2024年湖北省武漢市漢口北高中物理高三上期末統(tǒng)考模擬試題含解析

2024年湖北省武漢市漢口北高中物理高三上期末統(tǒng)考模擬試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強磁場，P為磁場邊界上的一點．有無數(shù)帶有同樣電荷、具有同樣質(zhì)量的粒子在紙面內(nèi)沿各個方向以同樣的速率通過P點進入磁場．這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段弧上，這段圓弧的弧長是圓周長的1/1．將磁感應(yīng)強度的大小從原來的變?yōu)?，結(jié)果相應(yīng)的弧長變?yōu)樵瓉淼囊话?，則：等于A．2 B． C． D．12、托卡馬克（Tokamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示．環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈．當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時，在托卡馬克的內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達到較高的溫度．再通過其他方式的進一步加熱，就可以達到核聚變的臨界溫度．同時，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進行．已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體C．歐姆線圈中通以恒定電流時，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強度B必須正比于溫度T3、一輛汽車在公路上勻速行駛的速度為，正常勻速行駛過程中發(fā)現(xiàn)前方處有一個特殊路況，駕駛員剎車減速，汽車停在該特殊路況前處。若該駕駛員的反應(yīng)時間大約為，則汽車減速過程中加速度的大小約為（）A． B． C． D．4、在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻，電流表和電壓表均為理想交流電表，若電流表的示數(shù)為2A，電壓表的示數(shù)為30V，則電阻的阻值為（）A．45Ω B．55Ω C．65Ω D．75Ω5、下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是（）A．天然放射現(xiàn)象 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象C．原子發(fā)光現(xiàn)象 D．α粒子散射現(xiàn)象6、如圖是雙縫干涉實驗裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏．用綠光從左邊照射單縫S時，可在光屏P上觀察到干涉條紋．下列說法正確的是()．A．減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B．增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C．將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離減小D．將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、下列說法正確的是（）A．當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長大或差不多時,才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B．不鳴笛的汽車向你駛來時聽到的頻率不等于喇叭發(fā)聲頻率是屬于聲波的干涉現(xiàn)象C．頻率相同的兩列波相遇,波谷和波谷相遇處為振動加強點D．增大單擺的擺長,單擺擺動的頻率將減小E.彈簧振子的振幅越小,其振動頻率將保持不變8、已知均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，一個均勻帶正電的金屬球殼的球心位于x軸上的O點，球殼與x軸相交于A、B兩點，球殼半徑為r，帶電量為Q?，F(xiàn)將球殼A處開有半徑遠小于球半徑的小孔，減少的電荷量為q，不影響球殼上電荷的分布。已知球殼外側(cè)兩點C、D到A，B兩點的距離均為r，則此時（）A．O點的電場強度大小為零 B．C點的電場強度大小為C．C點的電場強度大小為 D．D點的電場強度大小為9、如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一勻強電場，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球在力F的作用下，沿圖中虛線由M至N做豎直向上的勻速運動。已知力F和MN之間的夾角為45°，MN之間的距離為d，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．電場的方向可能水平向左B．電場強度E的最小值為C．當(dāng)qE＝mg時，小球從M運動到N時電勢能變化量為零D．F所做的功一定為10、水平放置的平行板電容器，極板長為l，間距為d，電容為C。豎直擋板到極板右端的距離也為l，某次充電完畢后電容器上極板帶正電，下極板帶負電，所帶電荷量為Q1如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的小球以初速度v從正中間的N點水平射人兩金屬板間，不計空氣阻力，從極板間射出后，經(jīng)過一段時間小球恰好垂直撞在擋板的M點，已知M點在上極板的延長線上，重力加速度為g，不計空氣阻力和邊緣效應(yīng)。下列分析正確的是（）A．小球在電容器中運動的加速度大小為B．小球在電容器中的運動時間與射出電容器后運動到擋板的時間相等C．電容器所帶電荷量D．如果電容器所帶電荷量，小球還以速度v從N點水平射入，恰好能打在上級板的右端三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某興趣小組為研究一種蠟燭在水中的浮力，設(shè)置了如圖的實驗裝置，透明玻璃管中裝有水，蠟燭用針固定在管的底部，當(dāng)拔出細針時，蠟燭能夠上浮．為研究蠟燭的運動情況，采用了智能手機的頻攝功能，拍攝頻率為10Hz.在實驗過程中拍攝了100多張照片，取開始不久某張照片編號為0，然后依次編號，并取出編號為10的倍數(shù)的照片，使用照片編輯軟件將照片依次排列處理，以照片編號0的位置為起點，測量數(shù)據(jù)，最后建立坐標系描點作圖，縱坐標為位移，橫坐標為照片編號，如圖所示．通過計算機擬合發(fā)現(xiàn)各點連線近似于拋物線，則蠟燭上升的加速度為________m/s2（保留2位有效數(shù)字）已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，忽略蠟燭運動受到的粘滯力，若要求蠟燭受到的浮力，還需要測量______________．12．（12分）用如圖甲所示裝置，測定木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)。放在水平桌面上的長木板一端帶有定滑輪，另一端固定有打點計時器，穿過打點計時器的紙帶連接在木塊上，繞過定滑輪的細線一端連接在木塊上，另一端懸掛裝有砝碼的砝碼盤，開始時木塊靠近打點計時器。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椤＃?）實驗前，需要調(diào)節(jié)______的高度，使連接木塊的細線與長木板平行。（2）接通電源，釋放紙帶，圖乙為打出的紙帶上點跡清晰的一段，紙帶上0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間均有四個計時點未標出，若打點計時器所接交流電的頻率為，測出紙帶上計數(shù)點0、2間的距離為，計數(shù)點4、6間的距離為，則打計數(shù)點5時，木塊的速度大小為____，木塊的加速度大小為____。（3）若木塊的質(zhì)量為，懸掛的砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為，則木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為____。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，長，粗細均勻的玻璃管一端封閉。水平放置時，的空氣被水銀柱封住，水銀柱長。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位置，然后豎直插入水銀槽，插入后有的水銀柱進入玻璃管。設(shè)整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強。求插入水銀槽后管內(nèi)氣體的壓強。14．（16分）可導(dǎo)熱的汽缸豎直放置，活塞下方封有一定質(zhì)量的理想氣體，并可沿汽缸無摩擦的滑動?；钊戏椒乓晃飰K，缸內(nèi)氣體平衡后，活塞相對氣缸底部的高度為h，如圖所示。再取一完全相同的物塊放在活塞上，氣體重新平衡后，活塞下降了。若把兩物塊同時取走，外界大氣壓強和溫度始終保持不變，求氣體最終達到平衡后，活塞距汽缸底部的高度。不計活塞質(zhì)量，重力加速度為g，活塞始終不脫離氣缸。15．（12分）粗細均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封閉，右端開口。初始時，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示，下方水銀柱足夠長且左、右兩側(cè)水銀面等高。已知大氣壓強p0=75cmHg，環(huán)境溫度不變?，F(xiàn)從U形管右側(cè)緩慢注入水銀，使右側(cè)空氣柱上方水銀柱的長度變?yōu)?5cm。求：(i)右側(cè)管內(nèi)封閉空氣柱的長度；(ii)左側(cè)管內(nèi)水銀面上升的高度。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解題分析】

