湖北省鄂东南名校2024届高三上学期期中联考物理试卷(含答案)

这是一份湖北省鄂东南名校2024届高三上学期期中联考物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、现代核电站主要是通过可控链式裂变反应来实现核能的和平利用，是核裂变的主要燃料之一、铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是。关于该核反应，下列说法正确的是( )
A.是质子，质子是卢瑟福通过实验最先发现的
B.与、相比，核子数最多，结合能最大，最稳定
C.有放射性，经过一个半衰期，1000个只剩下500个未衰变
D.该核反应中，X的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变
2、2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。从点火发射到进入地球环绕轨道，神舟十六号需要大约10分钟的时间。然后，它将在距地面高度约400公里的轨道上做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时，舱内航天员处于完全失重状态
B.神舟十六号的发射速度一定大于
C.神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时的速度应大于而小于
D.发射过程中为了保证航天员的安全，航天员需要固定在舱壁，保持头部朝上来维持大脑供氧
3、近年来一批国产电车正在强势崛起。现有某电车自重2吨，额定功率360kW。在某次电车性能测试中，电车以额定功率启动，从0加速到108km/h用时5s，再经过20s后达到最大速度216km/h。假设电车运动过程中所受阻力不变，则下列说法中正确的是( )
A.电车前5s加速过程中加速度不变
B.小车所受阻力为12000N
C.从静止加速到最大速度，电车行驶的位移为900米
D.当电车速度为40m/s时，其加速度是
4、如图所示，是以O为球心的球面上的点，平面与平面垂直，分别在两个点处放有等量同种点电荷，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是( )
A.四点电场强度相同
B.四点电势不同
C.电子沿球面曲线运动过程中，电场力先做正功后做负功
D.电子沿直线运动过程中，电势能先减少后增加
5、为保证游乐园中过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置。磁性很强的钕磁铁安装在轨道上，正方形金属线框安装在过山车的底部。过山车返回站台前的运动简化模型如图所示。线框abcd沿斜面加速下滑后，bc边以速度进入匀强磁场区域，此时线框开始减速，bc边出磁场区域时，线框恰好以速度做匀速直线运动。已知线框边长为L、匝数为n、总电阻为R，斜面与水平面的夹角为θ，过山车的总质量为m，所受摩擦阻力的大小恒定，磁场区域上下边界间的距离为L，磁感应强度大小为B、方向垂直斜面向上，重力加速度为g。则下列说法正确( )
A.线框刚进入磁场时，感应电流的方向是
B.线框刚进入磁场时，bc边两端的电压为
C.线框刚出磁场时，通过线框的电流大小为
D.线框所受的摩擦阻力为
6、图（a）是一列简谐波在时刻的波形图，图（b）是波上质点P的振动图像，下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.该列波的传播速度为
C.质点P的平衡位置位于x=4.5m
D.质点P从到过程运动的路程为
7、2023年9月29日，在杭州亚运会田径项目女子铅球决赛中，中国选手巩立姣夺得金牌，获得亚运会三连冠。图甲是巩立姣正在比赛中。现把铅球的运动简化为如图乙模型：铅球抛出时离地的高度，铅球落地点到抛出点的水平距离，铅球抛出时的速度和水平方向的夹角，已知铅球的质量为，不计空气阻力，，，，，则( )
A.小球运动到最高点时速度为零
B.小球在空中运动的时间为1.62s
C.从抛出到落地过程中小球速度的变化量是18.4m/s
D.小球落地前任意相等时间内速度的变化量不相等
二、多选题
8、把一个用细线系好的金属球放在点燃的蜡烛上，金属球表面会覆盖一层黑色物质而变黑。把熏黑的金属球放入水中时，在小球周围形成一层薄薄的空气膜，此时金属球就呈现出明亮的颜色，好像是用晶莹剔透的玻璃包裹着一样。根据上述现象，判断下列说法正确的是( )
A.金属球表面附着的黑色物质和水是不浸润的
B.金属球表面附着的黑色物质和水是浸润的
C.金属球在水中呈现出明亮颜色是因为光发生了全反射，光密介质是水，光疏介质是黑色物质
D.金属球在水中呈现出明亮颜色是因为光发生了全反射，光密介质是水，光疏介质是空气膜
