湖北省2024年高考物理模拟试卷及答案9

湖北省2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、单选题得分1．我国自主研发的聚变—裂变混合反应堆的主体部分由“聚变堆芯”和“裂变包层”等组成，“聚变堆芯”中氘、氚燃料发生可控热核聚变反应，输出大量高能中子，“裂变包层”中的92238U在高能中子的作用下可转变为92239U，92239U经过两次衰变后可变成94239Pu，94239Pu发生裂变反应能够稳定、可控地输出巨大的能量。1个94239Pu核“捕捉”一个中子发生裂变反应，可产生两个新核X1A．“聚变堆芯”中发生的核反应方程为1B．92239U衰变为C．新核X1的比结合能小于94239D．1个94239P2．在光滑的水平面上，一滑块的质量m＝2kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F＝4N（方向未知）作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过P、Q两点时速度大小均为v＝5m/s.滑块在P点的速度方向与PQ连线的夹角α=37°，sin37°＝0.6，则下列说法正确的是（）A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°角 B．滑块从P到Q的时间为6sC．滑块从P到Q的过程中速度最小值为5m/s D．P、Q两点的距离为12m3．如图，正方形线框PQMN由四根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框PQMN受到的安培力大小为（）A．2F B．43F C．24．如图所示，一带正电的粒子以一定的初速度进入某点电荷Q产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成30°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成60°角，粒子只受电场力的作用。下列说法中正确的是（）A．点电荷Q带正电 B．a点的电势低于b点电势C．从a到b，系统的电势能减小 D．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度5．如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平地面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为37°（sin37°=0.6，cosA．A、B质量之比为27：25 B．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为3：5C．A落地时速率为2gl D．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为3阅卷人二、多选题得分6．我国于2020年7月成功发射火星探测器“天问1号”，预计“天问1号”经过10个月左右的飞行将到达火星，着陆火星表面并进行巡视探测。假设探测器在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体，其在地球上落回抛出点的时间是火星上的a倍，已知地球半径与火星半径之比为b。不计地球和火星的自转及其表面气体的阻力。下列说法正确的是（）A．地球绕太阳运动周期的平方与火星绕太阳运动周期的平方之比为b3B．地球表面与火星表面的重力加速度大小之比为a：1C．地球与火星的质量之比为b2：aD．地球与火星的第一宇宙速度大小之比为b7．网红景点“长江索道已成为重庆旅游的一张靓丽名片，如图1所示为长江索道上运行的轿厢，为研究轿厢及厢中乘客的受力和运动情况，建立如图2所示物理模型，倾斜直索道与水平面夹角为30°，载人轿厢沿钢索做直线运动，轿厢底面水平，质量为m的人站立于轿厢底面且和轿厢壁无相互作用，人和轿厢始终保持相对静止，某次运行中测得人对轿厢底面的压力恒定为1.2mg，g为重力加速度，则下列说法正确的是（）A．轿厢一定沿钢索向上运动 B．轿厢的加速度一定沿钢索向上C．轿厢对人的摩擦力水平向右 D．人对轿厢的作用力大小为1.4mg8．如图所示，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：5，输入电压有效值为10V的正弦交变电流。连接两理想变压器的输电线的总电阻为10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损失的功率为10W。下列说法正确的是（）A．负载电阻的阻值为3.75Ω B．负载电阻的阻值为7.5ΩC．负载电阻的电功率为15W D．负载电阻的电功率为25W9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=6s时的波形如图（a）所示。在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图象如图（b）所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是（）A．平衡位置在x=3m与x=7m的质点具有相同的运动状态B．A点的平衡位置与原点的距离在0.5m到1m之间C．t=9s时，平衡位置在x=1.7m处的质点加速度方向沿y轴正方向D．t=13.5s时，平衡位置在x=1.4m处的质点位移为负值E．t=18s时，平衡位置在x=1.2m处的质点速度方向沿y轴负方向阅卷人三、实验题得分10．某同学利用如图甲所示的电路测量一电源的电动势和内阻，其中电压表V的内阻很大，电流表A的内阻为2.5Ω。（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中实物间的连线补充完整。（2）为保证电路安全，实验开始前，应使电阻箱的阻值（选填“最大”或“最小”）（3）改变电阻箱的阻值，记录多组电压表的示数U以及电流表对应的示数I，作出U−I图像，如图丙所示。则该电源的电动势为V、内阻为Ω。（结果均保留三位有效数字）11．采用下图所示的装置验证动量守恒定律。将两个小球用细线悬挂起来，静止时两球相切，球心等高，两细线恰好竖直。保持细线伸直，将A球向左拉起，由静止开始释放，两球碰撞后，测出A球被反弹向左摆动。则：（1）两球质量关系为mAmB；（选填“>”、“<”或“=”）（2）取两球静止时球心处为参考面，测出A球向左拉起的最大高度h1；两球碰撞后，测出A球与B球第一次弹起分别能达到的最大高度h2和h3。本实验中能验证碰撞前后动量守恒的表达式为：（用上述物理量表示）；（3）实验中所需要的测量仪器有：、；（4）下列做法中对上面的验证动量守恒表达式有影响的是____。A．起始小球在最低处静止时，细线长度略有不等，但两球心等高B．起始小球在最低处静止时，两细线上端系在同一点上C．A球开始释放时有一定的初速度D．两球碰撞过程中有机械能损失E．B球摆到最高点的位置记录不准确12．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，且知一滴油酸酒精溶液的体积V=4.8×10－3mL。油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积，会导致计算结果（填“偏大”“偏小”或“不变”）；若一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积S=40cm2，则可测出油酸分子的直径为m。阅卷人四、解答题得分13．1890年，汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子，从而认识到原子是可以分割的。气体放电管的示意图如图甲所示。气体放电管的基本原理是在D1和D2两极板区域施加电场或磁场，电子在电场或磁场中发生偏转，通过偏转情况可分析电子的性质。具体情况可以抽象成如图乙所示的模型，电子从A点以初速度v0水平进入竖直向上的匀强电场，电场强度为E，然后从B点射出，已知AB连线和电场方向夹角为60°，AB的长度为L，求：（1）电子的比荷？（2）撤去电场，在原来的电场区域内施加垂直纸面的磁场，电子仍从A点以初速度v0水平进入，从B点射出，则磁场的大小和方向？14．如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m，导轨所在空间被分成区域I和II，两区域的边界与斜面的交线为MN，区域I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，区域II中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T，在区域I中，将质量m1=0.1kg，电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。在区域II中将质量m2=0.4kg，电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=3.8m。g取10m/s2，求：（1）ab刚要向上滑动时，cd的速度大小；（2）此过程中cd上产生的热量Q；

