2024届湖北省宜荆荆高三下学期5月适应性测试（一模）物理试题（原卷版+解析版）

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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. 2022年9月国家原子能机构展示了近年来核技术在我国国民经济领域的重大应用成果。其中医用同位素镥177的自主可控及批量生产入选。该成果破解了多年来我国对其大量依赖进口的局面。镥177的半衰期约为6.7天，衰变时会辐射γ射线。其衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 该反应产生新核比的比结合能小
B. 衰变时放出的X粒子的电离本领比γ射线弱
C. 衰变时放出的X粒子来自于镥177内中子向质子的转化
D. 100克含有镥177药物经过13.4天后，将有25克的镥177发生衰变
2. 2023年2月26日，中国载人航天工程三十年成就展在中国国家博物馆举行，展示了中国载人航天发展历程和建设成就。如图所示是某次同步卫星从轨道1变轨到轨道3，点火变速在轨道P、Q两点，P为轨道1和轨道2的切点，Q为轨道2和轨道3的切点。轨道1和轨道3为圆轨道，轨道2为椭圆轨道。设轨道1、轨道2和轨道3上卫星运行周期分别为、和。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的动能最大
B. 卫星在轨道3上Q点的加速度大于轨道2上P点的加速度
C. 卫星在轨道2上由P点到Q点的过程中，由于离地高度越来越大，所以机械能逐渐增大
D. 卫星运行周期关系满足
3. 某品牌电动汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t1时刻突发故障使汽车的功率减小一半，司机保持该功率继续行驶，到时刻汽车又开始做匀速直线运动（设汽车所受阻力不变），则在时间内（ ）
A. 汽车的加速度逐渐增大B. 汽车的加速度逐渐减小
C. 汽车的速度先减小后增大D. 汽车的速度先增大后减小
4. 图甲是一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 在t=0.25s时，质点P的位置坐标为
C. 从t=0.1s到t=0.25s的过程中，质点Q的位移大小为30cm
D. 从t=0时刻开始计时，质点P在时（n=0、1、2…）到达波峰
5. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，电源的输出电压，定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则（ ）
A. 电流表示数为
B. 电压表示数10V
C. 滑片P由b向a缓慢滑动，消耗的功率减小
D. 滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
6. 如图所示，长方形ABCD所在平面有匀强电场，E、F分别为AB边、CD边中点，已知AB边长为8cm、BC边长为4cm。将电子从C点移动到D点，电场力做功为20eV；将电子从E点移动到F点，电场力做功为-10eV，不计所有粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 长方形ABCD的四个顶点中，D点的电势最高
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 沿AC连线方向，电势降低最快
D. 从D点沿DC方向发射动能为4eV的电子，在以后的运动过程中该电子最小动能为2eV
7. 如图甲所示，物体a、b间拴接一个压缩后被锁定的轻质弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中a物体最初与左侧的固定挡板相接触，b物体质量为4kg。现解除对弹簧的锁定，在a物体离开挡板后的某时刻开始，b物体的图象如图乙所示，则可知（ ）
A. a物体的质量为1kg
B. a物体的最大速度为2m/s
C. 在a物体离开挡板后，弹簧的最大弹性势能为6J
D. 在a物体离开挡板后，物体a、b组成的系统动量和机械能都守恒
8. 如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为1，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 光在透明介质中发生全反射临界角为30°
B. 该透明介质的折射率为
C. 光在透明介质中的传播速度为
D. 光从射入AB面开始到射到E点的时间为
9. 如图所示，MN、PQ两条平行光滑固定金属导轨与水平面的夹角为，两导轨的间距为L，M和P之间接阻值为R的定值电阻。导轨所在的空间有两条宽度均为d的匀强磁场I和Ⅱ，磁场方向垂直于导轨平面向下，大小分别为、，磁场I的下边界与磁场Ⅱ的上边界间距为3d。现将一质量为m，阻值为R的导体棒从距磁场I上边界距离为d处由静止释放，导体棒恰好分别以速度、匀速穿过磁场I和Ⅱ。导体棒穿过磁场I和Ⅱ的过程中通过导体棒横截面的电荷量分别为、，定值电阻R上产生的热量分别为、。导轨电阻不计，重力加速度为g，在运动过程中导体棒始终垂直于导轨且与导轨接触良好，则（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，半径为R=0.4m的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心等高。一个质量为m=2kg的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处。小球从最高点A由静止开始沿顺时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为。下列说法正确的有（ ）
A. 弹簧长度等于R时，小球的动能最大
B. 小球在A、B两点时对圆环的压力差的大小为80N
C. 小球运动到B点时的速度大小为4m/s
