2024届湖北省汉阳县部分学校高三下学期一模考试
物理
本试卷共8页。全卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时、选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡止。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.上世纪四十年代末，我国科学家钱三强、何泽慧夫妇在实验室中发现铀核的“三裂变”和“四裂变”，这一重大研究成果打破了以往“三裂变”的认知，得到了国际上广泛的认可和赞誉。其中“四裂变”是指铀235核俘获中子后裂变成三个质量较大的核和一个质量较小的核，径迹如图所示。关于铀核裂变过程，下列说法正确的是（ ）
A.核反应前后的总质量增加 B.核反应前后的总质量数增加
C.产生的新核的比结合能均比铀核的小 D.产生的新核的核子平均质量均比铀核的小
2.“喷水鱼洗”是我国珍贵的古代文物，具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。鱼洗最早是在先秦时期使用的一种金属制盥洗用具，它的大小像一个洗脸盆，底部是扁平的，盆沿左右各有一个把柄，称为双耳。鱼洗最奇妙的地方是，用双手快速且有节炎地摩擦盆边双耳，盆内水波荡漾。摩擦得法，可喷出水柱。下列说法正确的是（ ）
A.该现象是波的衍射形成的
B.鱼洗中的水位越低，振动越明显，喷出的水柱越高
C.鱼洗做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和鱼洗振动的频率相等或十分接近时，鱼洗产生了共振而使水剧烈震荡
D.鱼洗中的水做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和水波振动的频率相等或十分接近时，水产生了共振而剧烈震荡
3.1970年4月24日，中国首颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射；2007年10月24日，中国首颗月球探测器“嫦娥一号”成功发射；2020年7月23日，中国首颗火星探测器“天问一号”成功发射；2022年10月9日，中国首颗综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”成功发射。我国星际探测事业在一代代中国航天人的接续奋斗中不断开创新高度。已知“东方红一号”绕地球运行周期为1.9小时，“嫦娥一号”绕月球运行周期为2.1小时，“天问一号”绕火星运行周期为8.2小时，“夸父一号”绕地球运行周期为1.7小时。根据以上信息可知（ ）
A.“东方红一号”的轨道半径最大 B.“嫦娥一号”的向心加速度最大
C.“天问一号”的发射速度最大 D.“夸父一号”的运行速度最大
4.抖空竹是一项民间广为流行的传统体育运动，在我国有着悠久的历史，是国家级非物质文化遗产之一。某次抖空竹时，空竹被提起后竖直向上抖离丝线，刚好在返回抖离点时又被接住。已知运动过程中，空竹所受的空气阻力与其速度大小成正比。空竹可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A.空竹上升过程中做匀减速直线运动
B.空竹下降过程中，相等时间内速度变化量相等
C.空竹上升过程与下降过程中运动的时间可能相等
D.空竹上升过程与下降过程中所受空气阻力的冲量大小相等
5.一个半径为R、折射率为的匀质透明球，O点为球心，其截面如图所示，球面内侧有一单色点光源S。已知光在真空中的传播速度为c，则从S发出的光线经多次全反射后回到S点的最短时间为（ ）
A. B. C. D.
6.冰滑梯是一种体验冰雪运动的娱乐项目，其示意图如图所示，游客从螺旋滑道上端滑下，旋转两周后经便斜滑道冲上水平滑道，滑行结束时停在水平滑道上。假设螺旋滑道的圆面半径为，上端与下端高度差为，倾斜滑道高度差为，螺旋滑道、倾斜滑道和水平滑道均平滑相接，游客与各滑道间的动摩擦因数处处相同，游客可视为质点。现测得游客某次滑行时停在水平滑道的位置与螺旋滑道上端的水平距离为，则游客与各滑道间的动摩擦因数为（ ）
A.0.07 B.0.08 C.0.09 D.0.10
7.如图所示为用同样的细导线做成的刚性闭合线框，圆线框Ⅰ的直径与正方形线框Ⅱ的边长相等，它们均放置于磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，磁场方向与线框所在平面垂直，则（ ）
A.线框Ⅰ、Ⅱ中产生的感应电流相等
B.线框Ⅰ、Ⅱ中产生的感应电动势相等
C.同一时刻，通过线框Ⅰ、Ⅱ的磁通量相等
D.同一时间内，线框Ⅰ、Ⅱ产生的焦耳热相等
