安徽省定远县重点中学2024届高三第三次检测物理试题（含解析）

2024届高三第三次检测物理试题
一、单选题（共28分）
1．（本题4分）如图所示，水平圆盘上放置一物体，用一轻质弹簧将该物体和圆盘中心固连，此时弹簧处于拉伸状态，圆盘能绕通过其中心的竖直轴自由转动现让圆盘从静止开始缓慢加速转动，直到与圆盘发生相对滑动，则在此过程中与圆盘间的摩擦力( )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直增大 D. 一直减小
2．（本题4分）在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“墓地轨道”，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源．如图所示，2022年1月22日，我国实践21号卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号G2卫星后，成功将其送入“墓地轨道”．已知转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于P、Q点，则北斗二号G2卫星（　　）
A．在墓地轨道运行时的速度大于其在同步轨道运行的速度
B．在转移轨道上经过P点的加速度大于在同步轨道上经过P点的加速度
C．在墓地轨道上经过Q点的速度大于转移轨道上经过Q点的速度
D．若要从Q点逃脱地球的引力束缚，则在该处速度必须大于11.2km/s
3．（本题4分）如图甲为一款网红魔术玩具——磁力“永动机”，小钢球放入漏斗后从中间小洞落入下面的弧形金属轨道，然后从轨道另一端抛出再次回到漏斗，由此循环往复形成“永动”的效果。其原理如图乙所示，金属轨道与底座内隐藏的电源相连，轨道下方藏有永磁铁。当如图乙永磁铁极朝上放置，小钢球逆时针“永动”时，下列分析正确的是（　　）
A．小球运动的过程中机械能守恒
B．该磁力“永动机”的物理原理是电磁感应
C．轨道应接电源的正极，轨道应接电源的负极
D．电源如何接都不影响“永动”的效果
4．（本题4分）如图所示，有三个点电荷、和分别位于等边的三个顶点上，、都是正电荷，所受、两个电荷的静电力的合力为，且与连线垂直。图中虚曲线是以点为圆心、间距为半径的一段圆弧，垂直于交圆弧于。下列说法正确的是（　　）
A．带正电
B．
C．在点电荷、产生的电场中，A点的电势比点的电势低
D．在点电荷、产生的电场中，连线上某点电场强度可能为零
5．（本题4分）如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁。钩码在竖直方向做简谐运动时，某段时间内，小磁铁正下方的智能手机中的磁传感器采集到磁感应强度随时间变化的图像如图（b）所示，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）

A．钩码做简谐运动的周期为
B．钩码动能变化的周期为
C．在时刻，钩码的重力势能最大
D．时间内，钩码所受合外力的冲量为零
6．（本题4分）如图所示，在直角坐标系的第一象限中，有一等腰直角，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，点在轴上，点在轴上，各点间距离。边长也为的正方形导线框的边在轴上，时刻，该导线框恰好位于图中所示位置（边与轴重合），此后导线框在外力的作用下沿轴正方向以恒定的速度通过磁场区域。若规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则导线框通过磁场区域的过程中，导线框中的感应电流、外力沿轴方向的分量随导线框的位移变化的图像（图中曲线均为抛物线的一部分）中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（本题4分）某理想变压器原、副线圈匝数分别为、，原线圈与定值电阻串联后接入输出电压大小恒定的正弦交流电源，副线圈电路中接有理想交流电流表和滑动变阻器（最大阻值为），开始时滑片位于滑动变阻器电阻丝的中央位置，如图所示。现将滑片向下滑至电阻丝距下端长度四分之一处的点时，电流表的示数记为，将滑片向上滑至电阻丝距下端长度四分之三处的点时，电流表的示数记为，已知，则为（　　）

A． B． C． D．
二、多选题（共15分）
8．（本题5分）如图，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g。则（　　）

A．匀强电场的电场强度大小为
B．小球获得初速度的大小为
C．小球从初始位置运动至轨迹的最左端减少的机械能为
D．小球从初始位置在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
9．（本题5分）对图中的甲乙丙丁图，下列说法中正确的是( )
