2023届湖北省武汉外国语学校等名校联盟高三下学期3月联合测评物理试题（Word版）

这是一份2023届湖北省武汉外国语学校等名校联盟高三下学期3月联合测评物理试题（Word版），共16页。试卷主要包含了某单相变压器等内容，欢迎下载使用。
本试题共7页，16题。满分100分。考试用时75分钟。
考试时间：2023年3月23日上午10：30-11：45
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，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。回答非选择题时，用签字笔或钢笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．关于物理概念和规律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．在高速、微观领域，牛顿运动定律仍然正确
B．在高速、微观领域，动量守恒定律不再适用
C．根据库仑定律可以求出带电体之间的静电力
D．变化的磁场产生电场，变化的电场无法产生磁场
2．下表是《国家学生体质健康标准》——高一年级男生50m跑评分表（单位：s）。我们可以把该测试简化为先匀加速起跑，达到最大速度后再匀速直线运动到终点的运动过程。若甲、乙两位同学匀加速起跑的时间均为2s，最终成绩分别为80分、60分，则甲、乙最大速度的比值为（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，直径为12cm的圆碗，中央的深度为8cm。将碗注满水后，在碗底中央放置一颗黄豆，眼睛在距离水面12cm的水平面上的位置1、2、3、4、5、6，观察碗中的黄豆。位置1在碗中央的正上方，相邻位置相隔6cm。已知水的折射率为，可以看到黄豆的位置是（ ）
A．仅有位置1、2、3B．仅有位置1、2、3、4
C．仅有位置1、2、3、4、5D．6个位置均可
4．某单相变压器（可视为理想变压器）铭牌上标明：额定容量为，电压为。原线圈接高压电网，现在副线圈上接入若干规格为“40W 220V”白炽灯，副线圈电路中定值电阻的阻值为。下列说法正确的是（ ）
A．该变压器原副线圈的匝数比为
B．变压器在额定状态下运行时，为使白炽灯正常工作，副线圈上应接入250盏白炽灯
C．减少接入副线圈的白炽灯盏数，白炽灯两端的电压会降低
D．由于电网电压波动，输入电压降低，为使白炽灯正常工作，应减小定值电阻的阻值
5．2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。中国空间站在距地面约390km的近圆形轨道上运行，运行轨道面与赤道面夹角约为，其运行方向和地球自转方向如图所示。已知地球表面的重力加速度大小约为，地球的半径为6400km，地球的自转周期约为24h，假设地球为质量分布均匀的球体。某次空间站依次经过赤道上的A地和B地（图中未画出）上空，两地相距约为（ ）
A．1300kmB．2600kmC．6400kmD．18800km
6．“蛟龙号”是我国首台自主设计的深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，也是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器。某潜水器的贮气筒与水箱相连，当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水器浮起。已知该潜水器贮气筒的容积为，其上的气压表显示内部贮有压强为的压缩空气，在一次潜到海底作业后的上浮操作中利用筒内的压缩空气将水箱中体积为的水排出了潜水器的水箱，此时气压表显示筒内剩余空气的压强为。若在排水过程中压缩空气的温度不变，大气压强，重力加速度大小为，海水的密度为。潜水器所在海底位置的深度为（ ）
A．195mB．200mC．205mD．210m
7．如图所示，重量为G、边长为a的匀质正方形薄板的一个顶点上系着一根长度也为a的细绳，细绳的另一端与光滑竖直墙面相连，把薄板的一个顶点靠在墙上，使细绳与薄板平面处在同一竖直平面内。当薄板平衡时，绳与墙面的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．绳与墙面的夹角满足
B．墙对薄板的作用力大小为3G
C．细绳的拉力大小为
D．保持其他条件不变，将薄板与墙壁的接触点稍稍上移，薄板仍能平衡
