2024-2025学年湖北省云学名校联盟高三（上）物理联考试卷（12月）(含答案）

这是一份2024-2025学年湖北省云学名校联盟高三（上）物理联考试卷（12月）(含答案），共11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。
1.核电站产生的核废料中含有一类致癌物碘131(I53131I)和铯137(C55137C⁡s)，半衰期分别约为8天和30年。下列说法正确的是( )
A. 碘131比铯137衰变慢
B. 碘131发生β衰变产生的新核包含76个中子
C. 碘131发生β衰变产生的新核包含77个中子
D. 碘131发生β衰变产生的新核包含79个中子
2.卡文迪许被称为“能称出地球质量的人”，他用扭秤实验测得引力常量G=6.75×10−11m3⋅kg−1⋅s−2，与公认值只差百分之一。根据卡文迪许测得的引力常量，忽略地球的自转，下列说法错误的是( )
A. 引力常量的公认值为G=6.76×10−11N⋅m2⋅kg−2
B. 求两汽车碰撞的作用力时，无需考虑两者间的万有引力
C. 已知地球半径和地表的重力加速度，可以得到地球质量
D. 已知月地间距离和月球的公转周期，可以得到地球质量
3.一架直升机水平向右匀速直线飞行，直升机下面悬挂一条质量分布均匀的柔软绳索，其所处范围内风速大小恒定且不随高度变化。小强同学拍摄了直升机飞行时的照片，照片中绳索的形状与下列图片中绳索的形状最相似的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，纵坐标表示压强p、横坐标表示热力学温度T。一定质量的理想气体经历c→a→b→c状态变化，下列说法正确的是( )
A. c→a过程中，气体的密度增大B. a→b过程中，气体对外界做功
C. b→c过程中，气体从外界吸热D. c→a→b→c过程，气体内能增加
5.如图所示，在均匀介质中，位于x1=−12m和x2=12m处的两波源沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为20cm、波速均为4m/s的相向传播的简谐波。t=0时刻的波形如图所示，质点P的平衡位置在x=4m处。下列说法正确的是( )
A. 质点P开始振动时沿y轴负方向B. t=0时，两波源的振动方向相同
C. t=2s时，质点P的位移大小为40cmD. 0∼2s内，质点P运动的路程是40cm
6.截至2023年，我国已有超过3500km公路完成智能化升级改造，建成运行。设甲、乙两试验车在智慧公路的同一车道上同向匀速行驶，甲车在前，速度为72km/ℎ，乙车在后，速度为54km/ℎ。t=0时刻，两车相距16m，甲车以5m/s2的加速度开始刹车，乙车以2m/s2的加速度同时刹车，两车刹车过程均可视为匀减速直线运动，忽略刹车时的反应时间，则两车相撞的时刻t等于( )
A. 5sB. 6sC. 7sD. 8s
7.如图所示，光滑绝缘水平桌面上，边长均为L的两个正方形区域内存在垂直于水平面的等大反向的匀强磁场，等腰直角三角形导体线框abc在外力作用下从磁场区域的左侧以平行于ab的速度v匀速通过两磁场区域。t=0时刻，线框开始进入磁场，线框中感应电流大小为I，取逆时针方向为电流的正方向，已知ab=L，下列关于线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是( )

