2024届湖北省高三年级下册四调（三模）考试物理试题（附答案解析）

2024届湖北省高三下学期四调（三模）考试物理试题

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一、单选题

1.2023年11月6日，全球首座第四代核电站在山东石岛湾并网发电，这标志着我国在高

温气冷堆核电技术领域领先全球。当前广泛应用的第三代核电站主要利用铀（；ru）裂变产

能，铀（）的一种典型裂变产物是领（；［Ba）和氢（器Kr）。下列说法正确的是（）

A.口u有92个中子，143个质子

B.铀原子核,U的结合能大于钢原子核苗Ba的结合能

C.重核裂变成中等大小的核，核的比结合能减小

D.上述裂变反应方程为：,Uf堞Ba4Kr+2\n

2.我国首个大型巡天空间望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它将与我国空间站共轨

并独立飞行，已知巡天空间望远镜预定轨道离地面高度约为400km,地球同步卫星离地面高

度约为36000km,下列说法正确的是（）

A.巡天空间望远镜加速就可以与空间站对接

B.巡天空间望远镜运行的线速度大于7.9km/s

C.巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比同步卫星的周期大

D.巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度

3.如图所示，某款手机支架由乜型”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，其A3、

部分相互垂直，可绕。点的轴在竖直面内自由调节，AB.部分对手机的弹力分别为

B和同（不计手机与挡板间的摩擦），在乜型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程

中，下列说法正确的是（）

手机

A

I/底座

A.乃逐渐增大，尸2逐渐减小

B.巳逐渐减小，尸2逐渐增大

C.2逐渐减小，B先增大后减小

D.尸/先增大后减小，/2逐渐减小

4.如图所示，粗细均匀的玻璃管（上端开口，下端封闭）竖直放置，管内用长为〃=15cm

的水银柱封闭一段长/=30cm的理想气体，现将玻璃管在竖直平面内缓慢转至水平放置（水

银未溢出）。已知大气压强0o=75cmHg,玻璃管导热性能良好且环境温度保持不变。下列说

法正确的是（）

h

A.玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，气体放出热量

B.玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，外界对气体做功

C.玻璃管竖直放置时，封闭气体的压强为60ctnHg

D.玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为36cm

5.金属探测仪内部电路可简化为线网与电容器构成的LC振荡电路，某时刻电流方向和电

容器极板间电场方向如图所示，关于该时刻下列说法正确的是（）

试卷第2页，共8页

A.电路中的电流正在减小B.。点电势比b点电势低

C.电容器所带电荷量正在减小D.线圈磁场能正在增大

6.如图所示，在直角△MQV区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强度

大小为8,。点处的粒子源可向纸面内磁场区域各个方向发射带电粒子。已知带电粒子的

质量为优，电荷量为+q,速率均为v=ON长为d且NONM=30。，忽略粒子的重力

2m

及相互间的作用力。下列说法正确的是（）

A.自边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为。

6qB

B.自MN边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为n3

6qB

C.MN边上有粒子到达区域的长度为g

D.ON边上有粒子到达区域的长度为迎

3

7.如图甲所示，辘糊是古代民间提水设施、由辘箱头、支架、井绳、水斗等部分构成。某

次汲完水自水面由静止开始上升的过程中，水斗的加速度。随上升高度h的变化规律如图乙

所示，已知水斗上升10m至井口时速度刚好为零，下列说法正确的是（）

A.0</7<2mHt,水斗的加速度大小为2m/s2

B.2mW/?W5m时，水斗的速度大小为2m/s

C.8mV/zW10m时，水斗做匀减速直线运动

D.水斗自水面上升10m所用时间为7.5s

二、多选题

8.一列简谐横波沿x轴方向传播，在r=0.6s时刻的波形图如图甲所示，此时质点尸的位移

为+2cm,质点。的位移为-2cm,波上质点A的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是（

A.该简谐横波沿x轴正方向传播

B.该简谐横波的波速为15m/s

C.Z=0.6s时，质点。正在向y轴负方向振动

D.再经过gs,质点P通过的路程为（10-2抬卜m

9.如图所示，正方形ABC。的对角线长为2a,在A、C两点分别放置电荷量为+4的点电荷，

尸为正方形外接圆上任意一点，。为外接圆的圆心，静电力常量为匕下列说法正确

的是（）

A.B、。两点的电场强度相同

B.将负电荷沿直线由8移到。的过程中，电场力先做正功后做负功

C.对角线8。连线上电场强度E的最大值为上箪

9a2

11

D.若两点电荷在尸点的电场强度大小分别是耳、E2,则不+F为定值

10.如图所示，某传送带的倾角a=37。，长为10.5m,以6m/s的速率逆时针运转。在传

送带顶端A点静止释放一个质量为1kg的物体，同时传送带在电动机的带动下，以4m/s2加

速运转，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,sin37M）.6,cos37°=0.8,重力加速度g

