湖北省第九届2024届高三下学期4月调研模拟考试(三模)物理试卷含答案.pdf

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1、第九届湖北省高三(4 月)调研模拟考试物 理 试 卷命题单位：2024.4本试卷共 6 页，15 题，全卷满分 100 分.考试用时 75 分钟.祝考试顺利注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.2.选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交.一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分

2、，共 40 分.在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 810 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.1.2023 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?魀?U 裂变产能，铀(?魀?U 的一种典型裂变产物是钡(1446Ba)和氪(8?魀6Kr)下列说法正确的是A.?魀?U 有 92 个中子,143 个质子B.铀原子核?魀?U 的结合能大于钡原子核(1446Ba)的结合能C.重核裂变成中等大小的核，核的比结合能

3、减小D.上述裂变反应方程为:?魀?6144?t?魀68?1?2.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

4、轴在竖直面内自由调节.AB、BC 部分对手机的弹力分别为 F 和 F(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.F 逐渐增大,F 逐渐减小B.F 逐渐减小,F 逐渐增大C.F 逐渐减小，F 先增大后减小D.F 先增大后减小，F 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?1?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?晦?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

5、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圈与电容器构成的 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?h?ON 长为 d

6、 且ONM=30,忽略粒子的重力及相互间的作用力.下列说法正确的是A.自 MN 边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为?6?B.自 MN 边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为?魀?C.MN 边上有粒子到达区域的长度为h?D.ON 边上有粒子到达区域的长度为魀h魀7.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.0h2m 时，水斗的加速度大小为?B.2mh5m 时,水斗的速度大小为 2m/sC.8mh10m 时,水

7、斗做匀减速直线运动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1魀s，质点 P 通过的路程为(1?魀?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

8、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4 魀?t?D.若两点电荷在 P 点的电场强度大小分别是 E、E，则1?1?1?为定值10.如图所示，某传送带的倾角=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 4?加速运转.已知物体与传送带间的动摩擦因数为 0.5，s?魀?6?魀?8?重力加速度 g 取 1?，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

9、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二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分.11.(7 分)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：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；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；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

10、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，得到多组对应的 x 与 t，作出的?1?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、k 表示).12.(10 分)某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，?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 R 时，电压表、电流表读数分别为 U

11、、I，则电流表内阻?(2)利用所测数据，作出的1?1?图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，则电源的电动势 E=，内阻 r=；(3)利用所测数据，作出的1?图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为.?则电源的电动势 E=，电动势 E 的测量值真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).13.(10 分)如图所示，ABC 为等腰直角三棱镜的截面图，?t?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 c，只考虑光线在棱镜中的

12、第一次反射，求：(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.(15 分)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?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=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?1?结果可用根式表示.(1)求木板刚接触弹簧时速度的大小 v；(2)求木板与弹

13、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?1?已知木板从与小物块即将发生相对滑动至向右减速为 0 所用时间为 t0秒，求此过程中弹簧对木板冲量的大小 I.15.(18 分)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，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 B.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

14、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?且为常量)，方向垂直轨道平面向上，P 棒静止在导轨上，求 k的大小；(2)若 ABCD 区域的磁感应强度大小随时间 t 变化关系为?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 棒，P 棒能匀加速通过 EFGH 区域，求 P 棒的加速度大小；(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?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

15、止释放，同时施加沿导轨方向的外力使 Q 棒以恒定的加速度 a 在导轨上滑动，求外力 F 与时间 t 的关系表达式.第九届湖北省高三（第九届湖北省高三（4 月）调研模拟考试月）调研模拟考试 物理参考答案及评分标准物理参考答案及评分标准 题号题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案答案 B D A D A C B AB BCD BC 1B【解析】235 92U 有 92 个质子，143 个中子，A 选项错误；根据自然组成原子核的核子越多，它的结合能就越高，因此235 92U 的核结合能大于144 56Ba 的核结合能，B 选项正确；比结合能越大的原子核越稳定，重核分裂成两个中等大小的核

16、，核的比结合能均会增大，C 选项错误；铀核裂变的核反应方程为10n235 92U144 56Ba8936Kr310n，D 选项错误。2D【解析】巡天空间望远镜加速会上升到更高的轨道，不能与空间站对接，A 选项错误；根据rvmrMmG22=可得rGMv=，rR，v7.9km/s，B 选项错误；巡天空间望远镜的轨道半径比同步卫星的轨道半径小，由开普勒第三定律可知巡天空间望远镜在轨道上运行周期比同步卫星的周期小，C 选项错误；根据marMmG=2可得2rGMa=，巡天空间望远镜的加速度大于同步卫星的加速度，同步卫星角速度等于地球自转角速度，由 a2r 可得同步卫星的加速度大于放在赤道上物体的向心加速

