2024届湖北省高三物理模拟试卷（一）

这是一份2024届湖北省高三物理模拟试卷（一），共11页。试卷主要包含了水平方向分速度等内容，欢迎下载使用。
1．核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A．重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B．核反应堆中发生的核裂变方程为
C．核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子
D．的半衰期为7亿年，100个原子核经过7亿年还有50个没发生衰变
2．照相机、摄影机镜头上都涂有增透膜，以便减少光的反射损失，增强光的透射强度，从而提高成像质量。已知某光在空气中的波长为，增透膜对该光的折射率为，镜头对该光的折射率为，且。则增透膜的厚度可能为（ ）
A．B．C．D．
3 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（ ）
A. 时，质点Q的加速度达到正向最大
B. 时，质点P的运动方向沿y轴正方向
C. 从到，该波沿x轴正方向传播了6m
D. 从到，质点P通过的路程为30cm
4. 2024年3月20日，我国“鹊桥二号”卫星发射成功，多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行，并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天，下列说法正确的是（ ）
A. 月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B. “鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C. “鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D. “鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
5．如图所示，一个正四棱锥形框架放置在地面上，各侧棱边长和底边的对角线长均为L，在各侧棱都有轻质光滑圆环，对面圆环被同一根弹性绳连接，在弹性绳的交叉穿过一个轻质小圆环，其半径忽略不计，在环上用轻质硬绳挂一个质量为m的重物，初始时由于重物被手托举，弹性绳均处于各侧棱的中点位置，若整个过程中都处于弹性限度内，弹性绳的劲度系数均为k，弹性势能，则自由释放重物以后（ ）
A．重物下落过程中，该重物的机械能守恒
B．重物下落的过程中，各侧棱的轻质小环不会运动
C．重物下落过程中，重物的最大速度为
D．重物下落到最低点时，弹性绳对重物做的功为
6．真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是（ ）
A．两点电荷的电性相同
B．A点的电场强度为零
C．N点的电场强度大于C点的电场强度
D．质子从N点运动到C点的过程中电势能减小
7．如图所示，间距为的平行导轨固定在水平绝缘桌面上，导轨右端接有定值电阻，阻值为，垂直导轨的虚线和之间存在磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场，其中导轨的和段光滑。在虚线左侧、到的距离为的位置垂直导轨放置质量为的导体棒，现给处于静止状态的导体棒一个水平向右的恒力作用，经过时撤去恒力，此时导体棒的速度大小，经过时导体棒的速度大小。已知恒力大小为，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒接入电路的电阻为，重力加速度为，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒与左侧导轨之间的动摩擦因数为0.66
B．导体棒经过磁场的过程中，通过导体棒的电荷量为
C．导体棒经过磁场的过程中，导体棒上产生的热量为
D．虚线和之间的距离为
8. 电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将直流电压通过转换器转变为正弦交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到时可击杀蚊虫，正常工作时（ ）
A. 交流电压表的示数为
B. 副线圈与原线圈匝数比需满足
C. 电击网上的高频电压的频率为5000Hz
D. 将直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作
9．静电透镜被广泛应用于电子器件中，在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散的电子束聚集。如图所示，图中带箭头的实线表示电场线，虚线表示电子的运动轨迹，a、b、c为其轨迹上的三点，电子仅在电场力作用下从a点运动到c点，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．a点的电势低于b点的电势
B．电子在a点的加速度小于在c点的加速度
C．从a至c的运动过程中，电子的电势能先减少后增加
D．从a至c的运动过程中，电子的动能一直增大
10．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（ ）
A．漏电保护装置根据电磁感应的原理
B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用
C．正常用电时，M和N两点之间没有电压
D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（7分）
学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体积数值，并作体积-温度图像。
(1)下列说法正确的是___________（填选项字母）。
A．温度计位置应尽量远离空气柱
B．柱塞上应涂上润滑油
C．每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积
(2)某同学作出体积-热力学温标图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是 。
(3)保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标图像得到两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为、，两次重物及柱塞的总质量分别为、，柱塞横截面积为S，重力加速度为g，则大气压强可表示为 （使用题中所给字母表示）。
12. 某同学分别用图甲和乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。
（1）利用图甲实验电路测电池的电动势E和内阻r，所测量的实际是下图中虚线框所示“等效电源”的电动势和内阻。若电流表内阻用表示，用E、r和表示__________；__________。
（2）根据实验记录的数据得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是题图__________（选填“甲”或“乙”）。
（3）选择误差较小的实验电路，根据（2）图中对应的数据，该电池的电动势__________V（结果保留3位有效数字），内阻__________（结果保留2位有效数字）。
13. 跑酷不仅可以强健体质，也可使得自身反应能力更加迅速。现有一运动员在图示位置起跳，运动过程姿势不变且不发生转动，到达墙面时鞋底与墙面接触并恰好不发生滑动，通过鞋底与墙面间相互作用可以获得向上的升力。已知运动员起跳时速度为，与水平方向夹角为θ，到达墙壁时速度方向恰好与墙面垂直，运动员鞋底与墙面的动摩擦因数为μ（4μ>tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，全过程忽略空气阻力影响。
（1）求运动员起跳时的水平分速度与竖直分速度；
（2）运动员与墙发生相互作用的时间为t，蹬墙后速度竖直向上，不再与墙发生相互作用，求蹬墙后运动员上升的最大高度H；
（3）若运动员蹬墙后水平方向速度大小不变，方向相反，为了能够到达起跳位置的正上方，且距离地面高度不低于蹬墙结束时的高度，求运动员与墙发生相互作用的最长时间。
14．光压是指光照射到物体上对物体表面产生的压力。早在17世纪初，开普勒就曾用太阳光的压力解释彗星的尾巴为什么背着太阳。其实彗尾一般有两条，一条是由等离子体在太阳风作用下形成的离子尾，另一条是不带电的尘埃在太阳光的光压力作用下形成的尘埃尾。当尘埃被从彗星释放出来，由于太阳光产生的光压把它们沿径向往外推开，它就不再继续沿着彗星轨道运动。如图所示为彗星掠过太阳所发生的状况，弧线表示彗星的轨迹，彗星当前在b位置，在a位置上释放出的尘埃已被太阳光压沿虚线路径推出（其它位置释放的尘埃路径未画出），形成了如图所示的尘埃尾。（已知彗星质量远远小于太阳质量）
（1）请说明在图中a位置释放的尘埃的速度方向；若能够沿着路径①（一条直线）运动，请说明尘埃所受合外力的情况。
（2）在一定条件下（例如强光照射下）小颗粒所受的光压可以与所受万有引力同数量级。假设尘埃粒子是半径为R的小球，密度为ρ，它对太阳光全部吸收。已知太阳的质量为M，辐射光的功率为P0，所发出太阳光的平均波长为λ，普朗克常量用h表示，万有引力常量用G表示，真空中光速用c表示。（光子的动量）
a．请求出能够沿路径①运动的尘埃粒子的半径R0；
b．请分析并说明半径满足什么条件的尘埃粒子会沿路径②运动。
15. 霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。Oxy平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射。入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；入射速度小于v0时，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。
（1）求电场强度的大小E；
（2）若电子入射速度为，求运动到速度为时位置的纵坐标y1；
（3）若电子入射速度在0 < v < v0范围内均匀分布，求能到达纵坐标位置的电子数N占总电子数N0的百分比。

