2024届湖北省武汉二中等联考高三下学期3月联合一模测评物理试题（解析版）

这是一份2024届湖北省武汉二中等联考高三下学期3月联合一模测评物理试题（解析版），共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时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。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．呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸呼出的CO2是否具有放射性即可诊断。已知发生衰变的半衰期为5730年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．X为
B．射线比射线的穿透能力弱
C．衰变产生的是核外电子被电离产生的
D．一般服下药物15分钟后再检测，是为了避免由于的衰变而明显降低检测准确性
2．转动惯量（）是物体绕转轴转动时惯性的量度，其中是微元到转轴的距离。复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，如图所示，l是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。根据所学物理知识，判断复摆的周期公式可能是（ ）
A．B．C．D．
3．中国北斗卫星导航系统由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。如图，A、B两颗卫星分別是中圆地球轨道卫星和地球静止轨道卫星，轨道半径分别为R1、R2。下列说法正确的是（ ）
A．卫星A的动能大于卫星B的动能
B．卫星A的周期大于卫星B的周期
C．卫星A与地心的连线、卫星B与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等
D．卫星A与地心的连线、卫星B与地心的连线在相同时间内扫过的面积之比为
4．如图是球心为O点、半径为R、折射率为的匀质透明球的截面图，球内边缘有一单色点光源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．
5．如图，运动员把冰壶沿平直冰面投出，冰壶先在冰面AB段自由滑行，再进入冰刷刷过的冰面BC段并最终停在C点。已知冰壶与AB段、BC段间的动摩擦因数之比为p，冰壶在AB段和BC段滑行的位移大小之比为q，则冰壶在A点和B点的速度大小之比为（ ）
C
A．pqB．C．D．
6．在如图所示的理想变压器电路中，S为单刀双掷开关，b为原线圈的中心抽头，在cd之间加上电压恒定的交流电源，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑动触头，电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．S接a，若将P上移，则电压表示数一定变大
B．S接a，若将P上移，则R2消耗的功率一定变小．
C．保持P不动，若将S由a改接到b，则电压表示数一定变大
D．保持P不动，若将S由a改接到b，则电流表示数一定变小
7．中国古代建筑源远流长，门闩就凝结了劳动人民的智慧和汗水。如图是一种竖直门闩的原理图：当在水平槽内向右推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动，方可启动门闩。A、B间的接触面与水平方向成45角，A、B间的动摩擦因数为0.3，木块B质量为m，重力加速度大小为g。假设水平槽、竖直槽表面均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了使门闩启动，施加在木块A上的水平力F至少为（ ）
A．B．C．D．
8．两对等量异种点电荷－q、分别固定在正方形ABCD的四个顶点，O点为正方形ABCD的中心，P是OA的中点，M是OD的中点，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．P、M两点的电势相等
B．P点的电势小于M点的电势
C．P、M两点的电场强度方向互相垂直
D．P、M两点的电场强度相等
9．电磁波从光疏介质射向光密介质，在两介质的分界而上发生反射时，其相位会发生180°的变化。一艘船在25m高的桅杆顶部有一根天线，向位于海边150m高的悬崖顶处的接收站发射无线电波，当船行驶至离悬崖2000m时，因为海平面反射无线电波而失去无线电联系。已知，。则该船所用无线电波波长可能为（ ）
A．1.85mB．2.47mC．3.70mD．4.94m
