湖北省武漢市黃陂區(qū)第一高級中學高三下學期模擬考試（三）物理

黃陂一中2024屆高三模擬考試（三）物理試題命題人：金紅審題人：陶東波朱小娟選擇題：（共40分，第1~7題只有一個選項符合題意，第8~10題有多個選項符合題意，全部選對得4分，選對但選不全得2分，有選錯的得0分）1.如圖為氫原子能級圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，當它們自發(fā)地躍遷到較低能級時，下列說法正確的是(

)

A.這些氫原子躍遷時最多可產(chǎn)生3種不同頻率的光子

B.由n=4能級躍遷到n=1能級時發(fā)出光子的波長最長

C.核外電子動能減少，電勢能增加D.該氫原子放出光子，能量減少2、一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始。第一次經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)b；第二次先經(jīng)等壓過程到狀態(tài)c，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)b。圖像如圖所示。則（）A.過程，氣體從外界吸熱B.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)b時的分子平均動能小C.過程比過程氣體對外界所做的功多D.氣體在狀態(tài)a時比在狀態(tài)c時單位時間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)少3．為了使在磁場中轉(zhuǎn)動的絕緣輪快速停下來，小明同學設(shè)計了以下四種方案：圖甲、乙中磁場方向與輪子的轉(zhuǎn)軸平行，圖甲中在輪上固定閉合金屬線圈，圖乙中在輪上固定未閉合金屬線圈；圖丙、丁中磁場方向與輪子的轉(zhuǎn)軸垂直，圖丙中在輪上固定閉合金屬線框，圖丁中在輪上固定一些細金屬棒。四種方案中效果最好的是（）A．甲 B．乙C．丙 D．丁4．如圖（a），摩擦角的物理意義是：當兩接觸面間的靜摩擦力達到最大值時，靜摩擦力f與支持面的支持力N的合力F與接觸面法線間的夾角即為摩擦角，可知。利用摩擦角的知識可以用來估料，如圖（b）所示。物料自然堆積成圓錐體，圓錐角底角必定是該物料的摩擦角。若已知物料的摩擦角和高h，動摩擦因數(shù)為。物料所受滑動摩擦力等于最大靜摩擦力?？汕蟪鰣A錐體的體積為（

）A． B．C． D．位置Bx/μTBy/μTBz/μTGBxG00HBxH00E806F8065.利用中的磁傳感器可測量埋在地下的水平高壓直流長直電纜的深度。在上建立了空間直角坐標系Oxyz后保持方位不變，且Oz始終豎直向上，如圖（a）所示。電纜上方的水平地面上有E、F、G、H四個點，如圖（b）所示。EF、GH長均為1.8m且垂直平分。將水平貼近地面，電纜通電前將各分量調(diào)零，以消除地磁場的影響，通電后測得四點的分量數(shù)據(jù)見表，其中BxG=BxH。下列關(guān)于電纜中電流的方向和電纜距離地面的深度，判斷正確的是（）A.電纜中電流沿平行于+y方向，電纜距離地面的深度為1.2mB.電纜中電流沿平行于+y方向，電纜距離地面的深度為2.4mC.電纜中電流沿平行于y方向，電纜距離地面的深度為1.2mD.電纜中電流沿平行于y方向，電纜距離地面的深度為2.4m6.如圖所示為遠距離輸電模擬原理圖，變壓器均為理想變壓器，其中降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n。發(fā)電機輸出電壓不變，兩變壓器間輸電線的總電阻為R，降壓變壓器所接負載的等效電阻為R變，，其余導線電阻不計。當R變變化時，理想電壓表V的示數(shù)變化為，理想電流表A的示數(shù)變化為，下列說法正確的是（）A.R變的觸頭向下滑動時，輸電線上的損耗功率變小B.R變的觸頭向下滑動時，電壓表的示數(shù)變大C.R變

的觸頭向上滑動時，輸電效率降低D.7..一塊質(zhì)量為M、長為l的長木板A

靜止放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的物體B（可視為質(zhì)點）以初速度v0從左端滑上長木板

A

的上表面并從右端滑下，該過程中，物體B的動能減少量為，長木板A的動能增加量為，A、B間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，下列說法正確的是（）A.A、B組成的系統(tǒng)動量、機械能均守恒B.，，Q的值可能為，，C.，，Q的值可能為，，D.若增大v0和長木板A的質(zhì)量M，B一定會從長木板A的右端滑下，且Q將增大8.兩列機械波在同種介質(zhì)中相向而行，P、Q為兩列波的波源，以P、Q連線和中垂線為軸建立如圖所示的坐標系，P、Q的坐標如圖所示。某時刻的波形如圖所示。已知P波的傳播速度為10m/s，O點有一個觀察者，下列判斷正確的(

