湖北中学2024年高考物理第一轮模拟考试

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湖北中学2024年高考物理第一轮模拟考试

一、单选题（共 7 题），每题只有一个选项正确

1. 如图甲所示, 让绳穿过一块带有狭缝的木板, 当狭缝与振动方向垂直放置时, 绳波不能穿过狭缝; 如图乙所示, 在一条弹簧上传播的波, 无论狭缝取向如何, 波都能穿过. 下列说法正确的是

A.

横波各点振动方向与波传播方向共线, 纵波各点振动方向与波传播方向垂直

B.

不同的横波,即使传播方向相同, 振动方向也可能不同,这个现象叫偏振现象甲

C.

甲、乙两图说明, 偏振现象是波的固有属性, 也是纵波特有的现象

D.

光也有偏振现象, 当光的偏振方向与透振方向垂直时, 透射光的强度比较大

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2. 如图所示,

M N

是一圆的直径, 在圆形区域内,

M N

的左、右两侧存在方向分别垂直纸面向里、向外的匀强磁场, 磁感应强度大小分别为

B 、 2 B

; 将由三段粗细相同的同一材料的导体所构成的正三角形

a b c

置于圆形平面内, 其中

c

与

M

重合、

N

为圆与

a b

边相切的切点; 再将正三角形的

a 、 c

两点接人电路, 电路中的电流由

a

流人三角形、由

c

流出, 大小为

I

. 已知正三角形的边长为

L

, 则正三角形

a b c

受到的安培力大小为

A.

B I L

B.

\frac{1}{2} B I L

C.

\frac{1}{3} B I L

D.

\frac{1}{4} B I L

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3. 如图所示, 质量为

m

的探测器被火星捕获后绕火星做匀速圆周运动, 当探测器运行到

A

点的瞬间, 同时发射两束激光,一束激光经过时间

t

到达火星表面的

B

点, 另一束激光经过时间

2 t

到达火星表面的

C

点,

B

点是火星表面距

A

点最近的点,

C

点与

A

点的连线与火星表面相切, 已知火星表面的重力加速

g_{火}

,引力常量为

G

，激光的速度为

c

，不考虑火星的自转，下列说法正确的是

A.

探测器绕火星运行的轨道半径为

\frac{7}{2} c t

B.

火星的半径为

\frac{5}{2} c t

C.

火星的质量为

\frac{9 g 火 c^{2} t^{2}}{4 G}

D.

由题设条件不能确定火星的第一宇宙速度

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4. 某种理想气体, 从状态

A

到状态

B

、到状态

C

、再回到状态

A

, 其压强

p

与体积的倒数

V^{- 1}

的关系图像如图所示,

A B

的反向延长线经过坐标原点

O, B C

与横轴平行, 下列说法正确的是

A.

气体从状态

A

到状态

B

做等温变化

B.

气体从状态

A

到状态

B

从外界吸收热量

C.

气体从状态

B

到状态

C

做等压升温变化

D.

气体从状态

C

回到状态

A

温度逐渐降低

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5. 如图所示, 长为

L

的绝缘细线的一端连接一个质量为

m

的金属小球

A

, 另一端固定在一坚直墙壁左边檐角上的

O

点, 使小球

A

刚好贴着墙壁, 在墙壁上画好一个以

O

为圆心的量角刻度尺; 取一个与

A

完全相同的小球

B, B

连接绝缘直杆, 绝缘杆另一端也固定于

O

点, 保持绝缘杆坚直. 现让

A 、 B

带上电荷, 当

A 、 B

平衡时, 发现

A 、 B

的高度相同, 且细线偏离坚直方向的夹角为

θ

, 已知重力加速度为

g

, 下列说法正确的是

A.

A 、 B

带异种电荷

B.

A 、 B

一定均带正电荷

C.

细线对

A

的拉力大小为

\frac{m g}{\sin θ}

D.

绝缘杆对

B

的弹力大小为

\frac{m g}{\cos θ}

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6. 真空中相距为

3 a

的两个点电荷

M 、 N

, 分别固定于

x

轴上

x_{1} = 0

和

x_{2} = 3 a

的两点, 若取

x

轴的正方向为电场强度的正方向, 则在两者连线上各点的电场强度随

x

变化的关系如图所示. 规定无穷远处电势为零, 电荷量为

Q

的点电荷在距离其

r

处产生的电势为

φ = \frac{k Q}{r}

, 其中

k

为静电力常量. 下列说法正确的是

A.

