湖北省2024屆高三年級下冊4月調考試題（三模）物理試卷(含答案)

湖北省2024屆高三下學期4月調考試題（三模）物理試卷

學校：___________姓名：班級：考號：

一,單選題

1.2023年11月6日，全球首座第四代核電站在山東石島灣并網發(fā)電，這標志著我國

在高溫氣冷堆核電技術領域領先全球.當前廣泛應用的第三代核電站主要利用鈾

（、（、

235U裂變產能，鈾（235U的一種典型裂變產物是領（1二44Ba）和氯（8組9Kr）下列說

192J92）5636

法正確的是（）

235

A.——U有92個中子，143個質子

92

B.鈾原子核23卷5U的結合能大于銀原子核（萋144Ba）的結合能

C.重核裂變成中等大小的核，核的比結合能減小

D.上述裂變反應方程為堞Ba+；《Kr+2,

2.我國首個大型巡天空間望遠鏡（CSST）將于2024年發(fā)射升空，它將與我國空間站共

軌并獨立飛行，已知巡天空間望遠鏡預定軌道離地面高度約為400km,地球同步衛(wèi)星

離地面高度約為36000km,下列說法正確的是（）

A.巡天空間望遠鏡加速就可以與空間站對接

B.巡天空間望遠鏡運行的線速度大于7.9km/s

C.巡天空間望遠鏡在軌道上運行的周期比同步衛(wèi)星的周期大

D.巡天空間望遠鏡的加速度大于放在赤道上物體的向心加速度

3.如圖所示，某款手機支架由“L型”擋板和底座構成，擋板使用一體成型材料制成，

其A3、3C部分相互垂直，可繞。點的軸在豎直面內自由調節(jié).A3、3C部分對手機的

彈力分別為耳和工（不計手機與擋板間的摩擦），在“L型”擋板由圖示位置順時針緩慢

轉至水平的過程中，下列說法正確的是（）

，彳

1/底座

A.耳逐漸增大，F(xiàn)2逐漸減小

B.K逐漸減小，B逐漸增大

C.耳逐漸減小，B先增大后減小

D.f；先增大后減小，B逐漸減小

4.如圖所示，粗細均勻的玻璃管（上端開口，下端封閉）豎直放置，管內用長為

力=15cm的水銀柱封閉一段長/=30cm的理想氣體，現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內緩慢轉

至水平放置（水銀未溢出）.已知大氣壓強0=75cmHg玻璃管導熱性能良好且環(huán)境溫度

保持不變.下列說法正確的是（）

A.玻璃管緩慢轉至水平放置的過程中，氣體放出熱量

B.玻璃管緩慢轉至水平放置的過程中，外界對氣體做功

C.玻璃管豎直放置時，封閉氣體的壓強為60cmHg

D.玻璃管水平放置時，封閉氣體的長度為36cm

5.金屬探測儀內部電路可簡化為線圈與電容器構成的LC振蕩電路，某時刻電流方向

和電容器極板間電場方向如圖所示，關于該時刻下列說法正確的是（）

E

fel.J

A.電路中的電流正在減小

B.a點電勢比6點電勢低

C.電容器所帶電荷量正在減小

D.線圈磁場能正在增大

6.如圖所示，在直角AMON區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁場（未畫出），磁感應強

度大小為瓦。點處的粒子源可向紙面內磁場區(qū)域各個方向發(fā)射帶電粒子.已知帶電粒

子的質量為加電荷量為“，速率均為丫=幽,。雙長為d且NOM0=3O。，忽略粒

2m

子的重力及相互間的作用力.下列說法正確的是（）

A.自邊射出的粒子在磁場中運動的最短時間為*

6qB

B.自MN邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間為巫

3qB

C.MN邊上有粒子到達區(qū)域的長度為4

2

D.ON邊上有粒子到達區(qū)域的長度為亙

3

7.如圖甲所示，轆粉是古代民間提水設施，由轆砂頭、支架、井繩、水斗等部分構成.

