2024届重庆巴中联盟高三三模物理试卷+答案

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注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B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，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.图1甲所示是古代某次测量弓力时的情境，图乙为其简化图，弓弦挂在固定点O上，弓下端挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳，重物质量增减时弓弦始终处于弹性限度内，不计弓弦的质量和O点处的摩擦，忽略弓身的形变，则
A.若减少重物的质量，OA与OB的夹角不变
B.若增加重物的质量，OA与OB的夹角减小
C.若减少重物的质量，弓弦的长度不变
D.若增加重物的质量，弓弦的长度变短
2.如图2，一定质量的理想气体，原来处于A态，现经过如下两个过程变化到C态。过程一：先等容变化到B态再等压变化到C态；过程二：先等压变化到D态，再等容变化到C态。图中两条虚线代表两条等温线，则下列说法正确的是
A.两个过程气体对外做功相等
B.两个过程气体吸收的热量相等
C.两个过程气体增大的内能相等
D.若C态的压强、体积分别是A态的2倍，则C态的热力学温度是A态的2倍
物理·第1页 (共8页)3.中国空间站工程“巡天”望远镜(简称CSST)，日常工作时与空间站共轨独立飞行，且与空间站保持适当距离，在需要时主动与“天宫”交会对接。已知地球半径为R，空间站圆形轨道距地球表面高度为h (小于地球同步卫星圆形轨道距地球表面的高度h')，地球同步卫星周期为T'，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球自转。下列说法正确的是
A.若CSST 日常工作时位于“天宫”后方，则仅通过喷气加速即可与“天宫”快速对接
B.CSST 日常工作时向心加速度比同步卫星的向心加速度小
C. CSST 日常工作时运行周期为 2πℎ3gR2
D.地球同步卫星满足： R+ℎ'3T'2=gR24π2
4.B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图3为探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点 M。已知此超声波的频率为 2×10⁷Hz,下列说法中正确的是
A.超声波在血管中的传播速度为 2.8×10⁶m/s
B.t=1.5×10⁻⁷s时，质点M恰好在平衡位置向上振动
C.质点M的振动方程是 y=0.4sin4π×10⁷tmm
D.0∼1.625×10⁻⁷s内质点 N运动的路程为3.2mm
5.取无穷远处电势为0，在x轴上固定有两个点电荷，x轴负半轴上电势随位置的分布如图4所示，已知在x₁处图像的切线平行于x轴，则
A.在x轴负半轴上，x₁处的电场强度最大
B.两点电荷可能带同种电荷
C.将负试探电荷沿+x方向移动到x₁处，电场力做负功
D.两点电荷中正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量
物理·第2页 (共8页)6.磁聚焦法测量电子比荷的装置如图5 所示。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极 K和有小孔的阳极A。在A、K之间加大小为U₀的电压，对电子进行加速 (初速度视为零)，电子由阳极小孔高速射出；在尺寸很小的电容器C的两极板间加一不大的周期性交变电场，使不同时刻通过这里的电子速度方向发生不同程度的微小偏转，在电容器右端和荧光屏之间加一沿轴线方向 (图中水平虚线)的匀强磁场，进入磁场的电子会沿不同的螺旋线运动，每绕行一周后都会到达同一位置聚焦，电容器到荧光屏的水平距离为l，调节磁感应强度的大小为B时，可使电子流的第一个焦点落在荧光屏S上。(不计电子所受的重力和电子间的相互作用，当θ非常小时满足( csθ=1,sinθ=θ。)下列说法正确的是
A.带电粒子所受洛伦兹力的方向与轴线不垂直
B.不同时刻进入电容器的电子运动轨迹一定不同
C.利用该设备测出电子的比荷 em=8π2U0l2B2
D.若电子经过电容器后偏离轴线方向的最大角度为θ，该装置中带电粒子螺旋运动段的玻璃管内径 (直径)应满足 D≥θlπ
7.如图6，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在地面上，另一端固定一质量为m₁ 的托盘，在托盘上放置一质量为m₂的小物块，系统静止时弹簧顶端位于B点 (未标出)。t₀时刻对小物块施加竖直向上的外力F，小物块由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，重力加速度为g。以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向，建立坐标轴。t₁时刻物块与托盘脱离，下列图像中能正确反映外力F、物块与托盘之间的作用力 FN的大小随小物块位置坐标x或时间t变化的是
物理·第3页 (共8页)二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如图7甲所示，轻质细线吊着正方形闭合线圈 (上、下边均水平)，正方形线圈左右两边中点a、b连线以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。正方形线圈的质量m=0.5kg、边长L=0.5m、匝数n=4、总电阻r=2Ω, 取重力加速度大小 g=10m/s²,下列说法正确的是
A.0~4s时间内线框中感应电流沿逆时针方向
B.0~4s时间内线框中感应电动势大小E=0.5V
C.2s末细线对正方形线圈的拉力大小 FT=5.25N
D.2s末细线对正方形线圈的拉力大小 FT=6N
9.2023年8月 18日，世界首条35千伏公里级超导输电示范工程首次实现满负荷运行，刷新了我国商用超导输电工程最大实际运行容量的纪录。如图8是某输电线路的简化图，两理想变压器的匝数比分别为 n₁:n₂=1:3,n₃:n₄=3:1,，M、N间接入电压有效值恒为U的正弦交变电源，a、b、c三个电阻的阻值相等。则
A.电源功率P一定时，输电电压U加倍，则流过电阻b的电流减半
