2024届湖北省孝感市重点高中协作体高三六校联盟第三次联考物理试题

2024届湖北省孝感市重点高中协作体高三六校联盟第三次联考物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B 铅笔将试卷类型（B ）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请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、做竖直上抛运动的物体，在任意相同时间间隔内，速度的变化量( )
A ．大小相同、方向相同
B ．大小相同、方向不同
C ．大小不同、方向不同
D ．大小不同、方向相同
2、某行星为质量分布均匀的球体，半径为R ，质量为M 。

科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。

已知引力常量为G ，则该行星自转的角速度为（ ）
A ．310GM R
B ．311GM R
C ．31.1GM R
D ．GM R
3、如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n =200匝，副线圈匝数n 2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R 的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A ．通过电阻的交流电频率为100Hz
B ．电压表的示数为250V
C ．电流表的示数为0.25A
D ．每个电阻R 两端电压最大值为1252V
4、如图所示，在水平地面上O 点正上方的A 、B 两点水平抛出两个相同小球，两小球同时落在水平面上的C 点，不计空气阻力。

则两球
A ．可能同时抛出
B ．落在
C 点的速度方向可能相同
C ．落在C 点的速度大小一定不同
D ．落在C 点时重力的瞬时功率一定不同
5、如图所示，一条质量分布均匀的柔软细绳平放在水平地面上，捏住绳的一端用恒力F 竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度为v ，重力势能为E p (重力势能均取地面为参考平面)。

若捏住绳的中点用恒力F 竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度和重力势能分别为（ ）
A ．v ，E p
B ．2v ，2p E
C ．2v ，2p
E D ．22
v ，2p E 6、如图所示，abcd 为边长为L 的正方形，在四分之一圆abd 区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B 。

一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子从b 点沿ba 方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c 点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为
A ．qBL m
B ．2qBL m
C ．(21)qBL m
D ．21)qBL m
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、纸面内有一矩形边界磁场ABCD ，磁场方向垂直于纸面（方向未画出），其中AD =BC =L ，AB =CD =2L ，一束β粒子以相同的速度v 0从B 点沿BA 方向射入磁场，当磁场为B 1时，β粒子从C 射出磁场；当磁场为B 2时，β粒子从D 射出磁场，则（ ）
A．磁场方向垂直于纸面向外
B．磁感应强度之比B1：B2=5：1
C．速度偏转角之比θ1：θ2=180：37
D．运动时间之比t1：t2=36：53
8、如图所示为匀强电场中的一组等间距的竖直直线，一个带电粒子从A点以一定的初速度斜向上射入电场，结果粒子沿初速度方向斜向右上方做直线运动，则下列说法正确的是（）
A．若竖直直线是电场线，电场的方向一定竖直向上
B．若竖直直线是电场线，粒子沿直线向上运动过程动能保持不变
C．若竖直直线是等势线，粒子一定做匀速直线运动
D．若竖直直线是等势线，粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大
9、根据所学知识分析，下列说法正确的是（）
A．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体
B．晶体体积增大，其分子势能一定增大
C．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力
D．人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程
10、为探究小球沿光滑斜面的运动规律，小李同学将一小钢球分别从图中斜面的顶端由静止释放，下列说法中正确的是（）
A．甲图中小球在斜面1、2上的运动时间相等
B．甲图中小球下滑至斜面1、2底端时的速度大小相等
C．乙图中小球在斜面3、4上的运动时间相等
D．乙图中小球下滑至斜面3、4底端时的速度大小相等
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）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H （H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：
（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm．
（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．
（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g 及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．
12．（12分）某小组在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
(1)某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量从悬点到摆球上端的长度L=0.9997m，如图甲所示，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，則该摆球的直径为_______mm，单摇摆长为_______m
(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_____(填正确答案标号)
A．测量周期时，从摆球经过平衡位置计时误差最小
B．实验中误将49次全振动记为50次，则重力加速度的测量值偏大
C．质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的进行实验，测得的重力加速度误差较小
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。

v从右端滑上13．（10分）如图所示，在光滑的水平面上静置一长为L的木板B，上表面粗糙，现有滑块A以初速度
B，恰好未离开B，A的质量为m，B的质量为2m，求A与B上表面间的动摩擦因数μ。

14．（16分）如图所示，一束平行于直径AB的单色光照射到玻璃球上，从N点进入玻璃球直接打在B点，在B点反射后到球面的P点（P点未画出）。

已知玻璃球的半径为R，折射率n=3，光在真空中的传播速度为c，求：
①入射点N与出射点P间的距离；
②此单色光由N点经B点传播到P点的时间。

15．（12分）在地面上方足够高的地方，存在一个高度d＝0.5m的“相互作用区域”(下图中画有虚线的部分)．一个小圆环A套在一根均匀直杆B上，A和B的质量均为m，若它们之间发生相对滑动时，会产生F f＝0.5mg的摩擦力。

