湖北省2024届高三年级下册4月调考试题（三模）物理试卷(含答案)

湖北省2024届高三下学期4月调考试题（三模）物理试卷

学校：___________姓名：班级：考号：

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

（、（、

235U裂变产能，铀（235U的一种典型裂变产物是领（1二44Ba）和氯（8组9Kr）下列说

192J92）5636

法正确的是（）

235

A.——U有92个中子，143个质子

92

B.铀原子核23卷5U的结合能大于银原子核（萋144Ba）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堞Ba+；《Kr+2,

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“L型”挡板和底座构成，挡板使用一体成型材料制成，

其A3、3C部分相互垂直，可绕。点的轴在竖直面内自由调节.A3、3C部分对手机的

弹力分别为耳和工（不计手机与挡板间的摩擦），在“L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（）

，彳

1/底座

A.耳逐渐增大，F2逐渐减小

B.K逐渐减小，B逐渐增大

C.耳逐渐减小，B先增大后减小

D.f；先增大后减小，B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

力=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0=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（）

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60cmHg

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圈与电容器构成的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（）

E

fel.J

A.电路中的电流正在减小

B.a点电势比6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AMON区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强

度大小为瓦。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

子的质量为加电荷量为“，速率均为丫=幽,。双长为d且NOM0=3O。，忽略粒

2m

子的重力及相互间的作用力.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巫

3qB

C.MN边上有粒子到达区域的长度为4

2

D.ON边上有粒子到达区域的长度为亘

3

7.如图甲所示，辘粉是古代民间提水设施，由辘砂头、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a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.OW/zW2m时，水斗的加速度大小为Zm/s?

B.2mW/iW5m时，水斗的速度大小为2m/s

C.8mW/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£=0.6s时刻的波形图如图甲所示，此时质点P

的位移为+2cm,质点Q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/=0.6s时，质点Q正在向y轴负方向振动

D.再经过gs,质点P通过的路程为（（10-26卜111

9.如图所示，正方形ABCD的对角线长为2a,在A、C两点分别放置电荷量为+q的

点电荷，P为正方形A3CD外接圆上任意一点，。为外接圆的圆心，静电力常量为左,

下列说法正确的是（）

D

N.B、。两点的电场强度相同

B.将负电荷沿直线由3移到。的过程中，电场力先做正功后做负功

C.对角线BD连线上电场强度E的最大值为拽也

9«2

D.若两点电荷在P点的电场强度大小分别是耳、E2,则J-+J-为定值

E]E2

10.如图所示，某传送带的倾角。=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/s?加速运转.已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,M

力加速度g取lOm/sz,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3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3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.

光电门

该同学进行了如下操作：

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；

(1)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/,则金属小球的速度-；(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3作出的图像

t

为一条倾斜直线，测得斜率为总则该地的重力加速度g=(用d、h、左表示)。

12.某同学设计图示电路测量一电源的电动势E、内阻厂和电流表内阻R%,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。、电流表的示数

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

Ji-

⑴当R读数为当时，电压表、电流表读数分别为U。、4，则电流表内阻尺=；

(2)利用所测数据，作出的工-一」图线为一条倾斜直线，计算得到直线的斜率为

UR+RA

kx,在纵轴上的截距为4则电源的电动势石=,内阻厂=;

(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心，则

电源的电动势£=,电动势E的测量值真实值____(选填“大于”“等于”或“小

于")。

四、计算题

13.如图所示，AABC为等腰直角三棱镜的截面图，AB=y/2a,尸为A3边上一点，Q

是5c边的中点.一束单色光自尸点垂直边射入棱镜，逆时针调整入射角度，当入

射光线垂直于A3边时，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上

14.如图，质量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

系数为左=20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态.质量m=2kg的小物块以水平向右的速

度%=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

木板间的动摩擦因数〃=02,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/s2结果可用根式表示。

mR

-

(1)求木板刚接触弹簧时速度的大小匕；

(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F-,

(3)弹簧的弹性势能综与形变量x的关系为"=g履2,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％秒，求此过程中弹簧对木板冲量的大小I.

