2023-2024年湖北省高三下學期四調(diào)（三模）考試物理試題（解析版）

物理試卷一、單選題1.年月日，全球首座第四代核電站在山東石島灣并網(wǎng)發(fā)電，這標志著我國在高溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先全球。當前廣泛應(yīng)用的第三代核電站主要利用鈾（）裂變產(chǎn)能，鈾（）的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇（）和氫（）。下列說法正確的是（）A.有個中子，個質(zhì)子B.鈾原子核的結(jié)合能大于鋇原子核的結(jié)合能C.重核裂變成中等大小的核，核的比結(jié)合能減小D.上述裂變反應(yīng)方程為：【答案】B【解析】有個質(zhì)子，個中子，故A錯誤；原子序數(shù)越大的原子核的結(jié)合能越大，所以鈾原子核的結(jié)合能大于鋇原子核的結(jié)合能，故B正確；重核裂變成中等大小的核，中等大小的核更穩(wěn)定，核的比結(jié)合能變大，故C錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知裂變反應(yīng)方程為，故D錯誤。故選B。2.我國首個大型巡天空間望遠鏡（）將于年發(fā)射升空，它將與我國空間站共軌并獨立飛行，已知巡天空間望遠鏡預(yù)定軌道離地面高度約為，地球同步衛(wèi)星離地面高度約為，下列說法正確的是（）A.巡天空間望遠鏡加速就可以與空間站對接B.巡天空間望遠鏡運行的線速度大于C.巡天空間望遠鏡在軌道上運行的周期比同步衛(wèi)星的周期大D.巡天空間望遠鏡的加速度大于放在赤道上物體的向心加速度【答案】D【解析】天空間望遠鏡與空間站共軌獨立飛行，若巡天空間望遠鏡加速，巡天空間望將做離心運動，變軌到更高的軌道，不可能與空間站對接，故A錯誤；根據(jù)，可得，地球第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大線速度，等于地球表面軌道衛(wèi)星的線速度，則巡天空間望遠鏡運行的線速度小于，故B錯誤；由萬有引力提供向心力可得，可得，可知巡天空間望遠鏡在軌道上運行的周期比同步衛(wèi)星的周期小，故C錯誤；由萬有引力提供向心力可得，可得，可知巡天空間望遠鏡的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，由，可知同步衛(wèi)星的加速度大于放在赤道上物體的向心加速度，則巡天空間望遠鏡的加速度大于放在赤道上物體的向心加速度，故D正確。故選D。3.如圖所示，某款手機支架由“型”擋板和底座構(gòu)成，擋板使用一體成型材料制成，其、部分相互垂直，可繞點的軸在豎直面內(nèi)自由調(diào)節(jié)，、部分對手機的彈力分別為和（不計手機與擋板間的摩擦），在“型”擋板由圖示位置順時針緩慢轉(zhuǎn)至水平的過程中，下列說法正確的是（）A.逐漸增大，逐漸減小B.逐漸減小，逐漸增大C.逐漸減小，先增大后減小D.先增大后減小，逐漸減小【答案】A【解析】對手機受力分析，如圖所示，已知，、部分對手機的彈力分別為和相互垂直，即，手機處于靜止狀態(tài)，則手機受力平衡，根據(jù)拉密原理，因為，手機的重力和不變，所以上式的比值不變。擋板由圖示位置順時針緩慢轉(zhuǎn)至水平的過程中，由鈍角增大到，即減小，故變?。挥赦g角減小到，即變大，故變大。故選A。4.如圖所示，粗細均勻的玻璃管（上端開口，下端封閉）豎直放置，管內(nèi)用長為的水銀柱封閉一段長的理想氣體，現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至水平放置（水銀未溢出）。已知大氣壓強，玻璃管導(dǎo)熱性能良好且環(huán)境溫度保持不變。下列說法正確的是（）A.玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體放出熱量B.玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，外界對氣體做功C.玻璃管豎直放置時，封閉氣體的壓強為D.玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為【答案】D【解析】玻璃管豎直放置時，封閉氣體的壓強為，玻璃管水平放置時，封閉氣體的壓強為，由玻意耳定律可得，解得玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為，玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平放置的過程中，氣體溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，氣體的體積增大，則氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定律，可知氣體吸收熱量。故選D。5.金屬探測儀內(nèi)部電路可簡化為線網(wǎng)與電容器構(gòu)成的振蕩電路，某時刻電流方向和電容器極板間電場方向如圖所示，關(guān)于該時刻下列說法正確的是（）A.電路中的電流正在減小 B.點電勢比點電勢低C.電容器所帶電荷量正在減小 D.線圈磁場能正在增大【答案】A【解析】電容器中場強向下，根據(jù)回路電流方向可知，電容器正在充電，電容器電荷量在增大，回路電流在減小，磁場能在減小，點與正極板相連，與負極板相連，則點電勢比點電勢高。故A正確BCD錯誤。故選A。6.如圖所示，在直角區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場（未畫出），磁感應(yīng)強度大小為，點處的粒子源可向紙面內(nèi)磁場區(qū)域各個方向發(fā)射帶電粒子。已知帶電粒子的質(zhì)量為，電荷量為，速率均為，長為且，忽略粒子的重力及相互間的作用力。下列說法正確的是（）A.自邊射出的粒子在磁場中運動的最短時間為B.自邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間為C.邊上有粒子到達區(qū)域的長度為D.邊上有粒子到達區(qū)域的長度為【答案】C【解析】根據(jù)，解得，自邊射出的粒子在磁場中運動的最短時間的運動軌跡交于點，圓弧所對應(yīng)的圓心角為，自邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間的運動軌跡交于點交于點，圓弧所對應(yīng)的圓心角為，如圖所示，根據(jù)，解得，綜上所述，可得，，故AB錯誤；邊上有粒子到達區(qū)域的長度為之間的距離，由幾何關(guān)系可得，故C正確；邊上有粒子到達區(qū)域的長度為之間的距離，由幾何關(guān)系可得，故D錯誤。故選C。7.如圖甲所示，轆轤是古代民間提水設(shè)施、由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成。某次汲完水自水面由靜止開始上升的過程中，水斗的加速度隨上升高度的變化規(guī)律如圖乙所示，已知水斗上升至井口時速度剛好為零，下列說法正確的是（）A.時，水斗的加速度大小為B.時，水斗的速度大小為C.時，水斗做勻減速直線運動D.水斗自水面上升所用時間為【答案】B【解析】根據(jù)，圖像與坐標軸圍成的面積表示速度平方的一半，則及面積相等，解得時，水斗的加速度大小為，故A錯誤；根據(jù)，則時，水斗的速度大小為，故B正確；時，水斗加速度在變化，所以不是勻減速直線運動，故C錯誤；從靜止開始上升過程中，先做勻加速運動，后做勻速運動，之后做勻減速直線運動，最后做加速度減小的減速運動，圖像如圖所示，如果最后階段一直勻減速運動，則減速運動時間為，根據(jù)圖像代表位移可知，實際做加速度減小的減速，則實際減速時間大于，總時間大于，故D錯誤。故選B。二、多選題8.一列簡諧橫波沿軸方向傳播，在時刻的波形圖如圖甲所示，此時質(zhì)點的位移為，質(zhì)點的位移為，波上質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.該簡諧橫波沿軸正方向傳播B.該簡諧橫波的波速為C.時，質(zhì)點正在向軸負方向振動D.再經(jīng)過，質(zhì)點通過的路程為【答案】A、B【解析】由質(zhì)點的振動圖像可知，在時刻，質(zhì)點在平衡位置向下振動，結(jié)合波形圖可知，該簡諧橫波沿軸正方向傳播，選項A正確；波形圖的表達式為，將點帶入可得，即，解得，該簡諧橫波的波速為，選項B正確；由“同側(cè)法”可知，時，質(zhì)點正在向軸正方向振動，選項C錯誤；再經(jīng)過，則波沿x軸正向傳播，此時質(zhì)點到達平衡位置向下振動，可知質(zhì)點通過的路程為，選項D錯誤。故選AB。9.如圖所示，正方形的對角線長為，在、兩點分別放置電荷量為的點電荷，為正方形外接圓上任意一點，為外接圓的圓心，靜電力常量為，下列說法正確的是（）A.、兩點的電場強度相同B.將負電荷沿直線由移到的過程中，電場力先做正功后做負功C.