湖北省黄冈市2024届高三上学期模拟测试（一）物理试卷(含答案)

这是一份湖北省黄冈市2024届高三上学期模拟测试（一）物理试卷(含答案)，共17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
1．2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀（），并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致α粒子形成的概率显著增强的现象，这有助于促进对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理机制的理解。以下说法正确的是( )
A.铀核（）发生核反应方程为﹐是核裂变反应
B.与的质量差等于衰变的质量亏损
C.产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出γ射线
D.新核的结合能大于铀核（）的结合能
2．如图所示，一条质量为1kg的均匀柔软绳索置于光滑水平桌面上，开始有一小段垂在桌边，使它从静止开始运动。重力加速度，在运动过程中，绳的转折处O点的最大张力是( )
B.5NC.10N
3．现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，则玻璃折射率n为( )
A.1.5B.2C.D.
4．金星的半径是地球半径的，质量是地球质量的。已知地球的公转周期为，地球的第一宇宙速度为，地球表面重力加速度为g，则( )
A.金星的公转周期为
B.金星的第一宇宙速度为
C.金星表面重力加速度为
D.金星对地球引力是地球对金星引力的0.82倍
5．某款质量的汽车沿平直公路从静止开始做直线运动，其图象如图所示。汽车在时间内做匀加速直线运动，内汽车保持额定功率不变，内汽车做匀速直线运动，最大速度，汽车从70s末开始关闭动力减速滑行，时刻停止运动。已知，，汽车的额定功率为80kW，整个过程中汽车受到的阻力大小不变。下列说法正确的是( )
A.时刻的瞬时速度10m/s
B.汽车在内通过的距离
C.为80s
D.阻力大小为1000N
6．如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直面内，圆环上A、B、C三点构成正三角形，AD、BE为圆环直径，且AD水平。甲、乙两小球带有等量异种电荷，将带正电荷的小球甲固定在A点处，另一带负电小球乙恰好能静止在B点处（甲、乙均可视为质点），已知小球乙的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电场强度相同
B.在甲、乙形成的电场中，C点电势等于D点电势
C.乙受到大圆环的弹力
D.将乙放在C点也恰好可静止不动
二、多选题
7．在同一均匀介质中，分别位于和处的两个波源M和N，沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波a和b。时刻a和b分别传播到和处，波形如图所示，时两列波恰好第一次相遇，则下列说法正确的是( )
A.a与b相迎后会出现干涉现象
B.质点P开始振动时沿y轴负方向运动
C.a与b的频率之比为
D.时，处质点的位移为
8．如图所示电路中，，，电源电动势，内阻。电流表示数为I，电压表示数为U。在滑动变阻器的滑动触头P从a滑到b的过程中，电表均为理想电表，下列判断正确的是( )
A.I减小，U减小B.不变，不变
C.电源的最大输出功率为1.5WD.获得的最大功率为1.5W
9．如图所示，水平地面上静止放置着三个完全相同的砖块A、B、C，质量均为m.A、B之间和B、C之间的动摩擦因数均为。用两根长度相同的轻绳分别连接砖块A与砖块C，并将两根轻绳系于O点，现将一个竖直向上的力F作用于O点，不考虑砖块的转动，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是( )
A.若在F作用下三个砖块保持相对静止的一起向上运动，则三个砖块的加速度为
B.若，则无论F多大，砖块A、B、C都将保持相对静止
C.若，且，则砖块A、B之间的摩擦力为
D.若，且，则砖块A、B之间的摩擦力为
10．在水平面内以O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy，第一象限中有一矩形挡板OABC，其中，，在空间内存在如图所示的匀强磁场，方向垂直纸面向里，大小为B，其中第三象限边界为BO的延长线，O点为一粒子源，可向OB反向延长线至垂直于BO方向的90°夹角范围内发射大量带电粒子，带电粒子电荷量为，质量为m，粒子的速度大小，忽略粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A.带电粒子不可能打到OA挡板的中点
B.带电粒子有可能打到BC挡板上（除B、C两点）
C.带电粒子打在OA挡板上所用时间可能为
D.带电粒子打在AB挡板上所用时间可能为
三、实验题
11．实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有长度有限的刻度尺，零刻度线在上端，只能直接读出光电门1到零刻度线的距离；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住，小球刚好处于零刻度线位置。一断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小和.多次改变光电门1的位置，得到多组、和的数据﹐建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出纵截距和横截距分别为a，b。
