湖北省鄂东南省级示范联盟学校2024届高三年级下册5月第一次联考一模物理试卷(含答案)

湖北省鄂东南省级示范联盟学校2024届高三下学期5月第一次联考

（一模）物理试卷

学校：___________姓名:班级：___________考号：

一、单选题

1.离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有

放射性元素锢241,其半衰期为432.2年，衰变方程为2；；Np+x+y。下列说

法正确的是（）

A.夏天气温升高，锢241的衰变速度会变快

B.X是a粒子，具有很强的电离本领

C,钱237的比结合能比锢241的比结合能小

D.衰变前后核子总数不变，因此衰变前后总质量也不变

2.智能手机里一般都装有加速度传感器。打开手机加速度传感将软件，手托着手机在

竖直方向上运动，通过软件得到加速度随时间变化的图像如图所示，以竖直向上为正

方向，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.r,时刻手机处于完全失重状态B4时刻手机开始向上运动

C4时刻手机达到最大速度D.手机始终没有脱离手掌

3,2023年1（）月26日10时34分，神舟十六号航天员乘组和神舟十七号航天员乘组在

“天宫”空间站胜利会师。如图所示，空间站和中轨道卫星在同一轨道平面内分别在近

地轨道和半径为2R的中轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行方向相同。地球半径为

凡自转周期为。表面重力加速度为g,忽略地球自转。下列说法正确的是（）

A.发射“天宫”空间站的最小速度为逆

T

B,中轨道卫星的公转周期为2历

C中轨道卫星的机械能一定大于“天宫”空间站的机械能

4兀叵

D.中轨道卫星和“天宫”空间站相邻两次相距最近的时间间隔为

2V2-1VT

4.如图所示，平静的水面上漂浮一块厚度不计的圆形木板。一条小鱼以0.5m/s的水

平速度匀速游过，其运动轨迹正好在木板直径的正下方，离水面的高度力=0.4m。小

鱼从木板下方游过的过程中木板始终保持静止，在水面上任意位置看不到小鱼的时间

为-已知水的折射率为3缶2.65则圆形木板的直径约为（）

,木板

水面/“

h

科--------------------上一

A.0.91mB.1.41mC.1.91mD.2.41m

5.如图所示，发电机线圈所处的磁场可视为匀强磁场，从图示位置开始绕轴OO'逆时

针方向匀速转动。线圈阻值为R,通过电刷与外电路连接，理想变压器原线圈与副线

圈匝数比为1:2,定值电阻弋=2R滑动变阻器凡最大阻值为8R,开始滑片尸位于最

上端，忽略电流表及线路电阻，下列说法中正确的是（）

A.线圈经过图示位置时，电流表的示数为零

B,仅将滑片P向下滑动，电流表的示数将减小

C,仅将滑片P向下滑动，发电机的输出功率将减小

D.仅将滑片产向下滑动，电阻/?2消耗的功率将减小

6.如图所示，三角形ACO区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为3,

ZC=30°,NO=45。，AO垂直于CD,长度为L。点有一电子源，在AC。平面

向磁场内各个方向均匀发射速率均为％的电子，速度方向用与0C的夹角。表示，电

子质量为加，电量为-e,且满足%="，下列说法正确的是（）

m

A.从AC边射出的电子占总电子数的六分之一

B,从AD边射出的电子占总电子数的二分之一

C,从0。边射出的电子占总电子数的三分之一

D.所有从AC边射出的电子中，当夕=30。时，所用的时间最短

7.如图所示，一顶角为120。的型光滑细杆竖直放置，顶角的角平分线竖直。质量

均为〃?的两金属球套在细杆上，高度相同，中间用水平轻弹簧连接，弹簧处于原长状

态，劲度系数为讥现将两小球同时由静止释放，小球沿细杆下滑过程中，弹簧始终

处于弹性限度内。已知弹簧形变量为x时，弹簧的弹性势能综依）重力加速度为

A.两小球下滑过程中，两小球的机械能守恒

B.弹簧的最大拉力为日mg

C小球在最高点和最低点的加速度大小相等

D.小球的最大速度为心叵

二、多选题

8.如图所示为某水池的剖面图，A、8两区域的水深分别为从、心，其中

为=2.5m,点O位于两部分水面分界线上，M和N是4、A两区域水面上的两点，

0M=4m,ON=7.5m,，=0时M点从平衡位置向下振动，N点从平衡位置向上振

动，形成以M、N点为波源的水波（看做是简谐横波），两波源的振动频率均为

1Hz,振幅均为5cm。当f=ls时，。点开始振动旦振动方向向下。已知水波的波速跟

水深的关系为u=便式中力为水深，^=10m/s2o下列说法正确的是（）

M0N

/7777777777777777777777KB/.

