华中师大一附中2024年高考物理学科考前测试卷
试卷满分100分 考试时间75分钟
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。
1．材料1：具有放射性，可衰变为，半衰期约5700年。碳14测年法是根据碳14的衰变程度来推测样品的大概年代的一种测量方法。
材料2：碳14呼气实验主要用于胃部幽门螺杆菌感染检测：当病人服用含有碳14的尿素药丸后，如患者的胃内存在Hp（幽门螺杆菌）感染，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和含有碳14的，含碳14的通过血液经呼气排出，定时收集（约25min）呼出的气体，通过分析呼气中含碳14的的含量即可判断患者胃部是否存在感染。
结合以上材料，下列分析正确的是（ ）
A．的衰变反应是衰变
B．的比结合能比的比结合能大
C．碳14呼气实验过程中所有的一定都未发生衰变反应
D．碳14呼气实验中的主要原理和的放射性无关
2．2024年5月3号嫦娥六号成功发射，由此开启世界首次月球背面采样返回之旅。如图所示，嫦娥六号由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成。已知月球半径和密度均比地球小，关于嫦娥六号下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥六号环月做圆周运动的过程中运行速度一定小于7.9km/s
B．嫦娥六号环月做圆周运动的过程中向心加速度可能大于
C．嫦娥六号环月做圆周运动的过程中轨道器所受合力为零
D．嫦娥六号着陆器和主体分离后为了在月表着陆需要增大速度
3．如图xoy为倾角为37°的固定斜面内的直角坐标系，其中x轴和斜面底边平行。一个可以视为质点的滑块在平行于斜面的外力F作用下，在斜面上沿着某一直线匀速运动。已知滑块和斜面间的动摩擦因数为0.6，。关于F的方向下列分析正确的是（ ）
A．F可以沿任意方向 B．F可能沿方向
C．F可能和方向夹指向第四象限 D．F可能和方向夹指向第二象限
4．如图甲所示直线MN右侧空间存在着匀强磁场，abc为匀质金属导线制成的正三角形线框，线框关于MN对称放置并绕MN以角速度匀速转动，线框中电动势的最大值为。从图示位置开始计时，ab两点间的电势差随时间变化的图像是乙图中的（ ）
A． B． C． D．
5．密闭容器内密封一定质量的理想气体，气体从a状态经过一系列变化回到初始状态，变化过程中图如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．a状态时气体分子在单位时间单位面积上的碰撞次数比b状态时小
B．a、b、c三个状态相比，气体内能大小满足
C．a→b过程气体对外做功小于c→a过程外界对气体做的功
D．b→c过程气体吸收的热量大于c→a过程气体释放的热量
6．如图所示水平放置的平行板电容器中间开有小孔，两板间距为d；一均匀带电绝缘棒带电量为，长度为2d，质量为m。绝缘电棒下端紧靠小孔，静止释放后绝缘棒始终保持竖直，与电容器无接触且电荷分布保持不变。棒的上端点进入电场时，棒的速度恰好为零。不考虑极板外的电场影响，则两板间的电压为（ ）
A． B． C． D．
7．研究发现水波波速和水深有关。xoy为水平面内直角坐标系，x轴为深水区和浅水区的分界线，深水区内水深处处相等，浅水区内的水深也处处相等。时刻y轴上一波源S开始垂直于水平面向上振动，时刻浅水区仅有一个波峰，波形如图所示（仅画出了波峰），此时S、O、P点恰好处于波峰。已知S点和P点的y坐标，水波视为简谐波，则水波在浅水区的传播速度为（ ）
A． B． C． D．
8．某兴趣小组利用智能手机的连拍功能研究斜抛运动，下图为连续三张照片重叠在方格纸上的图像，1、2、3分别为三张照片中斜抛小球的位置。由图可知下列分析正确的是（ ）
A．因为小球运动过程中受到的阻力故导致1、2间竖直间距大于2、3间竖直间距
B．从位置1到2的过程中速度改变量等于从2到3过程中的速度改变量
C．小球在位置2时速度和水平方向夹角的正切值等于
D．位置2和运动最高点的连线和水平方向夹角的正切值等于
9．一质点做减速直线运动过程中速度和位置坐标的关系如图y-x所示，下列分析正确的是（ ）
A．过程中质点的加速度恒定
B．过程中质点的加速度逐渐减小
C．质点在时的加速度等于时的加速度
D．质点在时的加速度大于时的加速度
10．如图所示倾角为37°的足够长的光滑绝缘斜面处于匀强磁场中，磁感应强度为B。可视为质点的小球质量为m，带电量为，以平行于斜面的初速度从斜面底端向上滑行，t时刻小球离开斜面。已知，整个运动过程中小球带电量保持不变，下列分析正确的是（ ）
A．小球离开斜面之前的运动过程中加速度恒定
B．