B.电源功率P一定时，输电电压U加倍，则电阻b损耗的功率减半
C.M、N间电压U一定时，电阻c两端的电压为 919U
D.M、N间电压U一定时，电阻c两端的电压为 910U10.如图9甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点 A、B 接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点 B 与车轮圆心距离为 R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，d≤R，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点 A、B均视为质点，则
A.气嘴灯在最低点能发光，其他位置一定能发光
B.气嘴灯在最高点能发光，其他位置一定能发光
C.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 kdmR
D.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 kd+2mgmR
三、非选择题:共5 小题,共57分。
11.(7分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
(1)如图10所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是 (填选项前的字母)。
A.单缝、滤光片、双缝、光屏 B.单缝、双缝、滤光片、光屏
C.滤光片、单缝、双缝、光屏 D.滤光片、双缝、单缝、光屏
(2)在实验中观察到的干涉条纹如图11甲所示，转动手轮，分划板上的刻度线处于x₁、x₂位置时，螺旋测微器对应的示数如图乙、丙所示，图丙读数： x₂=mm。已知双缝间距离为d，双缝到光屏的距离为 L，实验测得光的波长λ= (结果用x₁、x₂、d、L表示，不能引入新的字母)。
物理·第5页 (共8页)
(3)若在另一次实验操作中，发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丁所示，则此情形下波长的测量值 (填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
12.(9分)某实验小组通过实验探究一个热敏电阻的特性，图12甲为探究电路，热敏电阻RT处在虚线所示的温控室中。
(1)实验前,将滑动变阻器R₁ 的滑片移到 (填“a”或“b”)端;实验时,记录温控室的温度t，将S₂打到1，闭合S₁，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I₀；保持滑动变阻器的滑片位置不变，将S₂打到2，调节电阻箱R₂，使电流表的示数仍为I₀，记录此时电阻箱的示数R，即为热敏电阻的阻值。
(2)上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻的测量值 (填“大于” “等于” 或“小于” ) 真实值。
(3)多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组数据，作出R-t图像如图乙所示。当温度不同时，热敏电阻的灵敏度 (即电阻值随温度的变化率 |ΔRΔt|)存在着较大的差异，要使热敏电阻传感器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间。在下列温度区间中，灵敏度最大的是 。
A. 20°C~40°C B. 40°C~60°C
C. 60°C~80°C D. 80°C~100°C
物理·第6页 (共8页)(4)小巴同学发现可以利用该电路测量温度。将S₂打到1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，当温控室的温度为110°C时，电流表恰好满偏；当温控室的温度为60℃时，电流表恰好半偏；当电流表指在满偏的 14时，温控室的温度为 °C (结果保留2位有效数字)。
13.(10分)光纤通信具有通信容量大、传输距离远等优点。如图13所示，一条长直光导纤维的长度为d，一束单色光从右端面中点以θ的入射角射入时，恰好在纤芯与包层的分界面发生全反射，且临界角为C。已知光在空气中的传播速度等于真空光速c。包层的折射率未知，求：
(1)纤芯的折射率n;
(2)若从右端射入的光能够传送到左端 (无损失)，求光在光导纤维内传输的最长时间和最短时间。
14.(13分)相对传统的护林员巡查，无人机巡查具有效率高、地形适应能力强等优势。如图14，某次巡查中，质量为m的无人机从地面由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，2t₀时刻开始向上做匀减速直线运动，3t₀时刻到达距离地面高h处，速度恰好为零。这一过程中无人机受到向上的升力大小可以通过程序控制，无人机受到的空气阻力与速率成正比，即f=kv，其中k为已知常数，已知重力加速度为g。
(1)求0~2t₀时间内无人机的加速度大小及这段时间内升力的最大值Fm;
(2) 若 2t₀∼3t₀时间内升力对无人机做的功为W，求这段时间内空气阻力对无人机做的功 Wf；
(3)求整个运动过程中升力的冲量大小I。
15.(18分)如图15所示，间距L=1m的两平行光滑金属导轨，x轴平行于导轨，y轴垂直于导轨。在x=0位置有一宽度不计的光滑绝缘薄层隔开左右两部分电路，一质量为 mₐ=2kg的金属棒a静止置于其上 (开始时未接触导轨)。在y轴右侧区域的导轨间存在垂直纸面向外、大小为B的非匀强磁场, 满足B=0.5x(T) 变化。质量为 mb=1kg金属棒b垂直导轨静止于 x₁=0.5m处，导轨右侧的恒流源始终为电路提供恒定的电流I=8A (方向如图中箭头所示)。在两轨道中存在一劲度系数为k=8N/m的轻质弹簧，弹簧左端固定在 x₂=−0.5m的位置，右端与金属棒a相连。忽略一切阻力，金属棒a与金属棒b发生的均为弹性碰撞。已知弹簧振子做简谐振动的回复力与位移关系满足公式 F=−mω²x,其中m为振子质量，ω为简谐振动的圆频率，x为位移。劲度系数为k的弹簧形变为x时弹簧的弹性势能为 Ep=12kx2。求:
(1)金属棒b第一次到达y轴 (还未与a相碰)时的速度大小v₀；
(2)金属棒a第一次将弹簧压缩至最短时弹簧的形变量；
(3)以金属棒a与金属棒b第一次碰撞为计时起点，求金属棒b的位置坐标随时间变化的函数方程。(提示：先明确b棒的运动性质)