2024届湖南省湘东九校高三上学期11月联考全真演练物理试题

2024届湖南省湘东九校高三上学期11月联考全真演练物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
光纤准直器是光通讯系统中的一种重要组件，它的作用是将光纤内传输来的发散光转变成准直光（平行光），其简化工作原理如图所示，棱镜的横截面为等腰三角形，从光纤一端射出三束相同的单色光a、b、c，b光与棱镜的中心线重合，a、c光恰好分别入射到上、下侧面的中点，经棱镜折射后与中心线平行。

已知棱镜横截面的底角和入射光与中心线的夹角均为，棱镜底边长为d，光在真空中的传播速度为c，则（ ）
A．棱镜对光的折射率为B．棱镜对光的折射率为
C
．b光通过棱镜需要的时间为D．a光通过棱镜需要的时间为
第(2)题
骑行是当代年轻人喜欢的一种户外运动，如图所示，骑行者用手机软件记录了某次户外骑行的情况，从A点到B点总长为
（可视为直线距离），用时约为2小时30分钟，最大的速度大小为，骑行者从静止开始运动。

下列说法正确的是（　
　）
A．研究骑行者从A点到B点所用的时间，不能将他看成质点
B．从A点到B点的平均速度大小为
C．骑行者遇到红灯减速前进时，速度方向与加速度方向相同
D．若开始运动到最大速度的过程可视为匀加速直线运动，用时，则加速度大小为
第(3)题
小球A、B通过一条轻绳跨过定滑轮连接，它们穿在一根竖直杆上。

当小球A、B平衡时，连接两球的轻绳与竖直杆的夹角分别为和。

不计所有接触面间的摩擦，若小球A的质量为，则小球B的质量为（ ）
A
．B．C．D．
第(4)题
一种电磁驱动的无绳电梯简化模型如图所示，光滑的平行长直金属轨道固定在竖直面内，下端接有电阻，导体棒垂直跨接在轨道上，匀强磁场的方向垂直轨道平面向里。

磁场以速度v匀速向上移动，某时刻导体棒由静止释放，导体棒始终处于磁场区域内，轨道和导体棒的电阻均不计、接触良好，则（）
A．导体棒向上运动的速度可能为v
B．导体棒在磁场中可能先下降再上升
C．安培力对导体棒做的功大于导体棒机械能的增量
D．安培力对导体棒做的功可能小于回路中产生的热量
第(5)题
如图所示，古代北方播种后，用驴拉两个小石磙压土埋麦种，以利于麦种发芽。

简化图如图乙所示，AB平行于轻杆CD，轻绳AC、BD长度相同。

若轻绳长为2.01m，两石磙相同，整体（含轻杆）的总质量为21kg，与地面间的摩擦力大小是其对地面正
压力的，，，B、D两点的高度差为1m，g取，不计其他摩擦，则石磙做匀速直线运动时每根轻绳
上的拉力大小约为（ ）
A．20.5N B．24.5N C．30.2N D．36.2N
第(6)题
热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。

如图是一学习小组设计的模拟电路，为加热电阻丝，为正温度系数的热敏电阻（温度越高电阻越大），C为电容器。

S闭合后，当温度升高时（ ）
A．电容器C的带电荷量增大
B．灯泡L变暗
C．电容器C两板间的电场强度减小
D．消耗的功率增大
第(7)题
如图甲所示为手机无线充电的工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。

已知受电线圈的匝数为50匝，电阻，在它的两端接一阻值的电阻。

设在送电线圈上的端接入交流电源时，受电线圈中的磁通量随时间变化规律如图乙
所示，下列说法正确的是（）
A．时受电线圈中产生的电动势为0
B．电压表的示数为
C．一个周期的时间内上产生的焦耳热为
D．之间流过电阻的电荷量为0
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
烟花飞上天后在天空中爆炸。

当烟花从水平地面斜飞向天空且恰好沿水平方向运动的瞬间，突然炸裂成一大一小P、Q两块，且质量较大的P仍沿原来方向飞出去，下列说法正确的是（ ）
A．炸裂时，质量较大的P受到的内力更大
B．炸裂过程烟花水平方向动量守恒
C．炸裂后，P飞行的水平距离较大
D．炸裂后，P、Q两块同时落地
第(2)题
如图，正方形的四个顶点A、B、C、D分别固定等量的点电荷，其中A、B处的点电荷带正电，C、D处的点电荷带负
电，M、N为AB边的三等分点，O点为正方形的中心点，取无穷远电势为零。