8．电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其原理如图所示。在水平面内固定两根间距为L的光滑平行金属导轨（导轨足够长且电阻忽略不计），导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），在导轨的左端接入电动势为E的电源（内阻不计）和电容为C的电容器。质量为m的金属棒（即炮弹），垂直静置在导轨上，首先开关S接1，使电容器完全充电，然后将开关S接至2，金属棒开始向右运动。在金属棒沿导轨运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（ ）
A．开关S接1，通过电容器的电流逐渐减小至0
B．为使金属棒向右弹射，磁感应强度的方向垂直导轨平面向上
C．开关S接2，在金属棒弹射的过程中，电容器储存的电能主要转化为金属棒的动能
D．金属棒弹射出时的速度为
9．如图所示是用于分析气体分子组成的一种质谱仪。某中性气体分子在电离室A中被电离成等离子体（即电荷量均为q的正、负离子），这些离子从缝飘出（飘出速度可视为0），进入电势差为U的加速电场，从缝垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场。当双刀双掷开关的触刀掷向1、2时，离子经过半个圆周后打在底片上的P点；当双刀双掷开关的触刀掷向3、4时，离子打在底片上的Q点。已知缝与P之间的距离为，缝与Q点间在沿平行方向上距离为，磁场宽度为d。不计离子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．打在P点的离子是负离子
B．打在Q点的离子是负离子
C．打在P点的离子的质量为
D．打在Q点的离子的质量为
10．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，a、b两质点的平衡位置相距12m。时，a点位于最高点，b点的位移恰好为零，速度方向垂直x轴向下。时，a点的位移恰好为零，速度方向垂直x轴向下，b点位于最低点。若质点振动的振幅为A，下列说法正确的是（ ）
A．简谐横波的波长一定小于或等于16m
B．质点振动的周期一定小于或等于2s
C．简谐横波的传播速度可能是24m/s
D．质点a的振动方程可能满足
11．如图（a）所示，质量分别为1kg、2kg、3kg的三个物块A、B、C叠放在光滑水平面上，一根轻绳跨过固定在竖直墙上的轻质定滑轮恰好水平连接着物块A和C。现对物块B施加一水平拉力F，物块A、B、C的加速度a与水平拉力F的关系如图（b）所示（以水平向右为正方向）。已知重力加速度的大小，不计绳与滑轮间的摩擦，则物块A、B间的动摩擦因数，物块B、C间的动摩擦因数可能为（ ）
A．，B．，
C．，D．，
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12．（6分）如图（a）所示，某同学设计了测量物块与桌面间动摩擦因数的实验，所用器材有：力传感器、带有定滑轮的长木板、物块（固定着定滑轮）、砂和砂桶、刻度尺、打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：
（1）关于本实验，下列操作要求必要的是（ ）
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，进行阻力补偿
C．令物块靠近打点计时器，先接通电源，再释放物块，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小实验误差，一定要保证砂和砂桶的质量远小于物块的质量
图（a）
（2）某次实验时，得到了如图（b）所示的点迹清晰的一条纸带，图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出），则物块的加速度为________（结果保留3位有效数字）。
图（b）
（3）改变砂和砂桶的质量，多次测量，根据实验数据作出物块的加速度a与力传感器示数F的图线，如图（c）所示。则物块与桌面之间的动摩擦因数________。（可用图中的、和重力加速度g表示）
图c
13．（9分）某同学在实验室探究二极管的伏安特性。
图（a）
（1）为了粗测二极管的正向电阻，该同学将多用电表的选择开关旋到电阻“”挡，当指针偏转角度较大时，红表笔连接的是二极管的________极（选填“正”或者“负”）；此时，多用电表的指针如图（a）所示，二极管的正向电阻为________。
（2）用伏安法描绘二极管在0~3V范围内的正向伏安特性曲线，器材如下：
电压表V（量程，内阻约）
电流表A（量程10mA，内阻约）
滑动变阻器R（总电阻约为）
电源E（电动势6V，内阻不计）
开关S，导线若干
请在答题卡上将图（b）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图。
图（b）
