2024届湖北省黄冈中学高三下学期5月第二次模拟考试物理试题

2023~2024学年湖北省黄冈中学模拟（第二次）考试物理试卷（5月）一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是(    )A.图甲中，用频率为v1的光照射光电管，微安表有示数，向左调节滑动变阻器的触头P，可以使微安表示数慢慢增大，最后到达饱和电流B.图乙中，一个氢原子吸收能量从基态向n=3的能级跃迁时，最多可以吸收3种不同频率的光C.图丙中，曲238的半衰期是45亿年，适当加热轴238，可以使衰变速度加快D.图丁中，气核的核子平均质量大于氦核的核子平均质量2.直角坐标系xoy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于x=0处的波源发出的两列简谐横波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播。t=0时刻波源开始振动，t=6s时刻只画出了介于一6m和6m之间的波形(图甲)。已知该时刻a波刚好传到x=6m处，则t=1.5s时介于−6m和6m之间的波形图是(    )A. B.C. D.3.如图所示，小球A从地面向上斜抛，抛出时的速度大小为10m/s，方向与水平方向夹角为53∘，在A抛出的同时有小球B从某高处自由下落，当A上升到最高点时恰能击中下落的B，不计空气阻力，sin53∘=0.8，重力加速度g取10m/s2。则A、B两球初始距离是(    )A.4.8m B.6.4m C.8.0m D.11.2m4.水上滑翔伞是一项很受青年人喜爱的水上活动。如图1所示，滑翔伞由专门的游艇牵引，稳定时做匀速直线运动，游客可以在空中体验迎风飞翔的感觉。为了研究这一情境中的受力问题，可以将悬挂座椅的结点作为研究对象，简化为如图2所示的模型，结点受到牵引绳、滑翔伞和座椅施加的三个作用力F1、F2和F3，其中F1斜向左下方，F2斜向右上方。若滑翔伞在水平方向受到的空气阻力与水平速度成正比，在竖直方向上受到的空气作用力保持不变。当提高游艇速度，稳定时则(    )A.F2可能等于F3B.F1一定变小C.当速度增大到一定程度，人的脚尖可以触及海面D.F2和F3的合力方向可能沿水平向右5.电熨斗在达到设定温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断，从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。下列说法正确的是(    )A.温度升高时，双金属片会向上弯曲B.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度降低C.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度升高D.适当增加输入电压，可以使设定温度升高6.2024年4月25日神舟十八号载人飞船成功与空间站对接。对接前的运动简化如下：空间站在轨道Ⅰ上匀速圆周运动，速度大小为v1;飞船在椭圆轨道Ⅱ上运动，近地点B点离地的高度是200km，远地点A点离地的高度是356km，飞船经过A点的速度大小为vA，经过B点的速度大小为vB。已知轨道Ⅰ、轨道Ⅱ在A点相切，地球半径为6400km，下列说法正确是(    )A.在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A的速度，即vA=v1B.在轨道Ⅱ上经过A的向心加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的向心加速度C.在轨道Ⅱ上经过B的速度有可能大于7.9km/sD.在轨道Ⅱ上从B点运动到A点的时间大约为30min7.竖直平面有一如图所示的正六边形ABCDEF，O为中心，匀强电场与该平面平行。将一质量为m、电荷为+q的小球从A点向各个方向抛出，抛出时速度大小相等。落到正六边形上时，C、E两点电势能相等，D、E连线上各点速度大小相等。重力加速度大小为g，下列说法不正确的是(    )A.电场强度的方向由A指向OB.小球经过F、C两点的速度大小满足vF=vcC.小球受到的电场力与重力大小相等D.B、D两点的电势满足φB=φD二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.如图所示，矩形线框的匝数为N=100，面积为S=0.02m2，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω=100rad/s沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，定值电阻R1=10Ω、R2=2.5，线框内阻r=5Ω，忽略导线的电阻。下列说法正确的是(    )A.线框经过图示位置时，产生的感应电动势为200VB.流过电阻R1的电流是交流电C.线框转动一圈，通过电阻R1的电荷量为0.4CD.通过电阻R1的电流有效值为52A9.如图所示，两根足够长的平行金属粗糙导轨固定在水平面内，左侧轨道间距为2m，右侧轨道间距为1m，导轨间存在磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒b长为1m，静止在右侧轨道，最右侧固定一个阻值为R=2Ω的定值电阻。金属棒a长为2m，两根金属棒与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.2，当a在水平恒力F=4N作用下从静止开始运动，到稳定时b发热Q=cJ。已知a始终在左侧轨道运动，a、b质量均为m=1kg，a的阻值为1Ω，b的阻值为2Ω，且始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计，重力加速度大小g=10m/s2。则下列说法正确的是(    )A.b棒可以运动起来B.稳定时a棒做匀速运动，速度为1m/sC.从开始到稳定状态，a棒位移为(2c+0.25)mD.从开始到稳定状态，a棒运动时间为0.75s10.如图，倾角为30∘的光滑斜面固定在水平面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端放置一个质量为m的物块B。t=0时刻，将质量也为m的物块A(可视为质点)从斜面顶端由静止释放，t1时刻A与B发生碰撞并粘在一起。粘合体沿斜面简谐运动过程中，弹簧最大形变量为2mgk。已知弹簧弹性势能表达式为Ep=12kx2，弹簧振子周期公式T=2πMk，其中x是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，M为振子质量，重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是(    )A.