湖北省高中联盟2024届高三年级下册5月第四次联合测评（三模）物理含解析

湖北省高中名校联盟2024届高三第四次联合测评

物理试卷

本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答

题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写

在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。

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.人工转变是用天然或人工加速的粒子轰击原子核，产生新原子核的过程。约里奥•居里夫妇用a粒子

轰击发现了放射性同位素和X,1P自发衰变成Y和正电子：e。下列说法正确的是（）

A.X是1n

B.Y有14个中子

C.在人工转变中质量数守恒，但电荷数不守恒

D.人类一直生活在各类放射性环境中，任意剂量的射线都不会危及健康

2.一定质量的理想气体沿圆弧经历a-b-cfd-a状态变化，其V-T图像如图所示，图中a、b、c、d

是圆周的四等分点。下列说法正确的是（）

A.a-b是等压过程B.bfc过程中气体放热

C.c-d过程中气体对外界做正功D.d-a过程中气体分子平均动能增大

3.如图是一对等量异种点电荷的电场线，A、C位于电荷连线上，8、O位于电荷连线的中垂线上，四个

点到电荷连线中点。距离相等，各点处的电场强度大小分别为石…EB、EC、ED，电势分别为°A、%、

A-EA=EC>EB=ED

B.%=%〉%=%

C.将电子从B移至Z）,电场力做正功

D.将电子从A沿不同路径移到。，电场力做功不相等

4.2011年我国研制的“天宫一号”成功进入预定轨道环地运行；2021年“天问一号”环绕器成功进入环

火遥感探测轨道，开展火星全球遥感探测。已知火星质量约为地球质量的0.1倍，火星半径约为地球半径

的0.5倍，“天官一号"和''天问一号”的轨道均为近地、近火圆轨道。由此可推断在稳定运行过程中，相

同时间内，“天宫一号”和“天问一号”与各自中心天体球心连线扫过的面积之比约为（）

A.8B.4C.2D.1

5.如图，三根不可伸长的轻质细绳。4、OB、OC交于点。，08绳水平，有一灯笼静止悬挂于OC绳下

端。现保持。点位置不变，对灯笼施加一个始终垂直于OC绳的拉力F,使灯笼沿顺时针缓慢移动直至

OC绳水平，绳中拉力分别记为七、T°B、〃c，则在此过程中（）

A.尸一直减小B.七c一直增大C.%先减小再增大D.%先增大再减小

6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，/=0时刻的波形如图所示，图中P、。两质点的位移相等，之后每

隔0.3s两质点的位移均相等。已知该波的周期大于0.3s,下列说法正确的是（）

A.该波的传播速度为40m/sB.0〜1.0s时间内，质点P运动的路程为39cm

C.当质点尸处于波峰时，质点。处于平衡位置D.经过0.4s质点Q第一次到达波峰位置

7.如图所示，足够长的光滑水平固定金属导轨宽为L导轨上静止放置着质量分别为2租、3机的两根导体

棒a、b,现给。一水平向右的初速度v。己知导轨电阻不计，两导体棒始终与导轨保持垂直且与导轨接触

良好，回路的总电阻为R,垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度大小为瓦下列说法正确的是（

A.a、b稳定前回路中产生顺时针方向的感应电流

qV

B.。的速度为一时，b的速度为一

44

。的速度为到时，b的加速度为竺"

C.