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仇导轨

ABCD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EFNM

区域有方向垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为线，导轨AH、BG及导

线A3的电阻不计，导轨HM、GN单位长度电阻为厂。质量为机、电阻为R的金属棒尸

位于ERGH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A3CD区域的磁感应强度大小随时间/变化关系为用=尢“匕〉0且为常量），方向

垂直轨道平面向上，尸棒静止在导轨上，求占的大小；

⑵若ABCD区域的磁感应强度大小随时间凄化关系为为=的（&〉0且为已知常

量），方向垂直轨道平面向下，在r=0时平行导轨向下以某速度释放尸棒，P棒能匀加

速通过ERGH区域，求尸棒的加速度大小；

⑶若撤去ABGH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名=&，（&〉0且为已知常量）的均匀磁场；换质量为机、电

阻不计的金属棒。，在f=0时刻从GH处由静止释放，同时施加沿导轨方向的外力使

。棒以恒定的加速度。在导轨上滑动，求外力R与时间。的关系表达式。

参考答案

1.答案：B

解析：有92个质子，143个中子，A选项错误；根据自然组成原子核的核子越

多，它的结合能就越高，因此咨U的核结合能大于曹Ba的核结合能，B选项正确；比

结合能越大的原子核越稳定，重核分裂成两个中等大小的核，核的比结合能均会增

大，C选项错误；铀核裂变的核反应方程为8n+旨uT?Ba+*Kr+3n,D选项错误。

2.答案：D

解析：巡天空间望远镜加速会上升到更高的轨道，不能与空间站对接，A选项错误；

根据G粤=根匕可得丫=、匣r>R,v<7.9km/s,B选项错误；巡天空间望远镜的

rrxr

轨道半径比同步卫星的轨道半径小，由开普勒第三定律可知巡天空间望远镜在轨道上

运行周期比同步卫星的周期小，C选项错误；根据6粤=根。可得。="，巡天空

rr

间望远镜的加速度大于同步卫星的加速度，同步卫星角速度等于地球自转角速度，由

。=#「可得同步卫星的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度，D选项正确。

3.答案：A

解析：在“L型”挡板顺时针缓慢转动时，手机受到重力G及弹力耳、工的作用处于动

态平衡，将三力平移到矢量三角形中。设挡板与水平方向的夹角为仇则

Fj=mgcos0,F2^mgsin0,。减小，耳增大，B减小，A选项正确。

4.答案：D

解析：设玻璃管竖直放置时管内封闭气体的压强为0，则

p0+pgh=pvpl=90cmHg,C选项错误；水平放置时管内封闭气体的压强为

P2=75cmHg，K=/S，K=/5,由波义耳定律可得°M=P2%，解得/'=36cm,D选项

正确：玻璃管慢慢转至水平放置的过程中，压强减小，气柱体积增大，对外界做功，

B选项错误：气体对外界做功，温度不变，气体从外界吸收热量，A选项错误。

5.答案：A

解析：根据电路中电流方向和电容器极板间电场强度方向可知，该时刻电容器正在充

电，电路中电流减小，电场能转化为磁场能，A选项正确。

6.答案：C

2j

解析：根据5/=加1可知，带电粒子在磁场中运动轨道半径一=3，自MV边射出的

r2

带电粒子在磁场中运动时间最短时，弦长也最短，如图所示，粒子运动时间

"处.迎=』竺，A选项错误；带电粒子在磁场中运动时间最长时，对应圆心角

360°qB3qB

最大为120。，如图所示，粒子运动时间”也•幺丝=匈，粒子从ON边射出磁

360°qB3qB

场，B选项错误；边上有粒子到达的区域为段，由几何关系可得AB=&,C

2

选项正确；ON边上有粒子到达的区域为。。段，由几何关系可得

OC=2rcos300=—<7,D选项错误。

解析：由图乙可知，OW/iW2m时水斗做匀加速运动；5m时水斗做匀速运

动；8m时水斗做匀减速运动；8mW/zW10m时水斗加速度a随位移x均匀减

小，水斗做加速度逐渐减小的减速运动，C选项错误；根据动能定理

mah=-mv~,a-h图像围成的面积表示工丫？，5mW/zW10m时图像围成的面积

22

(3+5)x0.5x—=—v2,解得2mW/zW5m时的速度v=2m/s,B选项正确；OW/zW2m图

22