10．如图，足够长的两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距分别为2L和L，导轨间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、2B。时，导体棒PQ、MN在导轨上分别以大小为、的速度相向运动；时，MN向左的速度减小为零；最终两导体棒达到稳定运动状态。已知PQ、MN的质量分别为2m、m，两导体棒接入回路中的总电阻为R。整个过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且只在各自的一侧导轨上运动，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．时，导体棒PQ的加速度大小为
B．时间内，通过导体棒PQ的电荷量为
C．时间内，两导体棒运动路程之和为
D．整个运动过程，回路中产生的焦耳热为
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（7分）某同学利用如图甲气垫导轨装置探究碰擅的规律。
（1）用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，示数如图乙，遮光条的宽度d＝______mm；
（2）实验前，需要将气垫导轨调整水平：将滑块B移走，滑块A置于光电门a的右侧，向左轻推滑块A，若数字计时器记录滑块A通过光电门a、b的时间分别为、，且，则可以适当调高气垫导轨的______（选填“左”或“右”）端；
（3）实验时，将质量为的滑块B（含遮光条）静置于光电门b的右侧附近，质量为的滑块A（含遮光条）从光电门a的右侧向左运动，通过光电门a后与滑块B发生碰撞。碰后滑块A、B分离，滑块A向右通过光电a后用手接住，滑块B向左通过光电门b后用手接住，数字计时器记录下滑块A先、后通过光电门a的遮光时间分别为和，滑块B通过光电门b的遮光时间为。已知滑块A、B的遮光条宽度相等，若关系式______成立，则表明碰撞过程系统动量守恒。
12．（10分）某同学测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d，示数如图甲所示，则d＝______mm；
（2）用多用表“×10”挡测量金属丝的电阻，指针如图乙中虚线所示，则应改用______挡（选填“×1”或“×100”），重新欧姆调零后，测量金属丝ab两端的电阻，指针如图乙中实线所示，则金属丝的电阻R＝______；
（3）已知电源电动势为E、内阻不计，定值电阻为。按图丙接入电路，闭合开关S，将金属夹从金属丝的左端a逐渐向右滑动，依次记下相应的滑动距离x与电压表示数U，并用测量的多组数据绘制U-x图像，测得U-x图像直线的斜率为k。若不考虑温度的变化，则金属丝的电阻率．
_____（用E、k、d、、R表示）；
（4）若考虑电压表内阻的影响，则金属丝电阻率的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”真实值。
13．（10分）
氦气瓶A中气体体积为50L，温度为17℃，压强为760mmHg．现在温度为162℃的环境中，通过一个单向压力释放阀对容积为15L，的真空容器B供气，当压强差小于880mmHg时，单向压力释放阀关闭，停止供气。假设供气时不考总气体的温度变化，气体可视为理想气体。求
（1）开始供气前，A内气体压强；
（2）停止供气时，B内气体压强。
14．（15分）
如图，半径R＝0.1m的光滑半圆轨道ABC与足够长的水平轨道在A点平滑连接，初始时，静止在水平轨道D点的两个小滑块a、b用轻弹簧连接并锁定。解除锁定后，a、b立即弹开，b向左运动至E点（图中未画出）停下，a通过A点时，安装在A点的压力传感器示数，a继续运动通过C点后恰好落到E点。已知a的质量m＝50g，b的质量M＝150g，a、b与水平轨道间的动摩擦因数均是，重力加速度大小，不计空气阻力。求
（1）E点与A点的距离；
（2）b从D点运动到E点的时间；
（3）初始时，弹簧储存的弹性势能。
15．（18分）
如图所示，足够长的粒子吸收板水平放置，吸收板上方存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向匪直纸面向里。磁场中距吸收板为d的P点处有一粒子源，能在纸面内沿各个方向均匀发射质量为m、电荷量为的带电粒子，粒子的速率均为，粒子打到吸收板上即被吸收。不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求粒子从发射至打到吸收板上的最长运动时间；
（2）求吸收板吸收的粒子数与发射的粒子数之比；
（3）若吸收板的长度为L，P点在吸收板中点的正上方，调节d和B的取值，使保持不变，求L与d应满足的关系。
参考答案与解析