(1)需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度_____；
(2)当地的重力加速度为_____（用a和b表示）。
(3)若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁球经过光电门2时的机械能表达式为______（用题中的m、，a和b表示）。
12．根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。
(1)实验小组用多用电表直接粗测人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示；为了使测量结果更准确，应把选择开关调至______（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为_____。
(2)现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干。请帮助完成下列实验步骤：
①图c中虚线框内缺少了一块电表，应选择______，理由是_________。
②请把实验电路图补充完整；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻_____（用题中所给的物理量符号表达）。
四、计算题
13．如图所示为一超重报警装置，其主体是水平地面上的竖直薄壁密闭容器且导热性能良好。容器高、横截面积，底部是深的预警区域，内有一厚度和质量均不计的活塞。活塞通过轻杆连接轻质平台，当活塞进入预警区域时，系统会发出超重预警。平台上未放重物时，内部封闭气柱长度；平台上轻放质量为M的重物时，活塞最终恰好稳定在预警区域上边界。已知环境温度，大气压强，不计摩擦阻力，求：
(1)重物的质量M；
(2)放上M至活塞最终稳定的过程中，密闭气体与外界交换的热量Q；
(3)若环境温度变为且外界大气压强不变，为保证放上M后活塞最终仍稳定在预警区域上边界，应充装与封闭气体同温同压的气体多少体积？
14．如图甲所示，一质量的物块放在足够大的粗糙水平面上的O点，物块与水平面间的动摩擦因数.长的轻质细线上端固定，下端系着一质量的小球，小球静止时位于O点，小球与物块均视为质点.以O为原点，水平向右为轴建立坐标.O点右侧空间有一特殊的水平外力场，外力F随位置x的变化关系如图乙所示.现将小球拉至与竖直方向夹角的位置，不计空气阻力，重力加速度大小g取。求：
(1)碰撞后瞬间物块的速度大小；
(2)物块第一次运动到时的动能。
15．如图(a)所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L；两根长度均为L、质量均为m、电阻均为r的相同的导体棒M、N静置于导轨上，两棒相距；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。从开始，给导体棒M施加一平行于导轨的外力F，使导体棒M在内以加速度做匀加速运动，导体棒N在时刻(未知)开始运动，F随时间变化的规律如图(b)所示。棒与导轨间的动摩擦因数均为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，运动过程中两棒均与导轨接触良好。重力加速度大小为g。
(1)求时刻导体棒M的速度；
(2)求时刻外力F的大小；
(3)若时刻导体棒M的速度为v，求此时两棒间的距离。
参考答案
1．答案：C
解析：A.铀核发生核反应的方程为
此反应为α衰变，选项A错误；
B.衰变的质量亏损为反应物的总质量减去生成物的总质量，即为的质量减去的质量，再减去的质量，选项B错误；
C.产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出γ射线，选项C正确；
D.新核（）的比结合能大于铀核的比结合能，新核（）的结合能小于铀核的结合能，D错误；故选C。
2．答案：A
解析：设垂直部分绳子质量为m，水平部分的绳子质量为M，绳的转折处O点的张力为T，根据牛顿第二定律有，
且
解得
则当时，T取得最大值2.5N。故选A。
3．答案：D
解析：根据题意，由折射定律和反射定律画出光路图，如图所示
由几何关系可得，光线在11点处的入射角为60°，折射角为30°，则折射率为
故选D。
4．答案：B
解析：根据题意，设地球的半径为R，质量为M，则金星的半径为，质量为
A.由于题意中没有金星与地球的公转半径或公转半径的比值，无法求出金星的公转周期，故A错误；
B.根据题意可知，地球的第一宇宙速度为
则金星的第一宇宙速度为故B正确；
C.根据题意可知，地球表面重力加速度为
则金星表面重力加速度为，故C错误；
D.金星对地球引力与地球对金星引力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。故选B。
5．答案：B
解析：CD.根据题意可知，当汽车以额定功率行驶时，牵引力等于阻力时，速度最大，则有
解得
由牛顿第二定律可得，关闭发动机之后，加速度为
由运动学公式可得
解得
故CD错误；
AB.根据题意，设时刻，汽车的速度为则，此时的牵引力为
设汽车在时间内做匀加速直线运动的加速度为，则有
由牛顿第二定律有
联立解得
内，由动能定理有
解得
故A错误，B正确。
故选B。
6．答案：C
解析：A.根据等量异种电荷的电场线分布可知在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电场强度大小等，方向不同，故A错误；