D. 从A点运动到B点的过程中，小球的机械能先增大后减小，在D点小球的机械能最大
二、非选择题：本题共5小题，共60分．
11. 在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中：
（1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图甲所示，则该摆球的直径为________cm，用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示，悬挂点与刻度尺0刻度线对齐，由图甲和图乙可知单摆的摆长为________m（结果保留三位小数）；
（2）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是_______
A. 实验时可以用秒表测量摆球完成1次全振动所用时间并作为单摆周期
B. 把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度静止释放，使之做简谐运动
C. 实验时将摆球拉开一个很小的角度静止释放，并同时启动秒表开始计时
D. 摆球应选体积小，密度大的金属小球
（3）用多组实验数据作出图像，可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线的示意图如图丙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是________
A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B. 出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次
C. 图线c对应的重力加速度g大于图线b对应的g值
12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图。
（1）通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电源电动势（内阻不计），、、是定值电阻，居是欧姆调零电阻， A、B分别与两表笔相接。、、、都是定值电阻，表头G的满偏电流为20mA，内阻为，已知。关于此多用电表，下列说法正确的是__________；
A. 图中B是黑表笔
B. 当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1比接2时量程小
C. 当S接触点3时，多用电表处于测电阻的挡位，电源的电动势越大，欧姆表的内电阻越大
D. 当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接5比接4时量程大
（2）该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E=_______V（结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的__________（填“×1”“×10”或“×1k”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
（3）实验小组用多用电表电压挡测量电源的电动势和内阻。
器材有：待测电源（电动势约为8V），定值电阻，多用电表一只，电阻箱一只，连接实物如图丁所示，正确操作后测得电阻箱接入电路的阻值R及其两端电压U，记录多组数据后，得到对应的图，如图丙所示，则电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留三位有效数字）。
13. 在五四青年节“放飞梦想”的庆典活动上，五颜六色的氦气球飞向广阔天空。用一个容积为50L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气前球内气体忽略不计），充气后每个气球体积为10L，球内气体压强为1.5×105Pa，设充气过程中罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同，求：
（1）用一个氦气罐充了20个气球后，罐内剩余气体的压强为多少；
（2）氦气球释放后飘向高空，当气球内外压强差达2.7×104Pa时发生爆裂，此时气球上升了3km。已知气球释放处大气温度为300K，大气压强为1.0×105Pa，高度每升高1km，大气温度下降6℃，大气压强减小1.1×104Pa，则氦气球爆裂时体积为多少。
14. 如图所示，倾角的传送带始终以速度顺时针运动，其顶端平台上固定一个卷扬机。卷扬机的缆绳跨过光滑定滑轮与一小物块（m=2kg）相连，且缆绳与传送带平行。卷扬机未启动时，物块在传送带上保持静止，缆绳刚好伸直但无拉力。t=0时刻启动卷扬机，物块在缆绳牵引下沿传送带向上做匀加速运动。时，物块速度增加至，且卷扬机的输出功率达到最大值，此后卷扬机保持该最大输出功率不变，直到时物块运动至传送带顶端。缆绳质量忽略不计，重力加速度，，。求：
（1）传送带表面与物块之间的动摩擦因数；
（2）在这2s内，卷扬机的平均输出功率；
（3）物块沿传送带上升的过程中，传送带对它做的功W。
15. 托卡马克装置是利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器（如图甲），简化的模拟磁场如图乙所示。已知半径为R的足够长水平圆柱形区域内，分布着水平向右的匀强磁场I，已知大小为B；圆柱形磁场区域I外侧分布有厚度为L（长度未知）的环形磁场Ⅱ，其磁感应强度大小处处相等也为B，其横截面图与纵截面图分别如图丙、丁所示。某时刻氘原子核（已知其质量为m，电荷量为q）从磁场I区最低点以大小为的速度竖直向下射入磁场Ⅱ，不计粒子的重力和空气阻力，不考虑相对论效应。求：
（1）要使氘核不射出磁场Ⅱ区边界，Ⅱ区厚度L的最小值；
（2）该氘核从出发到第二次回到磁场I最低点需要的时间；
（3）若氘核从磁场I最低点以大小为2v，与水平方向夹角的速度射入磁场Ⅱ（如图戊所示），则从出发到第二次回到磁场I最低点的水平位移是多少？