湖北省鄂東南省級示范聯(lián)盟學(xué)校2024屆高三下學(xué)期一模物理試題 含解析

第1頁/共1頁高三物理試卷一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.離子煙霧報警器是一種常見且廣泛使用的火災(zāi)報警設(shè)備。某離子煙霧報警器中裝有放射性元素镅241，其半衰期為432.2年，衰變方程為。下列說法正確的是（）A.夏天氣溫升高，镅241的衰變速度會變快B.X是α粒子，具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)C.鎵237的比結(jié)合能比镅241的比結(jié)合能小D.衰變前后核子總數(shù)不變，因此衰變前后總質(zhì)量也不變【答案】B【解析】【詳解】A．半衰期是由放射性元素本身決定的，與外界因素?zé)o關(guān)，故A錯誤；B．根據(jù)核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知X是，即α粒子，具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)。故B正確；C．自發(fā)的衰變過程中釋放能量，原子核的比結(jié)合能增大，鎵237的比結(jié)合能比镅241的比結(jié)合能大。故C錯誤；D．核反應(yīng)釋放能量，核反應(yīng)質(zhì)量虧損，因此反應(yīng)前后總質(zhì)量會減小。故D錯誤。故選B。2.智能手機(jī)里一般都裝有加速度傳感器。打開手機(jī)加速度傳感器軟件，手托著手機(jī)在豎直方向上運(yùn)動，通過軟件得到加速度隨時間變化的圖像如圖所示，以豎直向上為正方向，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.t?時刻手機(jī)處于完全失重狀態(tài) B.t?時刻手機(jī)開始向上運(yùn)動C.t?時刻手機(jī)達(dá)到最大速度 D.手機(jī)始終沒有脫離手掌【答案】A【解析】【詳解】A．t?時刻手機(jī)加速度為，方向豎直向下，手機(jī)處于完全失重狀態(tài)故A正確；BC．由題可知整個過程為先托著手機(jī)向下做加速運(yùn)動，向下做減速運(yùn)動，圖像與坐標(biāo)軸圍成面積為速度，t?時刻手機(jī)達(dá)加速度為正方向的最大值，故t?速度小于速度不是最大，故BC錯誤；D．手機(jī)加速度向上時受到手向上的支持力不會脫離手掌，手機(jī)加速度為的過程中處于完全失重狀態(tài)，可以說此過程手機(jī)和手脫離也可以說恰好沒有脫離手掌，故D錯誤。故選A。3.2023年10月26日10時34分，神舟十六號航天員乘組和神舟十七號航天員乘組在“天宮”空間站勝利會師。如圖所示，空間站和中軌道衛(wèi)星在同一軌道平面內(nèi)分別在近地軌道和半徑為2R的中軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行方向相同。地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A.發(fā)射“天宮”空間站的最小速度為B.中軌道衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期為C.中軌道衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于“天宮”空間站的機(jī)械能D.中軌道衛(wèi)星和“天宮”空間站相鄰兩次相距最近的時間間隔為【答案】D【解析】【詳解】A．設(shè)空間站的軌道半徑為，則根據(jù)萬有引力提供向心力可知解得而是地球表面物體的線速度，把天宮空間站近似看成繞地球表面做圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星，其周期應(yīng)小于地球的自轉(zhuǎn)周期，A錯誤；B．對于中軌道衛(wèi)星，則有解得又因?yàn)橛纱丝傻肂錯誤；C．二者的質(zhì)量都是未知的，無法比較其機(jī)械能的大小，C錯誤；D．設(shè)兩次相距最近的時間間隔為，設(shè)天宮號空間站的角速度為，中軌道衛(wèi)星的角速度為，則有結(jié)合上述分析D正確。故選D?！军c(diǎn)睛】，4.如圖所示，平靜的水面上漂浮一塊厚度不計的圓形木板。一條小魚以0.5m/s的水平速度勻速游過，其運(yùn)動軌跡正好在木板直徑的正下方，離水面的高度h=0.4m。小魚從木板下方游過的過程中木板始終保持靜止，在水面上任意位置看不到小魚的時間為ls。