2024屆湖南省A佳教育高三下學(xué)期5月模擬考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1A佳教育·2024年5月高三模擬考試物理一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小―給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1.采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太陽”之稱的“東方超環(huán)”是我國自主設(shè)計(jì)建造的世界上第一個非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置?！叭嗽焯枴焙司圩兊姆磻?yīng)方程為，此反應(yīng)中釋放的核能為△E，伴隨光子放出，已知光速為c。下列有關(guān)說法正確的是A.反應(yīng)方程中的X為中子，屬于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B.核聚變反應(yīng)所釋放的光子來源于核外電子的能級躍遷C.核聚變反應(yīng)放出的能量是由質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化而來D.上述核聚變反應(yīng)中質(zhì)量虧損2.2024年2月初，湖南省多地出現(xiàn)凍雨天氣，路面、橋面結(jié)冰導(dǎo)致行車過程剎車時不能及時停住的事故時有發(fā)生。小剛分析，直線行車時剎車將車輪抱死但不能短距離停車是因?yàn)檐嚿磔^輕，摩擦力不大導(dǎo)致，若行車時車上多乘坐幾個人，剎車時速度相同，輪胎及路面等其他條件相同的前提下，車輪抱死剎車直線滑行距離與空載時對比A.多坐乘客時，摩擦力大，剎車距離更短B.空載時慣性小，剎車距離更短C.空載和滿載乘客時剎車距離相同D.由于乘載的重量具體值未知，無法判斷3.我國有一傳統(tǒng)民俗文化表演——“掄花”，如圖甲所示，景象壯觀，祈福大家新年新氣象，風(fēng)調(diào)雨順，免于火災(zāi)，現(xiàn)已被列入國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。現(xiàn)簡化“掄花”原理如圖乙，豎直轉(zhuǎn)軸О1O2固定在水平地面O2點(diǎn)，O1點(diǎn)固定一帶有相同“花筒”M、N的水平桿對稱分布，快速轉(zhuǎn)動手柄AB、“花筒”隨之一同在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)燒紅的鐵屑沿軌跡切線飛出落到地面，圖案絢麗。若水平桿長4m，離地高3.2m，手搖AB轉(zhuǎn)動的角速度大小為15rad/s。重力加速度g取10m/s2，忽略空氣阻力且“花筒”可看作質(zhì)點(diǎn)，則A.“花筒”(含鐵屑)質(zhì)量為3kg時，受水平桿的作用力大小為1350NB.鐵屑落地點(diǎn)距О點(diǎn)的距離大小為mC.手柄轉(zhuǎn)動越快，鐵片飛出后在空中運(yùn)動時間越長D.鐵屑落地時的速度方向由轉(zhuǎn)動速度和鐵片質(zhì)量決定4.小明打完籃球回家后，習(xí)慣性地將球放置在書房里一小方凳與墻壁之間，如圖所示。PQ為豎直墻底，NQ為水平地面?，F(xiàn)假設(shè)籃球表而光滑，半徑R=0.12m，質(zhì)量m=0.5kg，小方凳為邊長=0.4m的正方體，質(zhì)量M=1kg，此時處于靜止?fàn)顟B(tài)，小方凳與地面間動摩擦因數(shù)，OD與豎直方向夾角θ=37°，D為球與凳的接觸點(diǎn)，重力加速g=10m/s2，sin37°=0.6，co337°=0.8，則A.地面對小方凳的摩擦力與墻壁對籃球的彈力為一對相互作用力B.地面對小方凳的支持力為l5N，球?qū)π》降蕢毫?NC.若向左緩慢移動小方凳，移動過程中球?qū)Ρ趬毫扒驅(qū)π》降实膲毫Χ甲冃.從θ=37開始向左移動小方凳后松手，能使球和小方凳仍靜止(球未到地而)，則向左移動的最大距離為0.024m5.如圖所示，面積為0.02m2，內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/s，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶4，R為滑動變阻器(0~200Ω)，定值電阻R0=5Ω，電流表、電壓表均為理想交流電表示數(shù)分別為I、U。變化量的絕對值分別為、，下列判斷正確的是A.由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為VB.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動的過程中，電壓表示數(shù)變大C.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動的過程中，D.當(dāng)時副線圈的輸出功率最大6.如圖所示，在真空中固定兩等量同種正點(diǎn)電荷，電荷量均為+Q、分別位于同一水平線上的A、B兩點(diǎn)，О為連線AB的中點(diǎn)，C、D為連線AB的豎直中垂線上關(guān)于О點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的距離為r，∠CAO=θ。