2024届湖北省鄂东南省级示范联盟学校高三下学期5月第一次联考(一模）物理试题（原卷版+解析版）

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1. 离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有放射性元素镅241，其半衰期为432.2年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 夏天气温升高，镅241的衰变速度会变快
B. X是α粒子，具有很强的电离本领
C. 镓237的比结合能比镅241的比结合能小
D. 衰变前后核子总数不变，因此衰变前后总质量也不变
2. 智能手机里一般都装有加速度传感器。打开手机加速度传感器软件，手托着手机在竖直方向上运动，通过软件得到加速度随时间变化的图像如图所示，以竖直向上为正方向，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. t₁时刻手机处于完全失重状态B. t₂时刻手机开始向上运动
C t₃时刻手机达到最大速度D. 手机始终没有脱离手掌
3. 2023年10月26日10时34分，神舟十六号航天员乘组和神舟十七号航天员乘组在“天宫”空间站胜利会师。如图所示，空间站和中轨道卫星在同一轨道平面内分别在近地轨道和半径为2R的中轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行方向相同。地球半径为R，自转周期为T，表面重力加速度为g，忽略地球自转。下列说法正确的是（ ）
A. 发射“天宫”空间站的最小速度为
B. 中轨道卫星的公转周期为
C. 中轨道卫星的机械能一定大于“天宫”空间站的机械能
D. 中轨道卫星和 “天宫”空间站相邻两次相距最近的时间间隔为
4. 如图所示，平静水面上漂浮一块厚度不计的圆形木板。一条小鱼以0.5m/s的水平速度匀速游过，其运动轨迹正好在木板直径的正下方，离水面的高度h=0.4m。小鱼从木板下方游过的过程中木板始终保持静止，在水面上任意位置看不到小鱼的时间为ls。已知水的折射率为 则圆形木板的直径约为（ ）
A. 0.91mB. 1.41mC. 1.91mD. 2.41m
5. 如图所示，发电机线圈所处的磁场可视为匀强磁场，从图示位置开始绕轴OO'逆时针方向匀速转动。线圈阻值为R，通过电刷与外电路连接，理想变压器原线圈与副线圈匝数比为1：2，定值电阻 滑动变阻器R₂最大阻值为8R，开始滑片P位于最上端，忽略电流表及线路电阻，下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈经过图示位置时，电流表的示数为零
B. 仅将滑片P向下滑动，电流表的示数将减小
C. 仅将滑片P向下滑动，发电机的输出功率将减小
D. 仅将滑片P向下滑动，电阻 消耗的功率将减小
6. 如图所示，三角形ACD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，，，AO垂直于CD，OA长度为L。O点有一电子源，在ACD平面向磁场内各个方向均匀发射速率均为的电子，速度方向用与OC的夹角表示，电子质量为m，电量为，且满足，下列说法正确的是（ ）
A. 从AC边射出的电子占总电子数的六分之一
B. 从AD边射出的电子占总电子数的二分之一
C. 从OD边射出的电子占总电子数的三分之一
D. 所有从AC边射出的电子中，当时，所用的时间最短
7. 如图所示，一顶角为120°的“∧”型光滑细杆竖直放置，顶角的角平分线竖直。质量均为m的两金属球套在细杆上，高度相同，中间用水平轻弹簧连接，弹簧处于原长状态，劲度系数为k。现将两小球同时由静止释放，小球沿细杆下滑过程中，弹簧始终处于弹性限度内。已知弹簧形变量为x时，弹簧的弹性势能 重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 两小球下滑过程中，两小球的机械能守恒B. 弹簧的最大拉力为
C. 小球在最高点和最低点的加速度大小相等D. 小球的最大速度为
8. 如图所示为某水池的剖面图，A、B两区域的水深分别为hA、hB，其中，点O位于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，OM=4m，ON=7.5m。t=0时M点从平衡位置向下振动，N点从平衡位置向上振动，形成以M、N点为波源的水波（看做是简谐横波），两波源的振动频率均为1Hz，振幅均为5cm。当t=1s时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深的关系为式中h为水深，。下列说法正确的是（ ）
A. 区域A的水深B. A、B两区域水波的波长之比为5:4
C. t=2s时，O点的振动方向向下D. 两波在相遇区域不能形成稳定的干涉
9. 如图所示，将磁流体发电机和电容器用导线连接。磁流体发电机板间有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从磁场左侧水平喷入大量速度为的等离子体。有一带电粒子从电容器的中轴线上以速度射入电容器，恰好从下极板边缘射出电容器，不计等离子体和带电粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 该带电粒子带负电
B. 只减小带电粒子的入射速度，带电粒子将打在电容器的下极板上
C. 只增大等离子体的入射速度，带电粒子将打在电容器的下极板上
D. 只改变单个等离子体的电量，带电粒子不能从下极板边缘射出
