湖北省高中名校联盟2024届高三第四次联合测评（模拟预测）物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1湖北省高中名校联盟2024届高三第四次联合测评物理试卷本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟。考试时间：2024年5月11日上午10：30-11:45注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．人工转变是用天然或人工加速的粒子轰击原子核，产生新原子核的过程。约里奥·居里夫妇用α粒子轰击发现了放射性同位素和X，自发衰变成Y和正电子。下列说法正确的是（）A．X是B．Y有14个中子C．在人工转变中质量数守恒，但电荷数不守恒D．人类一直生活在各类放射性环境中，任意剂量的射线都不会危及健康2．一定质量的理想气体沿圆弧经历a→b→c→d→a状态变化，其图像如图所示，图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是（）A．a→b是等压过程 B．b→c过程中气体放热C．c→d过程中气体对外界做正功 D．d→a过程中气体分子平均动能增大3．如图是一对等量异种点电荷的电场线，A、C位于电荷连线上，B、D位于电荷连线的中垂线上，四个点到电荷连线中点O距离相等，各点处的电场强度大小分别为、、、，电势分别为、、、。下列说法正确的是（）A．B．C．将电子从B移至D，电场力做正功D．将电子从A沿不同路径移到D，电场力做功不相等4．2011年我国研制的“天宫一号”成功进入预定轨道环地运行；2021年“天问一号”环绕器成功进入环火遥感探测轨道，开展火星全球遥感探测。已知火星质量约为地球质量的0.1倍，火星半径约为地球半径的0.5倍，“天官一号”和“天问一号”的轨道均为近地、近火圆轨道。由此可推断在稳定运行过程中，相同时间内，“天宫一号”和“天问一号”与各自中心天体球心连线扫过的面积之比约为（）A．8 B．4 C．2 D．15．如图，三根不可伸长的轻质细绳OA、OB、OC交于点O，OB绳水平，有一灯笼静止悬挂于OC绳下端。现保持O点位置不变，对灯笼施加一个始终垂直于OC绳的拉力F，使灯笼沿顺时针缓慢移动直至OC绳水平，绳中拉力分别记为、、，则在此过程中（）A．F一直减小 B．一直增大 C．先减小再增大 D．先增大再减小6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，图中P、Q两质点的位移相等，之后每隔0.3s两质点的位移均相等。已知该波的周期大于0.3s，下列说法正确的是（）A．该波的传播速度为40m/s B．0～1.0s时间内，质点P运动的路程为39cmC．当质点P处于波峰时，质点Q处于平衡位置 D．经过0.4s质点Q第一次到达波峰位置7．如图所示，足够长的光滑水平固定金属导轨宽为L，导轨上静止放置着质量分别为2m、3m的两根导体棒a、b。现给a一水平向右的初速度v。已知导轨电阻不计，两导体棒始终与导轨保持垂直且与导轨接触良好，回路的总电阻为R，垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（）A．a、b稳定前回路中产生顺时针方向的感应电流B．a的速度为时，b的速度为C．a的速度为时，b的加速度为D．从开始到a、b稳定后，a、b间的距离增大了8．实验室中有一个电压标称输入220V、输出6.6V的变压器，拆后数出其副线圈匝数是39匝。现将它改绕成输入220V、输出33V的变压器，仅改变原线圈匝数或副线圈匝数，可行的做法有（）A．副线圈的匝数应增加195匝 B．副线圈的匝数应增加156匝C．原线圈的匝数应减少260匝 D．原线圈的匝数应减少1040匝9．如图所示，半径为R、圆心为O的圆形区域外的足够大范围内有磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，距离O点2R处的A点有一粒子源，可以沿纸面内垂直于AO连线发射各种速率的同种离子。已知离子质量为m、电荷量为q，离子第二次通过圆形边界时即被吸收，离子的重力可忽略，不考虑离子间的相互作用力。下列说法正确的是（）A．到达圆形区域的离子最小速度为 B．