畫出導(dǎo)電粒子的運動軌跡，找出臨界條件好角度關(guān)系，利用圓周運動由洛侖茲力充當(dāng)向心力，分別表示出圓周運動的半徑，進行比較即可．【題目詳解】磁感應(yīng)強度為B1時，從P點射入的粒子與磁場邊界的最遠交點為M，最遠的點是軌跡上直徑與磁場邊界圓的交點，∠POM=120°，如圖所示：所以粒子做圓周運動的半徑R為：sin60°=，得：磁感應(yīng)強度為B2時，從P點射入的粒子與磁場邊界的最遠交點為N，最遠的點是軌跡上直徑與磁場邊界圓的交點，∠PON=60°，如圖所示：所以粒子做圓周運動的半徑R′為：sin10°=，得：由帶電粒子做圓周運動的半徑：得：聯(lián)立解得：．故選B．【題目點撥】帶電粒子在電磁場中的運動一般有直線運動、圓周運動和一般的曲線運動；直線運動一般由動力學(xué)公式求解，圓周運動由洛侖茲力充當(dāng)向心力，一般的曲線運動一般由動能定理求解．2、C【解題分析】

A、目前核電站中核反應(yīng)的原理是核裂變，原理不同，故A錯誤；B、極向場線圈、環(huán)向場線圈主要作用是將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進行，故B錯誤；C、歐姆線圈中通以恒定的電流時，產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場無法激發(fā)電場，則在托卡馬克的內(nèi)部無法產(chǎn)生電場，等離子體無法被加速，因而不能發(fā)生核聚變，故C正確．D、帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，則，由洛倫茲力提供向心力，則，則有，故D錯誤．3、C【解題分析】

在駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi)汽車勻速運動，其位移為剎車階段內(nèi)勻減速運動，位移為又有，解得故選C。4、B【解題分析】