B.由几何关系可知，OC在AB连线的中垂线上，为甲、乙形成的电场的等势面且电势为零，可知C点电势与D点电势不相等，故B错误；
C.对乙受力分析，如图所示
根据平衡条件可得，
联立解得，故C正确；
D.由几何关系可知，C到A的距离和B到A的距离相等，所以乙小球在C点所受库仑力大小仍为，将乙放在C点时，乙小球受到的重力和库仑力如图所示
库仑力和重力的合力在两个力的角平分线上，而环对乙小球的弹力方向只能在OC上，由平衡条件可知乙小球不可能静止在C点，故D错误。故选C。
7．答案：AD
解析：AC.由同一均匀介质条件可得a和b两列波在介质中传播速度大小相同，由图可知，a和b两列波的波长之比为，根据可得a与b的频率之比为，因a与b的频率相同，a与b相遇后能产生干涉现象，故A正确，C错误；
B.a波向x轴正方向传播，可知，质点P开始振动时沿y轴正方向运动，故B错误；
D.时两列波恰好第一次相遇，由图可知，在处相遇，可得两波的传播速度大小为
则可得时，a、b两列波分别传播到
，
的位置，根据波形的平移特点，由于两波发生干涉，两列波都使处质点处于波峰，故产生叠加，位移为故D正确。故选AD。
8．答案：ABC
解析：A.由图可判断，的右端电阻与电压表串联，对电压表的影响可忽略，电压表测量两端的电压，电流表测量干路的电流，当P由a向b滑动时，连入电路的阻值由0开始增大，回路总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，电压表示数为其减小，故A正确；
B.根据欧姆定律可知
其不变，故B正确；
C.外电路电阻为
由0增大到，则R由增大到，而当时电源的输出功率最大，即，故C正确；
D.当时，干路电流最大，的功率最大，即故D错误。故选ABC。
9．答案：BCD
解析：若在F作用下三个砖块保持相对静止的一起向上运动，对A、B、C整体分析，有，得，故A错误；设3个砖块刚好相对静止一起加速向上运动，此时A、B和B、C之间的摩擦力均为最大静摩擦力，对B受力分析，竖直方向根据牛顿第二定律，又，水平方向，得，易得当时，A、B和B、C之间的摩擦力为静摩擦力，无论F多大，砖块A、B、C都将保持相对静止，故B正确；若，且，A、B和B、C之间的摩擦力为静摩擦力，砖块A、B、C保持相对静止向上匀加速运动，对B，有，得，故C正确；若，且，砖块A、B、C发生相对滑动，得，故D正确。
10．答案：AC
解析：AB.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
代入数据可得圆周运动半径
由几何关系可知，当粒子垂直OB方向入射进磁场时，轨迹刚好经过OABC，逆时针转动会撞到AB上，直至又撞到OA上，当粒子刚好沿BO延长线方向发射时，粒子打在OA上的位置最低，由几何关系可知，此位置
粒子不可能打到OA板中点，也不能打到BC挡板上（除B、C两点），故A正确，B错误；
CD.根据几何关系可得，打在AB板上圆弧轨迹对应的圆心角为θ，
根据时间计算公式
可知打在AB板上的时间为，D错误，同理，打在OA上时，对应的圆心角
打在OA板的时间为，C正确。故选AC。
11．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)由于小铁球通过光电门的时间极短，所以小球通过光电门的瞬时速度会近似等于小球经过光电门的平均速度，所以速度为
(2)小铁球从光电门1到光电门2做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律可得
解得
结合图像可知，
(3)小铁球经过光电门2时的机械能
12．答案：(1)；100
(2)①；通过被测电阻的最大可能电流为，电流表的量程太大，可作为量程为的电流表使用
②
③
解析：(1)当选择“”挡位时，欧姆表指针偏角过小，误差太大，应使之指示在中间，故应选择更高的档位，重新进行欧姆调零再测量，故选“”。
读数为
(2)①第二种方案本质上是伏安法，因人体电阻高达，而电源电压，流过人体的电流不高于，显然所给的电流表量程太大不可用；鉴于电压表的内阻已知，故可将电压表与人体串联，当作量程为电流表使用。
②因人体电阻及电压表内阻太大而滑动变阻器阻值又太小，故电路应采用分压式接法，电路如图所示
③由串并联关系可知
13．答案：(1)(2)气体对外界放出的热量为(3)
解析：(1)最终稳定时，封闭气体温度不变，则
可得
又因为
代入相关已知数据求得
(2)设外界大气压力和重物对封闭气体做功为W，则
代入数据求得
在(1)问的情况下，封闭气体内能不变（），根据热力学第一定律可得，气体对外界放出的热量为
(3)外界大气压强不变，所以环境温度变化时，满足
即
解得
所以应充装同温同压的气体体积为
14．答案：(1)(2)
解析：(1)设小球运动到O点时的速度大小为v，在小球释放后至运动到O点的过程中，根据动能定理有
设碰撞后瞬间小球与物块的速度分别为，取向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
(2)图像与x轴围成图形的面积表示F做的功，则由题图乙可知碰后物块第一次运动到过程中水平力做的功；摩擦力f做的功为
由动能定理可得
代入数据解得
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)导体棒N未运动时，电路中的电动势、电流，
每个导体棒受到的安培力
导体棒N开始运动时，安培力与摩擦力平衡
整理得，此时导体棒M的速度
(2)对导体棒M，时刻
时刻
而
整理得
(3)时间内，导体棒M做匀加速运动
可得
时刻两棒间的距离为
设时刻两棒间的距离为，导体棒N的速度为，时间内电路中电流的平均值为I。根据动量定理对整体
对导体棒N，
此过程中的平均感应电动势，
而
整理得