到达圆形区域的离子最大速度为C．速率为的离子可以经过O点 D．速率为的离子可以经过O点10．如图所示，光滑竖直固定杆上套有一质量为m的小球A，一根竖直轻弹簧上端连接着一个质量为m的物块B，下端连接着一个质量为2m的物块C。一轻绳跨过轻质定滑轮O，一端与物块B相连，另一端与小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离为5L。初始时，小球A在外力作用下静止于P点，此时轻绳刚好伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直。现将小球A由P点静止释放，A沿杆下滑12L到达最低点Q，此时物块C与地面间的相互作用刚好为零。不计滑轮大小及摩擦，重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（）A．弹簧的劲度系数为B．小球A运动到最低点时弹簧的形变量为C．小球A运动到最低点时弹簧的弹性势能为D．用质量为的小球D替换A，并将其拉至Q点由静止释放，小球D经过P点时的动能为二、非选择题：本题共5小题，共60分。11．（7分）某同学验证机械能守恒定律，具体步骤如下：（1）用细绳将质量均可不计的定滑轮和动滑轮按照图（a）所示的方式连接，细绳的一端系在天花板上，另一端系着重物。纸带竖直穿过固定好的打点计时器并与重物下端相连。用手托住动滑轮与钩码，让系统保持静止；（2）先接通电源，待打点稳定后同时释放钩码和重物，打点计时器打出一系列清晰的点迹。为使重物带动纸带向上运动，钩码的质量M与重物的质量m之间的关系应满足______；（3）关闭电源，取下纸带，选取合适的连续点，标记出计数点，如图（b）所示。测量各计数点到A点的距离h，根据打点计时器使用的交流电频率，利用纸带分别计算各计数点对应速度大小v，用电脑绘制图像。用天平测出钩码质量，重物的质量，已知当地的重力加速度，若该实验满足机械能守恒定律，则图像斜率的理论值为______（结果保留3位有效数字）；（4）若实际实验过程中阻力不能忽略，则实际图线的斜率与理论值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。12．（10分）某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大），测量定值电阻的阻值，并测量水果电池的电动势和内阻，实验电路如图（a）。实验操作步骤如下：①闭合，断开和，当电阻箱的阻值为1178Ω时，电压表示数为0.60V；②闭合和，断开，当电阻箱的阻值为2040Ω时，电压表示数仍为0.60V；③闭合，断开和，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。（1）根据上述步骤，可得出定值电阻的阻值为______Ω（计算结果保留3位有效数字）。（2）将测量的数据填入表格，利用Excel计算出，如下表所示：数据序号123456U/A/Ω100200400800160040000.90.80.6750.50.3750.1675（3）由测得的数据，利用计算机得出电压表示数U随变化的图线如图（b）所示的。根据图像可求得水果电池的电动势______V，内阻______Ω（计算结果保留2位有效数字）。（4）实际电压表内阻不是无穷大，若只考虑由此引起的系统误差，则与真实值相比，电动势的测量值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。三、计算题13．（10分）“香炉初上日，瀑水喷成虹”，古人对彩虹的形成早就有过思考。当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束单色光以入射角从A点射入空气中的球形水滴，经过B点反射后再从C点折射出水滴，已知出射光线相对入射光线，光线方向发生角的偏转，，。（结果可用分式表示）（1）求水滴对单色光的折射率n；（2）若水滴的半径为R，光在真空中的速度为c，求该光线从A点射入到C点射出水滴所需时间t。14．（15分）如图所示，竖直平面内固定有绝缘轨道ABMNP，AB段是长的水平轨道，BM段是半径、圆心角的光滑圆弧轨道，MN段是倾角的倾斜轨道，NP段是恰好能与BM段组成半圆的光滑圆弧轨道，各段轨道均平滑连接。