42mR

6Rmv

D.从开始到〃、b稳定后,。、b间的距离增大了

5B2£2

8.实验室中有一个电压标称输入220V、输出6.6V的变压器，拆后数出其副线圈匝数是39匝。现将它

改绕成输入220V、输出33V的变压器，仅改变原线圈匝数或副线圈匝数，可行的做法有（）

A.副线圈的匝数应增加195匝B.副线圈的匝数应增加156匝

C.原线圈的匝数应减少260匝D.原线圈的匝数应减少1040匝

9.如图所示，半径为R、圆心为。的圆形区域外的足够大范围内有磁感应强度大小为8、方向垂直于纸

面向外的匀强磁场，距离。点2R处的A点有一粒子源，可以沿纸面内垂直于AO连线发射各种速率的同

种离子。已知离子质量为机、电荷量为q,离子第二次通过圆形边界时即被吸收，离子的重力可忽略，不

考虑离子间的相互作用力。下列说法正确的是（）

A.到达圆形区域的离子最小速度为迪B.到达圆形区域的离子最大速度为逆四

m2m

C.速率为包里的离子可以经过。点D.速率为岛8口的离子可以经过。点

4m2m

10.如图所示，光滑竖直固定杆上套有一质量为，”的小球A,一根竖直轻弹簧上端连接着一个质量为根的

物块8,下端连接着一个质量为2机的物块C。一轻绳跨过轻质定滑轮O,一端与物块8相连，另一端与

小球A连接，定滑轮到竖直杆的距离为5"初始时，小球A在外力作用下静止于尸点，此时轻绳刚好伸

直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直。现将小球A由P点静止释放，A沿杆下滑12L到达最低点

Q,此时物块C与地面间的相互作用刚好为零。不计滑轮大小及摩擦，重力加速度大小为g,下列说法中

正确的是（）

A.弹簧的劲度系数为国空

8£

Q

B.小球A运动到最低点时弹簧的形变量为一L

3

C.小球A运动到最低点时弹簧的弹性势能为

D.用质量为万的小球D替换A,并将其拉至Q点由静止释放，小球。经过尸点时的动能为

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11.（7分）某同学验证机械能守恒定律，具体步骤如下：

（1）用细绳将质量均可不计的定滑轮和动滑轮按照图（a）所示的方式连接，细绳的一端系在天花板上,

另一端系着重物。纸带竖直穿过固定好的打点计时器并与重物下端相连。用手托住动滑轮与钩码，让系统

保持静止；

（2）先接通电源，待打点稳定后同时释放钩码和重物，打点计时器打出一系列清晰的点迹。为使重物带

动纸带向上运动，钩码的质量M与重物的质量m之间的关系应满足；

（3）关闭电源，取下纸带，选取合适的连续点，标记出计数点，如图（b）所示。测量各计数点到A点的

距离h,根据打点计时器使用的交流电频率,利用纸带分别计算各计数点对应速度大小v,用电脑绘制h-v2

图像。

用天平测出钩码质量M=200g,重物的质量加=50g,已知当地的重力加速度g=9.80m/s?,若该实

验满足机械能守恒定律，则图像斜率的理论值为s2.mT（结果保留3位有效数字）；

（4）若实际实验过程中阻力不能忽略，则实际图线的斜率与理论值相比（选填“偏大”“偏小”或

“不变”）。

12.（10分）某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大），测量定值电阻&的阻值，并测量水果

电池的电动势和内阻，实验电路如图（a）o实验操作步骤如下：

①闭合S],断开S2和S3,当电阻箱的阻值为1178Q时，电压表示数为0.60V；

②闭合S]和S3,断开S2,当电阻箱的阻值为2040Q时，电压表示数仍为0.60V；

③闭合S],断开S2和S3,多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。

（1）根据上述步骤，可得出定值电阻凡的阻值为。（计算结果保留3位有效数字）。

（2）将测量的数据填入表格，利用Excel计算出“一，如下表所示:

R+

数据序号123456

U/A

R+K)/。10020040080016004000

U/10-3A

0.90.80.6750.50.3750.1675

R+国

（3）由测得的数据，利用计算机得出电压表示数。随一^变化的图线如图（b）所示的。根据图像可

R+&

求得水果电池的电动势£=V,内阻厂=Q（计算结果保留2位有效数字）。

（4）实际电压表内阻不是无穷大，若只考虑由此引起的系统误差，则与真实值相比，电动势的测量值______

（选填“偏大”“偏小”或“不变”），内阻的测量值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

三、计算题

13.（10分）“香炉初上日，瀑水喷成虹”，古人对彩虹的形成早就有过思考。当太阳光照射到空气中的水

滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束单色光以入射角c=53°从A点射入空气中

的球形水滴，经过8点反射后再从C点折射出水滴，已知出射光线相对入射光线，光线方向发生0=138。

角的偏转，sin53°=0.8,cos53°=0.6。（结果可用分式表示）

（1）求水滴对单色光的折射率"；

（2）若水滴的半径为R,光在真空中的速度为c,求该光线从A点射入到C点射出水滴所需时间分

入射光线''