试卷第4页，共8页

取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体从顶端A点运动至底端B点的过程中()

A.物体一直做匀加速直线运动

B.物体从A点运动至8点所用时间为1.5s

C.物体在传送带上留下划痕的长度为3m

D.物体从A点运动至8点的过程中因摩擦产生的内能为20J

三、实验题

11.某同学用实验室现有器材设计了如图甲所示装置来测量当地的重力加速度。

h

①调整弧形槽末端水平并固定，再将金属小球静置于槽的末端。在小球静止位置安装一个光

电门，接通电源、使光电门发出的光线与小球球心在同一水平线上；

②测量金属小球的直径d以及弧形槽末端到水平地面的竖直高度h；

③将金属小球放在弧形槽一定高度静止释放;测量小球落点与球心在水平地面投影点间的距

离X；

⑴用螺旋测微器测得金属小球的直径d如图乙所示，则“=mm；

(2)某次实验中，金属小球通过光电门的时间为f,则金属小球的速度丫=；(用题

目中物理量符号表示)

(3)调整金属小球释放的位置，重复步骤③，得到多组对应的x与/,作出的龙图像为一条

倾斜直线，测得斜率为左，则该地的重力加速度且=(用从h、发表示)。

12.菜同学设计图示电路测量一电源的电动势E、内阻r和电流表内阻心,闭合开关S,多

次调节电阻箱的阻值，记录电阻箱阻值R、电压表的示数U、电流表的示数/。

-----------@--------------

i~~吗

⑴当R读数为&时，电压表、电流表读数分别为Uo、Io,则电流表内阻&=；

(2)利用所测数据，作出的1-总厂图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为作，在纵

轴上的截距为b,则电源的电动势,内阻r=；

(3)利用所测数据，作出的:-R图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为七，则电源的

电动势E=,电动势E的测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。

四、解答题

13.如图所示，ABC为等腰直角三棱镜的截面图，AB=^[la，P为A8边上一点，。是8c

边的中点。一束单色光自P点垂直2C边射入棱镜，逆时针调整入射角度，当入射光线垂

直于AB边时，8C边恰好无光线射出。已知光在真空中的传播速度为c,只考虑光线在棱镜

中的第一次反射，求：

(1)棱镜对该单色光的折射率〃；

(2)若该单色光自P点平行于BC边射入，折射光线经。点反射后从AC边射出，求单色

光在棱镜中传播的时间t.

14.如图，质量M=3kg的木板静止在光滑水平地面上右侧的竖直墙面固定一劲度系数为

仁20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量加=2kg的小物块以水平向右的速度vo=5m/s

滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。已知木板足够长，物块与木板间的动摩

试卷第6页，共8页

擦因数〃=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度

g=10m/s,结果可用根式表示。

（1）求木板刚接触弹簧时速度的大小叼；

（2）求木板与弹簧接触以后，小物块与木板即将相对滑动时弹簧弹力的大小长

（3）弹簧的弹性势能瓦与形变量元的关系为耳=；小，已知木板从与小物块即将发生相对

滑动至向右减速为0所用时间为历秒，求此过程中弹簧对木板冲量的大小Zo

I

m,

Mwrawl

15.如图所示，两平行光滑金属导轨间距为L导轨平面与水平面的夹角为凡导轨ABC。

区域有方向垂直轨道平面，面积为S的有界均匀磁场（图中未画出）；导轨区域有方

向垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为坳，导轨AH、BG及导线42的电阻不

计，导轨加、GN单位长度电阻为r,质量为机、电阻为R的金属棒尸位于EPGH区域的

磁场中，与导轨垂直并接触良好，重力加速度为g。

（1）若ABC。区域的磁感应强度大小随时间f变化关系为用=W（尢＞0且为常量），方向

垂直轨道平面向上，P棒静止在导轨上，求作的大小；

（2）若ABCD区域的磁感应强度大小随时间f变化关系为为=&/（右＞。，且为已知常量），

方向垂直轨道平面向下，在t=0时平行导轨向下以某速度释放P棒，尸棒能匀速通过EPG8

区域，求P棒的速度大小；

（3）若撤去区域的磁场，将GNMH区域的磁场设置为方向垂直轨道平面向上，磁场

的磁感应强度大小为用（匕＞。，且为已知常量）的均匀磁场；换质量为优、电阻不计

的金属棒。，在t=0时刻从GH处由静止释放，同时施加沿导轨方向向下的外力使。棒以

恒定的加速度。在导轨上滑动，求外力P与时间/的关系表达式。

ADEH

隼

参考答案：

1.B

【详解】A.职U有92个质子，143个中子，故A错误；

B.原子序数越大的原子核的结合能越大，所以铀原子核音U的结合能大于银原子核燃Ba的

结合能，故B正确；

C.重核裂变成中等大小的核，中等大小的核更稳定，核的比结合能变大，故C错误；

D.根据质量数和电荷数守恒可知裂变反应方程为

：U+；TBa-Kr+3-

故D错误。

故选B。

2.D

【详解】A.天空间望远镜与空间站共轨独立飞行，若巡天空间望远镜加速，巡天空间望将

做离心运动，变轨到更高的轨道，不可能与空间站对接，故A错误；

B.根据

GMmv2

——--=m——

rr

可得

地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，等于地球表面轨道

卫星的线速度，则巡天空间望远镜运行的线速度小于7.9km/s,故B错误；

C.由万有引力提供向心力可得

GMm4/

mr

/=T2

可得

7GM

可知巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比同步卫星的周期小,故C错误;

D.由万有引力提供向心力可得

GMm

——--二ma

r

可得

答案第1页，共13页

GM

。二下

可知巡天空间望远镜的加速度大于同步卫星的加速度，由

v=cor

可知同步卫星的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度，则巡天空间望远镜的加速度大于

放在赤道上物体的向心加速度，故D正确。

故选D。

3.A

【详解】对手机受力分析，如图所示

已知，AB,部分对手机的弹力分别为B和仍相互垂直，即

a=90°

手机处于静止状态，则手机受力平衡，根据拉密原理

G耳B

sinasin9sin§

因为，手机的重力G和a不变，所以上式的比值不变。挡板由图示位置顺时针缓慢转至水

平的过程中，夕由钝角增大到180。,即sin6减小,故尸?变小;6由钝角减小到90。,即sin。

变大，故可变大。

故选Ao

4.D

【详解】玻璃管竖直放置时，封闭气体的压强为

答案第2页，共13页

p=pQ+pgh=(75+15)cmHg=90cmHg

玻璃管水平放置时，封闭气体的压强为

p1=Po=75cmHg

由玻意耳定律可得

plS=p'l'S

解得玻璃管水平放置时，封闭气体的长度为

玻璃管缓慢转至水平放置的过程中，气体温度不变，则气体内能不变，气体的体积增大，则

气体对外做功，根据热力学第一定律

\U=W+Q

可知气体吸收热量。

故选D。

5.A

【详解】电容器中场强向下，根据回路电流方向可知，电容器正在充电，电容器电荷量在增

大，回路电流在减小，磁场能在减小，。点与正极板相连，6与负极板相连，则。点电势比

b点电势高。故A正确BCD错误。

故选Ao

6.C

【详解】AB.根据

V2

qvB=m——

r

解得

d

r=—

2

自MN边射出的粒子在磁场中运动的最短时间的运动轨迹交MN于A点，圆弧所对应的圆心

角为60。，自边射出的粒子在磁场中运动的最长时间的运动轨迹交于3点交ON于

C点，圆弧所对应的圆心角为120。，如图所示

答案第3页，共13页

T2"

1=-----

v

解得

17tm

1=------

qB

综上所述，可得

t_60°丁_71171(120°1271m

'mm―记F一碰'tmx"-360°-3qB

故AB错误；

C.MN边上有粒子到达区域的长度为AB之间的距离，由几何关系可得

'd、

AB=2x-cos30°-d——?—cos30°=-

2cos3002

I7

故C正确；

D.ON边上有粒子到达区域的长度为OC之间的距离，由几何关系可得

OC=2x-cos30°=—

22

故D错误。

故选C。

7.B

【详解】A.根据

v2=2ah。-拉图像与坐标轴围成的面积表示速度平方的一半，则0-2m及5-10m面积相等

2xa=(8-5)+(10-5)x05

2

解得OVH2m时，水斗的加速度大小为

4i=lm/s2

答案第4页，共13页

故A错误；

B.根据

v2=2ah

贝|2111</?<5111时，水斗的速度大小为

v=V2xlx2m/s=2m/s

故B正确；

C.8mV/zV10m时，水斗加速度在变化，所以不是匀减速直线运动，故C错误；

D.从静止开始上升10m过程中，先做匀加速运动，后做匀速运动，之后做匀减速直线运动,

v-t图像如图所不

则减速运动时间为

」4=5S

v2

根据图像代表位移可知，实际做加速度减小的减速，则实际减速时间大于5s,总时间大于

7.5s,故D错误。

故选B。

8.AB

【详解】A.由质点A的振动图像可知，在/=0.6s时刻，质点A在平衡位置向下振动，结

合波形图可知，该简谐横波沿无轴正方向传播，选项A正确；

B.波形图的表达式为

将P点带入可得

即

答案第5页，共13页

•・5=一乃

2=12m

该简谐横波的波速为

v=—=——m/s=15m/s

T0.8

选项B正确；

C.由“同侧法”可知，仁0.6s时，质点。正在向y轴正方向振动，选项C错误;

