湖北省2024年高考物理模拟试卷及答案1

湖北省2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、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。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。得分1．2023年11月6日，全球首座第四代核电站在山东石岛湾并网发电，这标志着我国在高温气冷堆核电技术领域领先全球。当前广泛应用的第三代核电站主要利用铀（92235U）裂变产能，铀（92235U）的一种典型裂变产物是钡（A．92235B．铀原子核92235U的结合能大于钡原子核C．重核裂变成中等大小的核，核的比结合能减小D．上述裂变反应方程为：922．我国首个大型巡天空间望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它将与我国空间站共轨并独立飞行，已知巡天空间望远镜预定轨道离地面高度约为400km，地球同步卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确的是（）A．巡天空间望远镜加速就可以与空间站对接B．巡天空间望远镜运行的线速度大于7.9km/sC．巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比同步卫星的周期大D．巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度3．如图所示，某款手机支架由“L型”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其AB、BC部分相互垂直，可绕O点的轴在竖直面内自由调节，AB、BC部分对手机的弹力分别为F1和F2（不计手机与挡板间的摩擦），在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（）A．F1逐渐增大，F2逐渐减小 B．F1逐渐减小，F2逐渐增大C．F1逐渐减小，F2先增大后减小 D．F1先增大后减小，F2逐渐减小4．如图所示，粗细均匀的玻璃管（上端开口，下端封闭）竖直放置，管内用长为h=15cm的水银柱封闭一段长l=30cm的理想气体，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转至水平放置（水银未溢出）。已知大气压强p0=75cmHg，玻璃管导热性能良好且环境温度保持不变。下列说法正确的是（）A．玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，气体放出热量B．玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，外界对气体做功C．玻璃管竖直放置时，封闭气体的压强为60cmHgD．玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为36cm5．金属探测仪内部电路可简化为线网与电容器构成的LC振荡电路，某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，关于该时刻下列说法正确的是（）A．电路中的电流正在减小 B．a点电势比b点电势低C．电容器所带电荷量正在减小 D．线圈磁场能正在增大6．如图所示，在直角△MON区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，O点处的粒子源可向纸面内磁场区域各个方向发射带电粒子。已知带电粒子的质量为m，电荷量为+q，速率均为v=qBd2m，ON长为d且A．自MN边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为πmB．自MN边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为πmC．MN边上有粒子到达区域的长度为dD．ON边上有粒子到达区域的长度为37．如图甲所示，辘轳是古代民间提水设施、由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。某次汲完水自水面由静止开始上升的过程中，水斗的加速度a随上升高度h的变化规律如图乙所示，已知水斗上升10m至井口时速度刚好为零，下列说法正确的是（）A．0≤ℎ≤2m时，水斗的加速度大小为2m/s2 B．2m≤ℎ≤5m时，水斗的速度大小为2m/sC．8m≤ℎ≤10m时，水斗做匀减速直线运 D．水斗自水面上升10m所用时间为7.5s8．一列简谐横波沿x轴方向传播，在t=0.6s时刻的波形图如图甲所示，此时质点P的位移为+2cm，质点Q的位移为-2cm，波上质点A的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．该简谐横波沿x轴正方向传播 B．该简谐横波的波速为15m/sC．t=0.6s时，质点Q正在向y轴负方向振动 D．