湖北省黄冈名校2024届高三下学期物理5月第二次模拟考试

试卷更新日期：2024-06-03 类型：高考模拟

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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 $v_{1}$ 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

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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， $t = 6 s$ 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 $x = 6 m$ 处，则 $t = 1.5 s$ 时介于 $- 6 m$ 和6m之间的波形图是( )

A、 B、
C、 D、

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3. 如图所示，小球A从地面向上斜抛，抛出时的速度大小为 $10 m / s$ ，方向与水平方向夹角为 $53^{\circ}$ ，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， $s i n 53^{\circ} = 0.8$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。则A、B两球初始距离是( )

A、 $4.8 m$ B、 $6.4 m$ C、 $8.0 m$ D、 $11.2 m$

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4. 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 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 和 $F_{3}$ ，其中 $F_{1}$ 斜向左下方， $F_{2}$ 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、 $F_{2}$ 可能等于 $F_{3}$
B、 $F_{1}$ 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、 $F_{2}$ 和 $F_{3}$ 的合力方向可能沿水平向右

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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

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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 $v_{1};$ 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 $v_{A}$ ，经过B点的速度大小为 $v_{B}$ 。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 $v_{A} = v_{1}$
B、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 $7.9 k m / s$
D、在轨道Ⅱ上从B点运动到A点的时间大约为 $30 m i n$

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7. 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O
B、小球经过F、C两点的速度大小满足 $v_{F} = v_{c}$
C、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 $φ_{B} = φ_{D}$

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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 $S = 0.02 m^{2}$ ，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为 $B = 1 T$ 。线框从图示位置开始绕轴 $O O^{'}$ 以恒定的角速度 $ω = 100 r a d / s$ 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 $R_{1} = 10 Ω$ 、 $R_{2} = 2.5$ ，线框内阻 $r = 5 Ω$ ，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200V
B、流过电阻 $R_{1}$ 的电流是交流电
C、线框转动一圈，通过电阻 $R_{1}$ 的电荷量为 $0.4 C$
D、通过电阻 $R_{1}$ 的电流有效值为 $5 \sqrt{2} A$

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9. 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 $B = 1 T$ 、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 $R = 2 Ω$ 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 $F = 4 N$ 作用下从静止开始运动，到稳定时b发热 $Q = c J$ 。已知a始终在左侧轨道运动，a、b质量均为 $m = 1 k g$ ， a的阻值为 $1 Ω$ ， b的阻值为 $2 Ω$ ，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 $g = 10 m / s^{2}$ 。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 $1 m / s$
C、从开始到稳定状态，a棒位移为 $(2 c + 0.25) m$
D、从开始到稳定状态，a棒运动时间为 $0.75 s$

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10. 如图，倾角为 $30^{\circ}$ 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， $t_{1}$ 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 $\frac{2 m g}{k}$ 。已知弹簧弹性势能表达式为 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ，弹簧振子周期公式 $T = 2 π \sqrt{\frac{M}{k}}$ ，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 $g = 10 m / s^{2}$ ，则下列说法正确的是( )

A、粘合体速度最大为 $\sqrt{\frac{m g^{2}}{2 k}}$ B、物块A释放点到碰撞点的距离为 $\frac{m g}{2 k}$ C、粘合体向下运动过程中的最大加速度大小为g
D、从物体A、B碰撞到运动到最低点的时间为 $\frac{2 π}{3} \sqrt{\frac{2 m}{k}}$

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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 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 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. $P_{3} P_{6}$ $B . P_{3} P_{8}$ $C . P_{5} P_{6}$ $D . P_{7} P_{8}$

(2)、若 $θ = 30^{\circ}$ ，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” $)$

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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 $U - \frac{U}{x}$ 图像，图像与纵轴截距为 $b_{1}$ ，斜率绝对值为 $k_{1}$ 。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 $I x - I$ 图像，图像与纵轴截距为 $b_{2}$ ，斜率绝对值为 $k_{2}$ 。

(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 $b_{1}$ ， $b_{2}$ 、 $k_{1}$ 、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。

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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 $L_{0} = 65 c m$ ，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为 $L = 5 c m$ 的水银柱村闭着一段长度为 $L_{1} = 40 c m$ 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 $p_{0} = 75 c m H g$ ，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、当玻璃管绕竖直轴以角速度 $ω_{1}$ 匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出。求角速度 $ω_{1}; ($ 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 $ω_{1}$ 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 $)$

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14. 如图所示，质量为 $m_{1} = 1 k g$ 、长度为 $L = 7.5 m$ 的木板放在光滑水平面上，质量为 $m_{2} = 0.5 k g$ 、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 $m_{3} = 3 k g$ 、上表面为圆弧的小车 $($ 圆弧半径为R，圆心角为 $120^{\circ})$ 。质量 $m_{4} = 1.5 k g$ 可视为质点的小球放在小车上。令木板和木块以共同速度 $v_{0} = 6 m / s$ 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 $10 m / s^{2}$ 。

(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。

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15. 如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板， $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 为板上正对的小孔，两板间所加电压为 $U_{0}$ 。金属板P和Q水平放置在N板右侧，且关于小孔 $S_{1}$ ， $S_{2}$ 所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压 $4 U_{0}$ ，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 $B = \sqrt{\frac{U_{0} m}{q L^{2}}}$ 。现有一质子 $(H_{1}^{1} H)$ 和 $α$ 粒子 $({H e}_{2}^{4} H e)$ 从小孔 $S_{1}$ 处先后由静止释放，穿过小孔 $S_{2}$ 水平向右进入偏转电场。已知 $α$ 粒子的质量为4m，电荷量为 $2 q;$ 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 $y_{1}$ 和速度偏转角 $θ_{1};$

(2)、质子在磁场中运动的时间 $t_{1};$

(3)、两粒子打在在荧光屏上的点沿竖直方向的距离d。

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