2024届湖北省高三十一校高三年级下册第二次联考（二模）物理试题（附答案解析）

2024届湖北省高三十一校高三下学期第二次联考（二模）物

理试题

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的是（）

A.核的结合能约为64MeVB.；He核比:Li核更稳定

C.两个;H核结合成;He核时吸收能量D.肾U核中核子的平均结合能比黑Kr核

中的大

2.如图所示为雷雨天一避雷针周围电场的等势面分布情况，在等势面中有A、2、C三

点，其中A、8两点位置关于避雷针对称。下列说法中正确的是（）

B.某不计重力的正电荷在A、B两点的加速度相同

C.正电荷在C点的电势能比其在2点的电势能大

D,将负电荷从C点移动到B点，电场力所做的总功为正

3.某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏

障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度。的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表

面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（）

A.防窥屏的厚度越大，可视角度夕越小

B.屏障的高度d越大，可视角度。越大

C.透明介质的折射率越小，可视角度，越小

D.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射

4.2023年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”成功发射三周年，如图所示，已

知地球表面重力加速度为g,地球的质量是火星质量的左倍，地球的半径是火星半径的

”倍，假设探测器在火星的着陆点为水平面，探测器总质量为"弱探测器有4条腿，每

条腿与地面夹角为a,则每条腿对火星表面的正压力大小为（）

222

A1ngBcgD""g

4cosa-4k'4kcosa'k

5.物块P、Q中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块P的质量为2kg,如

图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，r=0时对物块P施加水平向右的恒力

Rr=ls时撤去，在0~ls内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个运动

过程中以下说法正确的是（）

A.f=ls时，物块Q的速度大小为0.4m/s

B.恒力/大小为1.6N

C.物块Q的质量为0.5kg

D.f=ls后，物块P、Q一起做匀加速直线运动

6.如图所示，半圆竖直轨道与水平面平滑连接于B点，半圆轨道的圆心为。，半径为

试卷第2页，共8页

R,C为其最高点。8。段为双轨道，。点以上只有内轨道，。点与圆心的连线与水平方

向夹角为一小球从水平面上的A点以一定的初速度向右运动，能沿圆弧轨道恰好到

达C点。不计一切摩擦。则（）

C

B.小球到达C点后会向左做平抛运动

C.小球在A点的初动能等于；机gR

D.若小球到达。点时对内外轨道均无弹力，贝i]sind=：

7.某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区

的风速是6.0m/s,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为IZkg/n?,假如

这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。则此风力发电机发电的功率约

为（）

A.1.6X103WB.1.6X104WC.1.6X105WD.1.6X106W

二、多选题

8.如图，理想变压器原线圈与定值电阻凡串联后接在电压恒定=36V的交流电源上,

副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器凡原、副线圈匝数比为1：2。已知%=2。，

R的最大阻值为200。现将滑动变阻器R的滑片尸从最上端开始向下滑动，下列说法正

确的是（）

A.电压表示数变大，电流表示数变小

B.电源的输出功率变大

C.当R=16Q时，滑动变阻器消耗的功率最大

D.当7?=16。时，电压表示数为48V

9.一列简谐横波在r=gs时的波形图如图甲所示，P、。是介质中的两个质点，图乙是

质点。的振动图像。关于该简谐波下列说法中正确的是（）

甲乙

A.波速为9cm/sB.沿x轴负方向传播

C.质点P的平衡位置坐标x=6cmD.质点。的平衡位置坐标x=9cm

10.现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、

下宽度均为1的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁

感应强度大小为瓦现有一质量为机、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的

上边界的。点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电

场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一

段时间粒子第一次到达最低点N,下列说法正确的是（）

A.匀强电场的场强大小为生更

m

（“■+4）H2

B.粒子从。点运动到P点的时间为1.二

2qB

试卷第4页，共8页

3

C.M、N两点的竖直距离为

4

D.粒子经过N点时速度大小为侬

m

三、实验题