14.（15分）如图所示，竖直平面内固定有绝缘轨道ABMNP,AB段是长L=3.6m的水平轨道，段是

半径尺=0.4m、圆心角6=37。的毛滑圆弧轨道，MN段是倾角8=37。的倾斜轨道，NP段是恰好能与

段组成半圆的毛半圆弧轨道，各段轨道均平滑连接。。一。2分别是两段圆弧轨道的圆心，所在

直线右侧足够大空间存在匀强电场，电场方向与MN平行且向上，电场强度大小为E=90N/C。小物块

a以初速度%=10m/s从A点向右运动，一段时间后，与静置在B点的小物块b发生弹性正碰（碰撞时

间极短），b运动到尸点时对轨道恰好无压力。已知.、6的质量分别为班=0.1kg、0.3kg,a与

AS段的动摩擦因数为〃=0.5,b带正电，电荷量q=0.02C,a、6碰撞过程不会发生电荷转移，重力加

速度大小g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8。求

（1）a、b碰撞结束瞬间，b的速度大小；

（2）6通过P点时的速度大小；

（3）6通过尸点后在电场中运动距的最远距离。

15.（18分）如图所示，在光滑水平面上静止放置着两个可视为质点的小球A、B,A、8之间夹有锁定的

轻弹簧（长度可忽略），其储存的弹性势能为£=37.5J。某时刻，解除弹簧锁定，在弹簧恢复原长后立

即从A、B间撤除，同时对B施加向左的恒力尸=10N。已知A、B间的碰撞是弹性碰撞，A的质量为

mA=1kg,B的质量为=0.5kgo

（1）求弹簧解除锁定，A、8离开弹簧瞬间各自的速度大小;