开始时A处于B的最下端，B竖直放置，A距“相互作用区域”的高度h＝0.8m，让A和B一起从静止开始下落，只要A 处于“相互作用区域”就会受到竖直向上、大小F＝3mg的恒力作用，而“相互作用区域”对处于其中的杆B不产生作用力。

杆B在下落过程中始终保持竖直，且杆的长度能够保证圆环A与杆不会分离。

不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求：(1)杆B的最下端刚进人“相互作用区域”时的速度大小；
(2)圆环A 通过“相互作用区域”所用的时间；
(3)为保证圆环A 在空中运动过程中始终与杆不会分离，杆的最小长度。

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、A
【解题分析】
试题分析：根据速度的公式v=v 0﹣gt 可得，
在任意相同时间间隔内，速度的变化量为△v=﹣g △t ，
即，速度变化的大小为g △t ，方向与初速度的方向相反，所以A 正确．
故选A ．
2、B
【解题分析】
由万有引力定律和重力的定义可知
12
=1.1Mm G mg mg R = 由牛顿第二定律可得
212Mm G mg mR R
ω-= 联立解得
3=11GM R
ω
故选B 。

3、C
【解题分析】
A ．由图乙知T = 0.02s ，则1f T
==50Hz ，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz ，A 错误； B ．由1122
U n U n =可知，电压表的示数 2211
n U U n ==125V B 错误；
C ．由于电压表
222U I R =
=0.5A 又1221
I n I n =，则电流表的示数 2121
n I I n ==0.25A C 正确；
D ．每个电阻R 两端电压最大值为
U mR =0.5×
=D 错误。

故选C.
4、D
【解题分析】
A ．平抛运动的时间由竖直高度决定，根据：
212
h gt = 可知两小球抛出高度不同，落地时间不同，不可能同时抛出，A 错误；
B ．平抛运动的末速度方向的反向延长线必过水平位移的中点，两小球平抛的水平位移相同，竖直位移不同，所以在
C 点的末速度方向不同，B 错误；
C ．平抛运动的末速度：
v ==
若A B v v =，则代入上述公式解得：2A B 4x h h =，有解，说明速度可以相等，C 错误； D ．落地C 点重力的瞬时功率：
2y P mgv mg t ==
两小球落地时间不同，落地时重力的瞬时功率不同，D 正确。

故选D 。

5、D
【解题分析】
重力势能均取地面为参考平面，第一次，根据动能定理有
2122
l Fl mg
mv -= 2P l E mg = 第二次，根据动能定理有
21242
l l F
mg mv '-= 4P l E mg '= 联立解得22
v v '=
，2p p E E '=，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

6、C
【解题分析】
粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过C 点，因此粒子出磁场时一定沿ac 方向，轨迹如图：
由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为
221)r L L L =-=
根据牛顿第二定律得：
200v qv B m r = 解得：0(21)qBL v m
-=
，故C 正确。

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、BD
【解题分析】
A ．由带负电的β粒子(电子)偏转方向可知，粒子在
B 点所受的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知，磁场垂直于纸面向里，A 错误；
B ．粒子运行轨迹：
由几何关系可知：
12
L R =
又： 22222(2)()R L R L =+-
解得：
2 2.5R L =
洛伦兹力提供向心力：
2
v qvB m R
= 解得：
mv B qR
= 故1221::5:1B B R R ==，B 正确；
C ．偏转角度分别为：
θ1=180°
224tan 1.53
L L θ== θ2=53°
故速度偏转角之比12:180:53θθ=，C 错误；
D ．运动时间：
2360360m t T qB
θ
θπ︒︒=⋅=⋅ 因此时间之比：
12122136:53
B t t B θθ== D 正确。

故选BD 。

8、BD
【解题分析】
AB ．粒子做直线运动，则粒子受到的合力与初速度共线，因此粒子一定受重力作用，若竖直直线是电场线，粒子受到的电场力一定竖直向上，粒子斜向右上做直线运动，因此合力一定为零，粒子做匀速直线运动，动能不变，由于粒子的电性未知，因此电场方向不能确定，选项A 错误，B 正确；
CD ．若竖直直线是等势线，电场力水平，由于粒子斜向右上做直线运动，因此电场力一定水平向左，合力与粒子运动的速度方向相反，粒子斜向右上做减速运动；粒子受到的电场力做负功，因此粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大，选项C 错误，D 正确。