8.光滑绝缘水平面上放置有距离为d的两个带电小球M、N，在此空间加一平行于M、N连线的电场强度为E的匀强电场后，M、N恰好静止，如图所示。已知静电力常量为k。下列说法正确的是（ ）
A.M、N可能为同种电荷
B.M、N电荷量的绝对值相等，且为
C.交换M、N的位置，M、N仍能恰好静止
D.交换M、N的位置，M、N系统的电势能增加
9.算盘是中国古老的计算工具，承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成，中心带孔的相同算珠可在档上滑动，使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置，上珠靠梁，顶珠与框相隔，上珠与顶珠相隔，如图甲所示。现用手指将上珠以一定初速度拨出，一段时间后，上珠与顶珠发生正碰（碰撞时间极短），整个过程，上珠运动的图像如图乙所示。已知算珠与档之间的动摩擦因数处处相同，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A.算珠与档之间的动摩擦因数为0.2 B.上珠从拨出到停下所用时间为0.2s
C.上珠与顶珠发生的碰撞是弹性碰撞 D.顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置
10.如图、足够长的光滑平行金属导轨固定于水平绝缘平台上，相距为s的两个相同金属棒，均垂直置于金属导轨上，金属导轨左端接有电容器C，整个装置始终处于竖直向下的匀强磁场中。开始时电容器C不带电，现使金属棒以其初速度水平向右运动，两棒与金属导轨始终保持良好接触，则稳定后（ ）
A.电容器C的电荷量不为0 B.两棒的速度相等且不为0
C.两棒所受安培力不为0 D.两棒之间的距离仍为s
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（7分）某同学利用如图所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。将长木板水平固定在桌面上，长木板左侧固定挡板上栓接一轻质弹簧，长木板上M、N两点正上方分别安装有光电门1、光电门2，带有遮光片的滑块靠近轻质弹簧放置在长木板上。实验开始前，测得遮光片的宽度为d，M、N间的距离为b。
（1）实验时，向左推动滑块压缩轻质弹簧到适当的位置，松手后，滑块在弹簧弹力的作用下向右运动，经过光电门1、光电门2时，与光电门相连的计时器依次记录下遮光片通过两光电门的时间分别为、，则滑块通过光电门1的速度为__________，通过光电门2的速度为__________。
（2）该同学通过改变弹簧的压缩程度进行多次实验，测得多组滑块通过两光电门的时间、的数据，并根据测得的数据在坐标纸上描点，拟合图线，得到的图像最合理的是__________。
（3）根据上述得到的最合理图像、图像与横轴的截距绝对值为a，重力加速度为g，则滑块与长木板间的动摩擦因数为__________。
12.（10分）某兴趣小组通过测量金属丝的电阻率来分析其材料的性质。给定的实验器材有：螺旋测微器，多用电表，电源（电动势为3V、内阻约为0.5Ω），电流表A（斌程为0~0.6A，内阻约为0.1Ω），电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）、滑动变阻器R（最大阻值为5Ω，额定电流为1A），开关，导线若干。
图1 图2
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某次测量结果如图1所示：，其读数为__________（该值接近多次测量的平均值）。
（2）用多用电表粗略测量金属丝的电阻，当选择“×10”倍率的电阻挡测量时，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择__________倍率（填“×1k”“×100”或“×1”）的电阻挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图2所示，测量结果为__________Ω。
（3）根据上述粗测结果，该兴趣小组成员充分讨论后，决定用伏安法进六步精确测量该金属丝的电阻值。他们利用所给器材，设计好实验电路（部分电路如图3所示），正确连接好电路后进行实验测量，记录多组实验数据，并在坐标纸上建立直角坐标系，描绘出图线如图4所示。已知实验时所用待测金属丝接入电路部分的长度为90。
图3 图4
①请在图3中完成剩余电路的连接；
②根据以上数据估算出该金属丝的电阻率约为__________（保留两位有效数字）。