二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.将一电流元置于磁场中的某点P，下列说法正确的是( )
A. P点磁感应强度的方向沿磁感线上该点的切线方向
B. P点磁感应强度的方向与电流元所受安培力的方向相同
C. P点磁感应强度的大小与电流元所受安培力的大小无关
D. P点磁感应强度的大小与电流元所受安培力的大小成正比
9.某同学将同一段绝缘金属丝分别弯成如图(a)、(b)所示的平面线圈，图中圆形的面积均为S1，三角形的面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B=B0+kt，B0和k均为常量。下列说法正确的是( )
A. 图(a)线圈中总的感应电动势大小为k(S1+S2)
B. 图(a)线圈中总的感应电动势大小为k(S1−S2)
C. 图(b)线圈中总的感应电动势大小为k(S1−S2)
D. 图(b)线圈中总的感应电动势大小为k(S1+S2)
10.如图(a)所示，在光滑水平面上放置一质量mA=3kg物体A，一轻绳绕过定滑轮，一端系在物体A上，另一端系住质量mB=2kg的物体B，物体B刚好与竖直面接触，且与竖直面间的动摩擦因数为μ=0.4。初始时两物体都静止，绳被拉直，然后释放A，同时对物体B施加水平向左的力F，力F大小随时间变化的规律如图(b)所示。已知物体A距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物体A、B先一起做加速度减小的加速运动，后一起匀速运动
B. 物体B加速运动过程中，力F的冲量大小为250N⋅s
C. 物体A向右运动的最大速度为10m/s
D. 物体B运动的总时间为(5+ 10)s
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.某同学用一弹簧测力计(面板上的部分刻度如图所示)测量高楼电梯竖直运动的加速度。他将弹簧测力计的上端固定在电梯侧壁上，当电梯和钩码都静止时，若下端悬挂1个钩码，则指针指在B位置;若下端悬挂2个钩码，则指针指在C位置。已知弹簧始终在弹性限度内，每个钩码的质量均为0.05kg，重力加速度大小为g=10m/s2。
(1)当指针指在B位置时，弹簧测力计的示数为 N;
(2)在弹簧测力计下端固定1个钩码，制成“竖直加速度测量仪”，刻度改为加速度，规定竖直向上为加速度的正方向：
i、B位置应改为 m/s2，C位置应改为 m/s2;
ii、在图示刻度区间内，能测量的加速度范围是 m/s2。
12.某同学将一个量程小于15V的伏特表V改装成量程为15V的伏特表，已知伏特表V有清晰刻度但没有标度值，实验器材如下：
A.电源(电动势约为15−V，内电阻小于1Ω)
B.标准电压表V0(量程为15V，内电阻约为30kΩ)
C.电阻箱(阻值范围0∼9999.9Ω)
D.电阻箱(阻值范围0∼99.9Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0∼20Ω)
F.滑动变阻器(阻值范围0∼20kΩ)
G.电键S，导线若干
为了正确改装，需要测量伏特表V的量程和内电阻，该同学的实验过程如下：
(1)将实验器材按图(a)所示电路连接，电阻箱R应选 ，滑动变阻器R0应选 (用字母序号表示);
(2)将电阻箱R的阻值调至最大，闭合电键S，调节滑片P和电阻箱R，使伏特表V满偏，记录此时电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U;
(3)将滑片P移至另一位置，再次调节电阻箱R，使伏特表V满偏，记录此时电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U;
(4)多次重复步骤(3)，将测量数据描绘在U−R图像中，如图(b)所示，请画出U−R图线;
(5)根据图线求得伏特表V的量程为 V，内电阻为 kΩ;(结果均保留2位有效数字)
(6)将伏特表V与一个阻值为 kΩ的电阻串联，组装成量程为15V的伏特表。(结果保留2位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共43分。
13.图(a)为某地天空中曾出现的“三个太阳”，即幻日现象，幻日是一种非常罕见的大气光学现象，它是由于在寒冷的冬天，空气中的水蒸气凝结成大量微小的六角冰晶，太阳通过这些冰晶折射形成的虚像。图(b)所示为太阳光照射到正六边形冰晶上折射的光路图，一束太阳光从AB边中点P入射，入射方向与AB边成48∘角，光线经两次折射后从CD边射出。已知在冰晶中的折射光线与BC边平行，正六边形边长为a，空气中光速为c，sin42∘=0.67。求
(1)冰晶的折射率;
(2)太阳光穿过冰晶所用时间。
14.如图所示，足够长的绝缘水平面AD和竖直面内绝缘的16圆弧导轨在B点相切，导轨半径为R，圆心为O，虚线OB的右侧区域有方向与水平面夹角为30∘的匀强电场(场强方向与导轨平面平行)。绝缘小球a将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，小球a脱离弹簧后与静止在B点的小球b发生碰撞，碰撞过程两球机械能总共损失mgR，碰后与碰前相比小球a的速度减小 gR，其方向仍然向右。已知小球a和b的质量均为m，小球b的电荷量为q(q>0)，电场强度大小为mgq，AB=R，重力加速度为g。不计一切摩擦，求
(1)碰撞结束时，小球b的速度大小;
(2)弹簧压缩至A点时的弹性势能;
(3)小球b从C点运动到水平面AD所用的时间。
15.如图(a)所示，小物体A、B用不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接，A、B距离水平地面高度相同且处于静止状态。t=0时，环状小物体C从B正上方一定高度处由静止开始自由落，t=1s时，C与B碰撞(碰撞时间极短)，之后粘在一起下落，取地面为重力势能零点，物体C的动能Ek、重力势能Ep随时间t的变化关系如图(b)所示。已知物体A的质量mA=0.3kg，始终没有与定滑轮相碰，不计空气阻力和一切摩擦，绳始终未断，重力加速度大小g=10m/s2。
(1)小物体B的质量是多少?1s∼t1时间内，小物体C损失的机械能是多少?
(2)求当C、B粘合体的重力势能与动能相等时，物体A距离地面的高度;
(3)求小物体A离地面的最大高度。
参考答案
1.C
2.A
3.B
4.B
5.D
6.C
7.A
8.AC
9.BD
10.CD
11.(1)0.5
(2)0 10
(3)−5∼15