)

A.兩波源P、Q的起振方向相同

B.經(jīng)過足夠長的時間O的振幅為45cm

C.波源Q產(chǎn)生的波比波源P產(chǎn)生的波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

D.當觀察者以2m/s的速度向Q點運動時，觀察者接收到Q波的頻率大于2.5Hz9.設(shè)想在赤道上建造如圖甲所示的“太空電梯”，宇航員可通過豎直的電梯直通太空站。圖乙中r為宇航員到地心的距離，R為地球半徑，曲線A為地球引力對宇航員產(chǎn)生的加速度大小與r的關(guān)系；直線B為宇航員由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的向心加速度大小與r的關(guān)系。關(guān)于相對地面靜止在不同高度的宇航員，下列說法正確的有（）A.隨著r增大，宇航員的線速度增大B.圖中r0為地球同步衛(wèi)星的軌道半徑C.宇航員在r=R處的線速度等于第一宇宙速度D.隨著r增大，宇航員感受到“重力”也增大10.如圖所示，傾角為θ的斜面體c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，絕緣細繩一端與b相連（繩與斜面平行），另一端跨過光滑的定滑輪與帶電小球M連接，定滑輪的正下方也有一帶電小球N，M、N質(zhì)量均為m，帶電荷量大小均為q。M靜止時細線與豎直方向成β角（β<90°）。M、N處于同一水平線上?，F(xiàn)在同一豎直面內(nèi)向下方，緩慢移動N，直到N移動到M

位置的正下方，此過程中b、c、M始終處于靜止狀態(tài)。M、N均可視為點電荷，靜電力常量為k，重力加速度為g。下列說法中正確的是（）A.M、N間的庫侖力先增大后減小B.絕緣細繩對M的拉力逐漸增大C.地面對c的摩擦力逐漸減小D.M、N間距離最大值為二．實驗題：本題共2小題，共18分。11、（每空2分）科技文化節(jié)中，某興趣小組做了如下實驗。利用單擺測量重力加速度，實驗操作如下：(1)使用游標卡尺測量實芯鋼球的直徑，如下圖所示，鋼球直徑的讀數(shù)為d=mm；(2)將器材按甲圖方式連接，用刻度尺測量出懸點與鋼球最上端間細線長度為l；使鋼球按照乙圖方式運動，擺角小于5°，鋼球第1次經(jīng)過最低點處開始計時，第n次經(jīng)過最低點時的總時間為t，則重力加速度g=；(用測得的物理量表示)(3)若鋼球?qū)嶋H按圖丙方式在水平面內(nèi)做圓周運動，但仍然視作單擺，則測量出的重力加速度值(填“偏大”或“偏小”)。（4）某同學又將鋼球換成沙擺如圖甲所示，薄木板被沿箭頭方向水平拉出的過程中，漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲線如圖乙所示，當沙擺擺動經(jīng)過最低點時開始計時(記為第1次)，當它第20次經(jīng)過最低點時測得所需的時間為19s(忽略擺長的變化)，取當?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2，則：a．該沙擺的擺長約為m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）b．由圖乙可知薄木板做的是勻加速運動，且加速度大小約為m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）12．（2+1+1+2+2）學習小組要測量一個電阻的電阻率，已知其長度為L，額定電壓為1V。（1）用螺旋測微器測量該電阻的直徑，示數(shù)如圖甲所示，其直徑d=mm；（2）粗測該電阻的阻值為250?，為精確測量其阻值，該同學設(shè)計的測量電路如圖乙所示，其中蓄電池E電動勢約為6.5V（內(nèi)阻不計）、滑動變阻器R最大阻值為200?、定值電阻R1=792?、保護電阻R2=250?。要求滑動變阻器在接近全電阻范圍內(nèi)可調(diào)，且測量時電表的讀數(shù)不小于其量程的，則圖乙中圓圈①位置接入、圓圈②位置應(yīng)接入（均選填器材前的字母序號）；