17、度，D 选项正确。3A【解析】在“L 型”挡板顺时针缓慢转动时，手机受到重力 G 及弹力 F1、F2的作用处于动态平衡，将三力平移到矢量三角形中。【方法一】设挡板与水平方向的夹角为，则 F1mgcos，F2mgsin，减小，F1增大，F2减小，A 选项正确。【方法二】在“L 型”挡板缓慢转动过程中，F1、F2的夹角保持 90不变，所以力 F1和 F2的交点在圆上移动，矢量图如图所示。由图可知在“L 型”挡板顺时针缓慢转过 60角过程中力 F1逐渐增大，力 F2逐渐减小，A 选项正确。4 D【解析】设玻璃管竖直放置时管内封闭气体的压强为 p1，则10pghp=+，p190cmHg，C 选项错误；

18、水平放置时管内封闭气体的压强为 p275cmHg，lSV=1，SlV=2，由波义耳定律可得 p1V1p2V2，解得 l36cm，D 选项正确；玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，压强减小，气柱体积增大，对外界做功，B 选项错误；气体对外界做功，温度不变，气体从外#QQABKQyEggCIAIBAABgCQQ3SCEEQkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#界吸收热量，A 选项错误。5A【解析】根据电路中电流方向和电容器极板间电场强度方向可知，该时刻电容器正在充电，电路中电流减小，电场能转化为磁场能，A 选项正确。6C【解析】根据rvmBqv2=可知，带电粒子在磁场中运动轨道半径2dr=

19、，自 MN 边射出的带电粒子在磁场中运动时间最短时，弦长也最短，如图所示，粒子运动时间qBmqBmt3236060=，A 选项错误；带电粒子在磁场中运动时间最长时，对应圆心角最大为120，如图所示，粒子运动时间qBmqBmt322360120=，粒子从 ON 边射出磁场，B 选项错误；MN 边上有粒子到达的区域为 AB 段，由几何关系可得2dAB=，C 选项正确；ON 边上有粒子到达的区域为 OC 段，由几何关系可得drOC2330cos2=，D 选项错误。7 B【解析】由图乙可知，0h2m 时水斗做匀加速运动；2mh5m 时水斗做匀速运动；5mh8m 时水斗做匀减速运动；8mh10m 时水斗

20、加速度 a 随位移 x 均匀减小，水斗做加速度逐渐减小的减速运动，C 选项错误；根据动能定理 mah12mv2，ah 图像围成的面积表示12v2。5mh10m 时图像围成的面积(35)0.51212v2，解得 2mh5m 时的速度 v2m/s，B 选项正确；0h2m 图像围成的面积与 5mh10m 围成的面积相等，故 0h2m 时，水斗的加速度为 1m/s2，A 选项错误；0h2m 时由 h12at12解得所用时间t12s；2mh5m 时由 hvt2解得所用时间 t21.5s；5mh8m 时由 hvt312at32解得所用时间 t32s；由动能定理可求得 h8m 时 v1m/s，若直接以匀速上

21、升至 h10m 需要 t42s，8mh10m 时水斗做减速运动，所用时间大于 2s，故水斗自水面上升 10m 所用时间大于 7.5s，D 选项错误。8AB【解析】由图乙知 t0.6s 时刻 A 质点由平衡位置向 y 轴负方向振动，故简谐波沿 x轴正方向传播，A 选项正确；由甲图根据简谐横波的对称性可得波长1222m，解得#QQABKQyEggCIAIBAABgCQQ3SCEEQkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#12m，简谐波的周期 T0.8s，波速 vT15m/s，B 选项正确；t0.6s 时刻质点 Q 正在向 y轴正方向振动，C 选项错误；再经过13s，质点 P 刚好振动到平

22、衡位置，通过的路程为 s2cm4cm6cm，D 选项错误。9BCD【解析】根据电场强度叠加可得 B、D 两点的电场强度大小相等，方向相反，A 选项错误；将负电荷沿直线由 B 移动至 D 点，电场力先做正功后做负功，B 选项正确；设对角 线 BD 连 线 上 任 取 一 点 M 的 场 强 为 E，如 图 所 示，设 MAO ，则)sin1(sin2sin)cos(2222=akqakqE，令t=sin，则3)(tttf=，031)(2=ttf取极值，解得sin33=t，则2max934akqE=，C 选项正确；连接 AP、CP，PAC 为直角三角形，PAC，21)cos2(akqE=，22)s

23、in2(akqE=，联立得kqaEE221411=+，D 选项正确。10BC【解析】物体无初速度放上传送带时，其受摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可得 a1g(sincos)10m/s2。经时间 t1物体与传送带达到相同速度 v1，则有 10t164t1，解得 t11s，此时 v110m/s，x传v0t112at128m，x物12a1t125m。共速后，通过假设法可知物体与传送带保持相对静止，x相x传x物3m，A 选项错误、C 选项正确；共速时，物体离 B 点的距离为 x，则 x10.5mx物5.5m。共速后由 xvt212at22解得 t20.5s，物体从 A 点运动至 B 点需要s5.1