對角線連線上電場強度的最大值為D.若兩點電荷在點的電場強度大小分別是、，則為定值【答案】B、C、D【解析】、兩點的電場強度方向不同，即電場強度不同，A錯誤；點到點的電場強度方向為向下，點到點電場強度方向為向上，將負電荷沿電場線由移到的過程中，電場力先做正功后做負功，B正確；設(shè)連線上某一點到點的角度為，點的受力如圖所示，對點進行受力分析可知，則，由此解得當時，的最大值為，C正確；設(shè)點到點的連線與的夾角為，則有，，即，D正確。故選BCD。10.如圖所示，某傳送帶的傾角，長為，以的速率逆時針運轉(zhuǎn)。在傳送帶頂端點靜止釋放一個質(zhì)量為的物體，同時傳送帶在電動機的帶動下，以加速運轉(zhuǎn)，已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，，，重力加速度取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物體從頂端點運動至底端點的過程中（）A.物體一直做勻加速直線運動B.物體從點運動至點所用時間為C.物體在傳送帶上留下劃痕的長度為D.物體從點運動至點的過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為【答案】B、C【解析】物體由靜止釋放，一開始受到的摩擦力沿傳送帶向下，由牛頓第二定律可得，設(shè)經(jīng)過時間物體與傳送帶達到相同速度，則有，代入數(shù)據(jù)可得，，該段過程物體與傳送帶通過的位移分別為，，共速后，假設(shè)物體與傳送帶可以保持相對靜止，則有，解得物體受到的靜摩擦力大小為，則共速后物體與傳送帶一起以的加速度向下做勻加速直線運動，設(shè)共速后經(jīng)過時間，物體到達點，則有，解得，則物體從點運動至點所用時間為，物體在傳送帶上留下劃痕的長度為，物體從點運動至點的過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為，故選BC。三、實驗題11.某同學用實驗室現(xiàn)有器材設(shè)計了如圖甲所示裝置來測量當?shù)氐闹亓铀俣取Ｔ撏瑢W進行了如下操作：①調(diào)整弧形槽末端水平并固定，再將金屬小球靜置于槽的末端。在小球靜止位置安裝一個光電門，接通電源、使光電門發(fā)出的光線與小球球心在同一水平線上；②測量金屬小球的直徑以及弧形槽末端到水平地面的豎直高度；③將金屬小球放在弧形槽一定高度靜止釋放；測量小球落點與球心在水平地面投影點間的距離；（1）用螺旋測微器測得金屬小球的直徑如圖乙所示，則___________；（2）某次實驗中，金屬小球通過光電門的時間為，則金屬小球的速度___________；（用題目中物理量符號表示）（3）調(diào)整金屬小球釋放的位置，重復(fù)步驟③，得到多組對應(yīng)的與，作出的圖像為一條傾斜直線，測得斜率為，則該地的重力加速度___________（用、、表示）?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）由螺旋測微計讀數(shù)可知；（2）根據(jù)速度的定義式可知；（3）根據(jù)平拋運動規(guī)律可知，，聯(lián)立上式可知，解得重力加速度為。12.菜同學設(shè)計圖示電路測量一電源的電動勢、內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻，閉合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄電阻箱阻值、電壓表的示數(shù)、電流表的示數(shù)。（1）當讀數(shù)為時，電壓表、電流表讀數(shù)分別為、，則電流表內(nèi)阻___________；（2）利用所測數(shù)據(jù)，作出的圖線為一條傾斜直線，計算得到直線的斜率為，在縱軸上的截距為，則電源的電動勢___________，內(nèi)阻___________；（3）利用所測數(shù)據(jù)，作出的圖線為一條傾斜直線，計算得到直線的斜率為，則電源的電動勢___________，電動勢的測量值___________真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）?！敬鸢浮浚?）