2024届湖北省荆州市沙市区沙市中学高三压轴卷物理试卷含解析

2024届湖北省荆州市沙市区沙市中学高三压轴卷物理试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图（a），场源点电荷固定在真空中O点，从与O相距r0的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q（q>0）的离子，经一定时间，离子运动到与O相距rN的N点。用a表示离子的加速度，用r表示离子与O点的距离，作出其图像如图（b）。静电力常量为是k，不计离子重力。由此可以判定（）A．场源点电荷带正电B．场源点电荷的电荷量为C．离子在P点的加速度大小为D．离子在P点受到的电场力大小为2、某同学投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（）A．两次在空中的时间可能相等 B．两次碰的篮板的速度一定相等C．两次抛出的初速度竖直分量可能相等 D．两次抛出的初动能可能相等3、木箱内的地板上放置一个5kg的物体，钢绳吊着木箱静止在某一高度处。从计时时刻开始钢绳拉着木箱向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为4m/s2，至第3s末钢绳突然断裂，此后木箱先向上做匀减速运动，到达最高点后开始竖直下落，7s末落至地面。木箱在空中运动的过程中地板始终保持水平，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（）A．第2秒末物体的重力增大到70NB．第4秒末物体对木箱地板的压力为70NC．第4秒末物体对木箱地板的压力为50ND．第6秒末物体对木箱地板的压力为04、某实验装置如图所示，用细绳竖直悬挂一个多匝矩形线圈，细绳与传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。将线框的下边ab置于蹄形磁铁的、S极之间，使ab边垂直于磁场方向且ab边全部处于N、S极之间的区域中。接通电路的开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表读数为时，传感器的读数为；保持ab中的电流大小不变，方向相反，传感器的读数变为（）。已知金属线框的匝数为n，ab边长为L，重力加速度为g，则可得到（）A．金属线框的质量B．N、S极之间的磁感应强度C．传感器的读数为时，ab中的电流方向为b→aD．减小电流I重复实验，则、均减小5、一滴水的质量为0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方5m处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为（）A．1N▪s B．10N▪s C．20N▪s D．40N▪s6、托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T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、如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在竖直方向的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为R，则A．PM刚进入磁场时线框中的感应电流为B．PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为C．PM刚进入磁场时两端的电压为D．PM进入磁场后线框中的感应电流将变小8、下列说法中正确的是（）A．热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B．液体表面张力的方向与液面垂直C．液体表面张力的大小是跟分界线的长度成正比的D．水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体E.相对湿度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态9、如图，一定量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环，ABCD位于矩形的四个顶点上。下列说法正确的是。A．状态C的温度为B．从A→B，分子的平均动能减少C．从C→D，气体密度增大D．从D→A，气体压强增大、内能减小E.经历A→B→C→D→A一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量10、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，其输入端通过灯泡L1与输出电压有效值恒定的交流电源u＝Umsin（ωt）（V）相连，副线圈电路中接有灯泡L2和最大阻值为R的滑动变阻器，已知两个灯泡的额定电压均为U，且两者规格完全相同，电压表为理想电表，导线电阻不计。开始时滑动变阻器的滑片P位于最下端，调节滑动变阻器的滑片可使两个小灯泡同时正常发光（忽略灯丝电阻变化），下列说法正确的是（）A．在R的滑片P向上滑动的过程中，电源的输出功率将会变大B．在R的滑片P向上滑动的过程中，L1的亮度会变暗C．若小灯泡L2突然烧坏，电压表示数会减小D．交流电源的最大值为三、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）某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻。(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)。将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差。(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V。(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为RA=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω。12．（12分）为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。(1)用螺旋测微器测它的直径，如图甲所示，为___________mm，用游标卡尺测它的长度，如图乙所示，为___________cm。(2)用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示，则该金属导体材料的电阻率与________有关，并且电阻率随该物理量的增大而___________（填“增大”或“减小”）。(3)若把该金属导体与一阻值为4.0Ω的定值电阻串联后接在电源电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电源两端，该金属导体的热功率为___________W。（保留两位有效数字）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．（10分）如图所示，一位同学在用气垫导轨探究动量守恒定律时，测得滑块甲质量为m甲，它以v1的速度水平撞上同向滑行的滑块乙。乙的质量为m乙，速度为v2。碰撞后滑块甲以v3的速度继续向前运动。求滑块乙的滑行速度v乙的大小。14．（16分）如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为37°，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示.金属棒和导轨的电阻不计，，求：（1）拉力F做功的最大功率（2）回路中的最大电功率15．（12分）如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为M的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度h处由静止自由下落，与物体A发生碰撞（碰撞时间极短），碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g．（1）求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小；（2）当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小．（3）若换成另一个质量的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物体A达到最高点时，地面对物块B的弹力恰好为零．求Q开始下落时距离A的高度．（上述过程中Q与A只碰撞一次）

