2024届湖北省娄底市高三下学期一模考试物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 2023年8月24日，日本启动核污染水排海，排放核污染水里含64种核放射性元素，将对全人类和海洋生命产生长久的重大威胁，核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为Q，设的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天，则下列说法正确的是（ ）
A. 该核反应中发生了β衰变
B. 该核反应过程中放出能量
C. 100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变
D. 该核反应过程中的质量亏损为
2. 如图所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a。平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态。以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，则下列说法中正确的是（ ）
A. Ep增大B. U增大
C. E减小D. 二极管中有从a到b的电流
3. 如图所示，电阻均匀的圆环，固定于匀强磁场中，环平面与磁场方向垂直，PQ是直径，劣弧MGN对应的圆心角为90°，当M、N与内阻不计的直流电源相连，圆环所受的安培力大小为F1，当P、Q与该电源相连，圆环所受的安培力大小为F2，则两力的比值为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图所示，半径为R的大圆环悬挂固定在竖直平面内，圆心为O，质量为m的小圆环套在大圆环上，从大圆环顶端由静止开始下滑，当小圆环运动到P点时，向心加速度大小等于重力加速度g的3倍，下列说法正确的是（ ）
A. 小圆环运动到P点的过程中重力势能减少
B. 小圆环运动到P点时的速度大小为
C. PO连线与竖直方向的夹角为60°
D. 小圆环运动到P点时大圆环对小圆环的弹力大小为3mg
5. 如图所示，用轻质网兜将一质量均匀的球体悬挂在竖直木板的A点，轻绳与木板之间的夹角为，将木板以底端为轴顺时针缓慢转动直至木板水平，转动过程中绳与木板之间的夹角保持不变，忽略一切摩擦，球的重力为9N，设木板对球的支持力为、绳上的拉力为，木板在转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 的最小值为3N
B. 的最大值为9N
C. 当木板转动时，是大小的三倍
D. 当木板转动时，与大小相等
6. 如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B两个物体，A、B的质量分别为，，从开始，推力和拉力分别作用于A、B上，大小随时间变化的规律分别如图甲、乙所示，则（ ）
A. 时，A物体的加速度为
B. 时，A、B开始分离
C. 时，A、B之间的相互作用力为3N
D. A、B开始分离时的速度为
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7. 频率为的单色光a在真空环境下通过一双缝干涉装置，得到宽度为的干涉条纹；频率为的单色光b在水下通过同一双缝干涉装置，得到宽度仍为的干涉条纹，水对两种光的折射率分别为、。下列说法正确的有（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡均正常发光，两个电路两端的电压分别为、，两个电路的总功率分别为、，两个电路中电阻箱接入电路的阻值分别为、；两端的电压为，功率为；两端的电压为，功率为；则（ ）
A. 若，则
B 若，则
C. 若，则
D. 若，则
9. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，时刻两列波的波形图如图所示。已知甲波源振动周期，下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的传播速度均为
B. 若两列波同时开始传播，则振源振动方向相同
C. 两列波叠加后，质点振动的最小振幅为1cm
D. 时刻，区间有4个振动加强点
10. 如图所示，倾角为θ=30°、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有1、2、3三条水平虚线，相距为d的虚线1、2间存在垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ（图中未画出），相距为l（l>d）的虚线2、3间存在垂直斜面向上的匀强磁场区域Ⅱ（图中未画出），磁感应强度大小均为B，一个边长也是d的正方形导线框的质量为m、电阻为R，自虚线1上方某处静止释放，导线框恰好能匀速进入区域Ⅰ，后又恰好匀速离开区域Ⅱ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 导线框进入区域Ⅰ的速度大小为
B. 导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度大小为1.5g
C. 导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域Ⅱ的时间为
D. 导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域Ⅱ的过程产生的焦耳热为
三、非选择题（本题共5小题，56分）
11. 某物理课外活动小组准备用单摆测量当地的重力加速度：
（1）下列器材和操作最合理的是______。
A. B.
C. D.
（2）某次测量小球直径的结果如图所示，则这次测量的读数为______mm。
（3）实验中，测得摆球经过N次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。则重力加速度的表达式为______。（用题目中给出的字母表示）
（4）如果测的g值偏小，可能的原因是______。
A. 测摆长时，摆线拉的过紧
B 摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C. 开始计时时，停表过迟按下
D. 实验时误将49次全振动记为50次
12. 为了测定电流表的内阻和电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：电阻箱R1、R2两个、待测电流表A（内阻未知）、标准电流表A1、开关若干、待测电源、导线若干。
（1）现实验小组成员先测量电流表内阻，实验电路如图甲所示，有关实验操作如下：
①将电阻箱R1的电阻适当调大，单刀双掷开关S接2，闭合开关S1。
②调节电阻箱R1使电流表A满偏；记下电流表A1的示数I0。
③闭合开关S2，调节电阻箱______（选填“R1”“R2”或“R1和R2”），使电流表A1的示数为I0，且电流表A的读数为满刻度的三分之一，读出此时R2=2.0Ω，由此可得电流表的内阻RA的测量值为______Ω。从系统误差的角度考虑，上述测量中，电流表的测量值与真实值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“相等”）
（2）测定电流表内阻后，将单刀双掷开关S接1，保持电阻箱R2的电阻不变，调节电阻箱R1，并记录电阻箱R1的阻值和电流表的示数I。作出图像如图乙所示，则电源的电动势为______V，内阻为______Ω（结果均保留两位有效数字）。从系统误差的角度考虑，上述测量中，电源电动势的测量值与真实值相比______，电源内阻的测量值与真实值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“相等”）
13. 如图1所示，上端开口导热汽缸放置在水平面上，质量为m、横截面积为s的活塞密封了一定质量的理想气体。当环境温度为时，活塞静止的位置与汽缸底部距离为h，离缸口的距离为0.5h。已知重力加速度为g，活塞厚度及活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，大气压强为。
（1）若缓慢升高环境温度，使活塞刚好上移到气缸口，求此时的环境温度；
（2）若先在缸内壁紧贴活塞上表面固定一小卡环（与活塞接触但没有作用力），如图2所示，再缓慢升高环境温度到，求升温后卡环对活塞的压力大小；
（3）上问中升温过程相对于（1）问中的升温过程，气体少吸收的热量为多少？

14. 如图所示，在真空坐标系xOy中，第二象限内有边界互相平行且宽度均为d的六个区域，交替分布着方向竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场，调节电场和磁场大小，可以控制飞出的带电粒子的速度大小及方向。现将质量为：m、电荷量为q的带正电粒子在边界P处由静止释放，粒子恰好以速度大小为、方向与y轴负方向的夹角为从坐标原点O进入区域，区域存在磁感应强度大小、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场，不计粒子重力。求：
（1）第二象限中电场强度大小与磁感应强度大小的比值；
（2）粒子从坐标原点O第1次经过x轴到第2次经过x轴的时间。
15. 如图所示，轨道的上表面由长度为2R的水平部分CB和半径为R的四分之一光滑圆弧AB组成，质量为2m，静止放置于光滑的水平地面上。现有一质量为m的小滑块（看作质点）从C点开始沿CB面水平向左运动，CB段与小滑块之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）要使滑块能越过B点滑上圆弧AB，滑块在C点的初速度应满足什么条件？
（2）滑块在C点的初速度，求滑块滑上圆弧AB后能达到的最大高度。
（3）滑块在C点的初速度为零，给滑块一个水平向左的恒定外力F，当滑块运动到B点时撤去外力F，要求滑块不能从A点飞出，则外力F大小必须满足什么条件？