、分别是两段圆弧轨道的圆心，所在直线右侧足够大空间存在匀强电场，电场方向与MN平行且向上，电场强度大小为。小物块a以初速度从A点向右运动，一段时间后，与静置在B点的小物块b发生弹性正碰（碰撞时间极短），b运动到P点时对轨道恰好无压力。已知a、b的质量分别为、，a与AB段的动摩擦因数为，b带正电，电荷量，a、b碰撞过程不会发生电荷转移，重力加速度大小，，。求（1）a、b碰撞结束瞬间，b的速度大小；（2）b通过P点时的速度大小；（3）b通过P点后在电场中运动距MN的最远距离。15．（18分）如图所示，在光滑水平面上静止放置着两个可视为质点的小球A、B，A、B之间夹有锁定的轻弹簧（长度可忽略），其储存的弹性势能为。某时刻，解除弹簧锁定，在弹簧恢复原长后立即从A、B间撤除，同时对B施加向左的恒力。已知A、B间的碰撞是弹性碰撞，A的质量为，B的质量为。（1）求弹簧解除锁定，A、B离开弹簧瞬间各自的速度大小；（2）求A、B在第1次与第2次碰撞间的最大距离；（3）求A、B发生第n次碰撞时，小球A的位移大小。——★参考答案★——一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。题号12345678910〖答案〗ACABDBDBDBCAD1．〖答案〗A〖解析〗，；人工转变过程，电荷数守恒，质量数守恒；过量的接受射线辐射，会危及身体健康。选项A正确。2．〖答案〗C〖解析〗由有，从a→b，圆弧的斜率在变化，不是等压变化；b→c，温度升高，体积膨胀，由，可知该过程气体吸热；c→d，体积膨胀，气体对外界做正功；d→a，温度降低，气体分子平均动能变小。故选项C正确。3．〖答案〗A〖解析〗在等量异种电荷连线和中垂线上，由知；由电场线知，因为，将电子从B移到D，电场力不做功，将电子从A沿不同路径移到D，电场力做功相等。选项A正确。4．〖答案〗B〖解析〗匀速圆周运动中，，天体运动中，所以，所以。故选项B正确。5．〖答案〗D〖解析〗易知F一直增大，一直减小，选项A、B均错误；设OC绳与竖直方向的夹角为，OA与水平方向的夹角为，对灯笼受力分析得，对节点O分析得，则一直减小，选项C错误；，整理可得，对该式求导可得，从0增大到90°过程，导函数先正再负，绳中拉力先增大再减小，D选项正确。6．〖答案〗B〖解析〗根据每隔0.3s两质点偏离平衡位置的位移相等，可判断0.3s为半个周期，则周期一定是0.6s，从而根据波长可计算波的传播速度为20m/s；根据传播性质可判断，质点P第一次到达波峰的所需时间为，路程3cm，在经过0.9s经过的路程为9倍的振幅，故0～1.0s时间内，质点P运动的路程为39cm；当质点P处于波峰时，质点Q处于-3cm的位置；根据传播振动形式，可知质点Q第一次达到波峰位置所需时间为。选项B正确。7．〖答案〗D〖解析〗稳定前，，易知回路中感应电流为逆时针。a的速度为时，由动量守恒定律，，；此时，，，所以；最后稳定时，对b，，，所以。选项D正确。8．〖答案〗BD〖解析〗，匝；若不变，，所以匝；若不变，，所以匝。选项BD正确。9．〖答案〗BC〖解析〗如图，到达C点的离子的速度最小，由得，；到达圆形区域速度最大的离子刚好到达D点，由得，；设能到达O点的离子轨迹半径为r，圆心为E，与圆形区域的交点为P，由勾股定理有，解得，由得，。选项BC正确。10．〖答案〗AD〖解析〗开始时，对B，，A在Q点时，对C，，A从P到Q点，易知，所以，。A从P到Q，由能量守恒定律，，所以，因为弹簧原先有形变量，所以。D从Q到P，由能量守恒定律，所以。选项AD正确。11．〖答案〗（1）（2分）（3）0.102（3分）（4）偏大（2分）〖解析〗（2）由动滑轮规律，欲使钩码下降重物上升，需要；（3）理论上，若满足机械能守恒，有，代入数据整理可得，所以；（4）若实际实验过程中阻力不能忽略，重力势能减少量大于系统动能增量，图线斜率会增大。12．〖答案〗（1）862（2分）（3）0.80±0.02（2分）（2分）（4）偏小（2分）偏小（2分）〖解析〗（1）电阻的测量采用的是替代法，，可得；（3）根据图像截距可得；根据图像斜率可得内阻为；（4）测量误差主要来源于电压表分流，故电动势和内阻的测量值均偏小。13．〖答案〗（1）（2）〖解析〗（1）如图所示，解得①②解得③（2）④⑤解得⑥评分参考：第（1