C．小球离开斜面之前的过程中斜面对小球的弹力的冲量大小为
D．小球离开斜面后相对分离点能够上升的最大高度为
二、非选择题：本小题共5小题，共60分。
11．（6分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．将屏向靠近双缝的方向移动
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长______；
（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.200mm，测得屏与双缝间的距离为1.00m，第1条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离为9.56mm。则所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。
12．（10分）为测量一段金属丝的电阻率，某探究小组进行了以下实验探究
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图所示，其读数为______mm。再用游标卡尺测得其长度L．
（2）为测金属丝的阻值，某同学在实验中先使用欧姆表粗略测其电阻约为200Ω，再精确测量其电阻。实验室可选用的器材如下：
A．电流表（量程）； B．电流表（量程约50Ω）；
C．滑动变阻器； D．滑动变阻器；
E．定值电阻； F．定值电阻；
G．稳压电源20V，内阻不计； H．开关S一个，导线若干．
为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻，要求实验操作方便且读数最大值可达到满刻度的三分之二以上，请回答以下问题：
①滑动变阻器应选择______，（填器材前的字母标号）。
②设计一个满足要求的实验电路图，画在线框内（注意标注所选用的器材代号，金属丝用表示）；
③若测得金属丝的电阻为，则其电阻率的表达式为______（用D、L、表示）。
13．（10分）ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示，在沪渝高速公路上一汽车以速度向收费站沿直线行驶，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处匀减速至0，经过缴费成功后，再匀加速至行驶。如果过ETC通道，需要在距收费站中心线前处匀减速至，m/s，匀速到达中心线后，再匀加速至行驶。设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为和，求：
（1）汽车过人工通道，从收费前减速开始，到收费后加速结束，总共通过的路程和所需要的时间是多少？
（2）如果过ETC通道，汽车通过第（1）问路程，比人工收费通道节约多长时间？
14．（16分）如图所示，在光滑水平面上有一个直角坐标系xoy，正方形导线框ABCD边长为L，质量为m；电阻为R，导线框的D点与坐标原点O重合，CD边和x轴重合。在第一象限内存在垂直于水平面向下的磁场，磁感应强度随x坐标变化的规律满足，给线框一个与x轴正向成角的初速度，不计所有的摩擦，不考虑电磁辐射，求：
（1）线框刚开始运动时闭合回路中感应电流的大小和方向。
（2）线框达到稳定状态时AD边的x坐标。
（3）从开始运动到达到稳定状态线框产生的焦耳热。
15．（18分）一种弹珠游戏可以简化为如图所示模型：小球A质量为m，小球B质量为3m，B球左侧水平面粗糙，右侧光滑，A球与粗糙水平面间动摩擦因数，轻质弹簧放置在粗糙水平面上，左端固定在竖直墙壁，右端与A球接触但不栓接，此时A、B两球间距离为。现沿弹簧轴线向左移动小球A使之压紧弹簧，当弹簧压缩量为0.5l时将装置锁定，弹簧的劲度系数。将系统释放，A球向右运动与B球发生弹性正撞，碰后B球沿光滑水平面匀速运动一段距离后进入固定在光滑水平面上的两平行挡板EF、GH之间，两挡板间距为，挡板均为粗糙弹性挡板，两挡板垂直水平面平行固定放置，两挡板与B球速度方向的夹角均为30°，乙图为俯视图。小球B进入到两挡板间先与GH挡板发生碰撞，且每次碰撞时垂直挡板方向上的分速度等大反向，小球B受到挡板的摩擦力是其与挡板压力的倍。已知重力加速度为g，小球B与挡板的碰撞时间远小于小球B在两挡板间运动的时间，小球A、B可视为质点。求：
（1）A、B碰后各自的速度大小。
（2）B球与GH板第一次碰撞过程中沿GH方向动量的变化量的大小。
（3）若小球B没有从两挡板间穿出，挡板长度的最小值。
华中师大一附中2024届高考物理考前测试卷解析
一、选择题
1．D【解析】由可知的衰变反应是衰变，A错误；衰变反应释放核能，比更稳定，故的比结合能更大，B错误；半衰期是统计规律，故25min时长内可能有少量发生了衰变，C错误：碳14呼气实验主要原理为生物学原理，和的放射性无关，D正确。