某次汲完水自水面由靜止開始上升的過程中，水斗的加速度a隨上升高度h的變化規(guī)

律如圖乙所示.已知水斗上升10m至井口時速度剛好為零，下列說法正確的是（）

A.OW/zW2m時，水斗的加速度大小為Zm/s?

B.2mW/iW5m時，水斗的速度大小為2m/s

C.8mW/zW10m時，水斗做勻減速直線運動

D.水斗自水面上升10m所用時間為7.5s

二、多選題

8.一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，在￡=0.6s時刻的波形圖如圖甲所示，此時質點P

的位移為+2cm,質點Q的位移為-2cm,波上質點A的振動圖像如圖乙所示，下列說

法正確的是（）

A.該簡諧橫波沿x軸正方向傳播

B.該簡諧橫波的波速為15m/s

C/=0.6s時，質點Q正在向y軸負方向振動

D.再經過gs,質點P通過的路程為（（10-26卜111

9.如圖所示，正方形ABCD的對角線長為2a,在A、C兩點分別放置電荷量為+q的

點電荷，P為正方形A3CD外接圓上任意一點，。為外接圓的圓心，靜電力常量為左,

下列說法正確的是（）

D

N.B、。兩點的電場強度相同

B.將負電荷沿直線由3移到。的過程中，電場力先做正功后做負功

C.對角線BD連線上電場強度E的最大值為拽也

9?2

D.若兩點電荷在P點的電場強度大小分別是耳、E2,則J-+J-為定值

E]E2

10.如圖所示，某傳送帶的傾角。=37。，長為10.5m,以6m/s的速率逆時針運轉.在

傳送帶頂端A點靜止釋放一個質量為1kg的物體，同時傳送帶在電動機的帶動下，以

4m/s?加速運轉.已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,M

力加速度g取lOm/sz,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.物體從頂端A點運動至底端B點、

的過程中（）

A.物體一直做勻加速直線運動

B.物體從A點運動至3點所用時間為1.5s

C.物體在傳送帶上留下劃痕的長度為3m

D.物體從A點運動至3點的過程中因摩擦產生的內能為20J

三、實驗題

11.某同學用實驗室現(xiàn)有器材設計了如圖甲所示裝置來測量當?shù)氐闹亓铀俣?

光電門

該同學進行了如下操作：

①調整弧形槽末端水平并固定，再將金屬小球靜置于槽的末端.在小球靜止位置安裝一

個光電門，接通電源，使光電門發(fā)出的光線與小球球心在同一水平線上；

②測量金屬小球的直徑d以及弧形槽末端到水平地面的豎直高度h-,

③將金屬小球放在弧形槽一定高度靜止釋放，測量小球落點與球心在水平地面投影點

間的距離X；

(1)用螺旋測微器測得金屬小球的直徑d如圖乙所示，則"=mm；

(2)某次實驗中，金屬小球通過光電門的時間為/,則金屬小球的速度-；(用題

目中物理量符號表示)

(3)調整金屬小球釋放的位置，重復步驟③，得到多組對應的x與3作出的圖像

t

為一條傾斜直線，測得斜率為總則該地的重力加速度g=(用d、h、左表示)。

12.某同學設計圖示電路測量一電源的電動勢E、內阻廠和電流表內阻R%,閉合開關

S,多次調節(jié)電阻箱的阻值，記錄電阻箱阻值R、電壓表的示數(shù)。、電流表的示數(shù)

--------------@--------------

Ji-

⑴當R讀數(shù)為當時，電壓表、電流表讀數(shù)分別為U。、4，則電流表內阻尺=；

(2)利用所測數(shù)據(jù)，作出的工-一」圖線為一條傾斜直線，計算得到直線的斜率為

UR+RA

kx,在縱軸上的截距為4則電源的電動勢石=,內阻廠=;