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏．当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
10．（本题5分）下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，其中说法正确的是（　　）
A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点
B．图乙中用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能
C．图丙中处于n=3能级的一个氢原子向低能级跃迁，最多可以放出3种频率的光
D．丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来一定带正电
三、实验题（共15分）
11．（本题7分）利用光电门、遮光条组合探究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”实验装置如图所示，木板的右端固定一个轻质弹簧，弹簧的左端放置一个小物块（与弹簧不拴接），物块的上方有一宽度为d的遮光片（d很小），O点是弹簧原长时物块所处的位置，其正上方有一光电门，光电门上连接有计时器（图中未画出）
（1）实验开始时， （选填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（2）所有实验条件具备后将小物块向右压缩弹簧x1后从静止释放，小物块在弹簧的作用下被弹出，记下遮光片通过光电门的时间t1，物块通过光电门的速度为 。
（3）分别再将小物块向右压缩弹簧x2、x3、...后从静止释放，小物块在弹簧的作用下被弹出，依次记下遮光片通过光电门的时间t2、t3、...。
（4）若弹簧弹性势能的表达式为，遮光片通过光电门时间为t，以弹簧的形变量倒数为纵坐标，则以 （选填“t”或“”）为横坐标作图象，实验中得到的图线是一条直线。
12．（本题8分）在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G的内阻时备有下列器材：
A．待测电流表（量程1mA，内阻约几十欧）
B．滑动变阻器（阻值范围0~100Ω）
C． 滑动变阻器（阻值范围0~20kΩ）
D．电阻箱（0~999Ω）
E. 电阻箱（0~9999Ω）
F. 电源（电动势15V，有内阻）
G. 开关，导线

（1）若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，应选用 ，应选用 （用器材前的英文字母表示）。
（2）实验要进行的步骤有：
A．合上开关
B．合上开关
C． 将的阻值调到最大
D．调节的阻值，使电流表指针满偏
E. 调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处
F. 记下的阻值并断开
G. 按上图所示连接好实验电路
以上步骤，合理的顺序是G、C、 、E、F（用步骤前的英文字母表示）。
（3）若在步骤F中读得的阻值是，则电流表内阻 ，若要将该电流表改装成量程是6V的电压表，则表的刻度盘上原0.4mA处应改写成 V，因使用半偏法测量表头内阻存在的系统误差，而使得改装后的电压表测量值比真实值 。（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
四、解答题（共42分）
13．（本题12分）如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，求：
①光线从B传播到D所用时间？
②若来自B点的光线射向M点，判断光线能否从M点射出玻璃球？
14．（本题14分）如图，A、B两点间距离，质量为的小物块甲向右与静止在水平地面上A点、质量为的小物块乙发生弹性正碰，碰前瞬间甲的速度大小。碰后乙在AB间运动的某段距离中，受到一水平向右、大小的恒定推力。乙与静止在B点处、质量为的小物块丙发生正碰，乙在此碰撞前、后瞬间的速度大小之比为3∶1，碰后丙经停止运动。乙、丙与地面间的动摩擦因数均为，所有碰撞时间极短，g取。求：
（1）甲与乙碰撞后瞬间乙的速度大小；
（2）乙、丙碰撞过程损失的机械能；
（3）推力F在AB间作用的最长时间。
15．（本题16分）如图所示，固定在水平面上的半径为d=1m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场，在外力作用下长为d=1m的金属棒CD可绕着圆环圆心匀速转动。从圆环边缘和圆心所在竖直轴用细导线连接足够长的两固定平行金属导轨MN、PQ，导轨与水平面的夹角为α=37°，空间内存在垂直导轨平面向上的磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场。质量m=1kg的金属棒ab垂直于导轨处于静止状态，导轨的宽度和金属棒ab的长度均为L=2m，金属棒ab与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.8，金属棒CD的电阻r=1Ω，金属棒ab的电阻为R=4Ω，其余电阻不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度。