已知水的折射率為則圓形木板的直徑約為（）A.0.91m B.1.41m C.1.91m D.2.41m【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，當(dāng)小魚反射的光在荷葉邊緣水面上發(fā)生全反射時，則在水面上看不到蝌蚪根據(jù)全反射的臨界角公式可得則在水面之上看不到時小魚運(yùn)動的位移結(jié)合幾何關(guān)系可知解得故選B。5.如圖所示，發(fā)電機(jī)線圈所處的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，從圖示位置開始繞軸OO'逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動。線圈阻值為R，通過電刷與外電路連接，理想變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比為1：2，定值電阻滑動變阻器R?最大阻值為8R，開始滑片P位于最上端，忽略電流表及線路電阻，下列說法中正確的是（）A.線圈經(jīng)過圖示位置時，電流表的示數(shù)為零B.僅將滑片P向下滑動，電流表的示數(shù)將減小C.僅將滑片P向下滑動，發(fā)電機(jī)的輸出功率將減小D.僅將滑片P向下滑動，電阻消耗的功率將減小【答案】C【解析】【詳解】A．電流表的示數(shù)為交流電的有效值，則線圈經(jīng)過圖示位置時，電流表的示數(shù)不為零，選項(xiàng)Ａ錯誤；B．變壓器等效電阻僅將滑片P向下滑動，則R2減小，則R等效減小，則R1和R等效并聯(lián)后的電阻減小，因線圈電動勢一定，則電流表的示數(shù)將變大，選項(xiàng)B錯誤；C．將線圈產(chǎn)生的電動勢為電源，其電阻R為電源內(nèi)阻，將R1和R等效并聯(lián)看做是外電路，開始時R等效=2R，此時R1和R等效并聯(lián)電阻為R等于電源內(nèi)阻R，則開始時發(fā)電機(jī)輸出功率最大，則僅將滑片P向下滑動，R等效減小，外電阻逐漸遠(yuǎn)離電源內(nèi)阻，可知發(fā)電機(jī)的輸出功率將變小，選項(xiàng)C正確；D．將R1和R并聯(lián)后的電阻（）等效為電源內(nèi)阻，將R等效看做是外電路，僅將滑片P向下滑動，則外電阻從2R逐漸減小，則外電路消耗的功率先增加后減小，即電阻消耗的功率先增加后減小，選項(xiàng)D錯誤。故選C。6.如圖所示，三角形ACD區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，，，AO垂直于CD，OA長度為L。O點(diǎn)有一電子源，在ACD平面向磁場內(nèi)各個方向均勻發(fā)射速率均為的電子，速度方向用與OC的夾角表示，電子質(zhì)量為m，電量為，且滿足，下列說法正確的是（）A.從AC邊射出的電子占總電子數(shù)的六分之一B.從AD邊射出的電子占總電子數(shù)的二分之一C.從OD邊射出的電子占總電子數(shù)的三分之一D.所有從AC邊射出的電子中，當(dāng)時，所用的時間最短【答案】B【解析】【詳解】A．由于粒子源發(fā)生的電子速率相同，電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，有解得即所有電子的半徑都相等，由左手定則可知，電子進(jìn)入電場后順時針做圓周運(yùn)動，所以其從AC邊射出的一個臨界位置為從A點(diǎn)射出，此時，如圖所示由題意及分析可知，當(dāng)范圍內(nèi)，電子從AC邊上射出，當(dāng)電子從AC邊射出時，由幾何關(guān)系可知從邊射出的電子占總電子的，故A錯誤；B．由題意及分析可知，當(dāng)粒子在范圍內(nèi)，電子從AD邊射出，當(dāng)電子從AD邊射出時，由幾何關(guān)系可知從邊射出的電子占總電子的，故B正確；C．由題意及分析可知，當(dāng)粒子在范圍內(nèi)，當(dāng)電子從OD邊射出時，由幾何關(guān)系可知從邊射出的電子占總電子的，故C錯誤；D．電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，其周期為T，有在磁場中運(yùn)動的時間為t，有整理有即電子運(yùn)動的圓心角越小，其在磁場中運(yùn)動的時間就越短，圓心角所對應(yīng)的弦長越長，其圓心角越大，所以最短時間即為弦長的最小值，其從AC邊射出的一個臨界位置為從A點(diǎn)射出，此時，所以所有從AC邊射出的電子中，當(dāng)時，所用的時間并不是最短的，故D錯誤。故選B。7.如圖所示，一頂角為120°的“∧”型光滑細(xì)桿豎直放置，頂角的角平分線豎直。質(zhì)量均為m的兩金屬球套在細(xì)桿上，高度相同，中間用水平輕彈簧連接，彈簧處于原長狀態(tài)，勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)將兩小球同時由靜止釋放，小球沿細(xì)桿下滑過程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。