2．A 【解析】由卫星速度可知嫦娥六号环月速度小于地球第一宇宙速度，A正确；由向心加速度可知嫦娥六号环月做圆周运动的过程中向心加速度小于，B错误：嫦娥六号环月做圆周运动的过程向心加速度不为零，故轨道器所受合力不为零，C错误；着陆器着陆过程靠近月球球心，再向心力不变的情况下需减小速度，D错误。
3．D 【解析】滑块运动过程中在斜面内处于三力平衡状态，力的矢量三角形如下图所示。其中大小保持不变，故f的右端点可在如图圆周上任意位置，当f和F垂直时F和x轴夹角最小，且满足，即F和x轴夹角最小值为37°，方向可以在第一、二象限内和x轴夹角不小于37°的区间范围，故D正确。
4．D 【解析】和的过程中ab是电源，是路端电压，；的过程．中ac是电源，，故D正确。
5．C 【解析】由图可知，a、b状态下分子平均动能相等，但a状态分子数密度大于b状态分子数密度，a状态下分子在单位时间单位面积上的碰撞次数大于b状态的，A错；理想气体内能正比于温度T，故，B错；由气体状态方程可推得，又a→b过程和c→a过程体积变化量相等，由可知a→b过程气体对外做功小于c→a过程外界对气体做的功，C正确；由b→c过程V不变，仅存在热传递过程，对b→c→a的过程由热力学第一定律可知，即b→c过程气体吸收的热量小于c→a过程气体释放的热量，D错误。
6．B 【解析】均匀带电棒下降过程受到的电场力大小随下降距离的变化关系如图，该过程中电场力做功为，由动能定理得，又，联立解得，B正确。
7．B 【解析】S起振方向向上，时刻S处于波峰位置，可知，又此时介质中除S外共有两个波峰，故，即。由图可知浅水区波长为，波在传播过程中周期不变，由可得浅水区波速为，B正确。
8．BC 【解析】由图可知1、2和2、3间的水平间距均为6d，说明水平速度恒定，阻力可忽略，A错；阻力可忽略，斜抛过程中小球只受重力，相等时间内的速度改变量均为，方向竖直向下，B正确；由图可知1→3的过程中在竖直方向上的位移大小为6d，2位置是该过程的中间时刻，所以，又水平方向上满足，速度和水平方向的夹角的正切为，C正确（亦可用二级结论：抛体运动的中间时刻的速度和整段运动的位移平行）；位置2到最高点的运动过程可逆向视为平抛运动，则位置2和最高点的连线方向即为位移方向，位移和水平方向的夹角的正切是速度和水平方向夹角正切的，即正切值为，D错误。
9．BC 【解析】由图知，等式两侧对时间求导得，故两段运动过程加速度都逐渐减小，A错误，B正确；由知，所求加速度之比为，C正确。
10．AC 【解析】小球上行过程中洛伦兹力垂直斜面向下，小球不会离开斜面；小球在下滑至某位置时离开斜面。离开斜面前满足，得恒定，A正确；离开斜面瞬间满足，得，由匀变速直线运动规律得，可得，B错误；上行过程由平衡条件可得，此过程中弹力的冲量为，同理可得下行过程弹力冲量为，全程弹力冲量为，又由匀变速直线运动规律可得，，联立得，C正确；小球离开斜面后做摆线运动，从离开斜面至到达最高点的过程中由功能关系可得，在水平方向上由动量定理可得，联立可得，D错误（此问亦可用配速法）。
二、非选择题
11．（6分）D 478
12．（10分）（1）1.775（1.772~1.778均可）
（2）①C
②如图所示
③
13．（10分）（1）243m；52s （2）31.5s
（1）走人工通道，汽车在减速、静止、加速三个阶段通过的路程：
代入数据解得：
所用时间：
代入数据解得
（2）走ETC通道，汽车在减速、匀速、加速三个阶通过的路程：
代入数据解得：
所用时间：
代入数据解得
故节约时间
代入数据解得
14．（16分）解析：（1）由楞次定律可知，线框刚开始运动时闭合回路中感应电流的方向为逆时针方向，导线框的BC边与AD边切割磁感线产生感应电动势，切割有效速度为，
BC边所处磁场的磁感应强度为，AD边所处磁场的磁感应强度为，感应电动势为
（2）由（1）可知，导线框中的电流与沿x轴方向的速度成正比，在x轴方向上，由动量定理可知，在一段极短时间内，有：
从开始运动到最终稳定下来，由积累求和可得
（3）导线框沿x轴方向的速度在安培力作用下减为零，沿y方向的速度不受影响，由能量守恒可知：
15．（18分）解析：（1）设A球到达B球处时速度为，则从释放A球至A球与B球碰前瞬间，由动能定理可知：
A、B发生弹性碰撞后，速度分别为和，由碰撞中动量守恒
根据能量守恒定律有
联立可得：
因而A、B两球碰后速度大小均为
（2）当B球与GH板第一次碰撞时，垂直于板方向速度等大反向，沿板方向受摩擦力作用减速。
在垂直于板方向上：
在沿GH板方向上：
，即碰撞中小球B沿GH板方向动量的变化量大小为
（3）两次相邻碰撞间的时间间隔
沿GH板方向上，每次碰撞速度就减小，因而小球B能够在沿板方向运动的距离
为了不让B球从两板间穿出，板长至少需要