D.再经过;s,则波沿x轴正向传播

x=vt=5m

此时质点P到达平衡位置向下振动，可知质点尸通过的路程为6cm,选项D错误。

故选ABo

9.BCD

【详解】A.B、。两点的电场强度方向不同，即电场强度不同，A错误；

B.。点到8点的电场强度方向为向下，。点到。点电场强度方向为向上，将负电荷沿电场

线由2移到。的过程中，电场力先做正功后做负功，B正确；

C.设8。连线上某一点M到A点的角度为a,M点的受力如图所示

对M点进行受力分析可知

cosa

由此解得当3=事时'段的最大值为

C正确;

答案第6页，共13页

D.设点夕到A点的连线与AC的夹角为e,则有

kq

Ei=

(2acosOp

kq

E2=

(2asin0^

即

114a2

--------1--------=---------

ExE2kq

D正确。

故选BCD。

10.BC

【详解】物体由静止释放，一开始受到的摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可得

m

设经过4时间物体与传送带达到相同速度匕，则有

匕=成］=传％

代入数据可得

%=ls,匕=10m/s

该段过程物体与传送带通过的位移分别为

%=5m<10.5m,x传=彳=8m

2

共速后，假设物体与传送带可以保持相对静止，则有

mgsin二一/二ma传

解得物体受到的静摩擦力大小为

f=2N<jumgcosa=4N

则共速后物体与传送带一起以4m/s2的加速度向下做匀加速直线运动，设共速后经过t2时间,

物体到达3点，则有

12

马二匕^十万。传才2=10.5m-5m=5.5m

解得

答案第7页，共13页

t2=0.5s

则物体从A点运动至8点所用时间为

t=tx+t2=1.5s

物体在传送带上留下划痕的长度为

Ax=%传一%=8m-5m=3m

物体从A点运动至B点的过程中因摩擦产生的内能为

Q=jumgcoscr-Ax=0.5x1x10x0.8x3J=12J

故选BC。

11.(1)11.859mm

d

(2)一

2d2h

⑶

【详解】（1）由螺旋测微计读数可知

d=11.5+35.9x0.01mm=l1.859mm

（2）根据速度的定义式可知

d

v=­

t

（3）根据平抛运动规律可知

712

h=2gt

x=vt

联立上式可知

解得重力加速度g为

2d2h

g丁

12.⑴牛一凡

70

答案第8页，共13页

1

⑶小于

k2

【详解】(1)根据欧姆定律可得

4+&=乎

可得电流表内阻为

R-J

----4

/()

(2)⑴⑵根据闭合电路欧姆定律可得

整理可得

J___r]J_

mR+RAE

可知.一不二图像的纵轴截距为

UK+KA

b=—

E

可得电源的电动势为

E=图像的斜率为

k=-

1xE

可得内阻为

(3)[1]根据闭合电路欧姆定律可得

E=I(R+RA+r)

整理可得

则有

解得电源的电动势为

答案第9页，共13页

⑵该实验的系统误差来源主要是为考虑电压表的分流作用，把电源和电压表并联看成一个

等效电源，可知电动势测量值为等效电源的电动势，则电动势测量值小于真实值。

13.(1)”=0；(2)1=巫^

3c

【详解】(1)光线垂直于A8边射入棱镜后光路图如图所示

设光线在棱镜中发生全反射的临界角为C,由几何关系可得

C=45°

又

sinC=—

n

解得

n=V2

(2)光线自尸点平行于8。边射入棱镜，光线恰好经过。点的光路图如图所示

sinzsin45°

n=———=­；---

sinrsinr

可得折射角为

r=30°

则有

N5尸。=90。+30。=120。

在VBP。中，由正弦定理可得

PQ二BQ

sinZPB2-sinZBPQ

解得

答案第10页，共13页

PQ=*。

由对称性可知，光线在棱镜中通过的路程为

s=2PQ=^-a

光线在棱镜中的传播速度为

cc

v=M忑

光线在棱镜中传播的时间

s

t__4迅〃

v3c

14.(1)2m/s；(2)ION；(3)35/3+4r0

【详解】（1）由于地面光滑，则〃、机组成的系统动量守恒，则有

mvo-

代入数据有

V]=2m/s

（2）木板与弹簧接触以后，对/、机组成的系统有

F=kx=共

对加有

ai-jug=2m/s2

当〃共二。2时物块与木板之间即将相对滑动，解得

F=10N

（3）物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