(3)利用所測數(shù)據(jù)，作出的；-R圖線為一條傾斜直線，計算得到直線的斜率為心，則

電源的電動勢￡=,電動勢E的測量值真實值____(選填“大于”“等于”或“小

于")。

四、計算題

13.如圖所示，AABC為等腰直角三棱鏡的截面圖，AB=y/2a,尸為A3邊上一點，Q

是5c邊的中點.一束單色光自尸點垂直邊射入棱鏡，逆時針調整入射角度，當入

射光線垂直于A3邊時，邊恰好無光線射出.已知光在真空中的傳播速度為c,只考

慮光線在棱鏡中的第一次反射，求：

(1)棱鏡對該單色光的折射率〃；

(2)若該單色光自P點平行于邊射入，折射光線經。點反射后從AC邊射出，求單

色光在棱鏡中傳播的時間上

14.如圖，質量3kg的木板靜止在光滑水平地面上，右側的豎直墻面固定一勁度

系數(shù)為左=20N/m的輕彈簧，彈簧處于自然狀態(tài).質量m=2kg的小物塊以水平向右的速

度%=5m/s滑上木板左端，兩者共速時木板恰好與彈簧接觸.已知木板足夠長，物塊與

木板間的動摩擦因數(shù)〃=02,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.彈簧始終處在彈性限度

內，取重力加速度g=10m/s2結果可用根式表示。

mR

-

(1)求木板剛接觸彈簧時速度的大小匕；

(2)求木板與彈簧接觸以后，小物塊與木板即將相對滑動時彈簧彈力的大小F-,

(3)彈簧的彈性勢能綜與形變量x的關系為"=g履2,已知木板從與小物塊即將發(fā)生

相對滑動至向右減速為0所用時間為％秒，求此過程中彈簧對木板沖量的大小I.

15.如圖所示，兩平行光滑金屬導軌間距為L導軌平面與水平面的夾角為仇導軌

ABCD區(qū)域有方向垂直軌道平面、面積為S的有界均勻磁場(圖中未畫出)；導軌EFNM

區(qū)域有方向垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為線，導軌AH、BG及導

線A3的電阻不計，導軌HM、GN單位長度電阻為廠。質量為機、電阻為R的金屬棒尸

位于ERGH區(qū)域的磁場中，與導軌垂直并接觸良好，重力加速度為g。

（1）若A3CD區(qū)域的磁感應強度大小隨時間/變化關系為用=尢“匕〉0且為常量），方向

垂直軌道平面向上，尸棒靜止在導軌上，求占的大小；

⑵若ABCD區(qū)域的磁感應強度大小隨時間凄化關系為為=的（&〉0且為已知常

量），方向垂直軌道平面向下，在r=0時平行導軌向下以某速度釋放尸棒，P棒能勻加

速通過ERGH區(qū)域，求尸棒的加速度大?。?/p>

⑶若撤去ABGH區(qū)域的磁場，將GNMH區(qū)域的磁場設置為方向垂直軌道平面向上，

磁場的磁感應強度大小為名=&，（&〉0且為已知常量）的均勻磁場；換質量為機、電

阻不計的金屬棒。，在f=0時刻從GH處由靜止釋放，同時施加沿導軌方向的外力使

。棒以恒定的加速度。在導軌上滑動，求外力R與時間。的關系表達式。

參考答案

1.答案：B

解析：有92個質子，143個中子，A選項錯誤；根據(jù)自然組成原子核的核子越

多，它的結合能就越高，因此咨U的核結合能大于曹Ba的核結合能，B選項正確；比

結合能越大的原子核越穩(wěn)定，重核分裂成兩個中等大小的核，核的比結合能均會增

大，C選項錯誤；鈾核裂變的核反應方程為8n+旨uT?Ba+*Kr+3n,D選項錯誤。

2.答案：D

解析：巡天空間望遠鏡加速會上升到更高的軌道，不能與空間站對接，A選項錯誤；

根據(jù)G粵=根匕可得丫=、匣r>R,v<7.9km/s,B選項錯誤；巡天空間望遠鏡的

rrxr

軌道半徑比同步衛(wèi)星的軌道半徑小，由開普勒第三定律可知巡天空間望遠鏡在軌道上

運行周期比同步衛(wèi)星的周期小，C選項錯誤；根據(jù)6粵=根?？傻?。="，巡天空

rr

間望遠鏡的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，同步衛(wèi)星角速度等于地球自轉角速度，由

