湖北省三校2024届高三下学期高考模拟考试(一模)联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高考模拟考试（一）高三物理试卷一、选择题：1-7为单选题，8-10为多选题（共40分）。1．2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。假设“人造太阳”内部发生的两种核聚变分别为，，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（）A．核反应方程中X为电子．Y为质子B．X核反应中的质量亏损C．的平均核子质量小于的平均核子质量D．核反应过程中亏损的质量会转变为能量2．电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P是缆绳上的一个平台。则下列说法正确的是（）A．太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离的平方成反比B．超级缆绳对P平台的作用力方向背离地心C．若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动一边落向地球D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处为椭圆的远地点3．如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形ABCD的对角线BD边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的是（）A．将一负电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加B．O点电势与C点电势相等C．DO间的电势差等于OB间的电势差D．在O点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下4．如图所示，小明设计了一个自动制动装置，A、B两物块放置在斜面上，与A相连的轻绳穿过中间有小孔的B与水平面固定的电动机相连，轻绳与B之间无力的作用，用另一根轻绳连接B，使B静止在斜面上，物块A、B与斜面间的动摩擦因数，斜面倾角。现电动机以额定功率牵引物块A，使物块A从静止出发，以最大速度与物块B发生碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，碰撞的瞬间电动机自动切断电源不再对A提供牵引力，运动到达斜面顶端时A、B速度刚好为零，，，，，下列说法正确的是（）A．在电动机的牵引下，物块A的加速逐渐变大 B．电动机启动后对物块A的牵引力一直不变C．物块A的最大速度25m/s D．物块B距斜面顶端的距离为1.25m5．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器组成闭合电路。两个方向均垂直纸面向里的匀强磁场以平行磁场方向且过bc轴的平而为分界线，其中bc左边磁场的磁感应强度大小为，bc右边磁场的磁感应强度大小为，且比大，线圈在这两个磁场中绕垂直于磁场的bc边匀迷转动，线圈的面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法不正确的是（）A．线圈从垂直于磁场方向开始运动，在一个周期内，小灯泡的电流经历了先增大后减小，再增大最后减小四个阶段B．当将滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将变亮C．该变压器输入电压的有效值为D．将小灯泡换成发光二极管，若线圈从图示位置开始运动时二极管发光，则当线圈转一周将要回到初始位置时二极管不发光6．某中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像。若不计空气阻力，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（）A．机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N B．机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2C．在0~4s时间内，摩擦力的冲量为24N·s D．在0~4s时间内，合外力做的功为24J7．如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（）A．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小B．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小C．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为D．当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为8．一列简谐横滤在均匀介质中沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，其中位于横坐标的一质点A的振动图像如图乙所示，B是图甲中纵坐标为的一质点，则下列说法正确的是（）A．该横波沿x轴正方向传播 B．时刻后A点比B点先达到波谷C．在时B点的位移是-5cm D．时B点振动方向为y轴负方向9．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝、屏上的点位于双缝和的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为与，当介质为矿泉水时，屏上P点处是上方的第4条亮条纹（不包括点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为，真空中的光速为c，则（）A．小于B．该矿泉水的折射率为C．当介质为矿泉水时，来自和的光传播到P点处的时间差为D．仅将水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹10．如图所示，导轨间距为L的两平行光滑金属导轨固定在高度为h的绝缘水平台面上，左端连接定值电阻R和开关S，右端与台面右边缘平齐，空间中存在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量均为m，阻值均为R的导体棒a、b垂直导轨放置。