11.某学习小组利用手机和刻度尺研究小球做平抛运动的规律。他们用手机拍摄功能记

录小球抛出后位置的变化，每隔时间T拍摄一张照片。

（1）小球在抛出瞬间拍摄一张照片，标记小球位置为A（抛出点），然后依次连续拍下

两张小球照片并标记位置2和C；

（2）经测量，AB,5c两线段的长度分别为乙、4；

（3）若忽略空气阻力，

/,1

①7k-（选填“=”或“>”或“<”）；

②如图，若某同学测得A8与水平方向的夹角为30。，4=2.5cm,已知照片中尺寸为实

际尺寸的5，g=10m/s2,则小球经过8点的速度大小为%=m/so

③小球从A到C的平均速度大小5c%（选填“等于”或“不等于”）

12.如图甲为某同学组装的双倍率欧姆表电路图，该欧姆表的低倍率挡位为“xlO”，高

倍率挡位为“xlOO”，使用过程中只需控制开关K的断开或闭合，结合可调电阻R的调

整，就能实现双倍率测量。

所用器材如下：

A.干电池（电动势E=1.5V,内阻厂=1。）

B.电流表G（满偏电流4=lmA,内阻4=5。）

C.定值电阻9=15。

D.可调电阻R

E.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。

欧姆表正确组装完成之后，这位同学把原来的表盘刻度改为欧姆表的刻度，欧姆表刻度

线正中央的值为“15”。

⑴欧姆表的表笔分为红黑两种颜色，电路图甲中的表笔1是表笔（填“红”或"黑”）；

（2）请根据电路图判断，电路中开关K闭合时对应欧姆表的（填“高”或“低”）倍率；

⑶使用“xlOO”挡位时，两表笔短接电流表指针满偏，可调电阻R的值为。；

⑷欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为L35V,内阻变为2Q,但此表仍能进行欧

姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为300。，则该电阻的真实

值为Qo

四、解答题

13.某物理兴趣小组受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如

图，导热性能良好的汽缸I、II内径相同，长度均为L内部分别有轻质薄活塞A、B,

活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸I左端开口。外界大气压强为P。，汽缸I

内通过活塞A封有压强为p°的气体，汽缸n内通过活塞8封有压强为4P。的气体，一

细管连通两汽缸，初始状态A、2均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过A向右

移动的距离可测定水的深度。已知P。相当于/I高的水柱产生的压强，不计水温变化，

装置的内径远小于水的深度，被封闭气体视为理想气体。

（1）当A向右移动时，求该深度计所处位置水的深度；

（2）求该深度计能测量的最大水深。

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M\B

14.下图是大型户外水上竞技闯关活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨

道上表面光滑。质量M=4kg的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面

与轨道末端相切。平板左侧放置质量外=1kg的橡胶块A。质量加=5kg的人从圆弧轨

道上与平板上表面高度差h=3.2m处由静止滑下，人与A碰撞后经4=0.6s与平板速度

相等，此时A恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间

的动摩擦因数均为〃=0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的左倍仅=0.1）。平板碰到

河岸立即被锁定。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有足够的安全保障措施。

人、橡胶块A可看作质点，重力加速度g取lOm/s:求：

（1）人与橡胶块A相撞之后，A冲出平板之前，平板的加速度多大；

（2）人与橡胶块A相撞之后瞬间，A的速度多大；

15.如图，间距为£=lm的U形金属导轨，一端接有电阻为R=0.1。的定值电阻，固定

在高为/?=0.8m的绝缘水平桌面上。质量均为m=O.lkg的匀质导体棒a和b静止在导轨

上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为A=0」。，与导

轨间的动摩擦因数均为〃=0/（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a距离导轨

最右端距离为x=2.5m。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度

大小为B=0.1T。用沿导轨水平向右的恒力P=0.4N拉导体棒a,当导体棒a运动到导轨

最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去F,导体棒a离开导轨后落到水平地面上。（重力

加速度g取10m/s"不计空气阻力，不计其他电阻）求：

（1）导体棒a刚要离开导轨时的速度大小V；

（2）导体棒a由静止运动到导轨最右端的过程中，通过导体棒a的电荷量q以及导体

棒a中产生的焦耳热色;

(3)设导体棒a与绝缘水平面发生碰撞前后，竖直方向速度大小不变，方向相反，碰

撞过程中水平方向所受摩擦力大小为竖直方向支持力的左倍(碰撞时间极短，重力冲量

可忽略不计)，左=0.025,请计算导体棒a离开导轨后向右运动的最大水平距离3。

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参考答案:

1.B

【详解】A.由题图可知，核的比结合能约为8MeV,氧核的核子数为16,因此结合能

约为16x8MeV=128MeV,故A错误；

B.；He核比;Li核比结合能更大，则更稳定，选项B正确；

C.两个;H核结合成;He核时产生聚变反应，有质量亏损，由质能方程可知，因此释放能量，

故C错误；

D.由图可知，核中核子的平均结合能比《Kr核中的小，选项D错误。

故选B。

2.D

【详解】A.等差等势面越稀疏场强越小，因此C点场强小于8点场强，故A错误；

B.A、8两点处于同一等势面上，电场方向不同，根据“=这可知不计重力的正电荷在

m

B两点的加速度不相同，故B错误；

C.B点的电势大于C点的电势，根据耳=4。可知正电荷在C点的电势能小于8点的电势

能，故C错误；

D.负电荷从C点移动到8点时，是从低电势移动到高电势，根据综=4。可知电势能变小，

电场力做正功，故D正确。

故选D。

3.C

【详解】A.由光路图可知，可视角度夕与防窥屏的厚度无关，故A错误；

B.如果屏障越高，则入射角变小，根据折射定律可知折射角变小，。角变小，故B错误;

C.由图可知，可视角度e是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越小，折

射角越小，。角越小，故C正确；

D.防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的

光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故D错误。

故选Co

4.B

【详解】由黄金代换

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GM火GkM火

且火"gf

联立，解得

g火T

对探测器进行受力分析，可得每条腿对火星表面的正压力大小为

故选B。

5.C

【详解】A.图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量，若O~ls内Q的加速度均匀增大，

则Z=ls时Q的速度大小等于

=—x1x0.8m/s=0.4m/s

Q2

由图可得实际Q的图象与坐标轴围成的面积大于Q的加速度均匀增大时图象与坐标轴围成

的面积，故Z=ls时Q的速度大小大于0.4m/s,故A错误；

B.Z=0时，对物块P有

F=mpa0=2xlN=2N

故恒力大小为2N,故B错误;

CD.f=ls时，对物块P、Q整体有

撤去推力后，两物块受弹簧弹力作用，不会一起做匀加速直线运动，故C正确，D错误。

故选C。

6.D

答案第2页，共12页

【详解】AB.由于，。点以上只有内轨道，小球沿圆弧轨道恰好到达C点，可知，小球到

达C点时速度为0,小球到达C点后不会向左做平抛运动，故AB错误；

C.结合上述，小球从A点到达C点过程，根据动能定理有

-mg-2R=0-Ek0

Ek0=2mgR

故C错误；

D.若小球到达。点时对内外轨道均无弹力，根据牛顿第二定律有

mgsinO=m

小球从A点到达。点过程，根据动能定理有

sin6=一

3

故D正确。

故选D

【详解】在f时间内空气动能为

—123

Ek=—mv=—pvtSv=—p7irvt

则此风力发电机发电的功率约为

10%El23

p=k=0lxp?rrvgl6XW4W

故选B。

8.BD

【详解】A.依题意，理想变压器原副线圈电压之比为

联立，解得

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4Ko+R

可知滑动变阻器R的滑片尸从最上端开始向下滑动时，R减小，八增大，即电流表示数变

大，丸也增大，由

ua

可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小。故A错误;

B.电源的输出功率

随乙的增大而增大。故B正确;

C.滑动变阻器消耗的功率为

当满足

即R=8Q时，滑动变阻器消耗的功率最大。故C错误;

D.当尺=16。时，有

电压表示数为

[/2=/2/?=48V

故D正确。

故选BDo

9.BD

【详解】A.由题图甲可以看出，该波的波长为36cm,由题图乙可以看出周期为2s,则波

速为

故A错误;

答案第4页，共12页

B.当t=gs时，。点向上运动，结合题图甲，根据“上下坡”法可得波沿尤轴负方向传播，

故B正确；

CD.由题图甲可知，x=0处

A

y=-,=Asin（-30。）

则

30°

x=------2=3cm

「p360°

由题图乙可知，＞=o时，质点。处于平衡位置，经过Af=；s,其振动状态向无轴负方向传

播到尸点处，则

xQ-xp=v\t=18x；cm=6cm

得

=9cm

故C错误，D正确；

故选BDo

10.BD

【详解】A.设粒子在磁场中的速率为v,半径为R,在电场中由动能定理，有

12

qEa=—mv

洛伦兹力充当向心力，有

V2

qvB=m——

R

由几何关系可得

R=d

综上可得

E=B?qd

2m

故A错误；

B.粒子在电场中的运动时间为

d2m

ty~V~qB

2

在磁场中的运动时间为

答案第5页，共12页

T7im

’2=-=---------

242qB

粒子从。运动到尸的时间为

（万+4）/77

2qB

故B正确;