。=#「可得同步衛(wèi)星的加速度大于放在赤道上物體的向心加速度，D選項正確。

3.答案：A

解析：在“L型”擋板順時針緩慢轉動時，手機受到重力G及彈力耳、工的作用處于動

態(tài)平衡，將三力平移到矢量三角形中。設擋板與水平方向的夾角為仇則

Fj=mgcos0,F2^mgsin0,。減小，耳增大，B減小，A選項正確。

4.答案：D

解析：設玻璃管豎直放置時管內封閉氣體的壓強為0，則

p0+pgh=pvpl=90cmHg,C選項錯誤；水平放置時管內封閉氣體的壓強為

P2=75cmHg，K=/S，K=/5,由波義耳定律可得°M=P2%，解得/'=36cm,D選項

正確：玻璃管慢慢轉至水平放置的過程中，壓強減小，氣柱體積增大，對外界做功，

B選項錯誤：氣體對外界做功，溫度不變，氣體從外界吸收熱量，A選項錯誤。

5.答案：A

解析：根據(jù)電路中電流方向和電容器極板間電場強度方向可知，該時刻電容器正在充

電，電路中電流減小，電場能轉化為磁場能，A選項正確。

6.答案：C

2j

解析：根據(jù)5/=加1可知，帶電粒子在磁場中運動軌道半徑一=3，自MV邊射出的

r2

帶電粒子在磁場中運動時間最短時，弦長也最短，如圖所示，粒子運動時間

"處.迎=』竺，A選項錯誤；帶電粒子在磁場中運動時間最長時，對應圓心角

360°qB3qB

最大為120。，如圖所示，粒子運動時間”也?幺絲=匈，粒子從ON邊射出磁

360°qB3qB

場，B選項錯誤；邊上有粒子到達的區(qū)域為段，由幾何關系可得AB=&,C

2

選項正確；ON邊上有粒子到達的區(qū)域為。。段，由幾何關系可得

OC=2rcos300=—<7,D選項錯誤。

解析：由圖乙可知，OW/iW2m時水斗做勻加速運動；5m時水斗做勻速運

動；8m時水斗做勻減速運動；8mW/zW10m時水斗加速度a隨位移x均勻減

小，水斗做加速度逐漸減小的減速運動，C選項錯誤；根據(jù)動能定理

mah=-mv~,a-h圖像圍成的面積表示工丫？，5mW/zW10m時圖像圍成的面積

22

(3+5)x0.5x—=—v2,解得2mW/zW5m時的速度v=2m/s,B選項正確；OW/zW2m圖

22

像圍成的面積與5mW/zW10m圍成的面積相等，故0</zW2m時，水斗的加速度為

Im/s2,A選項錯誤；OW/zW2m時由=解得所用時間：=2s,2m<7z<5m時由

AA=vt2解得所用時間=L5s,5m<無<8m時由A/i=vt3-gat^解得所用時間％=2s；

由動能定理可求得〃=8m時v=lm/s,若直接以勻速上升至/z=10m需要

。=2s,8m<丸<10m時水斗做減速運動，所用時間大于2s,故水斗自水面上升10m所

用時間大于7.5s,D選項錯誤。

8.答案：AB

解析：由圖乙知”0.6s時刻A質點由平衡位置向y軸負方向振動，故簡諧波沿x軸正

方向傳播，A選項正確；由甲圖根據(jù)簡諧橫波的對稱性可得波長會23,解得

2=12m,簡諧波的周期T=0.8s,波速v=^=15m/s,B選項正確；f=0.6s時刻質點

Q正在向y軸正方向振動，C選項錯誤；再經過;s,質點P剛好振動到平衡位置，通

過的路程為s=2cm+4cm=6cm,D選項錯誤。

9.答案：BCD

解析：根據(jù)電場強度疊加可得B。兩點的電場強度大小相等，方向相反，A選項錯

誤；將負電荷沿直線由3移動至。點，電場力先做正功后做負功，B選項正確；設對

角線連線上任取一點〃的場強為與如圖所示，設=則

E=-2s2sin?(l-siYu),令sina=1,貝[]/?)=/一/，f)=1-3/=0

(〃)〃

<cosdf)