已知點(diǎn)電荷的電場中距離場源Q為x處的電勢為(以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn))，靜電力常量為k，重力加速度為g、如下分析正確的是A.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為B.一試探電荷(不計(jì)重力)，質(zhì)量為m，從C點(diǎn)給一初速度豎直向下運(yùn)動、要使它能到達(dá)О點(diǎn)，則給的初速度最小值為C.將一電子從C點(diǎn)移到D點(diǎn)過程中電勢能先增大后誠小D.將一質(zhì)量為M的帶負(fù)電小球從D點(diǎn)以vo向上拋出，恰能上升到C點(diǎn)，則二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖(a)，實(shí)線和虛線分別為t1=0和t2時刻的波形圖，P、Q分別是平衡位置為x=1.0m和x=4.0m的兩個質(zhì)點(diǎn)，圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。則A.波的傳播方向?yàn)閤軸負(fù)方向B.波速大小為40m/sC.t2的大小為0.05sD.從t=0時刻起，質(zhì)點(diǎn)Р第一次到達(dá)波峰處所需要的時間為0.175s8.某同學(xué)非常適合當(dāng)一名宇航員，心中也一直憧憬著航天夢，設(shè)想著若干年后，登上另一星球，在該星球表面做一單擺實(shí)驗(yàn)。已知該星球半徑為R，單擺實(shí)驗(yàn)擺長為L，實(shí)驗(yàn)時用積累法測了n次全振動的時間為t，不計(jì)阻力，引力常量為G，則下列說法正確的是A.該同學(xué)的設(shè)想沒法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡x開地球后不能做單擺實(shí)驗(yàn)B.若忽略該星球的自轉(zhuǎn)，根據(jù)已知條件可估算該星球的平均密度為C.在該星球表面發(fā)射衛(wèi)星時，需要的最小發(fā)射速度為D.若擺球?qū)嶒?yàn)時，θ=60°，如圖所示，從此處靜止釋放后經(jīng)最低點(diǎn)時的速度大小為，則該星球表面附近重力加速度為9.如圖所示，公園修建了一個G面為等腰梯形的水池，水池坡面的傾角為α、在注滿水的情況下，一束平行光照射到水面，折射光線與反射光線恰好垂直，該平行光與水面的夾角θ=37°，sin37°=0.6，則A.水對該光的折射率為B.若改變?nèi)肷浣?，使，A點(diǎn)入射的光恰好能夠照到水池底角B點(diǎn)，則水池坡面的傾角α=60°C.減小θ角大小使得入射角達(dá)到臨界角時，由于全反射，光將照不進(jìn)水中D.若水池深m，將一點(diǎn)光源放入池底中央，水面足夠?qū)?、不考慮多次反射，則點(diǎn)光源照亮水面的面積為S=m210.某科技小組利用物理知識研究一款無接觸驅(qū)動的游戲裝置，如圖所示，導(dǎo)軌a、b由半徑為r=0.4m的四分之一光滑圓弧平行導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌組成，其右端與水平導(dǎo)軌c、d良好銜接，導(dǎo)軌a、b部分寬度為L=2m，導(dǎo)軌c、d部分寬度為L=1m，金屬棒Р與金屬棒Q上分別固定有絕緣卡通玩偶，營造出貓追老鼠的氛圍，兩者將隨金屬棒始終無翻轉(zhuǎn)水平運(yùn)動，金屬棒Р與“貓”總質(zhì)量為M=2kg，金屬棒Q與“老鼠”總質(zhì)量為m=1kg，接入導(dǎo)軌間的電阻大小均為R=1Ω，Q棒靜止在c、d導(dǎo)軌上并被鎖定，整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T?，F(xiàn)將Р棒從圓弧導(dǎo)軌圓心等高處無初速釋放，經(jīng)過t=1s時間Р棒到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)，此時Р棒對導(dǎo)軌壓力為其重力的兩倍，金屬棒與軌道接觸良好，不考慮一切摩擦，重力加速度為g取10m/s2，則A.從釋放Р棒到運(yùn)動至圓弧軌道最低點(diǎn)過程中通過金屬棒的電荷量為0.3CB.在Q棒一直鎖定下，要使Р棒不能帶“貓”進(jìn)入c、d軌道，則a、b軌道水平部分長度至少為2mC.當(dāng)Р棒到達(dá)圓弧最低點(diǎn)時，若Q棒立即解除鎖定，水平導(dǎo)軌均足夠長，且P棒始終在ab上運(yùn)動，Q棒始終在cd上運(yùn)動，則兩金屬棒運(yùn)動穩(wěn)定時速度大小分別為m/s，m/sD.Р棒在導(dǎo)軌ab的水平部分運(yùn)動過程，兩者運(yùn)動狀態(tài)第一次穩(wěn)定后，Р棒進(jìn)入cd導(dǎo)軌時，若此時距Q棒1m，則此后兩者將會相碰三、非選擇題：本題共5小題，共56分。11.(8分)常規(guī)落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律摩擦阻力影響相對較大，現(xiàn)如圖放置實(shí)驗(yàn)器材，連接遮光片小車與托盤砝碼的繩子與桌面平行，遮光片與小車位于氣墊導(dǎo)軌(圖1中未畫出，視為無摩擦力)，重力加速度為g，接通電源，釋放托盤與砝碼，測得如下物理量：遮光片寬度d，遮光片小車釋放點(diǎn)到光電門的長度l，遮光片小車通過光電門擋光時間△t，托盤與砝碼質(zhì)量m1，小車和遮光片質(zhì)量m2。