（3）二极管的正向电压伏安特性曲线如图（c）所示，现将两个相同的二极管串联在电路中，如图（d）所示。已知电阻，电源的电动势（内阻不计），通过二极管D的电流为________mA，电阻消耗的功率为________mW。（结果保留2位有效数字）
图（c） 图（d）
14．（11分）2022年12月，美国能源部官员宣布：加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益”，这一突破帮助人类在实现零碳排放能源的进程中迈出关键一步。太阳之所以能发光并辐射出巨大的能量，就是内部氢核聚变的结果。
（1）氢核聚变的核反应方程为，的质量为，的质量为，的质量为，的质量为，。求该反应释放的核能约为多少MeV？（结果保留2位小数）
（2）假定地球单位面积接受太阳直射能量的功率为，地球到太阳的距离为r，太阳可用于氢核聚变的质量为m，光在真空中传播的速度为c，请估算太阳的寿命。
15．（14分）如图所示，质量为的小车静止在水平面上，将质量为m、带正电的小球（可视为质点）从如图位置由静止释放，小球竖直下降距离r后从A点进入左侧半径为r的半圆弧轨道，之后从B点飞出，接着紧贴右侧的半圆弧轨道的C点进入圆弧槽内（小球恰好与C点不接触），并落在圆弧的最低点。已知在小车上的B点、C点固定着竖直放置的带缝隙的平行板电容器（足够高），其两板之间电压为U，其间有水平向右的匀强电场，电容器外的电场均可忽略不计，小球可从电容器缝隙间无障碍通过，且小球在匀强电场中所受电场力的大小等于其所受重力的大小。不计一切摩擦，重力加速度大小为g，求
（1）小球经过B点时的速度的大小；
（2）平行板间电场强度E的大小；
（3）右侧半圆弧轨道的半径R。
16．（16分）如图所示，质量为的物块A经一轻质弹簧与下方地面上的物块C相连，弹簧的劲度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物块A，另一端悬挂一个质量为的物块B。现对B施加外力，令A、B都处于静止状态，A上方的绳沿竖直方向，弹簧处于原长。现释放B，经时间，A运动到最高点，此时C恰好未离开地面。已知劲度系数为k、形变量为x的弹簧具有的弹性势能，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。
（1）求物块C的质量；
（2）求物块A上升过程中的最大速度；
（3）已知弹簧振子简谐振动的周期（其中M为振子质量，k为弹簧劲度系数），当A运动到最高点时，物块B恰好脱落，求物块A第一次回到出发点需要多长时间（用表示）。
2023届高三三月联合测评
物理试卷参考答案与评分细则
评分说明：
1．考生如按其他方法或步骤解答，正确的，同样给分；有错的，根据错误的性质，参照评分参考中相应的规定评分。
2．计算题只有最后答案而无演算过程的，不给分；只写出一般公式但未能与试题所给的具体条件联系的，不给分。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．C2．B3．B4．D
5．D6．A7．C8．ACD
9．AD10．AB11．BD
1．C【解析】在高速、微观领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律依然成立；库仑定律描述的是点电荷之间的作用力，但是根据它可以求出带电体之间的静电力；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。综上，正确选项为C。
2．B【解析】设同学的最大速度为v，由题意得，则，代入数据，甲、乙最大速度之比为。正确选项为B。
3．B【解析】光由水射向空气，临界角为C，满足，而光由黄豆射向碗的边沿，，显然光没有发生全反射；由折射定律，解得，即，由几何关系，在水面上方12cm，与位置2右侧距离16cm的范围内，均可观察到黄豆。正确选项为B。
4．D【解析】铭牌显示：，，所以：；变压器在额定状态下运行时，为使白炽灯正常工作，加在定值电阻上的电压为，电流为，而白炽灯的额定电流为，副线圈上应接入白炽灯盏；减少接入副线圈的白炽灯盏数，副线圈上电流减小，固定电阻上的电压减小，白炽灯两端的电压会升高；由于电网电压降低，为使白炽灯正常工作，应减小固定电阻的阻值R。综上，选项D正确。
5．D【解析】万有引力提供空间站圆周运动的向心力，故。而处于地球表面的物体，万有引力约等于重力，即，解得空间站的周期。地球自转的角速度，空间站经过赤道上的A、B两地上空，经过的时间为，地球自转的弧度，两地相距，解得。正确选项为D。
6．A【解析】压缩空气的压强，体积，为排出水箱中的水，变成压强的压缩气体，体积为，根据玻意耳定律，排水过程中排出压强的压缩空气的体积。设潜水艇所在处水的压强为，则压强、体积为的压缩空气，变成压强为的空气的体积。根据玻意耳定律，有，联立，解得。设潜水艇所在海底位置的深度为h，因，解得。选项A正确。