9、如图所示，正弦交流电源输出电压有效值，理想变压器原副线圈匝数比，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻，滑动变阻器的总阻值。将滑动变阻器滑片从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是( )
A.电流表示数一直增大B.电压表示数一直增大
C.电压表示数一直减少D.电流表示数的最大值是
10、如图所示，质量为M的带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，圆弧的半径为R（未知），一质量为m的小球以速度水平冲上小车，恰好达到圆弧的顶端，此时M向前走了0.2R，接着小球又返回小车的左端。若，重力加速度为g，则( )
A.整个过程小车和小球组成系统动量和机械能都守恒
B.圆弧的半径为
C.整个过程小球对小车做的功为
D.小球在弧形槽上上升到最大高度所用的时间为
三、实验题
11、如图所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过定滑轮的细绳相连。开始时B放在水平桌面上，A离地面有一定的高度，从静止开始释放让它们运动，在运动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹。不计滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量，用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ。
（1）在本实验中除了需要测量B在桌面上滑行的总距离s外，还需要测量的物理量是______________________；（写出物理量的名称并用字母表示）
（2）动摩擦因数μ的表达式为___________。
12、某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约，内阻小于）；
多用电表一个；
电压表V（量程，内阻约）；
电流表A（量程0.6A，内阻约）；
滑动变阻器R（最大阻值为）；
定值电阻（阻值）；
定值电阻（阻值）；
开关一个，导线若干。
（1）为了估测电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，组内三位同学的操作如下，你认为正确的是___________。
A.小明选择欧姆挡合适的倍率，欧姆调零后，直接将红、黑表笔与电池两极连接，测量电池内阻
B.小丽选择直流电压2.5V挡，红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极，测量电池的电动势
C.小刚选择直流电压2.5V挡，红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极，测量电池的电动势
（2）①该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图乙所示，出现该现象的主要原因是___________（填序号）
A.滑动变阻器调节范围小B.电压表内阻太大C.干电池内阻较小
②针对出现的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，在图丙中用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。___________
③改进方案后重新测量，得到数据并绘出新的图像如图丁，可得干电池的电动势为___________V，内阻为___________。（结果保留2位小数）
四、计算题
13、用如图所示的装置可以测量一些形状不规则而又不便于浸入液体的固体体积，同时也可以测量一些容器的容积。操作步骤和实验数据如下：
a、打开阀门K，使管A、容器B、容器C和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置。
b、关闭K，向上举D，使左侧水银面到达刻度的位置。这时测得两管水银面高度差为9.5cm。
c、打开K，把被测固体放在C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K。
d、向上举D，使左侧水银面重新到达刻度处，这时测得两管水银面高度差为10.0cm。
已知容器C和管A的总体积为，大气压相当于，以上过程气体的温度均不变。求：
（1）容器B的容积；
（2）被测固体的体积。
14、一游戏装置
竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角的倾斜直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE、倾角的倾斜直轨道EF、水平直轨道FG组成，除FG段外各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B（E）处。凹槽GHIJ底面HI水平光滑，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁GH处，摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径点高度为长度，摆渡车质量。将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度处静止释放，滑块恰好能通过圆形轨道最高点C，滑块在FG段动摩擦因数，滑块与摆渡车之间的动摩擦因数（摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止，滑块视为质点，不计空气阻力，，，）
（1）求滑块静止释放高度h；
（2）摆渡车碰到IJ前，滑块恰好不脱离摆渡车，求摆渡车长度L；
（3）在（2）的条件下，求滑块凹槽GHIJ底面HI长度至少多大。
15、如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy中，y轴竖直，第一象限内有竖直向上的匀强电场、垂直于xOy平面向里的匀强磁场；第二象限内有平行于xOy平面且方向可以调节的匀强电场；第三、四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。x、y轴上有A、B两点，），。现有一质量，电荷量的带正电小球，从A点以速度垂直x轴进入第一象限，做匀速圆周运动且从B点离开第一象限。小球进入第二象限后沿直线运动到C点，然后由C点进入第三象限。已知重力加速度为，不计空气阻力。求：
（1）第一象限内电场的电场强度与小球初速度的大小；
（2）第二象限内电场强度的最小值和取最小值时小球运动到C点的速度；
（3）在第（2）问的情况下，小球在离开第三象限前的最大速度。
参考答案
1、答案：D
解析：A.据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，故X是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的，A错误；
B.核子数最多，结合能最大，但、比结合能较大，较稳定，B错误；
C.半衰期针对的是大量原子核的统计规律，对于1000个不适用，C错误；
D.核裂变中，中子的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变，D正确。
故选D。
2、答案：A
解析：A.神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，舱内航天员处于完全失重状态，故A正确；
B.神舟十六号围绕地球做圆周运动，则发射速度一定大于小于，故B错误；
C.神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时的速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；
D.发射过程中为了保证航天员的安全，航天员需要固定在座椅上，头部和身体轴线是保持水平的，面部朝上，故D错误。
故选A。
3、答案：C
解析：A.电车以额定功率启动，功率不变
速度增大，牵引力减小，加速度减小，故A错误；
B.当牵引力和阻力相等时，速度最大，所以小车所受阻力为
故B错误；
C.从静止加速到最大速度，根据动能定理
解得电车行驶的位移为900米，故C正确；
D.当电车速度为40m/s时，牵引力
其加速度是
故D错误。
故选C。
4、答案：D
解析：A.等量同种点电荷中垂线上，关于O点对称的点的电场强度大小相等，方向相反，故A错误；
B.四点在同一等势面上，电势相同，故B错误;
C.电子沿球面曲线（运动过程中，电势处处相同，电场力不做功，故C错误；
D.电子沿直线运动过程中，电势先升高后降低，电势能先减少后增加，故D正确。
故选D。
5、答案：D
解析：A.根据楞次定律，从线框上方俯视，感应电流的方向为，故A错误；
B.线框刚进入磁场时，感应电动势为
bc边两端的电压为路端电压
故B错误；
C.bc边出磁场区域时，线框恰好以速度做匀速直线运动
通过线框的电流大小为
故C错误；
D.bc边出磁场区域时，线框恰好以速度做匀速直线运动，合力为零
解得
故D正确。
故选D。
6、答案：D
解析：A.由P点的振动图像可知，在时质点P沿y轴负向运动，可知波沿x轴负方向传播，故A错误；
B.该列波的传播速度为
故B错误；
C.在时质点P对应的纵坐标为，则由几何知识可知，质点P的平衡位置位于，故C错误；
D.质点从到过程波沿x轴负向传播4m，此时P点到达波谷，则质点P经过了运动的路程为，故D正确。
故选D。
7、答案：C
解析：A.小球运动到最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故A错误；