A.区域A的水深4=1.6mB.A、B两区域水波的波长之比为5:4

C/=2s时，。点的振动方向向下D.两波在相遇区域不能形成稳定的干涉

9.如图所示，将磁流体发电机和电容器用导线连接。磁流体发电机板间有方向垂直于

纸面向里的匀强磁场，从磁场左侧水平喷入大量速度为用的等离子体。有一带电粒子

从电容器的中轴线上以速度为射入电容器，恰好从下极板边缘射出电容器，不计等离

子体和带电粒子的重力，下列说法正确的是（）

Vi-----------L---------

------V，

等离子体XX—

磁流体发雨机电容器

A.该带电粒子带负电

B,只减小带电粒子的入射速度内,带电粒子将打在电容器的下极板上

C,只增大等离子体的入射速度匕，带电粒子将打在电容器的下极板上

D.只改变单个等离子体的电量，带电粒子不能从下极板边缘射出

10.如图所示，两根电阻不计足够长的光滑平行倾斜金属导轨MMPQ间距£=lm,倾

角0=37。。金属杆。、b垂直导轨放置，质量分别为町=0.2kg,=0.3kg,电阻均为

K=1C。两杆中间用细线连接，对力杆施加沿导轨向上的外力产，两杆保持静止。整

个装置处于磁感应强度B=2T,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。某时刻烧断细

线，保持尸不变，重力加速度g=10m/s2下列说法中正确的是（）

M

“一/

Q

A.F的大小为3N

B,烧断细线后，。杆的最大速度为0.36m/s

C,烧断细线后，力杆的最大速度为0.18m/s

D.烧断细线后，人杆上滑1m过程中通过8杆电量为2.5C

三、实验题

11.某同学利用图1装置测量轻弹簧的劲度系数。图中光滑的纸杆和游标卡尺主尺水

平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过

光滑定滑轮，其下端可以悬挂硅码（实验中，每个硅码的质量均为加=50.0g）弹簧右

端连有一竖直指针，其位置可通过移动游标使其零刻度线对准指针读出。实验步骤如

下：

①在绳下端挂上一个祛码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有

接触；

②系统静止后，记录指针的位置如图2所示；

③逐次增加祛码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录祛码的个数"

及指针的位置/;

④将获得的数据作出/-〃图像如图3所示，图线斜率用。表示。

回答下列问题:

（1）图2所示读数4=cm；

（2）弹簧的劲度系数表达式/二（用球码质量相、重力加速度g和图线的斜率

。表示）。若g取9.8m/s2则本实验中女=N/m（结果保留2位有效数字）。

12.某同学用一节干电池，将微安表（量程为。〜IOORA）改装成倍率分别为xlO和

xlOO的双倍率欧姆表。

（1）设计图1所示电路测量微安表内阻。先断开S2,闭合加，调节用的阻值，使表

头满偏；再保持"的阻值不变，闭合当，调节为,当凡的阻值为135Q时微安表的示

数为60RA。忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得&=C；

（2）设计双倍率欧姆表电路如图2所示，当开关S拨到（填力”或“2”）时

倍率为“xlO”当倍率为“xlO”时将两表笔短接，调节变阻器使表头满偏，此时通过变阻

器的电流为10mA,贝1」此+%=Q；

（3）用该欧姆表测电压表内阻时，先将欧姆表调至“xlOO”倍率，欧姆调零后再将黑表

笔接电压表的（选填或“・”）接线柱，红表笔接另一接线柱测电压表内

阻；

（4）用该欧姆表测量一个额定电压220V、额定功率100W的白炽灯，测量值可能

A.远小于484QB.约为484QC.远大于484c

四、计算题

13.高压锅是生活中一种密闭的导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作

时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积5L,锅盖中

央有一横截面积S=10mm2出气口，孔上盖有质量为m=80g的限压阀，当锅内气压达

到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。

在大气压p0=lxl（）5pa温度27。（2的干燥环境下向锅体内放入3L的食物，盖上锅盖加上

限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达117。（2时，限压阀顶起开始排气，不计食物

体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，g取lOm/sz求：

（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少；

（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。

14.如图甲所示，两个半径为R的竖直固定的绝缘光滑L细圆管道与粗糙水平地面45

4

在B点平滑相切，过管道圆心002的水平界面下方空间有水平向右的电场，记A点所

在位置为坐标原点，沿AB方向建立x坐标轴，电场强度大小随位置x变化如图乙所

示。质量为机、带电量为+夕日＞0）的小球P静止在A点，与地面间动摩擦因数

p=0.5o另有一光滑绝缘不带电小球质量为冬，以速度%=怖也还向右运动，

与小球P发生弹性正碰，碰撞时间极短，且尸、。间无电荷转移，碰后P球可从8点

无碰撞进入管道。己知A、3间距离为4R,&，重力加速度为g,不计空气阻

2q

（2）小球P从4点运动到管道最高点。点过程中电场力做的功叫c；

（3）小球P再次到达水平地面时与B点的距离。

15.皮带式传送带是物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。为研究物块

在传送带上的运动，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾斜的光滑直轨道

AB,其下方右侧放置一水平传送带，以恒定速度%=4m/s逆时针转动，转轮半径

/?=0.4m,,转轮最高点离地面的高度H=1.6m,直轨道末端B与传送带左端平滑相

切。现将一质量m=O.lkg的小物块放在距离传送带高力=3.2m处静止释放，小物块从

B端运动到传送带左端时，速度大小不变，方向变为水平向右，结果小物块恰好从传

送带右端最高点。点水平飞出，已知小物块与传送带间的动摩擦因数4=0.5,g取

IOm/s2o

（1）求传送带两转轴间距L：

（2）若其他条件不变，传送带改为顺时针转动，小物块从传送带右端。点飞出后受

到的空气阻力始终与速度成正比，比例系数。k=0.25方向始终与运动方向相反，经时

间Z=0.6s最终落到水平地面上的。点，测得C、。水平间距0.8m。求：

①小物块从传送带C点飞出的速度大小；

②小物块落到水平地面上加点的速度大小；

③小物块飞出后克服空气阻力做的功。

参考答案

1.答案：B

解析：A.半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界因素无关，故A错误；

B.根据核电荷数和质量数守恒可知X是;He,即a粒子，具有很强的电离本领。故B

正确；

C自发的衰变过程中释放能量，原子核的比结合能增大，钱237的比结合能比锢241

的比结合能大。故C错误；

D.核反应释放能量，核反应质量亏损，因此反应前后总质量会减小。故D错误。

故选B。

2.答案：A

解析：Ad时刻手机加速度为-g,方向竖直向下，手机处于完仝失重状态故A正确；

BC.由题可知整个过程为先托着手机0向下做加速运动，力工向下做减速运动，

QT图像与坐标轴围成的面积为速度，4时刻手机达加速度为正方向的最大值，故4

速度小于，2速度不是最大，故BC错误；

D.手机加速度向上时受到手向上的支持力不会脱离手掌，手机加速度为-g的过程中处

于完全失重状态，可以说此过程手机和手脱离也可以说恰好没有脱离手掌，故D错

误。

故选Ao

3.答案：D

解析：A.设空间站的轨道半径为,，则根据万有引力提供向心力可知

而干是地球表面物体的线速度，把天宫空间站近似看成绕地球表面做圆周运动的近

地卫星，其周期应小于地球的自转周期7,A错误;

B.对于中轨道卫星，则有

Mm47r

G-----7=m-v(2R)