（4）该兴趣小组查阅物理教材得知几种导体材料在室温20℃时的电阻率如下：
A.铜 B.锰铜合金 C.镍铬合金
分析可知，该金属丝材料最有可能是上述中的__________（填选项序号）。
13.（10分）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时，左端活塞在位置M，右端活塞通过外力控制保持位置不变，左、右两端活塞距离汽缸底部高度分别为h、，系统处于平衡状态。已知左、右两端活塞质量分别为4m、m，横面积分别为2S、S，环境温度始终保持不变，重力加速度为g、大气压强恒为。两活塞与汽缸壁间无摩擦，下端连通处的气体体积忽略不计。现向左端活塞上缓慢加细沙，使其下降至与右端活塞等高的位置N。
（1）求所加细沙的质量。
（2）若用外力竖直向下缓慢推右端活塞，使左端活塞恰好回到位置M，求此过程外力做的功。
14.（15分）如图所示，半径为的光滑四分之一圆弧轨道固定在水平地面上，其右侧与倾角为的轨道平滑连接。若将滑块a置于轨道上的M点，由静止释放后，恰好能运动至圆弧轨道P点；若将滑块a、滑块b分别置于轨道上的M点、N点，同时释放a、b，当a恰好第一次运动至Q点时，b与a相遇并立即发生完全非弹性碰撞（碰擦时间极短）。已知a、b均可视为质点，它们与轨道间的动摩擦因数分别为，，b的质量是a的3倍，重力加速度为，，。求：
（1）M、N两点阀的距离d。
（2）a、b刚落到地面时与P点的水平距离s。
15.（18分）如图，在的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在的区域存在方向垂直于平面向里的匀强磁场。一个氕核和一个氚核先后从x轴上P、Q两点射出，速度大小分别为、。速度方向与x轴正方向的夹角均为，一段时间后，氕核和氚核同时沿平行x轴方向到达y轴上的M点（图中未画出），并立即发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知Q点坐标为，不计粒子重力及粒子间的静电力作用，，，求：
（1）P点的横坐标。
（2）匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B大小之比。
（3）氕核和氚核碰撞后再次到达y轴上时的坐标点相隔的距离。
物理参考答案
一、选择题。
1.【答案】D
【解析】核裂变过程中有质量亏损，核反应前后的总质量减少，选项A错误；核反应前后电荷数守恒、质量数守恒，选项B错误；核反应产生的新核质量数比铀核略小，其比结合能均比铀核的大，选项C错误；铀核裂变过程释放能量，反应后核子的平均质量小于反应前核子平均质量，选项D正确。
2.【答案】C
【解析】用双手快速且有节奏地摩擦鱼洗盆边双耳时，可产生两个频率相同的振源，振波在水中传播，发生了波的干涉，选项A错误；鱼洗做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和鱼洗壁振动的频率相等或十分接近时，鱼洗壁产生了共振，从而使鱼洗中的水剧烈震荡，鱼洗中的水位越低，则与鱼洗壁接触部分越少，水的振动越不明显，则越不容易喷出水柱，故选项BD错误，C正确。
3.【答案】C
【解析】“东方红一号”与“夸父一号”都是绕地球运行的卫星，“嫦娥一号”是绕月球运行的卫星，“天问一号”是绕火星运行的卫星，它们的中心天体不完全相同，运行参量中的轨道半径、向心加速度、速度无法比较，选项ABD错误；“东方红一号”、“嫦娥一号”、“夸父一号”的发射速度均大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度，“天问一号”的发射速度大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，故选项C正确。
4.【答案】D
【解析】空竹上升过程中做减速运动，根据牛顿第二定律有，又，v减小，则a减小，选项A错误；空竹下降过程中做加速运动，根据牛顿第二定律有，又，增大，则减小，即相等时间内速度变化量不相等，选项B错误；由上述分析可知，空竹上升过程中的平均加速度大于下降过程中的平均加速度，根据运动学公式得，选项C错误；空气阻力的冲量大小，可见空竹上升过程与下降过程中所受空气阻力的冲量大小相等，选项D正确。
5.【答案】C
【解析】分析可知，当S发出的光线与成45°角时，即光路为圆的内接正方形时，所用时间最短，根据几何关系得光线路程为，光在透明球内的传播速度为，时间，联立可得，选项C正确。
6.【答案】B
【解析】研究游客整个运动过程，根据动能定理有，代入数据解得，选项B正确。
7.【答案】A
【解析】根据法拉第电磁感应定律，线框中产生的感应电动势，而，则，线框中产生的感应电流，又，即，则，所以选项A正确、B错误；同一时刻，通过线框的磁通量，则，选项C错误；同一时间内，线框产生的焦耳热，则，选项D错误。