10. 如图所示，两根电阻不计足够长的光滑平行倾斜金属导轨MN、PQ间距倾角金属杆a、b垂直导轨放置，质量分别为电阻均为两杆中间用细线连接，对b杆施加沿导轨向上的外力F，两杆保持静止。整个装置处于磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。某时刻烧断细线，保持F不变，重力加速度下列说法中正确的是（ ）
A. F的大小为3N
B. 烧断细线后，a杆的最大速度为0.36m/s
C. 烧断细线后，b杆的最大速度为0.18m/s
D. 烧断细线后，b杆上滑1m过程中通过b杆电量为2.5C
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学利用图1装置测量轻弹簧的劲度系数。图中光滑的细杆和游标卡尺主尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码（实验中，每个砝码的质量均为 ）弹簧右端连有一竖直指针，其位置可通过移动游标使其零刻度线对准指针读出。实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录指针位置l₁如图2所示；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数n及指针的位置l；
④将获得的数据作出图像如图3所示，图线斜率用a表示。
回答下列问题：
（1）图2所示读数________；
（2）弹簧的劲度系数表达式______（用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示）。若g取则本实验中________（结果保留2位有效数字）。
12. 某同学用一节干电池，将微安表（量程为0~100μA）改装成倍率分别为和 的双倍率欧姆表。
（1）设计图1所示电路测量微安表内阻。先断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使表头满偏；再保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值为135Ω时微安表的示数为60μA。忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，经计算得_______；
（2）设计双倍率欧姆表电路如图2所示，当开关S拨到__________（填“1”或“2”）时倍率为 当倍率为 时将两表笔短接，调节变阻器使表头满偏，此时通过变阻器的电流为10mA，则 ______；
（3）用该欧姆表测电压表内阻时，先将欧姆表调至“×100”倍率，欧姆调零后再将黑表笔接电压表的__________（选填“+”或“-”）接线柱，红表笔接另一接线柱测电压表内阻；
（4）用该欧姆表测量一个额定电压220V、额定功率100W的白炽灯，测量值可能 。
A. 远小于484ΩB. 约为484ΩC. 远大于484Ω
13. 高压锅是生活中一种密闭导热容器，以其独特的高温高压功能，使食物的制作时间大大缩短，为我们提供了很大的生活方便。如图所示，某高压锅容积5L，锅盖中央有一横截面积 出气口，孔上盖有质量为m=80g的限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内气体顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度27℃的干燥环境下向锅体内放入3L的食物，盖上锅盖加上限压阀密封好后，开火加热到锅内温度达117℃时，限压阀顶起开始排气，不计食物体积变化和各处摩擦，锅内气体视为理想气体，g取求∶
（1）使用这个高压锅时，锅内气体达到的最大压强是多少；
（2）从开始加热到限压阀刚被顶起时，锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。
14. 如图甲所示，两个半径为R的竖直固定的绝缘光滑 细圆管道与粗糙水平地面AB在B点平滑相切，过管道圆心 的水平界面下方空间有水平向右的电场，记A点所在位置为坐标原点，沿AB方向建立坐标轴，电场强度大小随位置变化如图乙所示。质量为、带电量为的小球P静止在A点，与地面间动摩擦因数。另有一光滑绝缘不带电小球Q，质量为，以速度向右运动，与小球P发生弹性正碰，碰撞时间极短，且P、Q间无电荷转移，碰后P球可从B点无碰撞进入管道。已知A、B间距离为4R，重力加速度为，不计空气阻力，小球P、Q均可视为质点。求：
（1）碰后小球P的速度大小；
（2）小球P从A点运动到管道最高点C点过程中电场力做的功；
（3）小球P再次到达水平地面时与B点的距离。
15. 皮带式传送带是物料搬运系统机械化和自动化不可缺少组成部分。为研究物块在传送带上的运动，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾斜的光滑直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，以恒定速度v₀=4m/s逆时针转动，转轮半径 ，转轮最高点离地面的高度 直轨道末端B与传送带左端平滑相切。现将一质量 的小物块放在距离传送带高h=3.2m处静止释放，小物块从B端运动到传送带左端时，速度大小不变，方向变为水平向右，结果小物块恰好从传送带右端最高点C点水平飞出，已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5， g取
（1）求传送带两转轴间距L；
（2）若其他条件不变，传送带改为顺时针转动，小物块从传送带右端C点飞出后受到的空气阻力始终与速度成正比，比例系数。 方向始终与运动方向相反，经时间 最终落到水平地面上的D点， 测得C、D水平间距0.8m。求∶
①小物块从传送带C点飞出的速度大小；
②小物块落到水平地面上D点的速度大小；
③小物块飞出后克服空气阻力做的功。