（3）此过程中cd运动的时间t。15．如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5×105Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，求：①气体在状态B和C时的压强；②整个过程中气体与外界交换的热量。16．如图，泳池底部半球形玻璃罩半径为r，内为空气，其球心处有一个点光源S。S发射的光通过罩内空气穿过厚度不计的玻璃罩，进入水中，最后有部分光线折射出水面，在水面形成圆形光斑。（1）水深h=2m，水对光的折射率取43（2）若光源发出的是白光，考虑到色散，问出射水面的光斑边缘颜色为红色还是紫色，并说明理由。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．核反应方程两边质量数不相等，A不符合题意；B．92239U衰变为C.1个核“捕捉”一个中子发生裂变反应，可产生两个中等质量的原子核，它们的比结合能都比较大，C不符合题意；D．因为1个94239Pu核“捕捉”一个中子发生裂变反应，可产生两个新核X1、X2，同时产生x个中子。且94239Pu核、X1核、X2核和中子的质量分别为m、m1、m故答案为：D。

【分析】题中核反应方程两边质量数不相等。1个94239Pu核“捕捉”一个中子发生裂变反应，可产生两个新核X12．【答案】D【解析】【解答】A．设水平恒力F的方向与PQ连线夹角为β，滑块过P、Q两点时的速度大小相等，根据动能定理得F得β=90°即水平恒力F与PQ连线垂直且指向轨迹的凹侧，A不符合题意；B．把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动，有a=当F方向速度为零时，时间为v解得t=1根据对称性，滑块从P到Q的时间为tB不符合题意；C．当F方向速度为零时，只有垂直F方向的速度v此时速度方向与F垂直，速度最小，C不符合题意；D．垂直F的方向上物块做匀速直线运动，有xD符合题意。故答案为：D。