(1)如圖2所示用游標(biāo)卡尺測得遮光片寬度d=___________mm；(2)用該裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，__________滿足m2>>m1；(選填“需要”或“不需要”)(3)若d=__________，即驗(yàn)證從釋放到小車經(jīng)過光電門這一過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒；(用上述字母表示)(4)改變l，做多組實(shí)驗(yàn)，作出如圖3所示的以l為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)的圖象，a、b兩圖線中一圖線為無任何阻力情況下的結(jié)果，另一圖線為某同學(xué)考慮到有部分恒定空氣阻力的結(jié)果，對比發(fā)現(xiàn)，__________圖線考慮了空氣阻力。12.(8分)現(xiàn)設(shè)計(jì)一電路，可用來測量未知電阻Rx的阻值，同時還可測量電源電動勢與內(nèi)阻，如圖甲所示，R為電阻箱(0~99.9Ω)，先置于阻值最大位置。(1)斷開K2，閉合K1，逐漸減小電阻箱的阻值，得到多組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R-圖線。分析可得電源電動勢E=________V，電源內(nèi)阻r=_________Ω。(2)斷開K2，閉合K1，當(dāng)R調(diào)至某一位置時，電流表的示數(shù)I1=1.5A；保持電阻箱的位置不變，斷開K1，閉合K2，此時電流表的示數(shù)為I2=1.2A?？蓽y得Rx=_________Ω。(3)K1斷開、K2閉合時，將R的阻值從10Ω逐漸減小到0Ω的過程，電源輸出功率__________(選填“一直減小”“一直增大”“先增大后減小”或“先減小后增大”)。13.(10分)新學(xué)期青春校園籃球賽拉開序幕，某比賽前，比賽用球在體育器材室被打入溫度為23℃的空氣后，球內(nèi)壓強(qiáng)為1.50atm。比賽開始后，球內(nèi)的氣體溫度升高為33℃。但比賽過程中出現(xiàn)小插曲，籃球被打出場外后，被尖銳物體刺穿了一小孔而漏氣，更換后將此球置于場邊穩(wěn)定放置后籃球內(nèi)氣體的溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.00atm。若將球內(nèi)氣體視作理想氣體，但上述過程中籃球的容積不變，求：(1)溫度升高到33℃時球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(保留兩位小數(shù))(2)籃球漏出的空氣質(zhì)量與漏氣前球內(nèi)空氣質(zhì)量之比。14.(14分)如圖所示，半徑為L的圓邊界內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，ab、cd是圓邊界的兩個互相垂直的直徑，邊長為L的正方形defg內(nèi)存在勻強(qiáng)電場，邊長de與直徑cd共線，電場與磁場垂直、與gd平行.質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從a點(diǎn)正對例心О以初速度垂直射入磁場，從d點(diǎn)射出磁場立即進(jìn)入電場，最后恰好從f點(diǎn)射出電場，打在f點(diǎn)右側(cè)距離L處的豎直擋板上，求：(1)勻強(qiáng)砥場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度大小E；(2)粒子運(yùn)動到f點(diǎn)時的速度；(3)粒子從a點(diǎn)進(jìn)入到打到豎直擋板上的運(yùn)動總時間。l5.(16分)某科技館內(nèi)有一用來觀察擺球與牽連配重滑塊運(yùn)動規(guī)律的裝置，如圖所示，用一足夠長的水平軌道桿，將質(zhì)量為M=2m的帶孔滑塊穿套之后水平固定在水平地面上方，再用一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在滑塊下方A點(diǎn)，另一端連接質(zhì)量為m的小球，已知繩長為L，水平桿距地面足夠高，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，忽略空氣阻力。將輕質(zhì)細(xì)繩伸直，小球從B點(diǎn)(B點(diǎn)與A點(diǎn)等高且在水平桿正下方)靜止釋放。(1)若水平桿光滑，當(dāng)小球第一次擺動到最低點(diǎn)時，求滑塊的位移大小和此時細(xì)繩對小球的拉力大小?(2)若水平桿粗糙，滑塊所受最大靜摩擦等于滑動摩擦力，要求小球擺動過程中滑塊始終保持靜止，則滑塊與水平桿之間的動摩擦因數(shù)最小為多大?在此過程中，當(dāng)小球所受重力的功率最大時，小球的動能大小為多少?——★參考答案★——1.D〖解析〗據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知X確實(shí)為中子，但聚變反應(yīng)并非鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，A錯；核聚變反應(yīng)釋放出來的光子來源于原子核內(nèi)，釋放的能量不能講由質(zhì)量轉(zhuǎn)化而來，BC錯；據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知D正確。