2024届湖北省七市州教科研协作体高三年级下册3月二模物理试题（解析版）

2024年湖北省七市州高三年级3月联合统一调研测试

物理试卷

本试卷共8页，15题，全卷满分100分.考试用时75分钟.

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答

题卡上的指定位置.

2.选择题的作答：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.写在

试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.

3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和

答题卡上的非答题区域均无效.

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交.

一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~7

题只有一项是符合题目要求的，第8~10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.

1.2023年8月，“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国在可

控核聚变领域达到了国际领先水平。下列关于核聚变的说法正确的是（）

A.轻核聚变过程，原子核的比结合能变大

B.轻核聚变在常温常压下即可自发地进行

C.轻核聚变过程，生成物的质量大于反应物的质量

D.与核裂变反应相比，核聚变的产能效率更低

【答案】A

【解析】

【详解】A.原子的比结合能越大越稳定，生成物较稳定，比结合能变大，A正确；

B.轻核聚变反应过程需要吸收能量才能使轻核间的距离接近到发生聚变的距离，因此需要高温，B错误；

C.核反应方程电荷数和质量数守恒，释放热量，质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量，C错误；

D.与核裂变反应相比，核聚变的产能效率更高，D错误。

故选Ao

2.将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。将激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光束

沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，出现了“水流导光”现象。则下列说法正确的是（）

A.“水流导光”是一种光的衍射现象

B.“水流导光”是一种光的全反射现象

C.改用折射率较小的液体，更容易发生“水流导光”现象

D.激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度

【答案】B

【解析】

【详解】AB.激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射，就像光导纤维一样，故A错误，B

正确;

C.改用折射率较小的液体，根据sinC='，则临界角较大，更不容易发生“水流导光”现象，故C错误；

n

D.根据v=£可知，激光在水中的传播速度小于其在空气中的传播速度，故D错误。

n

故选B。

3.1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花，这

就是最早发现的光电效应现象。用如图所示电路研究光电效应，下列说法正确的是（）

A.爱因斯坦为了解释光电效应现象的实验规律，提出了“光子”说

B.光照强度越大，电子从K板逸出时的初动能越大

C.光照条件不变时，闭合开关S,滑片P向右移动时，光电流会一直增大

D.只要照射足够长的时间，任何频率的光都能够使K板发出光电子

【答案】A

【解析】

【详解】A.爱因斯坦为了解释光电效应现象的实验规律，提出了“光子”说，故A正确；

B.根据光电效应方程

Ek=hv-WQ

可知电子从K板逸出时的初动能与光照强度无关，故B错误；

C.光照条件不变时，闭合开关S,滑片P向右移动时，加在光电管上的正向电压增大，光电流先增大，当达到

饱和光电流时，光电流不再增大，故c错误；

D.由发生光电效应条件可知，入射光的频率大于极限频率时，才能使K板发出光电子，故D错误。

故选Ao

4.太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，。为大圆的圆心，a为上侧阳半圆

的圆心，a为下侧阴半圆的圆心，。、a,5在同一直线上，A8为大圆的直径且与aa连线垂直，。、。

为关于。点对称的两点，在。一。2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有a、。2处点

A.C、。两点电势相等

B.把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能先增加后减小

C.把质子由A沿直线移到B的过程中，质子所受电场力先增加后减小

D.将一电子（不计重力）从A点由静止释放，电子可以沿直线在A3间做往返运动

【答案】C

【解析】

【详解】A.在a,。2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，设a处为正点电荷，a处为负点电

荷，由于c点靠近正点电荷，。点靠近负点电荷，则C点电势高于。点电势，故A错误；

B.A2为等量异种电荷连线的中垂线，根据等量异种电荷电势分布特点可知，中垂线为一等势线，所以把电

子由A沿直线移到8的过程中，电子的电势能保持不变，故B错误；

C.根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知，。点为中垂线上场强最大的点，则把质子由A沿直线移到B

的过程中，场强先变大后变小，质子所受电场力先增加后减小，故C正确；

D.由于根据等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直，所以将一电子（不计重力）从A点由静止释

放，在A处受到的电场力与AB直线垂直，电子不可能沿直线在A8间做往返运动，故D错误。

故选C。

5.如图所示，光敏电阻A、B与恒压源（输出电压U不变）串联，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，