A．電流表A1（量程為100mA，內(nèi)阻RA1=3?）B．電流表A2（量程為5mA，內(nèi)阻RA2=8?）C．電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻RV=750?）（3）實驗中根據(jù)兩電表讀數(shù)作出如圖丙所示的圖線（坐標均為國際單位），已知圖線的斜率為k，則所測該電阻的阻值Rx=（用題中已知所測物理量符號表示），研究實驗誤差時發(fā)現(xiàn)實驗所用定值電阻的阻值比標稱值小，則電阻率的測量值將（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。三．計算題：本題共3小題，共42分。13.(9分則3+6)如圖所示，水池中裝有某透明液體，深度為H，水池底部有足夠大的平面鏡MN，單色點光源S距離鏡面H3，與豎直方向成30°角的光線入射到液面的O點，發(fā)現(xiàn)其反射光線和折射光線恰好相互垂直。求：

(1)液體的折射率;(2)從液面上方看去，能被照亮的區(qū)域面積。14.(15分3+6+6)一轉(zhuǎn)動裝置如圖所示，足夠長的水平輕桿固定在豎直輕桿上，小圓環(huán)A和輕彈簧套在水平桿上，原長為的彈簧左端固定于豎直桿，右端與A相連，小圓環(huán)B套在豎直桿上，可沿桿滑動。A、B之間用不可伸長的輕繩連接，初始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，彈簧長度為，繩與豎直方向的夾角?，F(xiàn)使整個裝置緩慢加速后繞豎直桿勻速轉(zhuǎn)動，此時彈簧彈力與初始時大小相等，已知，，不計一切摩擦，重力加速度為，，，求：（1）初始狀態(tài)彈簧中的彈力大??；（2）裝置轉(zhuǎn)動的角速度；（3）裝置由靜止到勻速轉(zhuǎn)動過程中，外界對裝置所做的功。15．（18分4+10+4）如圖甲所示的坐標系中區(qū)域有沿y軸負向的勻強電場，電場強度，區(qū)域有垂直紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小和方向隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，當垂直紙面向里時磁感應(yīng)強度為正，圖中，有足夠大的熒光屏垂直于x軸放置并可沿x軸水平移動?，F(xiàn)有一帶電粒子質(zhì)量，電量的帶電粒子從電場的P點（已知P點y軸坐標為0.3m），沿平行x軸以某一初速度進入電場，恰好從坐標原點與x軸成60°進入磁場，取帶電粒子進入磁場為時刻，不計粒子重力，答案可用根號表示，求：（1）帶電粒子的初速度；（2）若要完整研究帶電粒子在磁場中的運動軌跡，磁場沿y軸方向的最小區(qū)間的上限坐標，和下限坐標；（3）若要帶電粒子垂直打在熒光屏上，熒光屏所在位置的x軸的可能坐標值．答案題號12345678910答案DCCAADBBDABCD4.【答案】A【解析】物料自然堆積成圓錐體，圓錐角底角必定是該物料的摩擦角，對物料作受力分析如圖所示當?shù)捉谴笥跁r，物料將沿錐面下滑，為使物料不下滑，應(yīng)使減??；當?shù)捉切∮跁r，物料將停留在錐面上，那么使物料恰好不下滑應(yīng)使增大，且讓，所以底角會保持為定值。若已知和錐體的高h，則可求出它的體積為故選A。5.【答案】A【解析】【詳解】由題中數(shù)據(jù)可知，E、F兩點水平x方向的磁感應(yīng)強度大小相等，方向均沿+x方向，豎直z方向的磁感應(yīng)強度大小相等，E點沿+z方向分量與F點沿z方向分量相等，結(jié)合G、H兩點在y、z方向磁感應(yīng)強度均為零，可知E、F點位置如圖1所示；G、H在EF的中垂線上，故電纜中電流沿+y方向。F點的磁感應(yīng)強度分解如圖2所示?？傻糜諩F長為L=1.8m，由幾何關(guān)系可得解得距離地面的深度為h=1.2m故選

A。6.【答案】D【解析】【詳解】AB．R變

的阻值減小，電流表的示數(shù)增大，由于降壓變壓器的匝數(shù)比不變，則輸電線上的電流增大，輸電線上的損耗功率變大。又因為升壓變壓器輸出電壓U?不變，則降壓變壓器的輸入電壓減小，依據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系知電壓表的示數(shù)減小，故AB