再经过13s，质点P通过的路程为9．如图所示，正方形ABCD的对角线长为2a，在A、C两点分别放置电荷量为+q的点电荷，P为正方形ABCD外接圆上任意一点，O为外接圆的圆心，静电力常量为k，下列说法正确的是（）A．B、D两点的电场强度相同B．将负电荷沿直线由B移到D的过程中，电场力先做正功后做负功C．对角线BD连线上电场强度E的最大值为4D．若两点电荷在P点的电场强度大小分别是E1、E2，则10．如图所示，某传送带的倾角α=37°，长为10.5m，以6m/s的速率逆时针运转。在传送带顶端A点静止释放一个质量为1kg的物体，同时传送带在电动机的带动下，以4m/s2加速运转，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体从顶端A点运动至底端B点的过程中（）A．物体一直做匀加速直线运动B．物体从A点运动至B点所用时间为1.5sC．物体在传送带上留下划痕的长度为3mD．物体从A点运动至B点的过程中因摩擦产生的内能为20J阅卷人二、非选择题：本题共5小题，共60分。得分11．某同学用实验室现有器材设计了如图甲所示装置来测量当地的重力加速度。该同学进行了如下操作：①调整弧形槽末端水平并固定，再将金属小球静置于槽的末端。在小球静止位置安装一个光电门，接通电源、使光电门发出的光线与小球球心在同一水平线上；②测量金属小球的直径d以及弧形槽末端到水平地面的竖直高度h；③将金属小球放在弧形槽一定高度静止释放；测量小球落点与球心在水平地面投影点间的距离x；（1）用螺旋测微器测得金属小球的直径d如图乙所示，则d=mm；（2）某次实验中，金属小球通过光电门的时间为t，则金属小球的速度v=；（用题目中物理量符号表示）（3）调整金属小球释放的位置，重复步骤③，得到多组对应的x与t，作出的x−1t图像为一条倾斜直线，测得斜率为k，则该地的重力加速度g=（用d、h、12．菜同学设计图示电路测量一电源的电动势E、内阻r和电流表内阻RA，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值，记录电阻箱阻值R、电压表的示数U、电流表的示数I。（1）当R读数为R0时，电压表、电流表读数分别为U0、I0，则电流表内阻RA=；（2）利用所测数据，作出的1U−1R+RA图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为k1，在纵轴上的截距为b，则电源的电动势（3）利用所测数据，作出的1I−R图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为k2，则电源的电动势E=，电动势E的测量值13．如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的截面图，AB=2a，P为AB边上一点，Q是BC边的中点。一束单色光自P点垂直BC边射入棱镜，逆时针调整入射角度，当入射光线垂直于AB边时，BC边恰好无光线射出。已知光在真空中的传播速度为（1）棱镜对该单色光的折射率n；（2）若该单色光自P点平行于BC边射入，折射光线经Q点反射后从AC边射出，求单色光在棱镜中传播的时间t。14．如图，质量M=3kg的木板静止在光滑水平地面上右侧的竖直墙面固定一劲度系数为k=20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m=2kg的小物块以水平向右的速度v0=5m/s滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。已知木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度g=10m/s，结果可用根式表示。（1）求木板刚接触弹簧时速度的大小v1；（2）求木板与弹簧接触以后，小物块与木板即将相对滑动时弹簧弹力的大小F；（3）弹簧的弹性势能EP与形变量x的关系为EP=12kx15．如图所示，两平行光滑金属导轨间距为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨ABCD区域有方向垂直轨道平面，面积为S的有界均匀磁场（图中未画出）；导轨EFNM区域有方向垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，导轨AH、BG及导线AB的电阻不计，导轨HM、GN单位长度电阻为r，质量为m、电阻为R的金属棒P位于EFGH区域的磁场中，与导轨垂直并接触良好，重力加速度为g。（1）若ABCD区域的磁感应强度大小随时间t变化关系为B1=k1t（k1>0（2）若ABCD区域的磁感应强度大小随时间t变化关系为B2=k2t（k2>0，且为已知常量），方向垂直轨道平面向下，在t=0时平行导轨向下以某速度释放P（3）若撤去ABGH区域的磁场，将GNMH区域的磁场设置为方向垂直轨道平面向上，磁场的磁感应强度大小为B3=k3t（k3>0，且为已知常量）的均匀磁场；换质量为m、电阻不计的金属棒Q，在t=0时刻从GH处由静止释放，同时施加沿导轨方向向下的外力使Q