24、21=+=ttt，B 选项正确；只有在 01s 内有相对运动，因摩擦产生的内能 Qmgcos x相12J，D 选项错误。11【答案】(1)11.860(11.85811.862 均正确)(2 分)(2)dt(2 分)(3)222khd(3 分)【解析】(1)螺旋测微器的读数为 d11.5mm+36.00.01mm11.860mm；(2)金属小球经过光电门的速度tdv=；(3)小球自弧形槽末端飞出后在空中做平抛运动，在水平方向有tvx0=，竖直方向有221gty=，又tdv=，可得tghdx122=，故ghdk22=，解得222khdg=。#QQABKQyEggCIAIBAABgCQQ3SCEE

25、QkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#12【答案】(1)000RIU(或0000IRIU)(2 分)(2)b1(2 分)bk1(2 分)(3)21k(2 分)小于(2 分)【解析】(1)根据欧姆定律可得)(000ARRIU+=，000RIURA=；(2)根据闭合电路的欧姆定律可得rRRUUEA+=，解得ERRErUA111+=，则Erk=1，Eb1=；解得bE1=，bkr1=；(3)由闭合电路欧姆定律可得)(rRRIEA+=，解得ErRREIA+=11，则Ek12=，解得21kE=；该实验的系统误差来源主要是未考虑电压表分流作用，由等效法分析可知，由该电路测得电动势 E 的测量值

26、小于真实值。13【答案】(1)2(4 分)(2)ca334(6 分)解：(1)光线垂直于 BC 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 C45(1分)根据 nC1sin=(2分)解得 n 2(1分)(2)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。由折射定律有 rinsinsin=(1 分)解得 BPQ120(1分)在BPQ中，由正弦定理可得BPQBQPBQPQ=sinsin(1分)由对称性可知，光线在棱镜中通过的路程为 aPQs3622=(1 分)光线在棱镜中传播的速度 ncv=(1分)#QQABKQyEggCIA

27、IBAABgCQQ3SCEEQkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#光线在棱镜中传播的时间 cavst334=(1分)14【答案】(1)2m/s(4 分)(2)10N(5 分)(3)(40+33)N s(6 分)解：(1)物块从滑上木板至两者达到共速的过程中，由系统动量守恒可得 0=(+)1(2 分)代入数据得：1=2/(2 分)(2)物块与木板之间即将相对滑动时，二者之间的摩擦力达到最大值。对物块与木板整体有 =(+)(2 分)对物块有 =(2 分)联立上式可得 =10N(1 分)(3)设二者即将相对滑动时的速度为2，从木板恰好与弹簧接触到二者即将相对滑动的过程中，由系统机械能守

28、恒可得 12(+)12=12(+)22+122(2 分)由胡克定律可得 =(1 分)木板的速度从2减速为 0 的过程中，取水平向左为正 由动量定理可得 0=0 (2)(2 分)联立上式可得 =(40+33)N s(1 分)(说明：第(3)问计算结果未带单位，本次不扣分)15【答案】(1)0(5 分)(2)220(7 分)(3)=33222+(6 分)解：(1)ABCD 区域的磁感应强度随时间均匀变化，产生的感应电动势为 1=1(1 分)回路中产生的感应电流为 1=1(1 分)导体棒 P 受到的安培力为 1=01(1 分)由于 P 棒静止，则有 =1(1 分)联立上式得：1=0(1 分)(2)假

29、设金属棒 P 释放的初速度为0 在时间 t 内，位移 =0+122(1 分)回路中的磁通量为：=0 2+0(1 分)#QQABKQyEggCIAIBAABgCQQ3SCEEQkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#将 x、2代入得：=0（0+122）22+0 由法拉第电磁感应定律：2=(1 分)回路中的电流为：2=2(1 分)若金属棒 P 匀加速运动，由牛顿第二定律有：02=(1 分)分析可知，回路中电流恒定，感应电动势2恒定，不随时间变化，故：0 220(1 分)解得：=220(1 分)(3)若导体棒向上运动，未进入磁场区：=（+sin）(1 分)若导体棒进入磁场区，金属棒 Q 在

30、外力作用下由静止开始匀加速运动，在时间 t 内，=122(1 分)回路中的磁通量为：=3 产生的感应电动势为：3=3232(2 分)回路中的电阻为：3=2 电流为：3=33 取平行导轨平面向下为正方向，对金属棒 Q 有：+33=(1 分)联立上式得，外力 F 与时间 t 的关系式为：=33222+(1 分)(第(3)问另解如下：解答过程、结果正确可参照赋分)(3)若导体棒向上运动，未进入磁场区：=（+sin）(1 分)若导体棒进入磁场区，回路中因磁感应强度变化产生的感应电动势为：=1232(1 分)回路中因切割磁感线产生的感应电动势为：=3=32(1 分)回路中总感应电动势为：3=+(1 分)回路中的电阻为：3=2#QQABKQyEggCIAIBAABgCQQ3SCEEQkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#电流为：3=33 取平行导轨平面向下为正方向，对金属棒 Q 有：+33=(1 分)联立上式得，外力 F 与时间 t 的关系式为：=33222+(1 分)#QQABKQyEggCIAIBAABgCQQ3SCEEQkBCCCAoGREAIIAABiRFABAA=#