开始时开关断开，给导体棒a一水平向右的初速度，b离开导轨后瞬间闭合开关，最终a、b到达水平面上同一位置。若导体棒间发生碰撞则为弹性碰撞，下列说法正确的是（）A．导体棒a、b有可能会发生碰撞 B．开关闭合前、后瞬间导体棒a的加速度不同C．初始时a、b之间的最大距离是 D．初始时a、b之间的最小距离是二、非选择题：本题共5小题，共60分。11．（8分）某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为m的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度a；改变钩码的质量m，进行多次测量：做出a与的图像如图，已知图像中直线的截距为b，斜率为k。不计空气阻力，重力加速度为g。（1）（多选）以下说法正确的是______；A．钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的质量B．细绳应该始终与长木板平行C．不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑D．细线的拉力等于钩码的重力（2）根据图像可得，小车和手机的质量为______；（3）再利用手机APP测出斜面倾角为，则木板摩擦系数______。12．（9分）某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为）的方案，实验电路如图甲所示。主要实验步骤如下：①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；③将电阻箱的阻值调至，并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA与OK间的夹角（弧度制）；④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（，R）值；⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。根据分析，试回答下列问题：（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得______；（2）实验时，当金属夹K调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，那么此时测出的值与真实值相比______（填“偏小”、“相等”或“偏大”）；（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB接通），电阻丝MN长，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距M端时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C与输电线起始处的距离为______m（结果保留两位有效数字）。13．（10分）市场上有一种救生衣，在穿着者落水时，救生衣所连接的储气钢瓶会灌气使救生衣鼓起。救生衣在未鼓起时，其内部无气体；正常工作时，其压强为标准大气压，内部气体体积至少为，与救生衣连接的小钢瓶容积为1L。取标准大气压，忽略温度变化，气体均视为理想气体。（1）检测发现某救生衣所附带的钢瓶内压强为，救生衣能否正常工作？请说明理由；（2）出厂时钢瓶内部压强为，在降为的过程中，求钢瓶漏掉的气体在标准大气压下占的体积；（3）救生衣配套的钢瓶遗失，换用容积为0.2L，内部压强为的小钢瓶充气，至少要多少个小钢瓶才能使救生衣正常工作。14．（15分）如图，圆心角为，质量为2m的弧形物块A与质量为m的弧形物块B叠放在一起，并将A、B粘连，构成一个半径的四分之一光滑圆弧轨道，静止在光滑的水平面上。质量为m的滑块C，以速度水平向右冲上轨道。取重力加速度。（1）要使物块不会从最高点冲出轨道，求应该满足的条件；（2）若，求滑块能上升的最大高度；（3）若将物块B撤去，滑块C以的速度冲上A，求滑块C滑至A的最高点时物块A的速度大小。15．（18分）如图，在空间直角坐标系中存在指向x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度为B，与x轴平行的挡板与x轴交于，与y轴交于，挡板在空间内向四周无限延伸，一带电量为+q，质量为m的粒子从以一定的初速度向x轴正方向进入磁场，恰好垂直击中挡板，粒子每次与挡板碰撞，垂直于挡板方向的速度反向，平行于挡板方向的速度保持不变，粒子重力忽略不计。（1）求粒子初速度的大小；（2）若在空间中施加沿x轴负方向的匀强电场，恰好使粒子第二次与挡板碰撞发生在xoy平面，求匀强电场E的大小，并求出粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标；（3）在（2）的条件下，求粒子第n次与挡板碰撞的坐标。——★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〗CBADBDDACADBC1．C〖解析〗A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误；B．核反应放出的能量为由能量守恒可得，解得，故B错误：C．反应过程中释放大量热量，的比结合能大于的比结合能，的平均核子质量小于的平均核子质量。故C正确；D．核反应过程中亏损的质量不可能转变为能量。2．B〖解析〗A．太空电梯上各点具有相同的角速度，根据可知，太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离成正比，故A错误；B．P平台如果只受地球万有引力，则圆周运动角速度比同步空间站要快，而实际圆周运动角速度等于同步空间站角速度，则在万有引力之外，P平台还受到缆绳拉力，故地球的引力与缆绳拉力提供P平台做圆周运动所需的向心力，P平台做圆周运动所需的向心力小于地球对它的万有引力，所以超级缆绳对P平台的作用力方向背离地心，故B正确；C．若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动一边偏离地球，做离心运动，故C错误；D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，其断裂处为椭圆的近地点，因为在近地点线速度较大，半径较小，需要的向心力更大，故D错误。故选B。3．A〖解析〗A．将一负电荷由A点移到B点，电场力做负功，电荷的电势能增加，故A正确；B．