答案解析部分1．【答案】B【解析】【分析】A、92235U有92个质子，143个中子，故A错误；

B、原子序数越大的原子核的结合能越大，所以铀原子核92235U的结合能大于钡原子核56144Ba的结合能，故B正确；

C、重核裂变成中等大小的核，中等大小的核更稳定，核的比结合能变大，故C错误；

D、根据质量数和电荷数守恒可知裂变反应方程为

922．【答案】D【解析】【分析】A、天空间望远镜与空间站共轨独立飞行，若巡天空间望远镜加速，巡天空间望将做离心运动，变轨到更高的轨道，不可能与空间站对接，故A错误；

B、根据

GMmr2=mv2r

可得

v=GMr

地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，等于地球表面轨道卫星的线速度，则巡天空间望远镜运行的线速度小于7.9km/s，故B错误；

C、由万有引力提供向心力可得

GMmr2=m4π2T2r

可得

T=43．【答案】A【解析】【分析】对手机受力分析，如图所示

已知，AB、BC部分对手机的弹力分别为F1和F2相互垂直，即

α=90°

手机处于静止状态，则手机受力平衡，根据拉密原理

Gsinα=F1sinθ=F2sin4．【答案】D【解析】【分析】玻璃管竖直放置时，封闭气体的压强为

p=p0+ρgℎ=(75+15)cmHg=90cmHg

玻璃管水平放置时，封闭气体的压强为

p'=p0=75cmHg

由玻意耳定律可得

plS=p'l'S

解得玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为

l'=36cm

玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，气体温度不变，则气体内能不变，气体的体积增大，则气体对外做功，根据热力学第一定律

ΔU=W+Q5．【答案】A【解析】【分析】电容器中场强向下，根据回路电流方向可知，电容器正在充电，电容器电荷量在增大，回路电流在减小，磁场能在减小，a点与正极板相连，b与负极板相连，则a点电势比b点电势高。

故答案为：A。

【点评】根据电容器场强的方向及回路中电流方向确定电容器的充放电情况。电容器充电过程，自感线圈相当于电源，电容器电荷量在增大，回路电流在减小，磁场能向电场能转换。6．【答案】C【解析】【分析】AB、根据

qvB=mv2r

解得

r=d2

自MN边射出的粒子在磁场中运动的最短时间的运动轨迹交MN于A点，圆弧所对应的圆心角为60°，自MN边射出的粒子在磁场中运动的最长时间的运动轨迹交MN于B点交ON于C点，圆弧所对应的圆心角为120°，如图所示

根据

T=2πrv

解得

T=2πmqB

综上所述，可得

tmin=60°360°T=πm3qB，tmax=120°7．【答案】B【解析】【分析】A、根据

v2=2aℎ

a-h图像与坐标轴围成的面积表示速度平方的一半，则0-2m及5-10m面积相等

2×a=(8−5)+(10−5)3×0.5

解得0≤h≤2m时，水斗的加速度大小为

a=1m/s2

故A错误；

B、根据

v2=2aℎ

则2m≤h≤5m时，水斗的速度大小为

v=2m/s

故B正确；

C、8m≤h≤10m时，水斗加速度在变化，所以不是匀减速直线运动，故C错误；

D、从静止开始上升10m过程中，先做匀加速运动，后做匀速运动，之后做匀减速直线运动，最后做加速度减小的减速运动，v-t图像如图所示

如果最后阶段一直匀减速运动，则减速运动时间为8．【答案】A,B【解析】【解答】A、由质点A的振动图像可知，在t=0.6s时刻，质点A在平衡位置向下振动，结合波形图可知，该简谐横波沿x轴正方向传播，故A正确；