已知彈簧形變量為x時，彈簧的彈性勢能重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.兩小球下滑過程中，兩小球的機(jī)械能守恒 B.彈簧的最大拉力為C.小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的加速度大小相等 D.小球的最大速度為【答案】C【解析】【詳解】A．兩小球下滑過程中，除重力以外，彈簧的彈力對它做功，所以兩小球的機(jī)械能不守恒，故A錯誤；B．小球下降h達(dá)到最低時，速度減小為0，形變量最大為根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得彈簧的最大伸長量彈簧的最大拉力為故B錯誤；C．在最高點(diǎn)時小球只受重力和支持力作用，此時重力沿桿方向的分力提供加速度，有在最低點(diǎn)時根據(jù)牛頓第二定律可知解得小球在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)加速度大小相等，故C正確；D．小球受到重力、桿的彈力N和彈簧的彈力F，沿桿方向加速度為0，即合力為0時小球的速度最大，此時又解得形變量兩個小球下降的高度為對系統(tǒng)只有重力，彈力做功，對兩個金屬環(huán)和彈簧根據(jù)機(jī)械能守恒，有解得故D錯誤。故選C。8.如圖所示為某水池的剖面圖，A、B兩區(qū)域的水深分別為hA、hB，其中，點(diǎn)O位于兩部分水面分界線上，M和N是A、B兩區(qū)域水面上的兩點(diǎn)，OM=4m，ON=7.5m。t=0時M點(diǎn)從平衡位置向下振動，N點(diǎn)從平衡位置向上振動，形成以M、N點(diǎn)為波源的水波（看做是簡諧橫波），兩波源的振動頻率均為1Hz，振幅均為5cm。當(dāng)t=1s時，O點(diǎn)開始振動且振動方向向下。已知水波的波速跟水深的關(guān)系為式中h為水深，。下列說法正確的是（）A.區(qū)域A的水深 B.A、B兩區(qū)域水波的波長之比為5:4C.t=2s時，O點(diǎn)振動方向向下 D.兩波在相遇區(qū)域不能形成穩(wěn)定的干涉【答案】AC【解析】【詳解】A．當(dāng)t=1s時，O點(diǎn)開始振動且振動方向向下，可知是M點(diǎn)的波源形成的波傳到了O點(diǎn)，則區(qū)域A的波速根據(jù)可得故A正確；B．區(qū)域B的波速兩列波頻率都是1Hz，則周期都是1s，根據(jù)可得A、B兩區(qū)域水波的波長之比為故B錯誤；C．t=2s時，M波在O點(diǎn)完成了一次全振動，則該波在O點(diǎn)產(chǎn)生的波正在平衡位置向下振動，N波傳遞到O點(diǎn)需要t=2s時，N波在O點(diǎn)完成半個周期的振動，則該波在O點(diǎn)產(chǎn)生的波正在平衡位置向下振動，所以t=2s時，O點(diǎn)的振動方向向下，故C正確；D．根據(jù)題意結(jié)合C項(xiàng)的分析可知，在t=1.5s時，波源M在O點(diǎn)的振動方向向上，波源N在O點(diǎn)振動方向也向上，所以在A區(qū)域可以等效成波源M與波源O相遇，在B區(qū)域可以等效成波源O與波源N相遇，因?yàn)榈刃Рㄔ吹念l率和初相位，所以在兩列波相遇的區(qū)域可以形成穩(wěn)定的干涉圖樣。故D錯誤。故選AC9.如圖所示，將磁流體發(fā)電機(jī)和電容器用導(dǎo)線連接。磁流體發(fā)電機(jī)板間有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，從磁場左側(cè)水平噴入大量速度為的等離子體。有一帶電粒子從電容器的中軸線上以速度射入電容器，恰好從下極板邊緣射出電容器，不計等離子體和帶電粒子的重力，下列說法正確的是（）A.該帶電粒子帶負(fù)電B.只減小帶電粒子的入射速度，帶電粒子將打在電容器的下極板上C.只增大等離子體的入射速度，帶電粒子將打在電容器的下極板上D.只改變單個等離子體的電量，帶電粒子不能從下極板邊緣射出【答案】BC【解析】【詳解】A．對磁流體發(fā)電機(jī)分析，上極板帶正電，在電容器中形成向下的電場，對油滴受力分析可知，油滴受到向下的電場力，故該帶電粒子帶正電，故A錯誤；BCD．