初始时A、B的光照强度E相同，阻值相等。现保持A的光照强度不变，改变B的光照强度EB,则B消耗的

电功率尸变化情况为（）

AB

-----OO-----------------

US

A.无论EB增大还是减小，P均变小

B.无论EB增大还是减小，尸均变大

C.EB增大时，尸变大，EB减小时，P变小

D.EB增大时，变小，EB减小时，尸变大

【答案】A

【解析】

【详解】B消耗的电功率为

可知当RA=&时，即EA=EB时，B消耗的电功率最大，故无论EB增大还是减小，P均变小。

故选Ao

6.2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互

通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑。如图所示是该输电工程的

原理简图，海上风力发电站输出电压。=880V,经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线

路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数

比为%%=200:1:2。下列说法正确的是（）

富阳负荷中心

萧山负荷中心

A.升压变压器原副线圈的匝数之比为小：%=1:25

B.通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比1:200

C.仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大

D.当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大。若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力

发电站输出功率减小

【答案】D

【解析】

【详解】A.升压变压器原副线圈的匝数之比为

..8801

^-L^~220xl03-250

A错误；

B.根据变压器的功率关系有

U3I3=U4I4+U5I5

又

。3=%U3_%

。4〃4'。5n5

整理得

%八=%14+%人

可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比

A土%_1

-广--一---

/4%200

B错误；

C.当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线

损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，c错误；

为:%=疝:疝=1:拒

故A错误；

B.近地卫星绕行星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得

GMm4P八

可得

附

VGM

可知C、D绕A、B运行的周期之比为

Tc:L=A/PT:=叵：1

故B错误；

C.在行星表面有

GMm

—^=ms

可得

4,

GMGPjR4

g=F=3=G'P兀RBp

可知行星A、B的表面重力加速度之比为

gA冬=4：0B=1：2

对于物体。，根据动能定理可得

可得

v“=Jv；+2gA〃

对于物体b，根据动能定理可得

2

mbgB-2h=^mbvl-|mz,(2v0)

可得

Vb=74vo+4gB%=27VO+2gA〃

则有

匕：为=1：2

B.，=0时刻，质点M位于正向位移最大处，速度为0,故B正确;

C.%时刻，质点尸的速度达到最大，位于平衡位置，加速度最小，故C错误；

D./=0时亥U,质点尸向y轴正方向振动，如果质点尸的平衡位置位于-------之间，根据同侧法可知该波沿

24

无轴正方向传播，故D正确。

故选BD„

9.如图所示，间距均为d的倾斜金属导轨A。、8G与水平金属导轨。E、GF在D、G两点用绝缘材料平滑连

接。在AOGH平面内存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度为用的匀强磁场，在。EFG平面存在竖直向上、

磁感应强度为人的匀强磁场.在A。、8G间连接一电容为C的电容器和一个自感系数为L的电感线圈，在

跖间接一小灯泡。开始时，开关S断开，一质量为机、长为d的金属棒在倾斜导轨上从距水平地面高为〃的

位置由静止释放，不计导轨和金属棒的电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g,电容器的耐压值足够高.则下