CD.将粒子从加到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量匕、匕，再把粒子受

到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为

F*=qvyB，Fy=qvxB

设粒子在最低点N的速度大小为v/,MN的竖直距离为y。水平方向由动量定理可得

mvx-0=XqvyB\t=qBy

由动能定理可得

qEy=gmv^—0

联立，解得

Bqd,

匕=---，y=d

m

故C错误；D正确。

故选BDo

11.>相等于

【详解】（3）①[1]设A8与水平方向的夹角为耳，BC与水平方向的夹角为％,易得2>4,

则

所以

li_hsin01

-------A--B------72一

l2hBCsin43

②⑵依题意，线段的实际长度为

L[=?=0.8m

32

可知从A到B过程，有

答案第6页，共12页

1,

^sinSO^-gT2

解得

V2

T=——s

5

可得

%=^=痴m/s,vyB=gT=2及m/s

则小球经过B点的速度大小为

♦.+嗑=gm/s

③⑶小球从A到C的平均速度大小为

/_$AC=+〃AC

AC~2T~2T

在3点，竖直方向和水平方向满足

v=媪，v=笈

y2Tx2T

可得

所以

V

B=VAC

12.⑴红

⑵低

(3)1494

(4)270

【详解】（1）根据图甲电路可知，电流从表笔2流出电表，从表笔1流入，可知1表笔是红

表笔。

（2）欧姆表的内阻

/干

由于低倍率内部总电阻小于高倍率内部总电阻，即电流表G满偏时干路电流越小，倍率越

答案第7页，共12页

高，因此，电路中开关K闭合时对应低倍率。

(3)根据上述可知，使用“xlOO”挡位时，开关断开，回路的总电阻为

4=r+R+4=1500。

解得

7?=1494Q

(4)电池电动势降低后重新欧姆调零再使用欧姆表，使用时满足

R测_E

&一万

故

R真—270Q

13.(1)2h；(2)4h

2

【详解】(1)当A向右移动时，设3不移动，对I内气体，由玻意耳定律得

poSL=pi^SL

解得

pi=3po

而此时2中气体的压强为4Po>〃，故B不动。设深度计所处位置水的深度为％,则有

,%

Pi=Po+-Po

h

解得

h1=2h

(2)该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，I内气体压强逐渐增大，当压强增大

到大于4Po后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，设最大深度为幻，

此时原I内气体全部进入II内，设B向右移动无距离，两部分气体压强为02。对原I内气体，

由玻意耳定律得

poSL=p2sx

对原II内气体，由玻意耳定律得

4poSL=p2s(£—x)

又因为

答案第8页，共12页

h

P2=PP0

n

联立解得

=4〃

14.(1)5m/s2;(2)lOm/s；(3)9.6m

【详解】(1)人与橡胶块A相撞之后，设平板的加速度为生，根据牛顿第二定律

//(m+nig)g—kCM+m+/)g=Max

代入数据，解得

%=5m/s2

(2)设人滑到圆弧轨道底端时的速度大小为vo,由机械能守恒定律

mgh=；mVg

解得

%=8m/s

人与A碰撞后，由牛顿第二定律，设人的加速度为电，则

"ing=ma2

解得

2

a2=5m/s

设A的加速度为生，则

fimog=m0a

解得

2

a3=5m/s

人与A碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，经4=0.6s人与平

板共速，设人与A碰撞后人的速度大小为匕，A的速度大小为V?，有

匕-出。=4%

解得

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匕=6m/s

对人与A在碰撞过程中，由动量守恒定律得

mv0=mvx+m0v2

解得

v2=10m/s

(3)%=0.6s时间内，A的位移为

125

=v2t1~—=5.Im

人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为〃，对人与板，由牛顿第二定律得

k(M+ni)g=(M+rri)a

解得

a=lm/s2

设人与平板共速时的速度为v,有

v=a/]=3m/s

人与平板共速到平板速度为零过程中，平板的位移大小X2满足

2

0-v=2ax2

解得

x2=4.5m

则河岸宽度的最大值

dm=玉+%2=9.6m

1