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、D【解析】

A．从P到N，带正电的离子的加速度随的增加而增大，即随r的减小而增加，可知场源点电荷带负电，选项A错误；B．在N点，由库仑定律及牛顿第二定律解得选项B错误；CD．在P点时，由库仑定律及牛顿第二定律离子在P点受到的电场力大小为选项C错误，D正确。故选D。2、D【解析】

A．将篮球的运动逆向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，故A错误；B．篮球的运动逆向视为平抛运动，则平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞篮板的速度较大，故B错误；C．篮球的运动逆向视为平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由可知，第二次抛出时速度的竖直分量较小，故C错误；D．由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，根据速度的合成可知，抛出时的速度大小不能确定，有可能相等，所以两次抛出的初动能可能相等，故D正确；故选D。3、D【解析】

A．第2秒末，物体的加速度向上，物体处于超重状态，但物体的重力不会随着物体的运动状态变化而变化，故A错误；BC．第4秒末物体的加速度为重力加速度g，物体处于完全失重状态，物体对木箱地板的压力为0，故BC错误；D．第6秒末物体的加速度为重力加速度g，物体处于完全失重状态，物体对木箱地板的压力为0，故D正确。故选D。4、A【解析】

AB．通电线圈受到重力安培力和细绳的拉力作用，当电流表读数为I时，绳子的拉力为，则保持ab中的电流大小不变，方向相反，绳子的拉力为，则联立解得金属框的质量为选项A正确，B错误；C．传感器的读数为时，安培力竖直向下，根据左手定则可知，ab中的电流方向为a→b，故C错误；D．减小电流I重复实验，则减小，增大，故D错误。故选A。5、D【解析】

设一滴水与石头撞击时的作用力为，水与石头撞击时的速度为设向上为正方向，由动量定理得水滴间隔一天时间内有N滴水撞击石头，则有一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小联立解得故ABC错误，D正确。故选D。6、C【解析】

A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确．D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则，由洛伦兹力提供向心力，则，则有，故D错误．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、AD【解析】

A.

PM刚进入磁场时有效的切割长度等于a，产生的感应电动势为E=Bav，感应电流为，故A正确；B.NM边所受的安培力大小为F1=BIa=，方向垂直NM向下。PN边所受的安培力大小为F2=BIa=，方向垂直PN向下，线框所受安培力大小，故B错误；C.

PM两端的电压为，故C错误；D.PM刚进入磁场后，有效的切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流将减小，故D正确。故选：AD。8、ACE【解析】

A．热力学第二定律的一种表述为：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响，即无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，A正确；BC．液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，其大小跟分界线的长度成正比，B错误C正确；D．浸润与不浸润是由液体和固体共同决定的。液体浸润固体，附着层面积要扩张，不浸润固体附着层面积要收缩；水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，D错误；E．相对湿度=空气中水蒸气的压强/同温度下水的饱和气压，当相对湿度为100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态，故E正确。故选ACE。9、ACE【解析】

A．过程为等压过程，则有即有解得过程也为等压过程，则有即解得故A正确；B．从A→B从A→B，温度升高，分子平均动能增大，故B错误；C．过程为等压变化过程，由图可知，气体体积减小，气体质量不变，则气体密度增大，故C正确；D．从D→A，由图可知，气体压强增大，温度升高，气体内能增大，故D错误；E．经历A→B→C→D→A一个循环,气体内能不变；在p-V图象中，图象与坐标轴围成面积表示功，所以，即整个过程，气体对外界做功，所以气体吸收的热量大于释放的热量，故E正确。故选ACE。10、AD【解析】

A．在R的滑片P向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出功率变大，根据输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率变大，电源的输出功率变大，故A正确；B．在R的滑片P向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出电流变大，根据变流比可知，原线圈的输入电流变大，流过灯泡L1的电流变大，亮度会变亮，故B错误；C．若小灯泡L2突然烧坏，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流减小，根据变流比可知，原线圈输入电流减小，流过灯泡L1的电流变小，灯泡L1两端电压变小，则原线圈输入电压变大，根据变压比可知，副线圈输出电压变大，电压表示数会增大，故C错误；D．两小灯泡正常发光，则副线圈输出电压为U，根据变压比可知，原线圈输入电压则交流电源的有效值U有效=U'+U=3U根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，交流电源的最大值为故D正确。故选AD。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、AbB1.5B4【解析】

(1)单刀双掷开关合向a时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测得的内阻比真实值大，因此单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象是A；(2)图线B测得的电动势没有系统误差，更准确，其值为1.5V，由于图线B测得的内阻值实际为电源内阻与电流表的内阻之和，因此误差较大，因此由图线A求得的电源内阻值更准确；(3)若测出电流表的内阻，则利用图B测得的内阻更准确，由此求得电源的内阻为。12、0.6002.060温度增大0.45【解析】

(1)[1]．螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为d=0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm[2]．游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为L=20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm(2)[3][4]．由曲线可看出温