2024年湖北省武汉市汉口北高中物理高三上期末统考模拟试题含解析

2024年湖北省武汉市汉口北高中物理高三上期末统考模拟试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/1．将磁感应强度的大小从原来的变为，结果相应的弧长变为原来的一半，则：等于A．2 B． C． D．12、托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T3、一辆汽车在公路上匀速行驶的速度为，正常匀速行驶过程中发现前方处有一个特殊路况，驾驶员刹车减速，汽车停在该特殊路况前处。若该驾驶员的反应时间大约为，则汽车减速过程中加速度的大小约为（）A． B． C． D．4、在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，若电流表的示数为2A，电压表的示数为30V，则电阻的阻值为（）A．45Ω B．55Ω C．65Ω D．75Ω5、下列现象中，与原子核内部变化有关的是（）A．天然放射现象 B．光电效应现象C．原子发光现象 D．α粒子散射现象6、如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S1、S2为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是()．A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列说法正确的是（）A．当障碍物或孔的尺寸比波长大或差不多时,才能发生明显的衍射现象B．不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的干涉现象C．频率相同的两列波相遇,波谷和波谷相遇处为振动加强点D．增大单摆的摆长,单摆摆动的频率将减小E.弹簧振子的振幅越小,其振动频率将保持不变8、已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（）A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为9、如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电量为+q、质量为m的小球在力F的作用下，沿图中虚线由M至N做竖直向上的匀速运动。已知力F和MN之间的夹角为45°，MN之间的距离为d，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．电场的方向可能水平向左B．电场强度E的最小值为C．当qE＝mg时，小球从M运动到N时电势能变化量为零D．F所做的功一定为10、水平放置的平行板电容器，极板长为l，间距为d，电容为C。竖直挡板到极板右端的距离也为l，某次充电完毕后电容器上极板带正电，下极板带负电，所带电荷量为Q1如图所示，一质量为m，电荷量为q的小球以初速度v从正中间的N点水平射人两金属板间，不计空气阻力，从极板间射出后，经过一段时间小球恰好垂直撞在挡板的M点，已知M点在上极板的延长线上，重力加速度为g，不计空气阻力和边缘效应。下列分析正确的是（）A．小球在电容器中运动的加速度大小为B．小球在电容器中的运动时间与射出电容器后运动到挡板的时间相等C．电容器所带电荷量D．如果电容器所带电荷量，小球还以速度v从N点水平射入，恰好能打在上级板的右端三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某兴趣小组为研究一种蜡烛在水中的浮力，设置了如图的实验装置，透明玻璃管中装有水，蜡烛用针固定在管的底部，当拔出细针时，蜡烛能够上浮．为研究蜡烛的运动情况，采用了智能手机的频摄功能，拍摄频率为10Hz.在实验过程中拍摄了100多张照片，取开始不久某张照片编号为0，然后依次编号，并取出编号为10的倍数的照片，使用照片编辑软件将照片依次排列处理，以照片编号0的位置为起点，测量数据，最后建立坐标系描点作图，纵坐标为位移，横坐标为照片编号，如图所示．通过计算机拟合发现各点连线近似于抛物线，则蜡烛上升的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）已知当地的重力加速度为g，忽略蜡烛运动受到的粘滞力，若要求蜡烛受到的浮力，还需要测量______________．12．（12分）用如图甲所示装置，测定木块与长木板间的动摩擦因数。放在水平桌面上的长木板一端带有定滑轮，另一端固定有打点计时器，穿过打点计时器的纸带连接在木块上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬挂装有砝码的砝码盘，开始时木块靠近打点计时器。当地的重力加速度为。（1）实验前，需要调节______的高度，使连接木块的细线与长木板平行。（2）接通电源，释放纸带，图乙为打出的纸带上点迹清晰的一段，纸带上0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间均有四个计时点未标出，若打点计时器所接交流电的频率为，测出纸带上计数点0、2间的距离为，计数点4、6间的距离为，则打计数点5时，木块的速度大小为____，木块的加速度大小为____。（3）若木块的质量为，悬挂的砝码和砝码盘的总质量为，则木块与长木板间的动摩擦因数为____。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，长，粗细均匀的玻璃管一端封闭。水平放置时，的空气被水银柱封住，水银柱长。将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置，然后竖直插入水银槽，插入后有的水银柱进入玻璃管。设整个过程中温度始终保持不变，大气压强。求插入水银槽后管内气体的压强。14．（16分）可导热的汽缸竖直放置，活塞下方封有一定质量的理想气体，并可沿汽缸无摩擦的滑动。活塞上方放一物块，缸内气体平衡后，活塞相对气缸底部的高度为h，如图所示。再取一完全相同的物块放在活塞上，气体重新平衡后，活塞下降了。若把两物块同时取走，外界大气压强和温度始终保持不变，求气体最终达到平衡后，活塞距汽缸底部的高度。不计活塞质量，重力加速度为g，活塞始终不脱离气缸。15．（12分）粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口。初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高。已知大气压强p0=75cmHg，环境温度不变。现从U形管右侧缓慢注入水银，使右侧空气柱上方水银柱的长度变为25cm。求：(i)右侧管内封闭空气柱的长度；(ii)左侧管内水银面上升的高度。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解题分析】