7．C【解析】木板受到竖直向下的重力，水平向右的支持力，细绳的拉力，如图所示。由三力汇交原理，三力交于一点。由几何关系，解得。显然，，，解得，。正确选项为C。
8．ACD【解析】开关S接1，电容器充电，充电电流逐渐减小至0；开关S接2，电容器放电，金属棒中的电流方向由上至下，而金属棒向右运动，由左手定则，磁感应强度的方向垂直导轨平面向下；开关S接2发射金属棒的过程，电容器储存的电能主要转化为金属棒的动能；开关S接1，电源对电容器充电，电容器所带电荷量。开关S接2，电容器通过金属棒放电，金属棒向右做加速度逐渐减小的加速运动，最终速度为v。此时，金属棒匀速切割磁场产生的感应电动势与电容器两端的电压相等，设为U，则，电容器所带电荷量，电容器放电量为。设该过程中某一时刻，流过金属棒的电流为i，作用在金属棒上的安培力为，在时间内，对金属棒，由动量定理，对上式累加求和，有，即。由电路知识，联立解得。
综上，选项ACD正确。
9．AD【解析】由左手定则，打在P点的离子是负离子，打在Q点的离子是正离子；离子在电场中加速，有，离子在磁场中匀速圆周运动，有，解得。打在P点的离子，半径，质量；打在Q点的离子，半径为，由几何关系，解得，质量。
综上，选项AD正确。
10．AB【解析】由题意，，解得，即。选项A正确；
又，解得，即。选项B正确；
而，解得，简谐横波的传播速度不可能是24m/s。选项C错误；质点a的振动满足方程，选项D错误。正确选项为AB。
11．BD【解析】由图中信息可得，拉力，若物块A、B一起滑动，对系统A、B有，对C有，解得。拉力，物块A、B发生相对滑动，对A有，对B有，对C有，解得。
拉力，若物块B、C一起滑动，对系统B、C有，对C有，解得。拉力，物块B、C发生相对滑动，对C有对B有，对A有，解得。
综上，选项BD正确。
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12．（1）C（2分）（2）（2分）（3）（2分）
【解析】（1）实验中用力传感器测量物块所受的拉力，不需要再用天平测量砂和砂桶的质量。选项A错误；本实验的目的是测量物块与桌面之间的动摩擦因数，所以不需要进行阻力补偿。选项B错误；物块靠近打点计时器，先接通电源，再释放物块，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数。选项C正确；实验中有力传感器测量物块所受的拉力，砂和砂桶的质量不需要远小于物块的质量。选项D错误。正确答案为选项C。
（2）两计数点间还有四个点没有画出，故，由逐差法可得
（3）对物块，根据牛顿第二定律，即。由图像得，
解得：。
13．（1）负（1分），（1分）
（2）如图所示（3分）
（3）（2分），16（2分）。
【解析】（1）当指针偏转角度较大时，二极管正向导通，根据多用电表内部结构可知，此时红表笔（内部电源的负极）应与二极管的负极相连；表盘上的读数为，再乘以倍率，所以，电阻为。
（2）二极管正向电阻约为，，应选用安培表内接法；为调节方便，滑动变阻器应选用分压式接法，电路如图。
（3）设二极管两端的电压为，流过二极管的电流为。由闭合电路欧姆定律，有，代入数据，解得（单位：mA）。在图（c）中描绘出该图线，其与二极管的伏安特性曲线的交点即为工作点。故二极管两端的电压为，，通过二极管的电流为；电阻上的电压，功率。
14．解：（1）该反应中质量亏损
2分
由质能方程
2分
代入数据，该反应释放的核能
2分
（2）太阳每秒钟辐射的能量
1分
太阳每秒钟减少的质量
1分
太阳的寿命
1分
解得
2分
15．解：（1）小球从释放至运动到B点，小球和小车组成的系统水平方向动量守恒
1分
解得
系统机械能守恒
2分
解得
1分
（2）小球在电场中竖直向上运动
1分
小车的加速度
1分
小车的位移
1分
设小球的位移为x，由动量守恒定律，有
1分
设BC距离为d，则
根据匀强电场的特点
1分
解得
1分
（3）小球运动到C点，在水平方向上
1分
系统水平方向动量守恒，有
以车为参考系，小球做斜抛运动，其水平初速度为
水平方向
1分
竖直方向
1分
解得
1分
16．解：（1）初始位置弹簧形变量为0，当A运动至最高点时，弹簧伸长量为，以A、B及弹簧为系统，机械能守恒
2分
分析C的受力，有
2分
所以1分
（2）物块A上升至平衡位置速度最大，对系统A、B，由功能关系
2分
解得2分
（3）物块B脱落后，系统处于新的平衡位置时，弹簧压缩量为，即1分
故物块A从最高点开始振动的振幅
1分
回到出发点下降的距离为
1分
由题意
1分
由振动知识
1分
由可知
1分
解得1分等级
优秀
良好
合格
单项得分
100
95
90
85
80
78
76
74
72
70
68
66
64
62
60
成绩