（1）闭合开关S，若金属棒CD以的角速度顺时针（俯视）匀速转动，求流过金属棒CD的电流方向和金属棒CD两端的电压；
（2）要使金属棒ab与导轨保持相对静止，求金属棒CD转动的角速度应满足的条件；
（3）若金属棒CD以的角速度逆时针（俯视）匀速转动，求金属棒ab恰好匀速时的速度大小。
试卷第8页，共9页
参考答案：
1．B
2．C
【详解】A．由
得
知轨道半径越大，速度越小，所以在“墓地轨道”运行时的速度小于其在同步轨道运行的速度，故A错误；
B．由
得
知在转移轨道上经过P点的加速度等于在同步轨道上经过P点的加速度，故B错误；
C．在转移轨道上经过Q点时点火加速，卫星能做离心运动，运动到“墓地轨道”，所以在墓地轨道上经过Q点的速度大于转移轨道上经过Q点的速度，故C正确；
D．卫星脱离地球引力束缚，则卫星离开地球时的速度大于等于11.2km/s，所以卫星从Q点逃脱地球的引力束缚，需要的速度小于11.2km/s，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．小球运动的过程中有磁场力做功，机械能不守恒，故A错误；
B．该磁力“永动机”的物理原理是通电导体在磁场中受力的作用，故B错误；
C．小钢球逆时针“永动”时，应受向左的安培力，根据左手定则可知通过小球电流的方向从轨道a到轨道b，所以轨道应接电源的正极，轨道应接电源的负极，故C正确；
D．电源反接后改变安培力的方向，影响“永动”，故D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．所受、两个电荷的静电力的合力为，且与连线垂直，则对的力一定是吸引力，故带负电，故A错误；
B．对受力分析，有
解得
故B错误；
C．在产生的电场中，D点离正电荷更近，A点的电势比点的电势低，在产生的电场中，A、两点的电势相等，由此可知A点的电势比点的电势低，故C正确；
D．在点电荷、产生的电场中，在连线上，产生电场的电场强度方向沿指向，产生电场的电场强度方向沿指向，合电场强度不可能为零，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】A．磁铁越靠近手机时，磁传感器采集到磁感应强度越大，则钩码做简谐运动的周期等于采集到磁感应强度随时间变化的周期，故为，故A正确；
B．等于钩码做简谐运动的周期，而在一次简谐运动中，对于某一时间点，至少有另外一个时间点的速率和动能与其相同，则动能变化的周期不会等于简谐运动的周期，故B错误；
C．在时刻磁感应强度最大，说明磁铁最靠近手机，重力势能最小，故C错误；
D．时间内，钩码的速度方向发生变化，动量变化，说明合力的冲量一定不为零，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】AB．导线框匀速穿过图示的等腰直角三角形磁场区域，进入的过程中，由楞次定律可知感应电流沿逆时针方向，为正值，由几何关系知导线框边切割磁感线的有效长度等于进入磁场的距离，则感应电流的大小为
导线框离开磁场的过程，由楞次定律可知感应电流沿顺时针方向，为负值，由几何关系知导线框边切割的有效长度等于离开磁场的距离，同理可得感应电流大小为
故A正确，B错误；
CD．导线框做匀速运动，外力沿轴方向的分量与导线框边所受安培力等大反向，由左手定则可知安培力方向始终向左，则外力沿轴方向的分量方向始终向右，则
故CD错误。
故选A。
7．D
【详解】设当滑动变阻器阻值为时，电流表读数为，则次级电压为，初级电压为；初级电流为，则
根据题意则
其中，
求得
D正确。
故选D。
8．BC
【详解】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析如图

小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有
解得
因为未知，故A错误；
B．小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A由重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
则小球从初始位置运动到A点的过程中，由动能定理可得
联立解得小球获得初速度的大小为
故B正确；
C．小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点与圆心等高处时机械能最小，由功能关系和能量守恒定律可得小球从初始位置运动至轨迹的最左端减少的机械能为
故C正确；
D．小球从初始位置开始在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，电场力先做负功，后做正功，再做负功，则其电势能先增大后减小再增大，故D错误。