錯誤，C．由以上分析知，R變的阻值增大，輸電線電流減小，則降壓變壓器的輸入電壓U3增大，輸電效率為可知輸電效率提高，故C

錯誤；D．根據(jù)輸電線路，設(shè)升壓變壓器副線圈兩端的電壓為，輸電線路的電流為，則降壓變壓器原線圈兩端的電壓根據(jù)電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系可得根據(jù)匝數(shù)與電流之間的關(guān)系聯(lián)立可得由于升壓變壓器原線圈無負載，因此始終不變，則根據(jù)以上函數(shù)關(guān)系可知故D正確。故選

BD。7.【答案】B【詳解】A．A、B組成的系統(tǒng)合力為零，因此動量守恒；而A、B由于存在摩擦生熱，故系統(tǒng)機械能不守恒，A錯誤；BC．畫出物體B和長木板A的速度—時間圖線，分別如圖中1和2所示，圖中1和2之間的梯形面積表示板長，1與軸所圍的面積表示物體B的位移x1，2與軸所圍的面積表示長木板A的位移x2，由圖可知又有則有可知B項所給數(shù)值有可能，故B正確，C錯誤。D．若增大v0和長木板A的質(zhì)量M，在vt圖像中1將向上平移，而2的圖像斜率變小，即A

的加速度變小，顯然可知B一定會從長木板A

的右端滑下，而Q=fl不變，D錯誤。故選B。8.【答案】BD【解析】A.由圖像可知，波源P起振方向沿y軸負方向；而波源Q的起振方向沿y軸正方向，起振方向相反，A錯誤；B.兩列波到達O點時總是同相位，振動加強，因此經(jīng)過足夠長的時間O的振幅為45cm，B正確；C.兩列波的波長均為4m，產(chǎn)生明顯衍射條件相同，C錯誤；D.由于兩列機械波在同種介質(zhì)中傳播，故波速相同，當觀察者以2m/s的速度向Q點運動時，觀察到的波速為v=v波+v可得觀察者接收到Q波的頻率f9.【答案】AB【解析】A.相對地面靜止在不同高度的宇航員，地球自轉(zhuǎn)角速度不變，根據(jù)v=ωr可知宇航員的線速度隨著r的增大而增大，故A正確；B.當r=r0時，引力加速度正好等于宇航員做圓周運動的向心加速度，即萬有引力提供做圓周運動的向心力，所以宇航員相當于衛(wèi)星，此時宇航員的角速度跟地球的自轉(zhuǎn)角速度一致，可以看作是地球的同步衛(wèi)星，即r0為地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，故B正確；C.宇航員在r=R處是在地面上，除了受到萬有引力還受到地面的支持力，線速度遠小于第一宇宙速度，故C錯誤；D.宇航員乘坐太空艙在“太空電梯”的某位置時，由牛頓第二定律可得GMmr2?FN=mω2r其中FN為太空艙對宇航員的支持力，宇航員感受的“重力”為FN=GMmr2?mω2r=ma引10.【答案】CD【解析】【詳解】ABD．畫出小球M的受力示意圖如圖所示當小球M位置不動，N緩慢向下方移動時，絕緣細繩對M的拉力FT逐漸減小，N對M的庫侖力F庫先減小后增大，M、N間庫侖力最小時，M、N間距離最大，則有解得故D正確，AB

錯誤；C．將b和c看成一個整體，受重力、繩子沿斜面向上的拉力、地面的支持力以及水平向左的摩擦力，根據(jù)正交分解法，可知地面對c的摩擦力的大小等于拉力的水平分量，當拉力減小時，地面對c的摩擦力減小，故C正確。故選

CD。11.(1)12.35(2)л2(n?1)212．1.990CB偏大【詳解】（1）[1]該電阻的直徑（2）[2][3]圓圈②位置應(yīng)接入B，即電流表A2，與定值電阻R1改裝成伏特表，該伏特表的量程為圓圈①位置接入C，當電壓表滿偏時，待測電阻兩端電壓為解得電壓表與待測電阻的總電壓為4V，恰好等于改裝后的伏特表的量程4V，兩個電表能同時滿偏。（3）[4]①為電壓表，讀數(shù)為U，②為電流表，讀數(shù)為I，根據(jù)歐姆定律得解得根據(jù)圖像得解得[5]研究實驗誤差時發(fā)現(xiàn)實驗所用定值電阻的阻值比標稱值小，則電阻的測量值Rx偏大，根據(jù)電阻定律解得測量值Rx偏大，電阻率的測量值偏大。13.(1)根據(jù)題意作圖，如圖所示，OA為反射線，OB為折射線，a=30°