設(shè)等離子體帶電荷量為q1，磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為，由磁流體發(fā)電機(jī)可得兩板間的電勢差為設(shè)帶電粒子的電荷量為，電容器兩極板間的距離為，在電容器中對帶電粒子，根據(jù)牛頓第二定律帶電粒子在電容器中做類平拋運(yùn)動，設(shè)電容器極板長為L，則運(yùn)動時間為偏移量為以上各式聯(lián)立，解得所以，只減小帶電粒子的入射速度v2，則帶電粒子的偏移量變大，帶電粒子將打在電容器的下極板上；只增大等離子體的入射速度v1，則帶電粒子的偏移量變大，帶電粒子將打在電容器的下極板上；帶電粒子的偏移量與單個等離子體的電量無關(guān)，帶電粒子恰好從下極板邊緣射出電容器，故BC正確，D錯誤。故選BC。10.如圖所示，兩根電阻不計足夠長的光滑平行傾斜金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距傾角金屬桿a、b垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量分別為電阻均為兩桿中間用細(xì)線連接，對b桿施加沿導(dǎo)軌向上的外力F，兩桿保持靜止。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。某時刻燒斷細(xì)線，保持F不變，重力加速度下列說法中正確的是（）A.F的大小為3NB.燒斷細(xì)線后，a桿的最大速度為0.36m/sC.燒斷細(xì)線后，b桿的最大速度為0.18m/sD.燒斷細(xì)線后，b桿上滑1m過程中通過b桿電量為2.5C【答案】ABD【解析】【詳解】A．細(xì)線燒斷前，由平衡條件可得代入數(shù)據(jù)解得故A正確；BC．細(xì)線燒斷后，兩桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于其B、I、L都相等，則兩桿所受安培力大小相等，方向相反，系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，以a桿的速度方向?yàn)檎较?，由動量守恒定律得兩桿同時達(dá)到最大速度，達(dá)到最大速度時兩桿都做勻速直線運(yùn)動，對桿a，由平衡條件得感應(yīng)電流為代入數(shù)據(jù)解得故B正確，C錯誤；D．通過桿的電荷量為兩桿組成的系統(tǒng)動量守恒，以桿a的速度方向?yàn)檎较?，由動量守恒定律可得?lián)立解得故D正確。故選ABD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某同學(xué)利用圖1裝置測量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中光滑的細(xì)桿和游標(biāo)卡尺主尺水平固定在鐵架臺上，一輕彈簧穿在細(xì)桿上，其左端固定，右端與細(xì)繩連接；細(xì)繩跨過光滑定滑輪，其下端可以懸掛砝碼（實(shí)驗(yàn)中，每個砝碼的質(zhì)量均為）彈簧右端連有一豎直指針，其位置可通過移動游標(biāo)使其零刻度線對準(zhǔn)指針讀出。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在繩下端掛上一個砝碼，調(diào)整滑輪，使彈簧與滑輪間的細(xì)線水平且彈簧與細(xì)桿沒有接觸；②系統(tǒng)靜止后，記錄指針的位置l?如圖2所示；③逐次增加砝碼個數(shù)，并重復(fù)步驟②（保持彈簧在彈性限度內(nèi)），記錄砝碼的個數(shù)n及指針的位置l；④將獲得的數(shù)據(jù)作出圖像如圖3所示，圖線斜率用a表示?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖2所示讀數(shù)________；（2）彈簧勁度系數(shù)表達(dá)式______（用砝碼質(zhì)量m、重力加速度g和圖線的斜率a表示）。若g取則本實(shí)驗(yàn)中________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。【答案】（1）6.170（2）①.②.70【解析】【小問1詳解】圖2所示讀數(shù)【小問2詳解】[1]由胡克定律可得故解得[2]根據(jù)圖3可知斜率為聯(lián)立可得12.某同學(xué)用一節(jié)干電池，將微安表（量程為0~100μA）改裝成倍率分別為和的雙倍率歐姆表。（1）設(shè)計圖1所示電路測量微安表內(nèi)阻。先斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R1的阻值，使表頭滿偏；再保持R1的阻值不變，閉合S2，調(diào)節(jié)R2，當(dāng)R2的阻值為135Ω時微安表的示數(shù)為60μA。忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，經(jīng)計算得_______；（2）設(shè)計雙倍率歐姆表電路如圖2所示，當(dāng)開關(guān)S撥到__________（填“1”或“2”）時倍率為當(dāng)倍率為時將兩表筆短接，調(diào)節(jié)變阻器使表頭滿偏，此時通過變阻器的電流為10mA，則______；（3）用該歐姆表測電壓表內(nèi)阻時，先將歐姆表調(diào)至“×100”倍率，歐姆調(diào)零后再將黑表筆接電壓表的__________（選填“+”或“-”）接線柱，紅表筆接另一接線柱測電壓表內(nèi)阻；（4）用該歐姆表測量一個額定電壓220V、額定功率100W的白熾燈，測量值可能。A.遠(yuǎn)小于484Ω B.約為484Ω C.遠(yuǎn)大于484Ω【答案】（1）90（2）①.1②.10（3）+（4）A【解析】【小問1詳解】根據(jù)并聯(lián)電路電阻與電流關(guān)系有解得【小問2詳解】[1]設(shè)歐姆表中值刻度為，則歐姆表為“×10”倍率時的歐姆內(nèi)阻為歐姆表為“×100”倍率時的歐姆內(nèi)阻為歐姆表進(jìn)行歐姆調(diào)零時，有歐姆表倍率越小，歐姆表的內(nèi)阻越小，可知電路的滿偏電流越大；由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S合向1端，電路的滿偏電流較大，歐姆表的倍率是“×10”擋。[2]因此1檔位的干路最大電流是2檔位的干路最大電流的10倍，即2檔位的電流最大值為1mA，此時有mA得【小問3詳解】用多用電表的歐姆擋時內(nèi)部電源被接通，且黑表筆接內(nèi)部電源的正極，即電流從歐姆表的黑表筆流出，從電壓表的正極流入，則黑表筆接電壓表的+接線柱；【小問4詳解】根據(jù)功率公式，可得額定電壓220V、額定功率100W的白熾燈泡在正常工作時的電阻為白熾燈泡在正常工作時的溫度可達(dá)幾百攝氏度，而燈絲的電阻與溫度有關(guān)，而多用電表測量的是常溫下燈泡的電阻，所以測量值是遠(yuǎn)小于。故選A。13.高壓鍋是生活中一種密閉的導(dǎo)熱容器，以其獨(dú)特的高溫高壓功能，使食物的制作時間大大縮短，為我們提供了很大的生活方便。如圖所示，某高壓鍋容積5L，鍋蓋中央有一橫截面積出氣口，孔上蓋有質(zhì)量為m=80g的限壓閥，當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到限定值時，限壓閥被鍋內(nèi)氣體頂起放出部分氣體，實(shí)現(xiàn)了對鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)的控制。在大氣壓溫度27℃的干燥環(huán)境下向鍋體內(nèi)放入3L的食物，蓋上鍋蓋加上限壓閥密封好后，開火加熱到鍋內(nèi)溫度達(dá)117℃時，限壓閥頂起開始排氣，不計食物體積變化和各處摩擦，鍋內(nèi)氣體視為理想氣體，g取求∶（1）使用這個高壓鍋時，鍋內(nèi)氣體達(dá)到的最大壓強(qiáng)是多少；（2）從開始加熱到限壓閥剛被頂起時，鍋內(nèi)食物蒸發(fā)出來的水蒸氣的分壓強(qiáng)?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）依題意，限壓閥剛被頂起時，鍋內(nèi)氣體達(dá)到的最大壓強(qiáng)，有解得（2）由查理定律，可得又，解得鍋內(nèi)食物蒸發(fā)出來的水蒸氣的分壓強(qiáng)為14.如圖甲所示，兩個半徑為R的豎直固定的絕緣光滑細(xì)圓管道與粗糙水平地面AB在B點(diǎn)平滑相切，過管道圓心的水平界面下方空間有水平向右的電場，記A點(diǎn)所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿AB方向建立坐標(biāo)軸，電場強(qiáng)度大小隨位置變化如圖乙所示。質(zhì)量為、帶電量為的小球P靜止在A點(diǎn)，與地面間動摩擦因數(shù)。另有一光滑絕緣不帶電小球Q，質(zhì)量為，以速度向右運(yùn)動，與小球P發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短，且P、Q間無電荷轉(zhuǎn)移，碰后P球可從B點(diǎn)無碰撞進(jìn)入管道。已知A、B間距離為4R，重力加速度為，不計空氣阻力，小球P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）碰后小球P的速度大??；（2）小球P從A點(diǎn)運(yùn)動到管道最高點(diǎn)C點(diǎn)過程中電場力做的功；（3）小球P再次到達(dá)水平地面時與B點(diǎn)的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由動量守恒