下列说法正确的是（）
A．O点的电势为零B．O点的场强为零
C．M、N两点的电势相同D．M、N两点的场强相同
第(3)题
两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。

边长为0.1m、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。

已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场。

线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。

下列说法正确的是（）
A．磁感应强度的大小为T
B．导线框运动速度的大小为
C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D．在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道
间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。

轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有
一开关。

轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细
线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。

闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。

此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。

两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。

空气阻力不计，不考虑装置自感。

求:
（1）电池电动势E的大小；
（2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小；
（3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q；
（4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。

第(2)题
在如图所示区域，区域为沿轴负向的匀强电场，场强为E，区域为方向垂直纸面向外的匀强磁场，电场与
磁场中间部分为无场区，一带正电的粒子从以水平速度开始运动，从点第一次出电场，过点时速度方向与轴正方向夹角为，此粒子经过一系列运动后仍能回到A且继续做周期性运动。

（粒子重力不计）
（1）求该粒子的比荷和磁场区的磁感应强度；
（2）若将磁场的上边界向下平移一段距离，下边界位置不变，粒子将不能再回到A点但仍做周期性运动，其整体运动将沿轴漂移，现定义一个周期内粒子的位移与周期的比值为漂移速度。

求粒子可能出现的最大漂移速度，并说明漂移方向。

第(3)题
进入21世纪以来，航空航天技术得到了突飞猛进的发展，实现火箭回收利用，是一项前沿技术和热点技术。

火箭对地碰撞力很大，为了减缓回收时碰撞，一种方案是在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。

该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈；②火箭主体包括绝缘光滑缓冲轨道、和超导线圈（图中
未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。

当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。

现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。

线圈的电阻为R，其余电阻忽略不计，
边长为d，火箭主体质量为M，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。

求：
（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈产生的电动势；
（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；
（3）火箭主体的速度从v减到零的过程中系统产生的电能。

第(4)题
大气层是地球最外部包围着海洋和陆地的气体圈层，可分为对流层、平流层和高层大气，厚度在1000千米以上，与液体中的压强类似，地球表面的大气压可认为是对流层空气受到地球的引力而产生的。

地球可看作半径的均质球体，测得地球表面的大气压，空气的平均分子量为29，对流层空气的平均密度，已知阿伏加德罗常数
，取重力加速度大小，求：
（1）对流层的厚度h（保留两位有效数字）；
（2）对流层空气分子间的平均距离d（保留一位有效数字）。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
用伏安法测定一个待测电阻（阻值约为200Ω）的阻值，要求结果尽可能准确．实验室提供如下器材：
A．电池组E（电动势3V，内阻不计）；
B．电流表A1（量程0～15mA，内阻约为10Ω）；
C．电流表A2（量程0～300uA，内阻为1000Ω）；
D．滑动变阻器R1（阻值范围0～20Ω，额定电流为2A）；
E．电阻箱R2（阻值范围0～9999Ω，额定电流为1A）；
F．开关S、导线若干．
（1）将电流表A2与电阻箱R2串联，改装成一个量程为3.0V的电压表，需将电阻箱R2的阻值调到__．
（2）在方框中完整画出测量R阻值的电路图，并在图中标明器材代号_______．
（3）调节滑动变阻器R1两电流表的示数如图所示，可读出电流表A1的示数为__mA，电流表A2的示数为__μA，测得待测电阻的阻值为__Ω（结果保留一位小数）
第(2)题
现要测量一个量程为0~200μA电流表G的内阻r g，并对测量误差进行定量探究。

实验室准备的仪器有：
待测电流表G；
电源（电动势3.0V，内阻不计）；
滑动变阻器R1（最大阻值为20kΩ）；
电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω）；
开关S1、S2，导线若干。

（1）该同学的实验电路图如图甲所示，请在图乙中连接电路实物图__________。

（2）有以下操作步骤：
①断开S2，闭合S1，调节R1，使电流表G满偏。

②将R1调到最大。

③连接好电路。

④断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。

⑤闭合S2，调节R2，使电流表G的示数为100μA，此时，电阻箱示数如图丙。

上述操作步骤正确的顺序为__________；测得电流表G的内阻r g＝__________Ω。

（3）误差探究：设电源电动势为E，电流表G的满偏电流记为I g，内阻记为r g，电流表G的指针指在100μA时电阻箱的读数记为R20。

则__________（用I g、r g、E表示）。

根据探究结果知，为了减小本实验误差，应尽可能选用电动
势__________（填“较大”或“较小”）的电源。