【分析】把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动。3．【答案】B【解析】【解答】由已知条件可知MPQN边的有效长度与MN相同，等效后的电流方向也与MN相同，边MPQN的电阻等于边MN的电阻的3倍，两者为并联关系，设MN中的电流大小为I，则边MPQN中的电流为I3，设MN的长为L，由题意知所以边MPQN所受安培力为F方向与MN边所受安培力的方向相同，故有F故答案为：B。

【分析】利用欧姆定律求解电路中的电流，利用左手定则和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。4．【答案】C【解析】【解答】A．根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受库仑引力作用，因粒子带正电，所以点电荷带负电，A不符合题意；B．由图可知，点电荷Q位于Ea方向延长线与Eb方向延长线的交点处，且b点与a点相比，b点离负点电荷较近，b点处电势较低，所以B不符合题意；C．由E＝qφ可知正点电荷在电势低处，电势能较小，所以正点电荷在a处时，系统具有的电势能较大，因此C符合题意；D．根据点电荷电场线的分布，b点处电场线分布较密，电场强度较大，粒子加速度较大，所以D不符合题意。故答案为：C。

【分析】粒子在运动的过程中，一直受库仑引力作用。b点离负点电荷较近，b点处电势较低。b点处电场线分布较密，电场强度较大。5．【答案】A【解析】【解答】B．杆对A的作用力先是支持力后是拉力，A与B刚脱离接触的瞬间，杆对A的作用力等于零，A的速度方向垂直于杆，水平方向的分速度等于B的速度，有v解得vB不符合题意；D．A与B刚脱离接触的瞬间，B对A也没有作用力，A只受重力作用，根据牛顿第二定律可得mg解得vA=D不符合题意；C．脱离接触之后，由机械能守恒定律可得mgl解得v=C不符合题意；A．脱离接触之前，由机械能守恒定律mgl(1−解得mA符合题意。故答案为：A。

【分析】杆对A的作用力先是支持力后是拉力，A与B刚脱离接触的瞬间，B对A也没有作用力。6．【答案】C,D【解析】【解答】A．根据开普勒第三定律得T变形后得T地球和火星绕太阳公转的半径未知，故无法知道他们绕太阳公转周期之比，A不符合题意；B．竖直上抛物体，有t=所以有gB不符合题意；C．在星球表面有G解得M=gRC符合题意；D．近地卫星的速度即为第一宇宙速度，所以有mg=m解得v=所以有vD符合题意。故答案为：CD。

【分析】根据开普勒第三定律，地球和火星绕太阳公转的半径未知，无法知道他们绕太阳公转周期之比。近地卫星的速度即为第一宇宙速度。7．【答案】B,C【解析】【解答】ABC．某次运行中测得人对轿厢底面的压力恒定为1.2mg，大于人的重力，即人和轿厢有竖直向上的分加速度，又因为加速度方向一定沿索道方向，说明人受到水平向右的摩擦力，索道的加速度方向沿索道向上，人和轿厢向上加速或者向下减速，A不符合题意，BC符合题意；D．以人为研究对象，在竖直方向上，则有F则人在水平方向的加速度为af=m则轿厢对人的作用力大小为F=联立解得：F=39由牛顿第三定律可得，人对轿厢的作用力大小为FD不符合题意；故答案为：BC。

【分析】人对轿厢底面的压力恒定为1.2mg，大于人的重力。以人为研究对象，在竖直方向上由牛顿第二定律求解。8．【答案】A,C【解析】【解答】设左侧变压器线圈上的电压为U1，且电流为I1，副线圈上的电压为U2，电流为I2，右侧变压器原线圈上的电压为U3副线圈上的电压为U4，电流为I4代入数据，解得I故I有I代入数据，解得IP故负载电阻功率为P=又P=而I则I故RBD不符合题意，AC符合题意。故答案为：AC。