(2)求A、8在第1次与第2次碰撞间的最大距离；

(3)求A、B发生.第n次碰撞时，小球A的位移大小。

AB

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物理试卷参考答案与详解

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。

题号12345678910

答案ACABDBDBDBCAD

1.【答案】A

【解析】；；Al+；He-＞：；P+；)n,：；Pf；：Si+：e；人工转变过程，电荷数守恒，质量数守恒；过量的

接受射线辐射，会危及身体健康。选项A正确。

2.【答案】C

pvr

【解析】由——=。有丫=—T,从a-b,圆弧的斜率在变化，不是等压变化；b-c,温度升高，体积

TP

膨胀，由AU=W+Q,可知该过程气体吸热；c-d,体积膨胀，气体对外界做正功；d-a,温度降低，

气体分子平均动能变小。故选项C正确。

3.【答案】A

【解析】在等量异种电荷连线和中垂线上，由E=左孝知EA=EC〉EB=E。；由电场线知

r

因为9B=%，将电子从B移到电场力不做功，将电子从A沿不同路径移到

电场力做功相等。选项A正确。

4.【答案】B

画而

7T八〃\13

【解析】匀速圆周运动中，S=2-献,天体运动中GY=a〃R,所以s=U——，所以

2兀R22

S天喜：S天问=275o故选项B正确。

5.【答案】D

【解析】易知尸一直增大，七C一直减小，选项A、B均错误；设OC绳与竖直方向的夹角为。，OA与水

2

平方向的夹角为a,对灯笼受力分析得Toc=mgcos0,对节点。分析得TOAsina=mgcos0,则TOA

一直减小，选项C错误；TOB=mgcossin0+TOAcosa,整理可得=〃’gcos，cos(e_乃，对该

'"sina

式求导可得r(8)=—mgsin(26>—0,。从0增大到90°过程，导函数先正再负，绳中拉力先增大再减

小，D选项正确。

6.【答案】B

【解析】根据每隔0.3s两质点偏离平衡位置的位移相等，可判断0.3s为半个周期，则周期一定是0.6s,

从而根据波长可计算波的传播速度为20m/s；根据传播性质可判断，质点尸第一次到达波峰的所需时间为

——j=0.1s,路程3cm,在经过0.9s经过的路程为9倍的振幅，故0〜1.0s时间内，质点P运动的

20m/s

路程为39cm；当质点尸处于波峰时，质点。处于-3cm的位置；根据传播振动形式，可知质点。第一次达

(10—0)m

到波峰位置所需时间为1-----2=0.5s。选项B正确。

20m/s

7.【答案】D

3

【解析】稳定前，%>以,易知回路中感应电流为逆时针。a的速度为［V时，由动量守恒定律，

2mv=2m—v+3mv,v=—v；止匕时E=BL-v-BL—v,E=IR,F=BIL=3ma,所以

46bb46hh

1B2l3v5Lq=3ww共—0,BL^~X^,所以

最后稳定时2mv=5w共，对bq=

36mRR

6Rmv

选项D正确。

8.【答案】BD

【解析】当=以，々=1300匝；若〃］不变，—=—马—,所以An,=156匝；若〃，不变,

6.6393339+A%

———二———,所以=1040匝。选项BD正确。

3339

9【答案】BC

【解析】如图，到达C点的离子的速度最小，由£=竺得，v=也；到达圆形区域速度最大的离子刚

2qB2m

好到达。点，由辿=把得，丫=当巴；设能到达。点的离子轨迹半径为r,圆心为E,与圆形区域的

2qB2m

交点为尸，由勾股定理有（2R—力2=氏2+/，解得厂=』R,由厂=竺得，丫=包里。选项BC正确。

'/4qB4m

10.【答案】AD

【解析】开始时，对5,mg=g；i，A在。点时，对C,2mg=&2,A从尸到。点，易知石+%2=8£，

所以k二2竺，]2。A从尸至UQ，由能量守恒定律，加（？12乙=冽88乙+八综，所以八综二4冽8入，

8L3

VH

因为弹簧原先有形变量，所以马°w4mgL。。从。到尸，由能量守恒定律％+磔8£=万对2£+纥，

所以纥=6帆gL。选项AD正确。

H.【答案】（1）M>2m（2分）（3）0.102（3分）（4）偏大（2分）

【解析】（2）由动滑轮规律，欲使钩码下降重物上升，需要M>2%；

（3）理论上，若满足机械能守恒，WMg-mgh=+g'""2—J"[

22

代入数据整理可得/?=L—所以左=0.102s2-mT；

gg

（4）若实际实验过程中阻力不能忽略，重力势能减少量大于系统动能增量，图线斜率会增大。

12.【答案】（1）862（2分）（3）0.80+0.02（2分）7.8xl02^8.2xl02（2分）

（4）偏小（2分）偏小（2分）

【解析】（1）电阻的测量采用的是替代法，11780+5=20400,可得&=862Q；

（3）根据图像截距可得石=0.80±0.02V；根据图像斜率可得内阻为/•=820±200；

（4）测量误差主要来源于电压表分流，故电动势和内阻的测量值均偏小。

13.【答案】(1)-4(2)6^4―7?

315c

【解析】(1)如图所示，，=；。80。—夕)=21。

人射光线'、』

L...二2^・.武》

f3+0=yO+y=a

解得7=37。①

sin。

n=------②

sin/

4

解得〃二一③

3

(2)4Rcosy=vt@

c

u=一⑤

n

解得/=空£⑥

15c

评分参考：第(1)问5分，①②式各2分，③式1分；第(2)问5分，④⑤式各2分，⑥式1分。

14.【答案】(1)4m/s(2)1.6m/s(3)0.7776m

一11

【解析】(1)。从A点运动至B点，根据动能定理—4叫gL=万叫匕9—/叫％9①

a、b弹性正碰，根据动量守恒定律叫%=g匕+m2y2②

根据机械能守恒定律!■叫$=g叫片+(风学③

解得v2=4m/s④

2

(2)6在尸点，根据牛顿第二定律m2g-Eqsin9=7%上■⑤

R

解得Vp=L6m/s⑥

（3）6过尸点后做抛体运动，将运动沿电场所在方向（MN方向）和垂直电场方向（垂直MN方向）分解,

根据抛体运动规律，沿垂直电场方向（垂直方向）

vy=vPsin0⑦

m2gcos6=m2ay⑧

y=