原、副線圈兩端的電壓之比已知故則通過的電流副線圈的電流又因為，所以通過原線圈的電流流過電流表的電流即解得故選B。5、A【解題分析】

A．天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)的放射出α粒子或電子，從而發(fā)生α衰變或β衰變，反應(yīng)的過程中核內(nèi)核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)發(fā)生變化，故A正確；B．光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，故B錯誤；C．原子發(fā)光是原子躍遷形成的，即電子從高能級向低能級躍遷，釋放的能量以光子形式輻射出去，沒有涉及到原子核的變化，故C錯誤；D．α粒子散射實驗表明了原子內(nèi)部有一個很小的核，并沒有涉及到核內(nèi)部的變化，故D錯誤。故選A。6、B【解題分析】試題分析：根據(jù)公式，減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離變大，A錯誤，根據(jù)公式，增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大，B正確，根據(jù)公式，將綠光換為紅光，頻率減小，即波長增大，所以干涉條紋間的距離增大，C錯誤根據(jù)公式，將綠光換為紫光，頻率增大，即波長減小，所以干涉條紋間的距離減小，D錯誤，考點：本題考查光波的干涉條紋的間距公式，點評：應(yīng)牢記條紋間距的決定因素，不要求定量計算，但要求定性分析．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、CDE【解題分析】當(dāng)障礙物或孔的尺寸比光的波長小很多或相差不大時，光可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，A錯誤；不鳴笛的汽車向你駛來時聽到的頻率不等于喇叭發(fā)聲頻率是屬于聲波的多普勒效應(yīng)，B錯誤；頻率相同的兩列波的波谷和波谷相遇處的質(zhì)點振動是加強點，C正確；根據(jù)，可知當(dāng)擺長增大時，單擺的周期增大，頻率減小，D正確；根據(jù)簡諧運動的周期由振動系統(tǒng)本身決定，與振幅無關(guān)，頻率與周期的關(guān)系為，即頻率與振幅也無關(guān)，E正確；選CDE.8、BD【解題分析】

A．根據(jù)電場強度的合成可得，O點的電場強度大小故A錯誤；BC．C點的電場強度大小故B正確，C錯誤；D．根據(jù)電場強度的合成可得，D點的電場強度大小故D正確。故選BD。9、BC【解題分析】

A．小球受力情況：小球受到重力mg、拉力F與電場力qE，因為小球做勻速直線運動，合力為零，則F與qE的合力與mg大小相等、方向相反，作出F與qE的合力，如圖根據(jù)上圖可知，電場力在右側(cè)，由于小球帶正電，電場方向與電場力方向相同，故指向右側(cè)，故A錯誤；B．由圖可知，當(dāng)電場力qE與F垂直時，電場力最小，此時場強也最小。則得：qE＝mgsinθ，所以電場強度的最小值為，故B正確；C．當(dāng)mg＝Eq時，根據(jù)幾何關(guān)系，電場力水平向右，與MN垂直，小球從M運動到N電場力不做功，即小球從M運動到N時電勢能變化量為零，故C正確；D．由于電場力變化時，F(xiàn)大小也跟隨著改變，所以做功也不能具體確定值，故D錯誤；10、BD【解題分析】

根據(jù)水平方向做勻速直線運動分析兩段過程的運動時間，根據(jù)豎直方向?qū)ΨQ性分析小球在電容器的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律以及分析求解電荷量，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度從而求解豎直方向的運動位移?！绢}目詳解】AB．小球在電容器內(nèi)向上偏轉(zhuǎn)做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，出電容器后受到重力作用，豎直方向減速，水平方向由于不受力，仍然做勻速直線運動，由于兩段過程在水平方向上的運動位移相同，則兩段過程的運動時間相同，豎直方向由于對稱性可知，兩段過程在豎直方向的加速度大小相等，大小都為g，但方向相反，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)牛頓第二定律有解得故C錯誤；D．當(dāng)小球到達M點時，豎直方向的位移為，則根據(jù)豎直方向的對稱性可知，小球從電容器射出時，豎直方向的位移為，如果電容器所帶電荷量，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)公式可知，相同的時間內(nèi)發(fā)生的位移是原來的2倍，故豎直方向的位移為，故D正確。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、或蠟燭的質(zhì)量m【解題分析】

(1)由圖可知，，，，，，根據(jù)逐差法可知：，其中，代入數(shù)可得，a=0.014m/s2；(2)根據(jù)牛頓第二定律可知：，所以還要測蠟燭的質(zhì)量m．12、定滑輪【解題分析】

（1）[1]調(diào)節(jié)定滑輪的高度使連接木塊的細線與長木板平行。（2）[2][3]根據(jù)時間中點速度等于某段時間的平均速度，則可求打計數(shù)點5時，木塊的速度大小為根據(jù)得木塊的加速度（3）[4]由牛頓第二定律有解得四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、52.0cmHg【解題分析】

設(shè)玻璃管截面積為s，水平放置時，氣體壓強為P1，體積為V1，假設(shè)當(dāng)轉(zhuǎn)到豎直放置時，水銀恰好未流出，氣體壓強為P2，體積為V2，則P1=P0=75cmHg，V1=L0s，P2=？，V2=（L-h）s，由玻意耳定律：P1V1=P2V2

代入數(shù)據(jù)解得：