2.C〖解析〗由牛頓第二定律及可得，在、一定的情況下一定，與重量無關(guān)。3.B〖解析〗“花筒”所需向心力大小為得向心力大小為1350N，但受桿的作用力并非這么大，為重力與它的合力大小，A錯；燒紅的鐵屑沿切線飛出后，做平拋運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動，有解得，水平方向做勻速直線運(yùn)動，有=30×0.8m=24m所以，落地點(diǎn)距O2的距離大小為；空中運(yùn)動的時間由高度決定，落地時速度的方向與高度及轉(zhuǎn)動速度共同決定，與質(zhì)量無關(guān)，CD話誤。4.D〖解析〗A項(xiàng)顯然錯誤；對球受力分析，如圖1所示由平街條件有，，解得=6.25N，對球與小方凳整體受力分析，如圖2所示由平衡條件可得F1=(M+m)g=l5N；對球受力分析如圖3所示，當(dāng)小方凳向左移動時θ角增大，F(xiàn)2和F3增大，根據(jù)力作用的相互性知，球?qū)Ρ诤托》降实膲毫龃?，BC均不對；初始狀態(tài)小方凳與墻壁的距離為解得=0.192m，臨界時，N，N，此時，=53°；小方凳與墻壁的距離F=0.216m，物塊向左移動的最大距離=0.024m，D正確。5.D〖解析〗由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢V，A選項(xiàng)錯誤；設(shè)發(fā)電有效電壓為U0，由理想變壓器的特點(diǎn)可知，=4：l，可得滑動變阻器R的滑片Р向下滑動，R減小，所以變大，則變大，可知電流表示數(shù)變大，而電源的輸出功率為則電源的輸出功率變大，原線圖兩端電壓為，因?yàn)樽兇?，所以減小，減小，電壓表示數(shù)減小，B錯；交變電源電壓的有效值為，又有，，可得，化簡得，即，故C錯誤；副線圖的輸出功率即R獲得的功率為，當(dāng)時，變阻器R獲得的功率最大，此時=80Ω，故D正確。6.B〖解析〗兩點(diǎn)電荷均為正電荷且?guī)щ娏肯嗟龋瑒t兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向均背離各自電荷，電場強(qiáng)度如圖所示，根據(jù)電場強(qiáng)度的矢量合成法則可得C點(diǎn)的場強(qiáng)，A錯；根據(jù)題意，C點(diǎn)的電勢為，O點(diǎn)的電勢為，則可得.若一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的試探電荷(重力不計(jì))從C點(diǎn)以某一豎直向下的初速度運(yùn)動恰好能夠到達(dá)О點(diǎn)，則由動能定理有，解得，可知能夠到達(dá)О點(diǎn)的最小速度，B正確；從C到D，電勢先增大后減小，電勢能先減小后增大；C錯誤；帶負(fù)電的小球從D點(diǎn)到О點(diǎn)靜電力做正功，從O到C電場力做負(fù)功，根據(jù)對稱性可知，小球從D到C的過程中，靜電力對小球所做功的代數(shù)和為零，則根據(jù)動能定理有，解得，D錯.7.BD〖解析〗由圖(b)知t1=0時刻質(zhì)點(diǎn)Q沿著+y正向振動，可知波沿+x正方向傳播；由兩圖可知=8m，T=0.2s則波速為=40m/s，A錯B對；根據(jù)題意可知(n=0、1、2、3...)，解得(n=0、1、2、3)，C錯：波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)Р第一次到達(dá)波峰處的時間即波傳播=7m的時間，則=0.175s，D對。8.BD〖解析〗在另一星球上是能夠做單擺實(shí)驗(yàn)的，與在地球表面類似，A錯；單擺周期，又由.忽略自轉(zhuǎn)時，表面一質(zhì)量為的物體有，圣星球體積，密度，聯(lián)立求得，B對；根據(jù)在行星表面萬有引力與重力可認(rèn)為相等有，該星球表面發(fā)射衛(wèi)星時需要的最小發(fā)射速度為，C錯；擺角較大時，由機(jī)拔能守恒，得，D對。9.BD〖解析〗設(shè)入射角為，折射角為，又已知折射光線和反射光線垂直，θ=37°，所以=53，由折射定律，A錯；，，得，=30°，=60°，B對：全反射針對的是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，C錯；當(dāng)水中點(diǎn)光源射向水面時，若達(dá)到臨界角C，則光線會發(fā)生全反射，所以光照亮水面的區(qū)域?yàn)橐粋€半徑為r的圈，如圖所示，這時入射角等于臨界角C，由幾何關(guān)系可得，其中，r=3m，m2，D正確。10.BC11.(8分)(1)6.75(2分)；(2)不需要(2分)；(3)(2分)；(4)b(2分)〖解析〗本實(shí)驗(yàn)無需用托盤與砝碼重力代替拉力，無需滿足；改變L，做多組實(shí)驗(yàn)，作出如圖以L為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)的圖象，無阻力時，若機(jī)械能守恒成立有，整理有，則圖象斜率為，若有空氣阻力，則斜率將小于無阻力的情況。12.(8分)(1)3(2分)；0.75(2分)；(2)0.5(2分)；(3)先增大后減小(2分)〖解析〗根據(jù)閉合電路歐姆定律，得；則圖象的斜率k=E，由數(shù)學(xué)知識求得電源的電動勢E=3V，R軸截距的絕對值等于內(nèi)阻r，即r=0.75Ω，K2斷開，K1閉合時，有；K1斷開，K2閉合時，有，所以=0.5Ω。