画出导电粒子的运动轨迹，找出临界条件好角度关系，利用圆周运动由洛仑兹力充当向心力，分别表示出圆周运动的半径，进行比较即可．【题目详解】磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠POM=120°，如图所示：所以粒子做圆周运动的半径R为：sin60°=，得：磁感应强度为B2时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠PON=60°，如图所示：所以粒子做圆周运动的半径R′为：sin10°=，得：由带电粒子做圆周运动的半径：得：联立解得：．故选B．【题目点拨】带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解．2、C【解题分析】

A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确．D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则，由洛伦兹力提供向心力，则，则有，故D错误．3、C【解题分析】

在驾驶员的反应时间内汽车匀速运动，其位移为刹车阶段内匀减速运动，位移为又有，解得故选C。4、B【解题分析】

原、副线圈两端的电压之比已知故则通过的电流副线圈的电流又因为，所以通过原线圈的电流流过电流表的电流即解得故选B。5、A【解题分析】

A．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故A正确；B．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；C．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故C错误；D．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故D错误。故选A。6、B【解题分析】试题分析：根据公式，减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离变大，A错误，根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，B正确，根据公式，将绿光换为红光，频率减小，即波长增大，所以干涉条纹间的距离增大，C错误根据公式，将绿光换为紫光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，D错误，考点：本题考查光波的干涉条纹的间距公式，点评：应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CDE【解题分析】当障碍物或孔的尺寸比光的波长小很多或相差不大时，光可以发生明显的衍射现象，A错误；不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的多普勒效应，B错误；频率相同的两列波的波谷和波谷相遇处的质点振动是加强点，C正确；根据，可知当摆长增大时，单摆的周期增大，频率减小，D正确；根据简谐运动的周期由振动系统本身决定，与振幅无关，频率与周期的关系为，即频率与振幅也无关，E正确；选CDE.8、BD【解题分析】

A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小故A错误；BC．C点的电场强度大小故B正确，C错误；D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小故D正确。故选BD。9、BC【解题分析】

A．小球受力情况：小球受到重力mg、拉力F与电场力qE，因为小球做匀速直线运动，合力为零，则F与qE的合力与mg大小相等、方向相反，作出F与qE的合力，如图根据上图可知，电场力在右侧，由于小球带正电，电场方向与电场力方向相同，故指向右侧，故A错误；B．由图可知，当电场力qE与F垂直时，电场力最小，此时场强也最小。则得：qE＝mgsinθ，所以电场强度的最小值为，故B正确；C．当mg＝Eq时，根据几何关系，电场力水平向右，与MN垂直，小球从M运动到N电场力不做功，即小球从M运动到N时电势能变化量为零，故C正确；D．由于电场力变化时，F大小也跟随着改变，所以做功也不能具体确定值，故D错误；10、BD【解题分析】

根据水平方向做匀速直线运动分析两段过程的运动时间，根据竖直方向对称性分析小球在电容器的加速度大小，根据牛顿第二定律以及分析求解电荷量，根据牛顿第二定律分析加速度从而求解竖直方向的运动位移。【题目详解】AB．小球在电容器内向上偏转做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，出电容器后受到重力作用，竖直方向减速，水平方向由于不受力，仍然做匀速直线运动，由于两段过程在水平方向上的运动位移相同，则两段过程的运动时间相同，竖直方向由于对称性可知，两段过程在竖直方向的加速度大小相等，大小都为g，但方向相反，故A错误，B正确；C．根据牛顿第二定律有解得故C错误；D．当小球到达M点时，竖直方向的位移为，则根据竖直方向的对称性可知，小球从电容器射出时，竖直方向的位移为，如果电容器所带电荷量，根据牛顿第二定律有根据公式可知，相同的时间内发生的位移是原来的2倍，故竖直方向的位移为，故D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、或蜡烛的质量m【解题分析】

(1)由图可知，，，，，，根据逐差法可知：，其中，代入数可得，a=0.014m/s2；(2)根据牛顿第二定律可知：，所以还要测蜡烛的质量m．12、定滑轮【解题分析】

（1）[1]调节定滑轮的高度使连接木块的细线与长木板平行。（2）[2][3]根据时间中点速度等于某段时间的平均速度，则可求打计数点5时，木块的速度大小为根据得木块的加速度（3）[4]由牛顿第二定律有解得四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、52.0cmHg【解题分析】

设玻璃管截面积为s，水平放置时，气体压强为P1，体积为V1，假设当转到竖直放置时，水银恰好未流出，气体压强为P2，体积为V2，则P1=P0=75cmHg，V1=L0s，P2=？，V2=（L-h）s，由玻意耳定律：P1V1=P2V2

代入数据解得：