【分析】根据原副线圈中电流和电压的变化情况以及电动率的计算得出损耗的功率，利用理想变压器原副线圈的匝数比与电流比的关系得出左侧变压器中的电流以及负载电阻的功率；同理得出右侧线圈中输出的电流，结合热功率得出负载电阻的组织。9．【答案】A,C,E【解析】【解答】A．根据波动图和振动图可读出波的波长λ=2m，周期为T=4s，故可得波速为v=平衡位置在x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况完全相同，A符合题意；B．根据A质点的振动图可知，t=7.5s时A质点在正的最大位移处，因周期为T=4s，则t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，故t=6s时A正在负的位移位置向平衡位置振动，由t=6s的波动图可知A质点的平衡位置与原点的距离在0m到0.5m之间，B不符合题意；C．根据t=9s与t=6s的时间差为Δt=9s−6s=3s=则平衡位置在x=1.7m处的质点在波形图上再振动3T4D．根据t=13.5s与t=6s的时间差为Δt=13.5s−6s=7.5s=T+则平衡位置在x=1.4m处的质点在波形图上再振动超过3T4E．根据t=18s与t=6s的时间差为Δt=18s−6s=12s=3T则平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向，E符合题意；故答案为：ACE。

【分析】1.λ=2m，x=3m与x=7m的质点相差两个波长，则其振动情况相同。2.t=6.5s时A质点在平衡位置，t=5.5s时A质点在负的最大位移处，A正在负的位移位置向平衡位置振动，与原点的距离在0m到0.5m之间。3.x=1.7m正在负的位移处向平衡位置振动，加速度为沿着y轴正方向。4.平衡位置在x=1.2m处的质点的位置就和现在t=6s时的位置相同，质点的速度根据同侧法可知方向沿y轴负方向。10．【答案】（1）（2）最大（3）5.90；7.50【解析】【解答】（1）根据原理图连接实物图如下图所示（2）为保证电路安全，实验开始前，应使电阻箱的阻值最大；（3）由电路图可知U=E−I(r+则可知图像的纵截距为电源的电动势，因此E=5.90V图像斜率k=则r=k−【分析】（1）利用电路图进行实物图连接；

（2）为了保护电路其电阻箱的阻值应该保持最大值；

（3）利用图像斜率和截距的大小可以求出电动势和内阻的大小。11．【答案】（1）<（2）m（3）天平；刻度尺（4）B；C；E【解析】【解答】（1）因两球碰后A球反弹，可知两球质量关系为mA<mB；（2）由能量关系可知mmm若碰撞中动量守恒，则满足m代入可得m（3）由（2）的表达式可知，实验中所需要的测量小球的质量和小球被拉起或被弹起的高度，则需要的测量仪器有：天平和刻度尺；（4）A．起始小球在最低处静止时，细线长度略有不等，但两球心等高，可保证两球发生正碰，对实验无影响，A不符合题意；B．起始小球在最低处静止时，两细线上端系在同一点上，则这样两球之间会有弹力，会影响碰撞速度，B符合题意；C．A球开始释放时有一定的初速度，则碰撞前的速度会偏大，对实验有影响，C符合题意；D．两球碰撞过程中有机械能损失不影响动量守恒，D不符合题意；E．B球摆到最高点的位置记录不准确，则影响碰后速度，选项E符合题意。故答案为：BCE。

【分析】（1）两球碰后A球反弹，所以两球质量关系为mA<mB。

（2）由能量关系，若碰撞中动量守恒则满足m1v0=−m12．【答案】偏大；1.2×10－9【解析】【解答】．油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积，则测得的油膜的面积偏小，根据d=V．油酸分子的直径为d=

【分析】油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积，则测得的油膜的面积偏小。代入数据求得油酸分子的直径。13．【答案】（1）解：电子从A点射入电场，做类平抛运动，则有LLEq=ma解得q（2）解：换成磁场仍从B点射出，由电子受到洛伦兹力确定，电子从A到B的轨迹是圆弧运动，如图所示，由几何关系可知r=L由q已知q解得磁场的大小B=方向垂直纸面向里【解析】【分析】（1）电子从A点射入电场，做类平抛运动。利用平抛运动规律求解。

（2）换成磁场仍从B点射出，电子受到洛伦兹力确定