B、波形图的表达式为

y=4sin2πλxcm

将P点带入可得

2=4sin2πλ·5

解得

λ=12m

该简谐横波的波速为

v=λT=120.8m/s=15m/s

9．【答案】B,C,D【解析】【解答】A、B、D两点的电场强度方向不同，即电场强度不同，故A错误；

B、O点到B点的电场强度方向为向下，O点到D点电场强度方向为向上，将负电荷沿电场线由B移到D的过程中，电场力先做正功后做负功，故B正确；

C、设BD连线上某一点M到A点的角度为α，M点的受力如图所示

对M点进行受力分析可知

E=kqacosα2

则

Em=kqa2cos2αsinα

当sinα=33时，Em的最大值为

Em10．【答案】B,C【解析】【解答】物体由静止释放，一开始受到的摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可得

a=mgsinα+μmgcosαm=10m/s2

设经过t1时间物体与传送带达到相同速度v1，则有

v1=at1=v0+a传t1

代入数据可得

t1=1s，v1=10m/s

该段过程物体与传送带通过的位移分别为

x1=v12t1=5m<10.5m，x传=v11．【答案】（1）11.859mm（2）d（3）2【解析】【解答】（1）由螺旋测微计读数可知

d=11.5+35.9×0.01mm=11.859mm

（2）根据速度的定义式可知

v=dt

（3）根据平抛运动规律可知

ℎ=12gt2

x=vt

联立上式可知

x=112．【答案】（1）U（2）1b；（3）1k【解析】【解答】（1）根据欧姆定律可得

R0+RA=U0I0

可得电流表内阻为

RA=U0I0−R0

（2）根据闭合电路欧姆定律可得

E=U+UR+RAr

整理可得

1U13．【答案】（1）解：光线垂直于AB边射入棱镜后光路图如图所示设光线在棱镜中发生全反射的临界角为C，由几何关系可得C=45°又sin解得n=（2）解：光线自P点平行于BC边射入棱镜，光线恰好经过Q点的光路图如图所示由折射定律得n=可得折射角为r=30°则有∠BPQ=90°+30°=120°在△BPQ中，由正弦定理可得PQ解得PQ=由对称性可知，光线在棱镜中通过的路程为s=2PQ=光线在棱镜中的传播速度为v=光线在棱镜中传播的时间t=【解析】【分析】（1）当入射光线垂直于AB边时，BC边恰好无光线射出，即光线恰好在BC边发生全反射，根据题意画出光路图，再根据几何关系确定光线在棱镜中发生全反射的临界角，再结合全反射条件进行解答；

（2）折射光线经Q点反射后从AC边射出，即光线在Q覅按发生全反射，根据光的折射条件及反射定律画出光线在棱镜中的光路图，再根据折射定律确定光线在P点的折射角。再结合结合关系确定光线在棱镜中通过的路程，再结合折射定律及光线传播规律进行解答。14．【答案】（1）解：由于地面光滑，则M、m组成的系统动量守恒，则有mv0=(M＋m)v1代入数据有v1=2m/s（2）解：木板与弹簧接触以后，对M、m组成的系统有F=kx=(m＋M)a共对m有a2=μg=2m/s2当a共=a2时物块与木板之间即将相对滑动，解得F=10N（3）解：物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量x对系统有−代入数据有v木板从与小物块即将发生相对滑动至向右减速为0过程对木板应用动量定理0−M解得I=3【解析】【分析】（1）滑块在木板上运动时系统在水平方向所受合外力为零，系统动量守恒，且两者共速时木板恰好与弹簧接触，再根据动量守恒定律进行解答；

（2）当小物块与木板即将相对滑动时，物块与木板之间的静摩擦力恰好达到最大值，此时木板与物块的加速度仍相等。再根据整体法与隔离法分别运用牛顿第二定律进行联立解答；

（3）弹簧对木板的作用力为变力，故考虑动量定理求其对木板的冲量。根据胡克定律及（2）中结论确定小物块与木板即将相对滑动时弹簧的形变量。恰好发生相对滑动时，物块和木板的速度相等。木板恰好与弹簧接触至木板从与小物块即将发生相对滑动过程，对整体运用能量守恒定律确定物块与木板恰好相对滑动时木板