列说法正确的是（）

B.金属棒在水平导轨上做匀减速运动

C.金属棒进入。EFG区域后，闭合开关S瞬间，通过工电流最小

D.在整个过程中，通过小灯泡的总电荷量为q=42吧：

B2d\m+CB^d

【答案】AC

【解析】

【详解】A.金属棒在倾斜导轨上由静止释放，则金属棒做加速下滑，金属棒切割磁感线产生感应电动势为

E=B[dv

由于对电容器充电，则电路中有电流产生，金属棒受到安培力作用，方向与金属棒运动方向相反。电容器所

带的电荷量为

Q=CU=CE=CBxdv

电容器充电电流为

QCB]dv

I--=——!—=CB^da

设倾斜金属导轨平面与水平面夹角为3,对金属棒由牛顿第二定律可得

mgsin0-BJd=ma

解得

mgsin3

a=---------^-7

m+CB-d~

由于加、0、C>BHd都是定值，则加速度a是定值，可知金属棒在倾斜导轨上做匀加速运动，A正确；

B.金属棒在水平导轨上做切割磁感线运动产生感应电动势，产生感应电流，金属棒受到安培力作用，安培力

与金属棒运动方向相反，安培力对金属棒产生加速度，使金属棒做减速运动，设小灯泡的电阻为R,则安培力

为

F安-B211d----

V

一方面小灯泡的电阻R随温度变化，另外，金属棒最哦减速运动，则下不是定值，则安培力是变力，因此金

属棒做变加速运动，B错误；

C.金属棒进入。跖G区域后，闭合开关S后，电容器与电感线圈组成LC振荡电路，由LC振荡电路中的振

荡电流特点，在闭合开关S瞬间，通过乙的电流是零最小，c正确；

D.由速度位移关系公式可得，金属棒在进入。所G区域时的速度大小为

v=标=卜乂—sin。h_J2mgh

1-\m+CB；d2sin。\m+CB；d2

金属棒在水平导轨上做减速运动，最后速度减到零，设通过小灯泡的平均电流为7,对金属棒由动量定理可

得

—B21d-At=0-mvx

又有

q=[.Nt

解得

mv1m/2mgh

qB2dB2dym+CB^d2

D错误。

故选ACo

10.如图所示，质量分别为根、3m^nm(n=1,2,3....)的上圆弧槽、小球B、小球C均静止在水平面上，圆

4

弧槽的半径为R,末端与水平面相切。现将质量为优的小球A从圆弧槽上与圆心等高的位置由静止释放，一

段时间后与B发生弹性正碰，已知重力加速度为g,不计A、B、C大小及一切摩擦。下列说法正确的是

B.若BC发生的是完全非弹性碰撞，〃取不同值时，BC碰撞损失的机械能不同

C.若BC发生是弹性正碰，当〃=2时，碰撞完成后小球C的速度为|j浜

D.“取不同值时，c最终的动量不同，其最小值为。机痴n

8

【答案】BCD

【解析】

【详解】A.小球A第一次下滑到圆弧槽最低点时，小球A和圆弧槽组成的系统水平方向上动量守恒，有

mvA=mvx

根据小球A和圆弧槽组成的系统机械能守恒有

解得

—府

小球A通过圆弧槽最低点时，相对于圆弧槽的速度大小为

丫相=VA+%

根据牛顿第二定律有

F编

r-m2=m^-

R

联立解得，小球A通过圆弧槽最低点时，受到圆弧槽的支持力为

F-5mg

则小球A通过圆弧槽最低点时对圆弧槽的压力大小为5mg,故A错误；

B.若BC发生的是完全非弹性碰撞，设小球A与B碰撞后，小球B的初速度为%,则BC碰撞过程，根据动

量守恒有

3mv0=(3m+nm)v

根据能量守恒有

2

121

AE=—•3mv0--(3m+nm)v

联立解得，BC碰撞损失的机械能为

3mv9ffl2vo

A£_o

22(3m+nm)

可知，当a取不同值时，BC碰撞损失的机械能不同，故B正确；

C.小球A与B发生弹性正碰，取向右为正方向，根据动量守恒有

mvA=mvA1+3mvB

根据机械能守恒有

g根或根吟+，3根说

联立解得

VA1>喔=g痴^

若BC发生的是弹性正碰，当九=2时，BC碰撞过程，根据动量守恒有

3mvB=3mvB1+2mvc

根据机械能守恒有

—­3mVp=—•3mVp,+—•2mvl

2212

联立解得，碰撞完成后小球C的速度为

%=|M

故C正确；

D.当BC发生的是完全非弹性正碰时，C获得的动量最小。BC碰撞过程，根据动量守恒有

3mvB=(3m+nm)vC2

解得，碰撞完成后小球c的速度为

则此时C的动量为

p=加〃％2=

6+2n。+2

n

可知，当〃取1时，C的动量取最小值为

Pmin

o

故D正确。

故选BCDo

二、非选择题：本大题共5小题，共60分.

11.为验证机械能守恒定律，某小组同学设计的实验装置如图所示，细线的一端拴一个金属小球，另一端连在

天花板。处的拉力传感器上。先用水平作用力将小球从最低点A处缓慢拉至2点，然后由静止释放，3、A的

竖直高度差为人，记录小球通过A处光电门的遮光时间为金属小球的直径为d(d«/z),整个过程中细线

都处于绷直状态，已知当地重力加速度为g。

(1)小球从A移至8点过程中，拉力传感器的示数可能。

A.一直变大B.一直变小C.保持不变

(2)小球通过最低点的速度大小为；

(3)小球从静止释放到最低点的过程中，满足机械能守恒的关系式为。

【答案】(1)A(2)-

t

⑶^4(?)

【解析】

【小问1详解】

设绳子与竖直方向的夹角为。，将小球从最低点A处缓慢拉至8点的过程中绳子拉力为

cos6

将小球从最低点A处缓慢拉至2点的过程中。逐渐增大，COS。逐渐减小，故拉力逐渐增大，拉力传感器的示

数一直变大。

故选Ao

【小问2详解】

小球经过光电门的速度为

d

v=—

t

【小问3详解】

由机械能守恒定律

,121pY

mgn=—mv=—ml—1

整理可得

12.某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率P，同时测电源的内阻r,实验室提供了如下器材：