8.【答案】BD
【解析】分析可知，M为负电荷、N为正电荷，选项A错误；研究M、N的受力，，则，选项B正确；交换M、N的位置，M、N均受力不平衡，不可能处于静止状态，选项C错误；交换M、N的位置，静电力对M、N均做负功（），则系统的电势能增加，选项D正确。
9.【答案】AD
【解析】研究上珠从拨出至与顶珠碰撞前的运动过程，根据运动学公式得.选项A正确；上珠从拨出到停下所用时间为，选项B错误；由图像知，上珠碰撞前的速度，碰撞后的速度，根据动量守恒定律有，得碰撞后顶珠的速度，因，故碰撞前、后机械能有损失，该碰撞不是弹性碰撞，选项C错误；碰撞后顶珠做匀减速直线运动，，则碰撞后顶珠恰好能运动至归零位置，选项D正确。
10.【答案】AB
【解析】研究金属棒、的运动：做加速度减小的加速运动，做加速度减小的减速运动，最终两棒共速后一起匀速直线运动。根据动量守恒定律有，得，两棒均切割磁感线产生感应电动势，则电容器C的电荷量，不为0，选项AB正确；运动稳定后，回路中无感应电流，故两棒均不受安培力，选项C错误；从开始至稳定过程，运动的位移大于运动的位移，故最终两棒之间的距离大于s，选项D错误。
二、非选择题。
11.【答案】（1）（1分）；（1分） （2）C（2分） （3）（3分）
【解析】（1）滑块通过光电门时，平均速度近似为瞬时速度：，。
（2）滑块从M至N做匀减速直线运动，根据运动学公式，
即得。
则可知得到的图像最合理的是C。
（3）根据表达式，结合图像可知纵截距等于a。
则，
故可得。
12.【答案】（1）0.500（2分） （2）×1（1分）；7.0（1分） （3）如图（2分）；（2分） （4）C（2分）
【解析】（1）测量的合金丝的直径为：。
（2）选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“×1”倍率的电阻挡，测量结果为7.0Ω。
（3）用比较法：，可知该金属丝的电阻为小电阻，应该采用外接法测量误差小。因电压、电流均几乎从0开始调节，所以滑动变阻器应该采用分压式接法，据此连接出完整电路图；根据图像可计算出金属丝电阻，由电阻定律得，代入数据计算得。
（4）根据上述计算结果，可知该金属丝材料最有可能是镍铬合金，选C。
13.【答案】（1）m（5分） （2）（5分）
【解析】（1）研究左端活塞受力：
初始时 （1分）
加细沙后 （1分）
研究理想气体：
初始时
加细沙后
根据理想气体状态方程 （2分）
联立解得 （1分）
（2）加细沙后，用外力缓慢推活塞过程，气体压强保持不变，则气体体积不变。
设左端活塞恰好回到位置M时，右端活塞距离汽缸底部的高度为。
研究右端活塞 （1分）
研究气体 （1分）
此过程外力F做的功 （2分）
联立解得 （1分）
14.【答案】（1）10m（6分） （2）（9分）
【解析】（1）仅释放a时，研究a，从M至P过程，根据动能定理有
（1分）
同时释放a、b时，研究a，从M至Q过程，根据牛顿第二定律有 （1分）
根据运动学公式有 （1分）
研究b，从N至Q过程，根据牛顿第二定律有 （1分）
根据运动学公式有a
由位移关系有 （1分）
联立以上各式解得 （1分）
（2）a、b刚运动至Q点时，速度分别为
（1分）
（1分）
a、b碰撞，根据动量守恒定律得 （1分）
从Q点至P点，根据动能定理有
（1分）
从P点至地面.a、b做斜抛运动。
上升至轨迹最高点过程 （1分）
离地高度 （1分）
从轨迹最高点至落地过程 （1分）
从P点至落到水平地面 （1分）
联立以上各式解得 （1分）
15.【答案】（1）（4分） （2）（7分） （3）（7分）
【解析】（1）分析氕核（）和氚核（）的运动情况，氕核射出后在磁场中做匀速圆周运动，氚核射出后在电场中做类平抛运动，两粒子运动轨迹如图。
研究氚核，根据抛体运动规律有
（2分）
研究氕核，根据数学关系得
（1分）
联立解得 （1分）
（2）设氕核（）的质量为m，电荷量为q，则氚核（）的质量为3m，电荷量为q。
研究氕核，根据洛伦兹力提供向心力有
（1分）
解得 （1分）
研究氚核，根据抛体运动规律得
（1分）
（1分）
（1分）
解得
则 （2分）
（3）碰撞前，氚核的速度 （1分）
氚核（）和氕核（）发生弹性碰撞，设碰撞后氚核、氕核速度分别为、。
根据动量守恒定律有 （1分）
根据机械能守恒定律有 （1分）
联立解得，
碰撞后，氕核、氚核均在磁场中做匀速圆周运动，设氚核、氕核的运动半径分别为，
根据洛伦兹力提供向心力，研究氚核有 （1分）
研究氕核，有 （1分）
氚核和氕核碰撞后，均向上运动半个圆再次到达y轴上的点，他们相隔的距离为
联立解得 （2分）