12.(1)C E
(4)图线如图
(5)9.5(9.4或9.6算对) 19
(6)11

13.解：(1)画出光路图，在AB面上的入射角
α=42∘
在AB面上的折射角
β=42∘−12∘=30∘
或者90∘−60∘=30∘
由折射定律
n=sinαsinβ
联立解得
n=1.34
(2)由几何关系，太阳光在冰晶中传播的距离
x=a+12a
n=cv
t=xv
联立解得
t=201a100c

14.解：(1)设a碰前速度为v，a、b碰后速度分别为va、vb，由动量守恒定律
mp=mya+myb
va=v− gR
联立解得
vb= gR
(2) a、b碰撞前后机械能损失
mgR=12mv2−12mva2−12mvb2
弹簧压缩至A点时的弹性势能
Ep=12mv2
联立解得
Ep=2mgR
(3)碰后，b在电场中从B点运动到C点，由动能定理
−mg⋅12R+mgq⋅qR=12mvC2−12mvb2
b从C点飞出后做类平抛运动。在竖直方向
mg−mgq⋅qsin30∘=may
在b竖直方向的位移
−R2=vCtcs30∘−12ayt2
联立解得
t=( 6+2 2) Rg

15.解：(1)由题意可知
mB=mA=0.3kg
物体C机械能的损失
ΔEC=(8J+3.2J)−(6.32J+3.872J)
解得△EC=1.008J
(2) t=1s时C、B碰撞，设碰撞结束时C的速度为v1，1s∼t1内，C、B粘合体时高度为ℎ，速度为v，碰撞后ABC系统能量守恒，有
12(mA+mB+mC)v2−12(mA+mB+mC)v12=ΔEPC
12mCv2−12mCv12=ΔEkc
式中
ΔEPc=8J−6.32J=1.68J
ΔEkc=3.872J−3.2J=0.672J
解得mC=0.4kg
碰前C的速度
v0=gt=10m/s
碰撞前后，由动量守恒定律
mCv0=(mA+mB+mC)v1
解得v1=4m/s。碰撞时，C距离地面的高度
ℎ1=EpCmcg=84m=2m
设碰后C、B粘合体的重力势能与动能相等时，下降的高度为ℎ2，速度大小为v2。碰后ABC系统能量守恒
12(mA+mB+mC)v22−12(mA+mB+mC)v12=mCgℎ2
己知
(mB+mC)g(ℎ1−ℎ2)=12(mB+mc)v22
联立解得
ℎ2=67m
则物体A距离地面的高度
ℎA=ℎ1+ℎ2=207m
(3)设C、B粘合体落地时的速度为v3，由能量守恒
12(mA+mB+mC)v32−12(mA+mB+mC)v12=mCgℎ1
解得v3= 32m/s。之后，A做竖直上抛运动，上升高度
ℎ3=v322g
解得ℎ3=1.6m，故A离地面的最大高度
H=2ℎ1+ℎ3=5.6m