待测的圆柱形导体R,（阻值未知）

螺旋测微器

游标卡尺

电流表A（内阻很小）

电阻箱R

待测电源

开关S、开关K,导线若干

（1）他用螺旋测微器测量该导体的直径结果如图甲所示，可读出£>=________mm,用游标卡尺测得该

导体的长度为L=4.97cm。

甲

他设计了如图乙所示的电路，并进行了如下的操作：

①断开开关K,闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,记录不同R对应的电流表示数/；

②将开关S、K均闭合，改变电阻箱的阻值R,再记录不同R对应的电流表示数/。

SR十二

IERE

对比以上结果可知，步骤①对应的图线应为II,由图线n及

11__r

———R-\—

IEE

可得

1_0.67

E~2.1

r

—=0.67

E

解得电源内阻

r=2.1Q

【小问3详解】

若考虑电流表内阻的影响，则步骤①中，由闭合电路欧姆定律有

11„r.+r

-=-R+———

IEE

即电源内阻测量值

劭=5+%

故测量值相对真实值偏大

小问4详解】

在:—R图像中，设

q=l.l,a2=2.1,b-0.67

11r1Rx+rr

则由图像及一=—R+一、——R+—可得

IEEIERxE向

R_44

%

则材料电阻率为

2

_7iaxa2D

4£(〃2

代入数据计算得

p=3xl0-3Q-m

乙距小车右端足够远。已知甲、乙两物块与小车接触面间动摩擦因数分别为〃1=01、〃2=0-2,重力加速

度g=10m/s2,1=0时刻开始用水平向右的恒力E=10N作用于小车，/=3s时撤去力凡若物块与挡板发

生碰撞，则碰后不再分开。求：

(1)f=0时，甲物块的加速度大小a甲；

(2)小车的最终速度的大小v；

(3)甲、乙两物块间的最终距离心

n甲乙

dm—1

【答案】(1)lm/s2;(2)5m/s；(3)4.875m

【解析】

【详解】(1)规定水平向右为正，当尸=10N时，假设甲、乙、车保持相对静止，则有

F=3根。共

解得

a共=1-m/s2

对甲受力分析得

AMg>ma甲

得

a甲<Im/s?

a共>a甲

故甲与车发生相对滑动。又假设乙和车保持相对静止，根据牛顿第二定律

F—从11ng=Ima^

解得

a共=2m/s2

对乙受力分析得

N2mg>ma乙

则

〃乙<2mzs2

因为

Q共2物

所以乙与车保持相对静止。故

〃甲=lm/s2,〃乙=2mzs之

（2）根据

u甲—。甲1,v乙—a乙t

可得，=3s时

唯=3mzs,y乙=6m/s

撤E后，甲、乙、车系统动量守恒，有

mv甲+（m+根）v乙=3mv

解得

v=5m/s

（3）前3s内，甲、乙相对运动的距离

X相对=5（"乙一/），2

解得

%相对=4.5m=d

/=3s时甲和车相碰，有

mv^+mv^=2根v共

得

u共=4.5m/s

对乙受力分析得

—R2mg=ma乙

解得

a乙=-2m/s2

对甲、车系统受力分析得

N2mg=2叫车

解得

2

外车=lm/s

则相对运动位移

,V2-v|V2-vl

现对+寸一“

代入数据得

L=4.875m

15.如图所示的平面直角坐标系中，无轴水平向右、y轴竖直向上，区域I存在平行于xoy平面的匀强电场，电

场强度大小为E=整，区域II存在垂直于无oy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为3鳖，区域

qqv0

III存在竖直向上、场强大小为「石=m上g的匀强电场，和垂直于xoy平面向外、宽度均为小磁感应强度大小依

q

次为稣，2线.〃线的匀强磁场。在坐标原点。将质量为机、电荷量为+4的小球以大小为%的初速度竖直

向上抛出，小球运动过程中经过A、C两点，在A点的速度大小为二巳玲，方向与x轴正方向相同，第一次经

3°

过MV'时速度方向沿x轴正方向；MM'，MV'是相邻区域的边界且均与x轴垂直，C是上加T与x轴的交

点，各区域竖直空间足够大。已知重力加速度为g。求：

(1)小球从。到A速度变化量Av的大小和区域I中电场强度与x轴正方向的夹角0；

(2)小球经过C点时的速度大小％和在区域n运动时的最大速度v；

(3)若舔="叫，小球在区域m运动过程中最大的水平位移x。

°20244d

区域I，区域a"区域出

%当明）:

XXX••••

1

1

XXX••••1

1

A^-^XXX....1

1

1

XXX

XXX

C1

XXX■

1

XXX••••1

1

XXX1

••••1

AfLN,d'd、

【答案】（1）Av=—~—v0，0=30；（2）vc———v0>vm=\/3v0；（3）x=d

338

【解析】

【详解】(1)小球从。到A速度变化量Av的大小为

对小球受力分析，水平方向有