因，R的阻值從10Ω逐漸減小到0Ω的過程中，時給出功率最大，所以北過程輸出功率先增大后減小。13.(10分)(1)=1.55atm；(2)或或約為0.34〖解析〗(1)以溺氣前籃球內(nèi)的氣體為研究對象，初狀態(tài)狀態(tài)參量為=1.50atm，=(273+23)K=296K.末狀態(tài)時：=(273+33)K=306K……1分氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有……2分代入數(shù)值解得：=1.55atm……1分(2)換下后置于館內(nèi)穩(wěn)定后籃球內(nèi)氣體的狀態(tài)參量為=1.00atm，=(273+27)K=300K，設(shè)籃球的容積為V，…1分根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得，，……………1分即有，.….…2分代入數(shù)值解得……2分或(用笫一問約等于后的結(jié)果代入所得)或約為0.34。14.(14分)(1)；；(2)；(3)?！冀馕觥?1)在磁場中，運(yùn)動半徑r=L，由洛倫茲力充當(dāng)向心力….…1分解得…1分在電場中沿著de方向以速度做勻速直線運(yùn)動…1分沿著電場力方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動……1分解得…1分(2)從d點(diǎn)運(yùn)動到f點(diǎn)過程，由動能定理：2分可得…..……1分根據(jù)推論，f點(diǎn)速度反向延長交de中點(diǎn)，可知f點(diǎn)速度方向與水平方向夾角為θ，…1分(3)在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律，，粒子在磁場中運(yùn)動的時間……1分在電場中運(yùn)動時間為………1分離開電場后粒子做勻速直線運(yùn)動，水平分逸度為，由，可得，…..……1分·..…1分總時間……..………………1分15.(16分)(1)4mg；(2)，〖解析〗(1)設(shè)小球擺到最低點(diǎn)時速度大小為，滑塊速度大小為，水平桿光滑，根據(jù)水平方向系統(tǒng)動量守恒有：，即有…1分又結(jié)合………1分聯(lián)立可求得…1分根據(jù)系統(tǒng)機(jī)城能守恒，從釋放到第一次達(dá)最低點(diǎn)，有…………1分可求得，，A佳教育·2024年5月高三模擬考試物理一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小―給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1.采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太陽”之稱的“東方超環(huán)”是我國自主設(shè)計(jì)建造的世界上第一個非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置?！叭嗽焯枴焙司圩兊姆磻?yīng)方程為，此反應(yīng)中釋放的核能為△E，伴隨光子放出，已知光速為c。下列有關(guān)說法正確的是A.反應(yīng)方程中的X為中子，屬于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B.核聚變反應(yīng)所釋放的光子來源于核外電子的能級躍遷C.核聚變反應(yīng)放出的能量是由質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化而來D.上述核聚變反應(yīng)中質(zhì)量虧損2.2024年2月初，湖南省多地出現(xiàn)凍雨天氣，路面、橋面結(jié)冰導(dǎo)致行車過程剎車時不能及時停住的事故時有發(fā)生。小剛分析，直線行車時剎車將車輪抱死但不能短距離停車是因?yàn)檐嚿磔^輕，摩擦力不大導(dǎo)致，若行車時車上多乘坐幾個人，剎車時速度相同，輪胎及路面等其他條件相同的前提下，車輪抱死剎車直線滑行距離與空載時對比A.多坐乘客時，摩擦力大，剎車距離更短B.空載時慣性小，剎車距離更短C.空載和滿載乘客時剎車距離相同D.由于乘載的重量具體值未知，無法判斷3.我國有一傳統(tǒng)民俗文化表演——“掄花”，如圖甲所示，景象壯觀，祈福大家新年新氣象，風(fēng)調(diào)雨順，免于火災(zāi)，現(xiàn)已被列入國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。現(xiàn)簡化“掄花”原理如圖乙，豎直轉(zhuǎn)軸О1O2固定在水平地面O2點(diǎn)，O1點(diǎn)固定一帶有相同“花筒”M、N的水平桿對稱分布，快速轉(zhuǎn)動手柄AB、“花筒”隨之一同在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)燒紅的鐵屑沿軌跡切線飛出落到地面，圖案絢麗。若水平桿長4m，離地高3.2m，手搖AB轉(zhuǎn)動的角速度大小為15rad/s。重力加速度g取10m/s2，忽略空氣阻力且“花筒”可看作質(zhì)點(diǎn)，則A.“花筒”(含鐵屑)質(zhì)量為3kg時，受水平桿的作用力大小為1350NB.鐵屑落地點(diǎn)距О點(diǎn)的距離大小為mC.手柄轉(zhuǎn)動越快，鐵片飛出后在空中運(yùn)動時間越長D.鐵屑落地時的速度方向由轉(zhuǎn)動速度和鐵片質(zhì)量決定4.