取極值，解得=sina,則%x=考萼，C選項正確；連接AP、CP,APAC為

kq

直角三角形，APAC=(3,Ex=,E2=,聯(lián)立得!+!=￥，D選

(2acosp)(2tzsmp)E{E2kq

10.答案：BC

解析：物體無初速度放上傳送帶時，其受摩擦力沿傳送帶向下，由牛頓第二定律可得

q=g(sina+//cosa)=10m/s2。經時間,物體與傳送帶達到相同速度匕,則有

104=6+44，解得％=ls,止匕時匕=10m/s,A^=%%+ga%2=8m,%=5m。共

速后，通過假設法可知物體與傳送帶保持相對靜止，x相=x傳-x物=3m,A選項錯

誤、C選項正確；共速時，物體離3點的距離為Ax,則Ax=10.5m-x物=5.5m。共速

后由解得，2=0-5s，物體從A點運動至3點需要/=%+,2=L5s,B選項

正確；只有在0~ls內有相對運動，因摩擦產生的內能Q=〃/ngcosa-x相=12J,D選

項錯誤。

11.答案：(1)11.860(2)-(3)^^

tk‘

解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為d=11.5mm+36.0x0.01mm=11.860mm

(2)金屬小球經過光電門的速度v=@

t

⑶小球自弧形槽末端飛出后在空中做平拋運動，在水平方向有x=豎直方向有

1TVd\2hd21,,,\lhd-初,曰2丸屋

,=丁2，又v=:，可得A二―7故左=匕-,解得g=~^

12.答案：⑴壇一凡或U?！猍。:⑵L^(3)—；小于

410bb左2

解析：⑴根據(jù)歐姆定律可得％=/。(4+&)K=乎-4

(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得石=。+—^廠，解得,=二?一—+則

R+RAUER+E

yi1“

k[=—,b=—；解得_E=—,r=—

EEbb

⑶由閉合電路歐姆定律可得石=/(H+4+r),解得工=LR+&±L則&=工，解

IEEE

得E=；；該實驗的系統(tǒng)誤差來源主要是未考慮電壓表分流作用，由等效法分析可

上2

知，由該電路測得電動勢E的測量值小于真實值。

13.答案：(1)a(2)生臣

解析：(1)光線垂直于邊射入棱鏡后光路圖如圖所示，設光線在棱鏡中發(fā)生全反射

的臨界角為Co

未艮據(jù)sinC=-,n=y/l

n

(2)光線自P點平行于3C邊射入棱鏡，光線恰好經過。點的光路圖如圖所示。

解得/BPQ=120。

PQBQ

在ABPQ中，由正弦定理可得

sin/PBQsinZBPQ

由對稱性可知，光線在棱鏡中通過的路程為s=2PQ=平。

光線在棱鏡中傳播的速度v=￡

n

光線在棱鏡中傳播的時間￡=￡=也

v3c

14.答案：(l)2m/s(2)10N(3)(4z0+3^)N-s

解析：(1)物塊從滑上木板至兩者達到共速的過程中，由系統(tǒng)動量守恒可得

mv0=(加+Al)%,匕=2m/s

代入數(shù)據(jù)得匕=2m/s,二者之間的摩擦力達到最大值。

(2)物塊與木板之間即將相對滑動時，二者之間的摩擦力達到最大值。

對物塊與木板整體有F=(m+M)a

對物塊有"mg=ma

聯(lián)立上式可得E=ION

（3）設二者即將相對滑動時的速度為V2,