(2R)2T2

解得

又因为

臬=2"底=2兀聆

由此可得

T=26工天丰26T

B错误；

C,二者的质量都是未知的，无法比较其机械能的大小，C错误；

D.设两次相距最近的时间间隔为，，设天宫号空间站的角速度为。天，中轨道卫星的角

速度为力中，则有

大一=2兀

结合上述分析

UTT大_2&1471回

"F-7^"272-1天一2忘-可！-

D正确。

故选D。

4.答案：B

解析：根据题意可知，当小鱼反射的光在荷叶边缘水面上发生全反射时，则在水面上

看不到蝌蚪

根据全反射的临界角公式可得

sinC=l=l

n4

则ta心手

在水面之上看不到时小鱼运动的位移

x=vt=0.5m

结合几何关系可知

dx

tanC=^I

h

解得

d=1.41m

故选B。

5.答案：C

解析：A.电流表的示数为交流电的有效值，则线圈经过图示位置时，电流表的示数不

为零，选项A错误；

B,变压器等效电阻

%效=(2)2凡=!R，

空々%~4

仅将滑片P向下滑动，则&减小，则R等效减小，则&和R等效并联后的电阻减小，因线

圈电动势一定，则电流表的示数将变大，选项B错误；

C,将线圈产生的电动势为电源，其电阻R为电源内阻，将属和效并联看做是外电

路，开始时R等效=2R,此时凡和％效并联电阻为R等于电源内阻R,则开始时发电机

输出功率最大，则仅将滑片尸向下滑动，R等效减小，外电阻逐渐远离电源内阻，可知

发电机的输出功率将变小，选项C正确；

D.将凡和R并联后的电阻(竽)等效为电源内阻，将R等效看做是外电路，仅将滑片

P向下滑动，则外电阻从2R逐渐减小，则外电路消耗的功率先增加后减小，即电阻

用消耗的功率先增加后减小，选项D错误。

故选C。

6.答案：B

解析：A.由于粒子源发生的电子速率相同，电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力

提供向心力，有

叫8=机下

解得

即所有电子的半径都相等，由左手定则可知，电子进入电场后顺时针做圆周运动，所

以其从AC边射出的一个临界位置为从A点射出，此时。=60。，如图所示

由题意及分析可知，当0。《。《60。范围内，电子从AC边上射出，当电子从AC边射出

时，由几何关系可知从AC边射出的电子占总电子的"=」，故A错误；

18003

B.由题意及分析可知，当粒子在60。4。工150。范围内，电子从AD边射出，当电子从

□no1

AD边射出时，由几何关系可知从AO边射出的电子占总电子的”=上，故B正确；

18002

C由题意及分析可知，当粒子在150。〈64180。范围内，当电子从0。边射出时，由几

何关系可知从0。边射出的电子占总电子的旦=上，故C错误；

18006

D.电子在磁场中做匀速圆周运动，其周期为7,有

兀

,1=-2---R-

%

在磁场中运动的时间为f,有

t_a

T~2n

整理有

am

~eB

即电子运动的圆心角越小，其在磁场中运动的时间就越短，圆心角所对应的弦长越

长，其圆心角越大，所以最短时间即为弦长的最小值，其从AC边射出的一个临界位

置为从A点射出，此时6=60。，所以所有从AC边射出的电子中，当。=30。时，所用

的时间并不是最短的，故D错误。

故选B。

7.答案：C

解析：A.两小球下滑过程中，除重力以外，弹簧的弹力对它做功，所以两小球的机械

能不守恒，故A错误；

B,小球下降力达到最低时，速度减小为0,形变量最大为

%=2/Han600=2®

根据机械能守恒定律有

2mgh=-kxl

解得

弹簧的最大伸长量

.2园=”整

n3k

弹簧的最大拉力为

26mg

T=kx=-------—

m3

故B错误：

C,在最高点时小球只受重力和支持力作用，此时重力沿杆方向的分力提供加速度，有

%=gsin30°=%

在最低点时

T_2也mg

3

根据牛顿第二定律可知

Tcos300-mgsin30°=ma2

解得

-2

小球在最高点与最低点加速度大小相等，故C正确；

D.小球受到重力、杆的弹力N和弹簧的弹力F,沿杆方向加速度为0,即合力为0时

小球的速度最大，此时

mgsin30。二尸cos30。

又

F=kx

解得形变量

3k

两个小球下降的高度为

h=——=巡

"2tan60°6k

在系统只有重力，弹力做功，对两个金属环和弹簧根据机械能守恒，有

2mg%=—^r2+~x2mq

解得

故D错误。

故选C。

8.答案：AC

解析：A.当Z=ls时，。点开始振动且振动方向向下，可知是M点的波源形成的波传到

了。点，则区域A的波速

旷也=4m/s

根据

可得

4=1.6m

故A正确;