像围成的面积与5mW/zW10m围成的面积相等，故0</zW2m时，水斗的加速度为

Im/s2,A选项错误；OW/zW2m时由=解得所用时间：=2s,2m<7z<5m时由

AA=vt2解得所用时间=L5s,5m<无<8m时由A/i=vt3-gat^解得所用时间％=2s；

由动能定理可求得〃=8m时v=lm/s,若直接以匀速上升至/z=10m需要

。=2s,8m<丸<10m时水斗做减速运动，所用时间大于2s,故水斗自水面上升10m所

用时间大于7.5s,D选项错误。

8.答案：AB

解析：由图乙知”0.6s时刻A质点由平衡位置向y轴负方向振动，故简谐波沿x轴正

方向传播，A选项正确；由甲图根据简谐横波的对称性可得波长会23,解得

2=12m,简谐波的周期T=0.8s,波速v=^=15m/s,B选项正确；f=0.6s时刻质点

Q正在向y轴正方向振动，C选项错误；再经过;s,质点P刚好振动到平衡位置，通

过的路程为s=2cm+4cm=6cm,D选项错误。

9.答案：BCD

解析：根据电场强度叠加可得B。两点的电场强度大小相等，方向相反，A选项错

误；将负电荷沿直线由3移动至。点，电场力先做正功后做负功，B选项正确；设对

角线连线上任取一点〃的场强为与如图所示，设=则

E=-2s2sin?(l-siYu),令sina=1,贝[]/«)=/一/，f)=1-3/=0

(〃)〃

<cosdf)

取极值，解得=sina,则%x=考萼，C选项正确；连接AP、CP,APAC为

kq

直角三角形，APAC=(3,Ex=,E2=,联立得!+!=¥，D选

(2acosp)(2tzsmp)E{E2kq

10.答案：BC

解析：物体无初速度放上传送带时，其受摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律可得

q=g(sina+//cosa)=10m/s2。经时间,物体与传送带达到相同速度匕,则有

104=6+44，解得％=ls,止匕时匕=10m/s,A^=%%+ga%2=8m,%=5m。共

速后，通过假设法可知物体与传送带保持相对静止，x相=x传-x物=3m,A选项错

误、C选项正确；共速时，物体离3点的距离为Ax,则Ax=10.5m-x物=5.5m。共速

后由解得，2=0-5s，物体从A点运动至3点需要/=%+,2=L5s,B选项

正确；只有在0~ls内有相对运动，因摩擦产生的内能Q=〃/ngcosa-x相=12J,D选

项错误。

11.答案：(1)11.860(2)-(3)^^

tk‘

解析：(1)螺旋测微器的读数为d=11.5mm+36.0x0.01mm=11.860mm

(2)金属小球经过光电门的速度v=@

t

⑶小球自弧形槽末端飞出后在空中做平抛运动，在水平方向有x=竖直方向有

1TVd\2hd21,,,\lhd-初,曰2丸屋

,=丁2，又v=:，可得A二―7故左=匕-,解得g=~^

12.答案：⑴坛一凡或U。—[。:⑵L^(3)—；小于

410bb左2

解析：⑴根据欧姆定律可得％=/。(4+&)K=乎-4

(2)根据闭合电路的欧姆定律可得石=。+—^厂，解得,=二・一—+则

R+RAUER+E

yi1“

k[=—,b=—；解得_E=—,r=—

EEbb

⑶由闭合电路欧姆定律可得石=/(H+4+r),解得工=LR+&±L则&=工，解

IEEE

得E=；；该实验的系统误差来源主要是未考虑电压表分流作用，由等效法分析可

上2

知，由该电路测得电动势E的测量值小于真实值。

13.答案：(1)a(2)生臣

解析：(1)光线垂直于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Co

未艮据sinC=-,n=y/l

n

(2)光线自P点平行于3C边射入棱镜，光线恰好经过。点的光路图如图所示。

解得/BPQ=120。

PQBQ

在ABPQ中，由正弦定理可得

sin/PBQsinZBPQ

由对称性可知，光线在棱镜中通过的路程为s=2PQ=平。

光线在棱镜中传播的速度v=£

n

光线在棱镜中传播的时间£=£=也

v3c

14.答案：(l)2m/s(2)10N(3)(4z0+3^)N-s

解析：(1)物块从滑上木板至两者达到共速的过程中，由系统动量守恒可得

mv0=(加+Al)%,匕=2m/s

代入数据得匕=2m/s,二者之间的摩擦力达到最大值。

(2)物块与木板之间即将相对滑动时，二者之间的摩擦力达到最大值。

对物块与木板整体有F=(m+M)a

对物块有"mg=ma

联立上式可得E=ION

（3）设二者即将相对滑动时的速度为V2,