故选BC。
【点睛】等效重力场问题，小球运动到等效最高点时，速度最小。小球恰好能做圆周运动的条件是，小球在等效最高点时，由重力和电场力的合力提供向心力。在整个运动过程中，重力和电场力做功，即小球的动能、重力势能和电势能在相互转换，故小球电势能最大时，小球的机械能最小，减小的机械能等于增加的电势能。电场力做正功，电势能减小。
9．AD
【详解】根据折射率和光的传播速度之间的关系n=c/v，可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度．故A正确．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，弯曲的干涉条纹与其左边部分的条纹是相同的，说明检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知被检测的平面在此处凹陷，选项C错误；图丁中当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波发生了偏振，由于只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确．
10．D
【详解】A．甲图是卢瑟福α粒子散射实验，α粒子与金箔撞击后，绝大多数粒子不发生偏转，少数粒子发生明显偏转，极少数粒子发生较大程度的偏转，甚至是反向，所以在C处也能看到少量的闪光点，故A错误；
B．图乙是中子轰击原子核发生裂变反应，不是聚变反应，故B错误；
C．一个处于n=3能级的氢原子发生跃迁时，可以从能级3跃迁到能级2，释放出一种光子，接着再从能级2跃迁到能级1，再释放出另一种光子，所以一个处于n=3能级的氢原子跃迁时最多只能放出2种不同频率的光子，故C错误；
D．发生光电效应时，电子从锌板表面逸出，会使锌板会带上正电。如果用弧光灯照射原本就带电的锌板，发现验电器张角变大时，说明锌板所带电荷量增加，因此说明锌板原来一定带正电，故D正确。
故选D。
11． 需要 t
【详解】（1）[1]实验原理是机械能守恒
要求不能有摩擦力做功，故需要平衡摩擦力。
（2）[2]物块通过光电门的速度为
（4）[3]由
解得
所以图像为一条过原点的倾斜直线。
12． C D A、D、B 40 2.4 偏小
【详解】（1）[1]当待测电流表满偏时，根据闭合电路欧姆定律可得
可知滑动变阻器应选用C；
[2]由于待测电流表阻值约几十欧，则电阻箱应选用阻值较小的D。
（2）[3]实验要进行的步骤顺序应为：按上图所示连接好实验电路，将的阻值调到最大；合上开关，调节的阻值，使电流表指针满偏；合上开关，调节的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处，记下的阻值并断开；故合理的顺序是G、C、A、D、B、 E、F。
（3）[4]若在步骤F中读得的阻值是，则电流表内阻为
[5]若要将该电流表改装成量程是6V的电压表，应与电流表串联一个电阻，则有
解得
则表的刻度盘上原0.4mA处对应的电压为
[6]使用半偏法测量表头内阻，当电流表指针偏转到满刻度一半处时，电路总电流大于电流表满偏电流，则通过电阻箱的电流大于满偏电流的一半，则有
可得
可知表头内阻的测量值偏小，根据
可知因使用半偏法测量表头内阻存在的系统误差，而使得改装后的电压表测量值比真实值偏小。
13．①；②不能
【详解】①如图，由几何知识可得入射角i=∠ABD=30°
折射角
r=2∠ABD=60°
则此玻璃的折射率为
BD长度为
s=2Rcos30°=R
光在玻璃球内传播的速度
故光线从B传到D的时间为
②若来自B点的光线射向M点，入射角为
而
所以会发生全反射，不能从M点射出玻璃球。
14．（1）；（2）；（3）1.0s
【详解】（1）甲、乙发生弹性碰撞，由动量守恒定律
由机械能守恒定律
解得，甲与乙碰撞后瞬间乙的速度大小为
（2）碰后，对丙由动能定理
解得
乙、丙碰撞过程中，由动量守恒定律
其中
联立解得
，
由能量守恒定律
解得
（3）有力F作用时，对乙由牛顿第二定律
解得
没有力F时，对乙由牛顿第二定律
解得
由运动学公式
解得
由可得，推力F在AB间作用的最长时间为
15．（1）4V，电流由流向，电流由流向；（2）顺时针转动时，逆时针转动时；（3）
【详解】（1）假设金属棒静止，对金属棒，由法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律，有
解得
对金属棒，因为
故假设成立
金属棒两端的电压为
解得
由右手定则，可知电流由流向
（2）若金属棒以顺时针转动，且金属棒刚好没滑动时，有
解得
且
解得
若金属棒以逆时针转动，且金属棒刚好没滑动时，有
解得
且
解得
故要使金属棒保持静止，角速度应满足：顺时针转动时
逆时针转动时
（3）设金属棒恰好匀速时的速度为，则有
解得
由闭合电路欧姆定律得
回路的电动势
解得
答案第10页，共12页
答案第1页，共11页