；（2）；；（3）；小于【解析】（1）根據(jù)歐姆定律可得，可得電流表內(nèi)阻為；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，整理可得，可知，圖像的縱軸截距為，可得電源的電動勢為，，圖像的斜率為，可得內(nèi)阻為；（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，整理可得，則有，解得電源的電動勢為，該實驗的系統(tǒng)誤差來源主要是為考慮電壓表的分流作用，把電源和電壓表并聯(lián)看成一個等效電源，可知電動勢測量值為等效電源的電動勢，則電動勢測量值小于真實值。四、解答題13.如圖所示，為等腰直角三棱鏡的截面圖，，為邊上一點，是邊的中點。一束單色光自點垂直邊射入棱鏡，逆時針調(diào)整入射角度，當入射光線垂直于邊時，邊恰好無光線射出。已知光在真空中的傳播速度為，只考慮光線在棱鏡中的第一次反射，求：（1）棱鏡對該單色光的折射率；（2）若該單色光自點平行于邊射入，折射光線經(jīng)點反射后從邊射出，求單色光在棱鏡中傳播的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）光線垂直于邊射入棱鏡后光路圖如圖所示，設(shè)光線在棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為，由幾何關(guān)系可得，又，解得；（2）光線自點平行于邊射入棱鏡，光線恰好經(jīng)過點的光路圖如圖所示，由折射定律得，可得折射角為，則有，在中，由正弦定理可得，解得，由對稱性可知，光線在棱鏡中通過的路程為，光線在棱鏡中的傳播速度為，光線在棱鏡中傳播的時間。14.如圖，質(zhì)量的木板靜止在光滑水平地面上右側(cè)的豎直墻面固定一勁度系數(shù)為的輕彈簧，彈簧處于自然狀態(tài)。質(zhì)量的小物塊以水平向右的速度滑上木板左端，兩者共速時木板恰好與彈簧接觸。已知木板足夠長，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，取重力加速度，結(jié)果可用根式表示。（1）求木板剛接觸彈簧時速度的大??；（2）求木板與彈簧接觸以后，小物塊與木板即將相對滑動時彈簧彈力的大??；（3）彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系為，已知木板從與小物塊即將發(fā)生相對滑動至向右減速為所用時間為秒，求此過程中彈簧對木板沖量的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）由于地面光滑，則、組成的系統(tǒng)動量守恒，則有，代入數(shù)據(jù)有；（2）木板與彈簧接觸以后，對、組成的系統(tǒng)有，對有，當時物塊與木板之間即將相對滑動，解得；（3）物塊與木板之間即將相對滑動，解得此時的彈簧壓縮量，對系統(tǒng)有，代入數(shù)據(jù)有，木板從與小物塊即將發(fā)生相對滑動至向右減速為過程對木板應(yīng)用動量定理，解得。15.如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，導(dǎo)軌區(qū)域有方向垂直軌道平面，面積為的有界均勻磁場（圖中未畫出）；導(dǎo)軌區(qū)域有方向垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，導(dǎo)軌、及導(dǎo)線的電阻不計，導(dǎo)軌、單位長度電阻為，質(zhì)量為、電阻為的金屬棒位于區(qū)域的磁場中，與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，重力加速度為。（1）若區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小隨時間變化關(guān)系為（且為常量），方向垂直軌道平面向上，棒靜止在導(dǎo)軌上，求的大??；（2）若區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小隨時間變化關(guān)系為（，且為已知常量），方向垂直軌道平面向下，在時平行導(dǎo)軌向下以某速度釋放棒，棒能勻速通過區(qū)域，求棒的速度大??；（3）若撤去區(qū)域的磁場，將區(qū)域的磁場設(shè)置為方向垂直軌道平面向上，磁場的磁感應(yīng)強度大小為（，且為已知常量）的均勻磁場；換質(zhì)量為、電阻不計的金屬棒，在時刻從處由靜止釋放，同時施加沿導(dǎo)軌方向向下的外力使棒以恒定的加速度在導(dǎo)軌上滑動，求外力與時間的關(guān)系表達式?！敬鸢浮浚?）；（2）；