粘合体速度最大为mg22kB.物块A释放点到碰撞点的距离为mg2kC.粘合体向下运动过程中的最大加速度大小为gD.从物体A、B碰撞到运动到最低点的时间为2π32mk三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.近年来，对折射率为负值(n<0)的负折射率人工材料的研究备受关注。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵循折射定律，但折射角取负值。即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。某同学用图乙所示装置测量该材料对红光的折射率，在空气中(可视为真空)放置两个完全相同的用负折射率材料制作的顶角为θ的直角三棱镜A、B，在棱镜B下方有一平行于下表面的光屏，两棱镜斜面平行且间距为d。一束红色激光，从棱镜A上的P点垂直入射。(1)该同学先在白纸上记录两平行斜边位置，放上两三棱镜后，插针P1、P2的连线垂直于A上表面，若操作无误，则在图中下方的插针应该是__________。A.P3P6      B.P3P8     C.P5P6     D.P7P8(2)若θ=30∘，激光通过两棱镜后，打在光屏上的点偏离入射光线的水平距离为2d，该材料折射率n=__________。(3)记录棱镜B的斜边位置后，操作时不小心把棱镜B往下方平移了少许距离(使两棱镜实际距离略大于d)，则该材料折射率n的测量值的绝对值会__________。(填“偏大”“不变”或者“偏小”)12.某学习小组在研究“测量干电池的电动势和内阻”和“测量金属丝电阻率”两个实验时，先设计如图甲所示电路，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，横截面积为S。调节滑片P，记录电压表示数U、及对应的PN长度x，绘制出图乙所示的U−Ux图像，图像与纵轴截距为b1，斜率绝对值为k1。用同一根金属丝MN和同一个电源又设计了如图丙所示电路，调节滑片P，记录电流表示数I、及对应的PN长度x，绘制出图丁所示的Ix−I图像，图像与纵轴截距为b2，斜率绝对值为k2。(1)若不考虑电表内阻影响，则电池的电动势E=__________，内阻r=__________，金属丝的电阻率ρ=__________;(均选用b1，b2、k1、S表示)(2)实验中因电压表内阻的影响，电动势测量值__________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值;本实验电流表内阻对电源内阻的测量__________(填“有”或“没有”)影响。四、计算题：本大题共3小题，共44分。13.如图所示，水平均匀薄玻璃管(质量忽略不计)长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱村闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。(1)当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出。求角速度ω1;(结果可用根式表示)(2)若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以(1)中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。(无需解答过程，本问直接写出结果即可)14.如图所示，质量为m1=1kg、长度为L=7.5m的木板放在光滑水平面上，质量为m2=0.5kg、可视为质点的木块放在木板最左端，木块与木板动摩擦因数为μ=0.2，其他摩擦均不计。在水平面上长木板的右侧静置一质量为m3=3kg、上表面为圆弧的小车(圆弧半径为R，圆心角为120∘)。质量m4=1.5kg可视为质点的小球放在小车上。令木板和木块以共同速度v0=6m/s水平向右运动，随后木板与小车发生弹性碰撞(仅考虑小车发生一次碰撞)，碰撞时间极短。已知重力加速度大小g取10m/s2。(1)木板与小车发生弹性碰撞后的瞬间，求小车的速度大小;(2)最终稳定时，求木板的速度大小;(3)若小球刚好可以从小车上掉落，求小车上圆弧半径R的大小。15.如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，两板间所加电压为U0。金属板P和Q水平放置在N板右侧，且关于小孔S1，S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压4U0，板长为L，板间距为2L。距离P板右侧L处有一个足够大的荧光屏，板右侧与荧光屏之间分布着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=U0mqL2。现有一质子(H11H)和α粒子(He24He)从小孔S1处先后由静止释放，穿过小孔S2水平向右进入偏转电场。已知α粒子的质量为4m，电荷量为2q;质子的质量为m，电荷量为q。不计粒子的重力作用，求(1)质子在偏转电场中的侧移量y1和速度偏转角θ1;(2)质子在磁场中运动的时间t1;(3)两粒子打在在荧光屏上的点沿竖直方向的距离d。答案和解析1.【答案】D 【解析】A.向左调节滑动变阻器的触头P，光电管加反向电压会使电流变小，A错误；B.一个氢原子从基态向n=3的能级跃迁时，最多可以吸收2种不同频率的光，B错误;C.半衰期只与原子核本身有关，与核外环境无关，C错误D.轻核聚变会释放能量，有质量亏损，反应物的核子平均质量大于生成物的核子平均质量。故选D。2.【答案】D 【解析】由题可知，t=6s时，x=6m的质点刚刚开始振动，根据质点的传播方向和振动方向的关系可知，该质点此时刻向y轴负方向振动，说明振源开始振动的方向也为y轴负方向；t=6s时，a波刚好传到x=6m处，可知a波的波速为：v a=1m/s则t=1.5s时，a波刚好传到x=1.5m处，且x=1.5m处质点向y轴负方向振动，故AB错误；由题意可知，这两列波是由同一振源引起的，故两列波的频率关系为：f a=f b，由图象可知，a波的波长为：λ a=1m，b波的波长为：λ b=4m，根据公式v=λf可知：va vb = λaλb  = 1 4所以t=1.5s时，b波刚好传到x=6m处，故C错误，D正确；故选D。3.【答案】C 【解析】小球A的运动可以看成平抛运动的逆过程；水平速度为v0=vcos53∘=6m/s，竖直速度为vy=vsin53∘5