B.抛出时水平方向的分速度
小球在空中运动的时间为
抛出时竖直方向的分速度
有
代入数据联立得
故B错误；
C.从抛出到落地过程中小球速度的变化量是
故C正确；
D.小球落地前加速度为重力加速度不变，任意相等时间内速度的变化量相等，故D错误。
故选C。
8、答案：AD
解析：AB.把熏黑的金属球放入水中时，在小球周围形成一层薄薄的空气膜，所以金属球表面附着的黑色物质和水是不浸润的，故A正确B错误；
CD.金属球在水中呈现出明亮颜色是因为光发生了全反射，光从光密介质到光疏介质会发生全反射，所以光密介质是水，光疏介质是空气膜，故C错误D正确。
故选AD。
9、答案：AD
解析：根据题意，设滑动变阻器向下滑动的距离为x，的总长度为L，由串并联知识可得，副线圈所在回路的总电阻为
可知，x越大，R越小，则当时
当时
ABC.由于原线圈的输入电压不变，线圈匝数比不变，则副线圈的输出电压不变，即电压表示数不变，由于电阻一直减小，则电流表示数一直增大，故BC错误，A正确；
D.由电压与匝数关系有
解得
电阻最小时，电流最大，有
由电流与匝数关系有
解得
即电流表示数的最大值是，故D正确。
故选AD。
10、答案：BCD
解析：A.小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，竖直方向上动量不守恒，合力不为零，没有阻力做功，机械能守恒，故A错误；
BD.小球达到圆弧的顶端，这个过程中水平方向动量守恒得
解得
此时M向前走了0.2R，根据
即
根据几何关系
解得
故BD正确；
C.设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中水平方向动量守恒得
解得
根据动能定理整个过程小球对小车做的功为
故C正确。
故选BCD。
11、答案：（1）A距地面的高度h，的质量；（2）
解析：（1）设A距地面的高度h，的质量，则
对B物体
，
整理得
还需要测量的物理量是A距地面的高度h，的质量。
（2）动摩擦因数μ的表达式为
12、答案：（1）B（2）C；；1.54；0.57
解析：（1）A.因电池本身有电动势，又因多用电表的欧姆挡是通过测量通过电阻的电流大小而得出电阻值，所以不能用多用电表的欧姆挡直接测量电池的内阻，故A错误；
BC.用多用电表估测电池电动势时，应选择直流电压挡，由于电池电动势为，选择直流电压2.5V挡，红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极，测量电池的电动势，故C错误，B正确。
故选B。
（2）①根据闭合电路欧姆定律可得路端电压
由图可知，路端电压变化小，当电源内阻太小时，干路电流I有较大变化时，变化也很小，电压表示数即路端电压U变化很小。
故选C。
②应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，电源内阻较小，为使电压表示数变化明显，把定值电阻与电源整体当作等效电源，为减小实验误差，相对于电源电流表应采用外接法，实物电路图如图所示
③由闭合回路欧姆定律有
由图丁可得
解得
13、答案：（1）125cm3；（2）
解析：（1）对中的气体，
初状态有：
末状态有：
根据玻意耳定律得
解得
（2）将被测固体放入C中后，对中的气体，
初状态有：
末状态有：=p0+10cmHg=86cmHgV4=VAC-Vx
根据玻意耳定律得
解得被测固体的体积为
14、答案：（1）；（2）25m；（3）3.75m
解析：（1）滑块恰好能通过圆形轨道最高点C，对C点分析
C点离地高度为
滑块从静止释放到C点过程，根据动能定理可得
解得
（2）从静止释放到G点，由动能定理可得
由题可知，滑块到达摆渡车右端时刚好与摆渡车共速，速度大小设为v，根据动量守恒定律可得
由功能关系可得
综合解得
（3）滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速过程，若恰好碰到IJ，则有
解得
滑块凹槽GHIJ底面HI长度至少3.75m。
15、答案：（1）40N/C，2m/s；（2）20N/C，2m/s；（3）4m/s，方向水平向左
解析：（1）小球由A点进入第一象限后，所受电场力与重力平衡
解得
由几何关系得
解得
小球做匀速圆周运动
解得
（2）由几何关系得：BC与竖直方向夹角为
小球由B到C做直线运动，则电场力与重力的合力与均沿BC方向，当电场力与BC垂直时，电场力有最小值
解得
对小球有
根据几何关系
根据速度位移关系式
代入数据得
（3）小球进入第三象限后，在重力、洛伦兹力作用下做变加速曲线运动，把初速度分解为和，其中满足
解得
方向水平向左
则
方向与x轴正方向夹角为60°
小球的实际运动可以分解为
运动一：速度为，水平向左，合力为
的匀速直线运动。
运动二：速度为，顺时针旋转，合力为
的匀速圆周运动。当和的方向相同时合运动的速度最大，最大速度
方向水平向左。