小明打完籃球回家后，習(xí)慣性地將球放置在書房里一小方凳與墻壁之間，如圖所示。PQ為豎直墻底，NQ為水平地面。現(xiàn)假設(shè)籃球表而光滑，半徑R=0.12m，質(zhì)量m=0.5kg，小方凳為邊長=0.4m的正方體，質(zhì)量M=1kg，此時處于靜止?fàn)顟B(tài)，小方凳與地面間動摩擦因數(shù)，OD與豎直方向夾角θ=37°，D為球與凳的接觸點(diǎn)，重力加速g=10m/s2，sin37°=0.6，co337°=0.8，則A.地面對小方凳的摩擦力與墻壁對籃球的彈力為一對相互作用力B.地面對小方凳的支持力為l5N，球?qū)π》降蕢毫?NC.若向左緩慢移動小方凳，移動過程中球?qū)Ρ趬毫扒驅(qū)π》降实膲毫Χ甲冃.從θ=37開始向左移動小方凳后松手，能使球和小方凳仍靜止(球未到地而)，則向左移動的最大距離為0.024m5.如圖所示，面積為0.02m2，內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/s，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶4，R為滑動變阻器(0~200Ω)，定值電阻R0=5Ω，電流表、電壓表均為理想交流電表示數(shù)分別為I、U。變化量的絕對值分別為、，下列判斷正確的是A.由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為VB.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動的過程中，電壓表示數(shù)變大C.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動的過程中，D.當(dāng)時副線圈的輸出功率最大6.如圖所示，在真空中固定兩等量同種正點(diǎn)電荷，電荷量均為+Q、分別位于同一水平線上的A、B兩點(diǎn)，О為連線AB的中點(diǎn)，C、D為連線AB的豎直中垂線上關(guān)于О點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的距離為r，∠CAO=θ。已知點(diǎn)電荷的電場中距離場源Q為x處的電勢為(以無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn))，靜電力常量為k，重力加速度為g、如下分析正確的是A.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為B.一試探電荷(不計(jì)重力)，質(zhì)量為m，從C點(diǎn)給一初速度豎直向下運(yùn)動、要使它能到達(dá)О點(diǎn)，則給的初速度最小值為C.將一電子從C點(diǎn)移到D點(diǎn)過程中電勢能先增大后誠小D.將一質(zhì)量為M的帶負(fù)電小球從D點(diǎn)以vo向上拋出，恰能上升到C點(diǎn)，則二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖(a)，實(shí)線和虛線分別為t1=0和t2時刻的波形圖，P、Q分別是平衡位置為x=1.0m和x=4.0m的兩個質(zhì)點(diǎn)，圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。則A.波的傳播方向?yàn)閤軸負(fù)方向B.波速大小為40m/sC.t2的大小為0.05sD.從t=0時刻起，質(zhì)點(diǎn)Р第一次到達(dá)波峰處所需要的時間為0.175s8.某同學(xué)非常適合當(dāng)一名宇航員，心中也一直憧憬著航天夢，設(shè)想著若干年后，登上另一星球，在該星球表面做一單擺實(shí)驗(yàn)。已知該星球半徑為R，單擺實(shí)驗(yàn)擺長為L，實(shí)驗(yàn)時用積累法測了n次全振動的時間為t，不計(jì)阻力，引力常量為G，則下列說法正確的是A.該同學(xué)的設(shè)想沒法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡x開地球后不能做單擺實(shí)驗(yàn)B.若忽略該星球的自轉(zhuǎn)，根據(jù)已知條件可估算該星球的平均密度為C.在該星球表面發(fā)射衛(wèi)星時，需要的最小發(fā)射速度為D.若擺球?qū)嶒?yàn)時，θ=60°，如圖所示，從此處靜止釋放后經(jīng)最低點(diǎn)時的速度大小為，則該星球表面附近重力加速度為9.如圖所示，公園修建了一個G面為等腰梯形的水池，水池坡面的傾角為α、在注滿水的情況下，一束平行光照射到水面，折射光線與反射光線恰好垂直，該平行光與水面的夾角θ=37°，sin37°=0.6，則A.水對該光的折射率為B.若改變?nèi)肷浣牵?，A點(diǎn)入射的光恰好能夠照到水池底角B點(diǎn)，則水池坡面的傾角α=60°C.減小θ角大小使得入射角達(dá)到臨界角時，由于全反射，光將照不進(jìn)水中D.若水池深m，將一點(diǎn)光源放入池底中央，水面足夠?qū)挕⒉豢紤]多次反射，則點(diǎn)光源照亮水面的面積為S=m210.