AC所在平面与BD垂直，与其它电场线不垂直，AC所在平面不是等势面，O点电势与C点电势不相等，故B错误；C．根据电场线的疏密程度可知DO间的电场强度大于OB间的电场强度，由可知DO间的电势差大于OB间的电势差，故C错误：D．在O点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向与该点电场方向相同，竖直向上，故D错误。故选D。4．D〖解析〗AB．根据，，功率不变，速度增大，导致牵引力减小，则A的加速度减小，AB错误；C．当A的加速度为零时，牵引力为，最大速度为，C错误；D．根据动量守恒，根据动能定理，物块B距斜面顶端的距离为，D正确。故选D。5．B〖解析〗A．当线圈与磁场方向平行时产生的电动势最大，所以线圈绕bc轴转动时，电流先增大再减小，电流反向后先增大再减小，总共经历四个阶段，故A正确；B．当滑片P向上移动时，原线圈匝数增大，根据变压器原理，输出电压减小，小灯泡会变暗，故B错误；C．线圈在左侧磁场中产生电动势的有效值，线圈在右侧磁场中产生电动势的有效值，设电动势的有效值为E，根据有效值定义，则，故C正确；D．若将小灯泡变成发光二极管，因为其单向导电的特点，所以若线圈从初始位置刚运动时发光，则转动一周后快到初始位置时，电流方向相反，二极管不会发光，故D正确。本题要求选择错误的，故选B。6．D〖解析〗A．由图乙可知机器人在2s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时，故A错误；B．由图a、图b结合牛顿第二定律可得，，联立可得机器人质量，滑动摩擦力为，机器人与水平桌面间的动摩擦因数为，，故B错误；C．在0~4s时间内，合外力的冲量为，力F的冲量为，摩擦力的冲量为，故C错误：D．4s末机器人的速度为，在0~4s时间内，合外力做的功为，故D正确。故选D。7．D〖解析〗PQ间的距离为，而弹簧的原长为，故弹簧的弹力为，A．根据合力与分力构成的矢量三角形可知，此时静摩擦力具有最小值为，，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，，故A错误；B．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，由力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B错误；C．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，由力的三角形可知静摩擦力等于，此时物体和圆盘还未相对滑动，物体所受的合力亦为也为，故C错误。D．静摩擦力达到最大时，，。故D正确。故选D。8．AC〖解析〗时刻质点A向y轴正方向运动，根据同侧法可知波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点B向y轴负方向运动，可知t=0时刻后B点比A点先达到波谷，故B错误A正确：C由波的图像可知波长为，由振动图像可知，则波速为，传播的距离，可得B点的位移是-5cm，故C正确；D．，根据周期性可知B点振动方向为y轴正方向，D错误。故选AC。9．AD〖解析〗A．根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有，当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会变小，而双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以小于，故A正确；B．设光在真空中的波长为、在介质中的波长为，依题意有，，，则可知，故B错误；C．P点处是上方的第4条亮条纹的中心，则光到双缝的光程差为光在矿泉水波长的4倍，则来自和的光传播到P点处的时间差为，故C错误；D．将水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观察到亮条纹，故D正确。故选AD。10．BC〖解析〗A．两导体棒发生碰撞的情况：若导体棒b离开导轨前与a发生碰撞，碰撞前瞬间a的速度一定大于b，碰后二者交换速度之后b的速度大于a，b的位移大于a，则b离开导轨时a到导轨右端的距离一定大于零，a、b离开导轨时的速度不可能相同，即a、b一定不发生碰撞，故A错误：开关闭合前导体棒a、b组成的系统所受合外力为零，二者组成的系统动量守恒，设开关闭合前瞬间导体棒b的速度为v，则此时导体棒a的速度为，a、b离开导轨后能落到同一位置，则，开关闭合前瞬间回路中的感应电动势为，开关闭合后瞬间回路中的感应电动势为【易错：开关闭合前后，回路总电阻不变，a的速度也不变，但产生感应电动势的回路发生了变化】，可知开关闭合前后瞬间回路中的感应电动势不相等，回路中电流不相等，导体棒a所受安培力不相等，加速度也不相等，B正确；设开关闭合前流过导体棒b的平均电流为，运动时间为，导体棒a、b间距离的变化量为，b离开导轨后a运动到平台最右端的位移大小为，则这段时间内回路中的平均感应电动势为，导体棒b所受安培力的冲量为，可得；同理，对开关闭合后a在导轨上的运动有，初始时a、b间的距离，当时两导体棒初始位置间的距离最大，为，当时两导体棒初始位置间的距离最小，为，故C正确。D错误。11．〖答案〗（1）AB；（2）；（3）〖解析〗（1）设小车和手机的质量为M，斜面倾角为，对钩码和小车以及手机的系统由牛顿第二定律有，可得，可得本实验的原理为a与成一次函数。A．因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力，也就不需要质量关系，即不需要钧码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故A正确；B．为了让绳子拉小车的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；C．本实验若平衡了摩擦力，系统的牛顿第二定律表达式为，a与成正比例函数，不符合实验实验结果，则不需要平衡摩擦力，故C错误；D．本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故D错误。故选B。（2）根据a与的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为，则小车和手机的质量为；（3）根据a与的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为，联