2024届湖北省高三十一校高三年级下册第二次联考（二模）物理试题及答案解析

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（）

比结合能/MeV

102050100150200250

A.核的结合能约为64MeVB.；He核比;Li核更稳定

C.两个阳核结合成;He核时吸收能量D.置u核中核子的平均结合能比叫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4、8、C三

点，其中A、B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、8两点的加速度相同

C.正电荷在C点的电势能比其在B点的电势能大

D.将负电荷从C点移动到8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〃越大，可视角度e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，探测器总质量为相，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（）

22

mg「mngCmngD—-g

-----------------D.--------------

4cosa4k42cosak

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

尸，f=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（）

F.........-

_pQ

r/////////////////////////

甲

A./=ls时，物块Q的速度大小为0.4m/s

B.恒力厂大小为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8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

向夹角为凡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（）

A.小球到达C点时速度为健

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，则sin6=：

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L2kg/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&串联后接在电压恒定Z=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R,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=16。时，滑动变阻器消耗的功率最大

D.当R=16。时，电压表示数为48V

9.一列简谐横波在，=：$时的波形图如图甲所示，尸、。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（）

A.波速为9cm/sB.沿无轴负方向传播

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d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

感应强度大小为及现有一质量为加、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尸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0犯

m

B.粒子从0点运动到尸点的时间为

2qB

试卷第4页，共8页

3

C.M、N两点的竖直距离为了d

D.粒子经过N点时速度大小为四

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B和C；

（2）经测量，AB,BC两线段的长度分别为4、12；

（3）若忽略空气阻力，

①）____-（选填“=”或"/或“<”）；

“23

②如图，若某同学测得A3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2，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的平均速度大小办。%（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=L5V,内阻r=lO）

B.电流表G（满偏电流4=lmA,内阻&=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”。

(1)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”)；

⑵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；

(3)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C；

(4)欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为1.35V,内阻变为2。，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300Q,则该电阻的真实

值为Q=

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1左端开口。外界大气压强为P。，汽缸1

内通过活塞A封有压强为P。的气体，汽缸II内通过活塞B封有压强为4Po的气体，一

细管连通两汽缸，初始状态4、8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。相当于人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。

试卷第6页，共8页

LL

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"=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。平板左侧放置质量砥=1kg的橡胶块A。质量机=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tx=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〃=。-5；平板受到水的阻力是其所受浮力的左倍化=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；

(3)若“渡河”过程中，平板能够碰到河岸，河岸宽度的最大值。

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

在高为〃=0.8m的绝缘水平桌面上。质量均为加=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R=0.1。，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=0.1To用沿导轨水平向右的恒力F=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，撤去足导体棒a离开导轨后落到水平地面上。(重力

加速度g取lOrn/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中产生的焦耳热鱼;

(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)，笈=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

试卷第8页，共8页

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、B两点处于同一等势面上，电场方向不同，根据。=/可知不计重力的正电荷在4

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，根据综=49可知正电荷在C点的电势能小于3点的电势

能，故C错误；

D.负电荷从C点移动到2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。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。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C。

4.B

【详解】由黄金代换

答案第1页，共12页

GMm

解得

GM

g=F

可得

GM火GkM火

g火"g"

联立，解得

n2

g火”

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

N1E"2g

故选Bo

5.C

【详解】A.图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量，若0~ls内Q的加速度均匀增大,

则r=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U1S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

解得

mQ=0.5kg

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=Q-Ew

解得

%=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

.nV；

mgsinc/=

小球从A点到达。点过程，根据动能定理有

-mg（R+Rsin夕）=；mvf-Ek0

解得

・八2

sin〃=一

3

故D正确。

故选D

7.B

【详解】在/时间内空气动能为

Ek=gmy2=：pvtSv1=；

则此风力发电机发电的功率约为

P=^y^=0.1x1p^rV~1.6xl04W

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

U。-【风」

I2R2

又

A1

联立，解得

答案第3页，共12页

,二2U。

244+R

可知滑动变阻器R的滑片P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，人也增大，由

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

P=U°h

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

即氏=8。时，滑动变阻器消耗的功率最大。故C错误;

D.当R=16Q时，有

电压表示数为

U2=I2R=48V

故D正确。

故选BD。

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,=；s时，0点向上运动，结合题图甲，根据“上下坡”法可得波沿x轴负方向传播，

故B正确；

CD.由题图甲可知，x=0处

A

y=-y=Asin(-30°)

则

30°

x=------4=3cm

「p360°

由题图乙可知，，=。时，质点。处于平衡位置，经过〜=gs,其振动状态向x轴负方向传

播到尸点处，则

xQ—xp=v\t=18x；cm=6cm

得

q=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H,在电场中由动能定理，有

1

qE行a=—mv2

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=W

2m

故A错误；

B.粒子在电场中的运动时间为

d2m

2

在磁场中的运动时间为

答案第5页，共12页

粒子从。运动到尸的时间为

(%+4)/w

2qB

故B正确；

CD.将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量匕、右,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

工=qv>BFy=qvxB

设粒子在最低点N的速度大小为v/,的竖直距离为户水平方向由动量定理可得

mVj-0=SqvyBAt=qBy

由动能定理可得

qEy=gmv^—0

联立，解得

Bad,

V1=------,y=a

m'

故C错误；D正确。

故选BD。

11.>亚等于

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

则

11--------,1-)--------

sinqsin02

所以

、

—h—-hA-B--si-n-%-->一1

l2hBCsin0X3

②⑵依题意，AB线段的实际长度为

L}=%=0.8m

32

可知从A到8过程，有

答案第6页，共12页

1

92

Llsm300=-gT

解得

T&

T=——s

5

可得

v0=>彳刘=76m/s,vyB=gT-2&m/s

则小球经过B点的速度大小为

VB=M+*B=A/I心I/S

③[3]小球从A到C的平均速度大小为

7T_SAC_+町C

AC2T2T

在B点，竖直方向和水平方向满足

可得

所以

%=虫

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

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“x100”挡位时，开关断开，回路的总电阻为

R谆=r+R+Rg=1500Q

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

a-万

故

R真=270Q

13.(1)2h；(2)4/z

【详解】(1)当A向右移动;2乙时，设8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3中气体的压强为4Po>p/,故8不动。设深度计所处位置水的深度为4,则有

,九

pi=po+—p

no

解得

hx=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，设最大深度为鼠，

此时原I内气体全部进入H内，设B向右移动x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n内气体，由玻意耳定律得

4poSL=p2s(Z,—x)

又因为

答案第8页，共12页

h

P2=POTPO

h

联立解得

k=4h

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

〃(桃+:%)g—kQM+m+mQ)g=Ma]

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

v0=8m/s

人与A碰撞后，由牛顿第二定律，设人的加速度为出，则

jumg=ma2

解得

2

a2=5m/s

设A的加速度为生，则

g=恤

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G=0.6s人与平

板共速，设人与A碰撞后人的速度大小为w,A的速度大小为V?，有

匕—a2fl—a\t\

解得

答案第9页，共12页

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

xx=v2tx--/A=5.1m

人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为a,对人与板，由牛顿第二定律得

k(M+m)g=(M+m)a

解得

a=lm/s2

设人与平板共速时的速度为v,有

v=印1=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=^+x2