某科技小組利用物理知識研究一款無接觸驅(qū)動的游戲裝置，如圖所示，導(dǎo)軌a、b由半徑為r=0.4m的四分之一光滑圓弧平行導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌組成，其右端與水平導(dǎo)軌c、d良好銜接，導(dǎo)軌a、b部分寬度為L=2m，導(dǎo)軌c、d部分寬度為L=1m，金屬棒Р與金屬棒Q上分別固定有絕緣卡通玩偶，營造出貓追老鼠的氛圍，兩者將隨金屬棒始終無翻轉(zhuǎn)水平運(yùn)動，金屬棒Р與“貓”總質(zhì)量為M=2kg，金屬棒Q與“老鼠”總質(zhì)量為m=1kg，接入導(dǎo)軌間的電阻大小均為R=1Ω，Q棒靜止在c、d導(dǎo)軌上并被鎖定，整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T。現(xiàn)將Р棒從圓弧導(dǎo)軌圓心等高處無初速釋放，經(jīng)過t=1s時間Р棒到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)，此時Р棒對導(dǎo)軌壓力為其重力的兩倍，金屬棒與軌道接觸良好，不考慮一切摩擦，重力加速度為g取10m/s2，則A.從釋放Р棒到運(yùn)動至圓弧軌道最低點(diǎn)過程中通過金屬棒的電荷量為0.3CB.在Q棒一直鎖定下，要使Р棒不能帶“貓”進(jìn)入c、d軌道，則a、b軌道水平部分長度至少為2mC.當(dāng)Р棒到達(dá)圓弧最低點(diǎn)時，若Q棒立即解除鎖定，水平導(dǎo)軌均足夠長，且P棒始終在ab上運(yùn)動，Q棒始終在cd上運(yùn)動，則兩金屬棒運(yùn)動穩(wěn)定時速度大小分別為m/s，m/sD.Р棒在導(dǎo)軌ab的水平部分運(yùn)動過程，兩者運(yùn)動狀態(tài)第一次穩(wěn)定后，Р棒進(jìn)入cd導(dǎo)軌時，若此時距Q棒1m，則此后兩者將會相碰三、非選擇題：本題共5小題，共56分。11.(8分)常規(guī)落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律摩擦阻力影響相對較大，現(xiàn)如圖放置實(shí)驗(yàn)器材，連接遮光片小車與托盤砝碼的繩子與桌面平行，遮光片與小車位于氣墊導(dǎo)軌(圖1中未畫出，視為無摩擦力)，重力加速度為g，接通電源，釋放托盤與砝碼，測得如下物理量：遮光片寬度d，遮光片小車釋放點(diǎn)到光電門的長度l，遮光片小車通過光電門擋光時間△t，托盤與砝碼質(zhì)量m1，小車和遮光片質(zhì)量m2。(1)如圖2所示用游標(biāo)卡尺測得遮光片寬度d=___________mm；(2)用該裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，__________滿足m2>>m1；(選填“需要”或“不需要”)(3)若d=__________，即驗(yàn)證從釋放到小車經(jīng)過光電門這一過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒；(用上述字母表示)(4)改變l，做多組實(shí)驗(yàn)，作出如圖3所示的以l為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)的圖象，a、b兩圖線中一圖線為無任何阻力情況下的結(jié)果，另一圖線為某同學(xué)考慮到有部分恒定空氣阻力的結(jié)果，對比發(fā)現(xiàn)，__________圖線考慮了空氣阻力。12.(8分)現(xiàn)設(shè)計(jì)一電路，可用來測量未知電阻Rx的阻值，同時還可測量電源電動勢與內(nèi)阻，如圖甲所示，R為電阻箱(0~99.9Ω)，先置于阻值最大位置。(1)斷開K2，閉合K1，逐漸減小電阻箱的阻值，得到多組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R-圖線。分析可得電源電動勢E=________V，電源內(nèi)阻r=_________Ω。(2)斷開K2，閉合K1，當(dāng)R調(diào)至某一位置時，電流表的示數(shù)I1=1.5A；保持電阻箱的位置不變，斷開K1，閉合K2，此時電流表的示數(shù)為I2=1.2A?？蓽y得Rx=_________Ω。(3)K1斷開、K2閉合時，將R的阻值從10Ω逐漸減小到0Ω的過程，電源輸出功率__________(選填“一直減小”“一直增大”“先增大后減小”或“先減小后增大”)。13.(10分)新學(xué)期青春校園籃球賽拉開序幕，某比賽前，比賽用球在體育器材室被打入溫度為23℃的空氣后，球內(nèi)壓強(qiáng)為1.50atm。比賽開始后，球內(nèi)的氣體溫度升高為33℃。但比賽過程中出現(xiàn)小插曲，籃球被打出場外后，被尖銳物體刺穿了一小孔而漏氣，更換后將此球置于場邊穩(wěn)定放置后籃球內(nèi)氣體的溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.00atm。若將球內(nèi)氣體視作理想氣體，但上述過程中籃球的容積不變，求：(1)溫度升高到33℃時球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；(保留兩位小數(shù))(2)籃球漏出的空氣質(zhì)量與漏氣前球內(nèi)空氣質(zhì)量之比。14.(14分)如圖所示，半徑為L的圓邊界內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，ab、cd是圓邊界的兩個互相垂直的直徑，邊長為L的正方形defg內(nèi)存在勻強(qiáng)電場，邊長de與直徑cd共線，電場與磁場垂直、與gd平行.