多，到达需要植绒的物体表面时速率越大，故B正确； C．若只增大滚轮的转速，布运动的速度越大，植上相邻两个绒毛的距离越大，植绒越疏，故C错误；D．若增大容器与带电极板之间的距离，而电势差不变，由可知，电场强度变小，绒毛受力变小，加速度减小，根据到达布上时间边长，植绒会变稀疏，故D错误。故选B。7.如图所示，为圆的竖直直径，、为两条粗糙轨道，其中过圆心。在A、C两点由静止释放小滑块，使其分别沿、和运动到圆上，小滑块与轨道间的动摩擦因数相同，则（）A.滑块沿的运动时间最短B.滑块沿的运动时间最短C.滑块沿的运动时间最短D.滑块沿三个路径运动时间相同【答案】B【解析】【详解】设圆的直径为d，滑块沿CD运动时，有解得设AB与竖直方向的夹角为，滑块沿AB运动时，有解得 可知设AD与竖直方向的夹角为，滑块沿AD运动时，有解得可知所以滑块沿的运动时间最短。故选B。8.如图，倾角的光滑斜面固定在地面上，现将一长度为l的轻绳一端固定在点，另一端系一小球，小球静止在斜面上的O点，现将小球拉开一很小角度后由静止释放，运动到最低点时的速度为v。已知小球质量m，重力加速度g，不计空气阻力，则小球从最高点第一次运动到最低点的过程中（）A.运动时间为B.重力的冲量大小为C.最低点时重力的瞬时功率为D.重力所做的功为【答案】D【解析】【详解】A．把重力加速度沿斜面向下和垂直斜面方向分解，沿斜面向下的分加速为摆球在斜面内做单摆运动，所以运动的周期为 则小球从最高点第一次运动到最低点的时间为故A错误；B．小球从最高点第一次到最低点过程中，根据动量定理可知，重力的冲量为由动能定理可知解得可得所以重力的冲量大小不等于mv，故B错误；C．摆球运动到最低点时，重力与速度方向垂直，所以重力的瞬时功率为零，故C错误；D．小球从最高点第一次到最低点过程中，轻绳拉力和斜面的支持力均不做功，由动能定理可知，重力做功为故D正确。故选D。9.如图，光滑的水平桌面上平放着内壁光滑的试管，试管底部有质量为的带电小球，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。在水平拉力F的作用下，试管向右以的速度匀速运动，最终带电小球以的速度飞出管口。则该过程中（） A.小球带负电B.小球的加速度逐渐变大C.洛伦兹力对小球做功1.6JD.拉力F对试管做功1.2J【答案】D【解析】【详解】A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口的洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误；B．小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动，则小球在垂直于管子方向上合力为零。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力是由小球垂直于管子向右的速度产生，根据可知，水平向右速度不变，则指向管口的洛伦兹力不变，所以小球的加速度不变，故B错误；C．洛伦兹力总是与速度垂直，洛伦兹力对小球不做功，故C错误；D．根据动能定理可得，试管对小球做的功为则小球对试管做的负功为1.2J，由于试管做匀速直线运动，动能不变，则外力做功之和为零，所以拉力F对试管做的正功1.2J，故D正确。故选D。10.如图所示，滑块以初速度从A点滑上顺时针转动的水平传送带，以传送带的A点为坐标原点，向左为正方向，则滑块的动能随位置x变化的关系图像中，可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】B 【解析】【详解】滑块初速度方向与传送带速度方向相反，则滑块滑上传送带时受到传送带水平向右的摩擦力作用，摩擦力对滑块做负功，其动能减小，因此有可能为滑块减速为零时刚好从传送带离开。若传送带足够长，当滑块动能为零时，滑块受到传送带的摩擦力方向不变，滑块不可能保持静止，此后摩擦力对滑块做正功，滑块向右加速，动能增加。故选AB。二、非选择题：共5题，共60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.11.某同学根据所学知识制作了一台简易电子科，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为3V），滑动变阻器的最大阻值，ab部分的长度。（1）该同学先利用如图乙所示的电路测定电子秤里两节纽扣电池（如图丙所示）串联后的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据作出的图像如图丁所示，可知一节纽扣电池的电动势________V，内阻________Ω。（保留两位有效数字）（2）该同学分析了实验中由电表内阻引起的误差。下图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是________。（3）为了得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系，该同学设计了如下实验：①调节图甲中滑动变阻器的滑片P的位置，使电压表的示数恰好为零；②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑动变阻器的滑片P恰好滑到b端，然后调节电阻箱，直到电压表达到满偏，则此时电阻箱的读数________Ω；（保留两位有效数字）（4）将电压表的表盘改为电子秤的表盘，直接显示称量物体的质量，则电子秤的表盘刻度是________的（填“均匀”或“不均匀”）。