B,区域8的波速

以=J^=5m/s

两列波频率都是1Hz,则周期都是1s,根据

2

v=­T

可得

4=4m

%=5m

A、B两区域水波的波长之比为

A4=4:5

故B错误；

C/=2s时，M波在。点完成了一次全振动，则该波在O点产生的波正在平衡位置向

下振动，N波传递到O点需要

f=—“=1.5s=1.5T

"2s时，N波在。点完成半个周期的振动，则该波在0点产生的波正在平衡位置向

下振动，所以Z=2s时，。点的振动方向向下，故C正确；

D.根据题意结合C项的分析可知，在，=L5s时，波源M在。点的振动方向向上，波

源N在。点振动方向也向上，所以在A区域可以等效成波源M与波源。相遇，在8

区域可以等效成波源。与波源N相遇，因为等效波源的频率和初相位，所以在两列波

相遇的区域可以形成稳定的干涉图样。故D错误。

故选ACo

9.答案：BC

解析：A.对磁流体发电机分析，上极板带正电，在电容器中形成向下的电场，对油滴

受力分析可知，油滴受到向下的电场力，故该带电粒子带正电，故A错误；

BCD.设等离子体带电荷量为名，磁流体发电机两极板间的距离为4，由磁流体发电机

可得

卯回小

两板间的电势差为

U=BdM

设带电粒子的电荷量为外，电容器两极板间的距离为心，在电容器中对带电粒子，根

据牛顿第二定律

U

%丁=ma

d2

带电粒子在电容器中做类平抛运动，设电容器极板长为L，则运动时间为

L

t=—

v2

偏移量为

12

y=2ar

以上各式联立，解得

q2Bdxvfi

2md2v\

所以，只减小带电粒子的入射速度匕，则带电粒子的偏移量变大，带电粒子将打在电

容器的下极板上；只增大等离子体的入射速度9，则带电粒子的偏移量变大，带电粒

子将打在电容器的下极板上；带电粒子的偏移量与单个等离子体的电量无关，带电粒

子恰好从下极板边缘射出电容器，故BC正确，D错误。

故选BCo

10.答案：ABD

解析：A.细线烧断前，由平衡条件可得

户=（肛+吗）gsinC

代入数据解得

F=3N

故A正确；

BC.细线烧断后，两杆切割磁感线产生感应电流，由于其B、/、L都相等，则两杆所受

安培力大小相等，方向相反，系统所受合外力为零，系统动量守恒，以。杆的速度方

向为正方向，由动量守恒定律得

〃?1匕-niyV2=0

两杆同时达到最大速度，达到最大速度时两杆都做匀速直线运动，对杆m由平衡条

件得

sin0=BIL

感应电流为

jEBLV^BLV2

~2R~2R~

代入数据解得

V）=0.36m/s

v:=0.24m/s

故B正确，C错误；

D.通过杆的电荷量为

-峥+—晨

^=7A/=—△/=—-----------=配（芭+冬）

2R2R2R

两杆组成的系统动量守恒，以杆。的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得

町K~tn2V2=0

—=0

联立解得

q=2.5C

故D正确。

故选ABDo

11.答案：（1）6.170

（2）k=%70

a

解析：（1）图2所示读数

4=61mm+14x0.05mm=61.70mm=6.170cm

（2）由胡克定律可得

△F=brimg=kbl

故

A/mg

—==ci

k

解得

%=巡

a

根据图3可知斜率为

(8.970-6.170)xlO-2,

a=-------』-----m=7xl0-?m

5-1

联立可得

,50x10-3x9.8

k=-------=70N/m

7x10-3

12.答案：(1)90(2)1；10(3)+(4)A

解析：(1)根据并联电路电阻与电流关系有

IR2

解得

R2=90Q

（2）设欧姆表中值刻度为尺卜，则欧姆表为“xlO”倍率时的欧姆内阻为

%0=1。%

欧姆表为“X100”倍率时的欧姆内阻为

K|uoo=10。/

欧姆表进行欧姆调零时，有

I—

N中

欧姆表倍率越小，欧姆表的内阻越小，可知电路的满偏电流越大；由电路图可知，当

开关S合向1端，电路的满偏电流较大，欧姆表的倍率是“X10”挡。

因此1档位的干路最大电流是2档位的干路最大电流的10倍，即2档位的电流最大值

为1mA,此时有

=1mA

得

凡+%=10C

（3）用多用电表的欧姆挡时内部电源被接通，且黑表笔接内部电源的正极，即电流从

欧姆表的黑表笔流出，从电压表的正极流入，则黑表笔接电压表的+接线柱；

（4）根据功率公式，可得额定电压220V、额定功率100W的白炽灯泡在正常工作时

U2

的电阻为R=J=484。

P

白