故选BD 。

9、CD
【解题分析】
A ．多晶体和非晶体各个方向的物理性质都相同，金属属于多晶体，A 错误；
B ．晶体体积增大，若分子力表现为引力，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子势能减小，B 错误；
C ．水的表面张力的有无与重力无关，所以在宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，C 正确；
D ．在现代科技中科学家利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液品来研究高子的渗透性，D 正确。

故选CD 。

10、BC
【解题分析】
A ．设斜面与水平面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得加速度为
sin sin mg a g m
θθ== 甲图中，设斜面得高度为h ，则斜面得长度为 sin h L θ=
小球运动的时间为
t ===可知小球在斜面2上运动的时间长，故A 错误；
B ．达斜面底端的速度为
v at ==与斜面得倾角无关，与h 有关，所以甲图中小球下滑至斜面1、2底端时的速度大小相等，故B 正确；
C ．乙图中，设底边的长度为d ，则斜面的长度为
cos d s θ
= 根据212
s at =得
t == 可知=60θ︒和30时，时间相等，故C 正确；
D
．根据v =h 有关，与其他的因素无关，所以乙图中小球下滑至斜面4底端时的速度较大，故D 错误。

故选BC 。

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、7.25 d /t 022012g H t d
=或2gH 0t 02=d 2 【解题分析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm ，游标读数为0.05×5mm=0.25mm ，则小球的直径d =7.25mm ．
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B 处的瞬时速度
B d v t
＝； (3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH 0，动能的增加量
220
11()22k d E mv m t ＝＝ 若机械能守恒，有：
2020
112gH d t ⋅＝ 即
022
012g H t d = 12、9.6 1.0045 AB
【解题分析】
(1)[1][2]．由游标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整毫米数为9 mm ，游标尺中第6条刻度线与主尺刻度
线对齐，所以摆球的直径d =9 mm+6×0.1 mm=9. 6 mm ，单摆摆长为2
=+=d l L （0.999 7+0.004 8）m=1. 0045m 。

(2)[3]．单摆摆球经过平衡位置时的速度最大，经过最大位移处的速度为0，在平衡位置计时误差最小，A 项正确；实验中将49次全振动记成50次全振动，测得的周期偏小，则重力加速度的测量值偏大，B 项正确；摆球体积较大，空气阻力也大，不利于提高测量的精确度，C 项错误。

故选AB 。

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、203v gL
【解题分析】
对A 在木板B 上的滑动过程，恰好未离开B ，即滑至B 的左端与B 共速，根据动量守恒定律有
0(2)mv m m v =+
解得
013
v v = 由系统能量守恒有
2201
1(2)22
mgL mv m m v μ=-+
解得
203v gL
μ= 14、①3R ；②
6R c 【解题分析】 ①在B 点的反射光线与入射光线NB 关于AB 对称，则可知从P 点射出的光线与原平行于AB 的入射光线平行对称，作出光路图如图所示
由光路图知
1
22θθ=
由折射定律得
12
sin 3sin n θθ==解得
160θ=
230θ=
入射点N 与出射点P 间的距离为
12sin 3d R R θ==②该条光线在玻璃球中的路程
222cos 23s R R θ=⨯=
光在玻璃球中的速度
3
c v n == 光在玻璃球中的时间
6==s R t v c
15、 (1)4.0m/s(2)0.2s(3)1.2m
【解题分析】
(1)设A 和B 共同静止下落至“相互作用区域”的速度为v 1，则21v ＝2gh ，代入数据得 v 1＝4.0m/s
(2)A 在“相互作用区域”运动时，A 受到重力mg 、滑动摩擦力F f 和竖上向上的恒力F 作用，设加速度大小为a A ，运动时间为t ，根据牛顿第二定律有
mg ＋F f －F ＝ma A
代入数据得
a A ＝－15m/s 2 由位移公式有2112
A d v t a t =+，代入数据解得 t ＝0.2s ，t ′＝0.33s(不符题意，舍去)
(3)设B 在“相互作用区域”运动的加速度为a B ，A 刚离开“相互作用区域”时，圆环A 和直杆B 的速度分别为v A 和v B ，则：
mg －F f ＝ma B ，v B ＝v 1＋a B t ，v A ＝v 1＋a A t
代入数据解得
v A ＝1m/s ，v B ＝5m/s
此过程二者相对滑动的距离
21112
B s v t a t d =+- 代入数据解得
s 1＝0.4m
设A 离开“相互作用区域”后二者相对滑动过程的时间为t′，A 的加速度为'A a ，则 'f A mg F a m
+= A A B B v a t v a t '''＋＝＋
二者相对滑动的距离
''2'''2211()22
B B A A s v t a t v t a t =+-+ 代入数据解得
20.4s 0.8m t s '＝，＝
则杆的最小长度
121.2m
s s s
＝＋＝。