【答案】①.2.0②.0.25③.B④.3.5⑤.均匀【解析】 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得U=E-IrU-I图像的截距为电动势，有E总=4.0V所以一节电池的电动势为E=2.0V斜率表示电源总内阻所以一节电池的内阻为（2）[3]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在I轴相交，故选B。（3）②[4]电压表达到满偏时滑动变阻器接入电路的阻值为R=12Ω，根据欧姆定律可得代入数据解得R0=3.5Ω（3）[5]根据平衡条件kx=mg根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流与电压表并联部分的电阻根据欧姆定律，电阻R1两端电压U=IR1联立解得电压表的示数为由此可知，所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系，所以电子秤的表盘刻度是均匀的。 12.有一用透明材料制成的中空圆柱体，内径为R，外径为2R，其截面如图所示，一束细单色光从圆柱面上的A点与直径成夹角射入，经折射后恰好与内柱面相切，已知真空中光速为c，不考虑光在圆柱体内的反射。求：（1）单色光在该材料中的折射率n；（2）单色光在该材料中传播时间t.【答案】（1）；（2）【解析】详解】（1）根据题意画出光路图如图所示在A点，入射角i=45°，折射角由折射定律有（2）光在透明材料中的传播速度光射到C点时入射角等于r，则光将从C点射出圆柱体，由几何关系可得则单色光在该材料中传播的时间 13.如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈的匝数分别为、，且，副线圈上接有的电阻。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈内阻不计，其匝数，面积，转动角速度。（1）从图示位置开始计时，写出发电机线圈中感应电动势e随时间t变化的瞬时表达式；（2）求发电机正常工作时电阻R的电功率P.【答案】（1）（V）；（2）10W【解析】【详解】（1）发电机线圈中感应电动势的表达式为（V）（2）根据变压器匝数比与电压的关系解得，变压器副线圈的最大电压为副线圈电压的有效值为则电阻的电功率为14.水平固定一光滑长杆，杆上P点正下方处固定一光滑定滑轮，一质量为的滑块A套在细杆上，下端系一长的轻质细绳绕过定滑轮，悬挂一质量为的小球B，用水平外力 F将滑块A拉至P点左侧C点，绳与竖直方向夹角，整个系统保持静止状态，已知，，，求：（1）水平外力的大小F；（2）撤去外力F后，A滑至P点时的速度大小v；（3）撤去外力F后，A滑至P点右侧后，B球速度达到最大时绳中张力大小T。【答案】（1）6N；（2）1m/s；（3）11N【解析】【详解】（1）水平外力F作用下，系统保持静止状态时，对A受力分析，如图所示由共点力平衡条件可得对B受力分析可得解得水平外力的大小为（2）A滑至P点时，B球运动到最低点，其速度为0。从撤去外力F到A滑至P点的过程中，对A、B组成的系统，由机械能守恒定律可得 解得v=1m/s（3）A滑至P点右侧后，A、B组成的系统机械能守恒，在水平方向上动量守恒。绳子先对A做负功，A的机械能减小，则B的机械能增加，当A、B同速时，B球上升到最高点，此后绳子仍对A做负功，当绳子变为竖直方向时，A的机械能最小，B的机械能最大，此时B处于最低点，重力势能最小，动能最大，则速度最大，设此时A、B的速度分别为、，则有解得，B相对A做圆周运动，由牛顿第二定律得解得15.如图，真空中有竖直放置的平行金属板、和水平放置的平行金属板、，金属板右侧有一垂直纸面的半径为的圆形磁场区域，圆心为。为板上一小孔，为水平金属板的中心线。大量质量为m、电荷量为q的带电粒子从板O处静止释放，经电场加速后由小孔进入、两板间。已知、间电压恒为U，、板长为2d，板间距离为d，两板间电压随时间变化如图乙所示，不计粒子重力及粒子间的相互作用。（1）求粒子到达点的速度大小v；（2）若粒子在平行金属板、间的运动时间为T，磁感应强度。求：①粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的差值；②所有粒子在磁场运动所经过区域的面积S。 【答案】（1）；（2）①，②【解析】【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理有可得，粒子到达点的速度大小为（2）①粒子在偏转电场中，竖直方向上的图像如下图所示由于粒子在平行金属板、间的运动时间为T，则粒子离开偏转电场时的竖直分速度恰好为零，即粒子水平从平行金属板、间离开。粒子进入圆形磁场后，根据洛伦兹力提供向心力有代入解得，粒子在磁场中运动的轨迹半径为粒子在磁场中运动的轨迹，如下图所示 根据几何知识可知，四边形为菱形，必是平行四边形，对边平行，OC必平行于(即竖直方向)，可知从A点发出的带电粒子必然经过C点，即所有的粒子都会聚集在C点。根据几何知识可得，则粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的差值为②所对应扇形的面积为三角形的面积为所对应扇形的面积为三角形的面积为则所有粒子在磁场运动所经过区域的面积为