質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從a點(diǎn)正對例心О以初速度垂直射入磁場，從d點(diǎn)射出磁場立即進(jìn)入電場，最后恰好從f點(diǎn)射出電場，打在f點(diǎn)右側(cè)距離L處的豎直擋板上，求：(1)勻強(qiáng)砥場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度大小E；(2)粒子運(yùn)動到f點(diǎn)時的速度；(3)粒子從a點(diǎn)進(jìn)入到打到豎直擋板上的運(yùn)動總時間。l5.(16分)某科技館內(nèi)有一用來觀察擺球與牽連配重滑塊運(yùn)動規(guī)律的裝置，如圖所示，用一足夠長的水平軌道桿，將質(zhì)量為M=2m的帶孔滑塊穿套之后水平固定在水平地面上方，再用一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在滑塊下方A點(diǎn)，另一端連接質(zhì)量為m的小球，已知繩長為L，水平桿距地面足夠高，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，忽略空氣阻力。將輕質(zhì)細(xì)繩伸直，小球從B點(diǎn)(B點(diǎn)與A點(diǎn)等高且在水平桿正下方)靜止釋放。(1)若水平桿光滑，當(dāng)小球第一次擺動到最低點(diǎn)時，求滑塊的位移大小和此時細(xì)繩對小球的拉力大小?(2)若水平桿粗糙，滑塊所受最大靜摩擦等于滑動摩擦力，要求小球擺動過程中滑塊始終保持靜止，則滑塊與水平桿之間的動摩擦因數(shù)最小為多大?在此過程中，當(dāng)小球所受重力的功率最大時，小球的動能大小為多少?——★參考答案★——1.D〖解析〗據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知X確實(shí)為中子，但聚變反應(yīng)并非鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，A錯；核聚變反應(yīng)釋放出來的光子來源于原子核內(nèi)，釋放的能量不能講由質(zhì)量轉(zhuǎn)化而來，BC錯；據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知D正確。2.C〖解析〗由牛頓第二定律及可得，在、一定的情況下一定，與重量無關(guān)。3.B〖解析〗“花筒”所需向心力大小為得向心力大小為1350N，但受桿的作用力并非這么大，為重力與它的合力大小，A錯；燒紅的鐵屑沿切線飛出后，做平拋運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動，有解得，水平方向做勻速直線運(yùn)動，有=30×0.8m=24m所以，落地點(diǎn)距O2的距離大小為；空中運(yùn)動的時間由高度決定，落地時速度的方向與高度及轉(zhuǎn)動速度共同決定，與質(zhì)量無關(guān)，CD話誤。4.D〖解析〗A項(xiàng)顯然錯誤；對球受力分析，如圖1所示由平街條件有，，解得=6.25N，對球與小方凳整體受力分析，如圖2所示由平衡條件可得F1=(M+m)g=l5N；對球受力分析如圖3所示，當(dāng)小方凳向左移動時θ角增大，F(xiàn)2和F3增大，根據(jù)力作用的相互性知，球?qū)Ρ诤托》降实膲毫龃螅珺C均不對；初始狀態(tài)小方凳與墻壁的距離為解得=0.192m，臨界時，N，N，此時，=53°；小方凳與墻壁的距離F=0.216m，物塊向左移動的最大距離=0.024m，D正確。5.D〖解析〗由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢V，A選項(xiàng)錯誤；設(shè)發(fā)電有效電壓為U0，由理想變壓器的特點(diǎn)可知，=4：l，可得滑動變阻器R的滑片Р向下滑動，R減小，所以變大，則變大，可知電流表示數(shù)變大，而電源的輸出功率為則電源的輸出功率變大，原線圖兩端電壓為，因?yàn)樽兇?，所以減小，減小，電壓表示數(shù)減小，B錯；交變電源電壓的有效值為，又有，，可得，化簡得，即，故C錯誤；副線圖的輸出功率即R獲得的功率為，當(dāng)時，變阻器R獲得的功率最大，此時=80Ω，故D正確。6.B〖解析〗兩點(diǎn)電荷均為正電荷且?guī)щ娏肯嗟?，則兩點(diǎn)電荷在C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向均背離各自電荷，電場強(qiáng)度如圖所示，根據(jù)電場強(qiáng)度的矢量合成法則可得C點(diǎn)的場強(qiáng)，A錯；根據(jù)題意，C點(diǎn)的電勢為，O點(diǎn)的電勢為，則可得.若一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的試探電荷(重力不計(jì))從C點(diǎn)以某一豎直向下的初速度運(yùn)動恰好能夠到達(dá)О點(diǎn)，則由動能定理有，解得，可知能夠到達(dá)О點(diǎn)的最小速度，B正確；從C到D，電勢先增大后減小，電勢能先減小后增大；C錯誤；帶負(fù)電的小球從D點(diǎn)到О點(diǎn)靜電力做正功，從O到C電場力做負(fù)功，根據(jù)對稱性可知，小球從D到C的過程中，靜電力對小球所做功的代數(shù)和為零，則根據(jù)動能定理有，解得，D錯.7.BD〖解析〗由圖(b)知t1=0時刻質(zhì)點(diǎn)Q沿著+y正向振動，可知波沿+x正方向傳播；由兩圖可知=8m，T=0.2s則波速為=40m/s，A錯B對；根