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
1．【答案】B
【解析】根据核反应前后，质量数和电荷数守恒，可以得到X为。选项A错误；
三种射线穿透能力依次是。选项B正确；
射线来自原子核内部，选项C错误；
的半衰期为5730年，15分钟几乎不影响。服药15分钟后再检测，是为了使药里面的充分消化分解，释放到呼吸系统，提高检测准确性。选项D错误。
2．【答案】A
【解析】单摆周期公式。通过单位制检测，只有选项A的单位符合周期单位。选项A正确。
3．【答案】D
【解析】因为卫星A和卫星B的质量未知，所以无法比较两者的动能大小。选项A错误；
根据，可知卫星A的周期小于卫星B的周期。选项B错误；
根据扇形面积公式和，可得，所以。选项C错误，选项D正确。
4．【答案】C
【解析】根据对称性，光线要在圆内全反射，并回到S点的时间最短，应构成一个边数最少的正多边形。全反射临界角，如图，当是正三角形时，，，无法发生全反射；当是正方形时，，，可以发生全反射，符合时间最短条件，，，所以，选项C正确。
5．【答案】D
【解析】冰壶从A到B．有；冰壶从B到C，有，，，，选项D正确。
6．【答案】A
【解析】变压器的原线圈可视为等效电阻，该电阻与串联。单刀双掷开关接a，的滑片P上移，增大，增大，故变压器原线圈电压增大，则电压表示数增大，选项A正确；
将等效为电源内阻，可知，当时，消耗的功率最大，单刀双掷开关接a，的滑片P上移时，与的大小关系不明确，消耗的功率如何变化不确定，选项B错误；
的滑片P不动，单刀双掷开关由a接到b时，电压表示数，由于和的数值关系不明，故电压表示数U和电流表示数的大小变化不确定，选项C、D错误。
7．【答案】D
【解析】对A、B受力分析如图，门闩刚好启动时，对A在水平方向上有，对B在竖直方向上有，解得，选项D正确。
8．【答案】BC
【解析】根据点电荷电势关系，可知A、B、C、D四个点电荷分别在P和M点的电势标量叠加后，选项B正确；
根据点电荷电场强度关系，可知A、B、C、D四个点电荷分别在P和M点的电场强度矢量叠加后方向互相垂直，选项C正确。
9．【答案】AC
【解析】如图，从桅杆顶部发射的无线电波，
直接到达悬崖顶处的接收站波程；从桅杆项部发射的无线电波，经海平面发射后到达悬崖顶处的接收站波程；波程差m；两列波在接收站处发生干涉后的减弱，则表现为失去无线电联系，又由于在海平面发射时相位发生180°的变化．则到达接收站的波程差应满足，选项AC满足条件，选项AC正确。
10．【答案】AD
【解析】时，两导体棒切割磁感线回路产生总感应电动势，电流，对导体棒PQ有，则PQ的加速度大小为，选项A正确；
时间内，MN棒向左的速度为零时，由动量定理，有，选项B错误；
时间内，，所以，选项C错误；
经过足够长时间，回路中末态总感应电动势为零，有，得，根据动量守恒定律，对系统由能量守恒定律，得的，选项D正确。
11．【答案】（1）6.70（2分）
（2）左（2分）
（3）（3分）
【解析】（1）
（2）因，，表明滑块A从右到左做加速运动，即右端偏高，故应该适当抬高气垫导轨的左端，直至。
（3）若滑块A和滑块B碰撞中动量守恒，应满足，得。
12．【答案】（1）0.653（0.651~0.656也给分）（2分）
（2）×1（1分） 10.0（10也给分）（2分）
（3）（3分）
（4）大于（2分）
【解析】（1）
（2）改用“×1”挡，
（3）金属丝长度x对应的电，则；可得；故有，可得
（4）若考虑电压表内阻，则在相同x时实际总电流偏大，实际电压相对偏小，电压表的测量值U偏大，U-x图像中直线的斜率k偏大，故的测量值偏大。
13．【解析】（1）由查理定律
（3分）
解得
（2）由玻意耳定律
解得
14．【解析】（1）a通过A点，由牛顿第二定律
a由A点运动到C点，由机械能守恒定律
a从C点平抛，有
解得
（2）a由D点运动到A点，由动能定理
b由D点运动到E点，由动能定理
且
解除锁定时，由动量守恒定律
解得
对b，由动量定理
，
解得
（3）由能量守恒定律，弹簧释放的弹性势能
解得
15．【解析】（1）设粒子在匀强磁场中做圆周运动半径为r，由
解得
如图（a）所示，设粒子在磁场中运动轨迹与吸收板左侧相切时，该粒子打到吸收板上的时间最长，有
可得
粒子在磁场中圆周运动的周期
粒子打到板上运动的最长时间
解得
（2）设粒子运动轨迹与吸收板右侧相切时，则有：
故
发射速度方向在范围内的粒子能打在吸收板上表面被板吸收，板吸收的粒子数与发射粒子总数之比为．

（3）吸收板吸收的粒子数与发射数之比不变，则与角不变，
由（1）有不变，
如图（b），当粒子发射后，运动半个圆周打在吸收板的最左端，有
又
可得：题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
D
C
D
A
D
BC
AC
AD