参考答案
11【答案】(1)B (2)未考虑橡胶套内注射器细管的气体体积 (3)
12【答案】（1） ①. ②.
（2）乙 （3） ①. 1.50 ②. 0.75
13．（1）水平方向分速度
竖直方向分速度
（2）设墙对运动员平均弹力大小为N，平均最大静摩擦力为f，蹬墙后运动员获得竖直向上的速度为，人质量为m，设水平向右为正方向，由动量定理得
设竖直向上为正方向，由动量定理得
其中
联立得
运动员蹬墙结束后竖直方向做匀减速直线运动至速度为零，由
得
（3）设墙对运动员平均弹力大小为，平均最大静摩擦力为，蹬墙后运动员获得竖直向上的速度为v，与墙发生相互作用的时间为，人的质量为m，设水平向右为正方向，由动量定理得
设竖直向上为正方向，由动量定理得
其中
联立得
设运动员起跳位置离墙面水平距离为x，到达墙面所需时间为，离墙后到达起跳位置正上方的运动时间为，起跳后水平方向做匀速直线运动，得，
运动员离墙后水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为v，加速度为g的匀变速直线运动，当竖直位移为0时，水平位移不小于x。根据上述分析，得，
联立式
作用的最长时间为
14．（1）尘埃的初速度方向沿彗星轨迹在a位置的切线方向；沿路径①运动的尘埃所受合外力为0。
（2）a．设图中a位置处与太阳中心的距离为r，则尘埃粒子在a位置受到的万用引力为
其中尘埃的质量，代入得
设尘埃粒子在a位置处单位时间内接收到的光能为E，可知
则尘埃粒子在a位置处单位时间内接收到的光子数
由动量定理可知尘埃粒子受到的光压力
联立以上三式，并将代入得，尘埃粒子在a位置处受到太阳光的光压力
当尘埃粒子受到的万有引力和光压力相等，即
时，为所求的R0，整理得
此结果与r无关，说明只要尘埃粒子半径满足这个条件，就会一直沿路径b运动。
b．尘埃被从彗星释放出来时，初速度方向沿彗星轨迹在a位置的切线方向，若沿路径②运动，粒子所受合力指向曲线路径的弯曲方向，说明运动过程中光压力大于万有引力。
对比和，有
可知当R小于第（2）问中所求的R0时，，即，那些半径的尘埃粒子，沿路径②运动。
15（1）由题知，入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动则有Ee = ev0B
解得E = v0B
（2）电子在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场的复合场中，由于洛伦兹力不做功，且由于电子入射速度为，则电子受到的电场力大于洛伦兹力，则电子向上偏转，根据动能定理有
解得
（3）若电子以v入射时，设电子能达到的最高点位置的纵坐标为y，则根据动能定理有
由于电子在最高点与在最低点所受的合力大小相等，则在最高点有F合 = evmB－eE
在最低点有F合 = eE－evB
联立有

要让电子达纵坐标位置，即y ≥ y2
解得
则若电子入射速度在0 < v < v0范围内均匀分布，能到达纵坐标位置的电子数N占总电子数N0的90%。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
A
C
C
C
D
BC
AD
AC