M 、 N

所带电荷量之比为

Q_{M} : Q_{N} = 2 : 1

B.

x = 2 a

处的电势等于零

C.

重力不计的带正电粒子

q

可在

x_{3} = a

和

x_{4} = 2 \frac{2}{3} a

之间做往复运动

D.

带负电粒子

- q

从

x = a

沿

x

轴正向移动到

x = 2 a

的过程中, 电势能减小

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7. 如图所示, 小球乙用轻质细线悬挂在

B

点, 在水平面内做匀速圆周运动, 轨迹的圆心为

O

, 细线与坚直方向的夹角为

37^{\circ}

; 现将小球甲从

A

点以向右的初速度

v_{0} = 5 m / s

水平抛出, 正好经过

O

点. 已知

A 、 B

两点的高度差为

h_{A B} = 4.7 m, A 、 O

两点间的距离为

s_{A O} = 10 \sqrt{5} m

, 重力加速度

g

取

10 m / s^{2}, \sin 37^{\circ} = 0.6 .

\cos 37^{\circ}=0.8$, 下列说法正确的是

A.

甲从

A

到

O

的运动时间为

2 s

B.

B 、 O

两点间的高度差为

13.3 m

C.

甲刚好运动到

O

点时, 甲、乙的速率之比为

5 : 4

D.

甲刚好运动到

O

点时, 甲、乙的速率之比为

10 : 9

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二、多选题（共 4 题），每题有多个选项正确

8. 如图所示, 为探究霍尔效应, 取一块长度为

a

、宽度为

b

、厚度为

d

的金属导体, 给金属导体加与前、后面垂直的匀强磁场

B

, 通以图示方向的电流

I

时, 规定零电势后, 用电势测量仪测得上、下表面

M 、 N

的电势分别为

φ_{M} 、 φ_{N}

, 且

φ_{M} < φ_{N}

. 已知自由电子的电荷量为

e

, 则下列说法正确的是

A.

磁场方向由金属块的前面指向后面

B.

磁场方向由金属块的后面指向前面

C.

导体中自由电子定向移动的速度大小为

v = \frac{φ_{N} - φ_{M}}{B d}

D.

导体单位体积内的自由电荷为

n = \frac{B I}{e a (φ_{N} - φ_{M})}

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9. 如图所示, 理想变压器原线圈两端接电压有效值为

U_{0}

的交流电压, 副线圈两端接的电动机

M

的内阻为

r

, 此时电动机的热功率与消耗的电功率分别为

P_{1} 、 P_{2}

, 在改变电阻箱接人回路阻值的过程中, 元件都不会烧毁,下列说法正确的是

A.

当电阻箱接人回路的阻值减小时, 灯泡变暗, 流过电动机的电流不变

B.

变压器原、副线圈匝数比为

\frac{U_{0}}{P_{2}} \sqrt{\frac{P_{1}}{r}}

C.

电动机的效率为

\frac{P_{1}}{P_{2}} \times 100 %

D.

若副线圈两端的电压为

U

, 电阻箱接人的阻值为

R

, 则经过

R_{0}

的电流小于

\frac{U}{R + R_{0}}

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10. 静止的重金属原子核

_{83}^{21} Bi

在磁感应强度为

B

的匀强磁场中发生衰变后, 运动轨迹如图中的

1 、 2

所示, 已知轨迹 2 对应粒子的动量为

p

, 带电量为

q

, 下列说法正确的是

A.

新核 X 的运动轨迹对应大圆 1

B.

_{83}^{211} Bi

发生的是

α

衰变

C.

_{83}^{21} Bi

发生的是

β

衰变

D.

大、小圆对应的半径之差为

\frac{79 p}{2 B q}

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11. 如图所示, 倾角为

37^{\circ}

的传送带以速度

v_{0}

逆时针匀速传动, 小滑块 (视为质点) 以平行于传送带的初速度

v = 2 m / s

从顶端滑上传送带, 经过

t_{0} = 4 s

滑块滑到传送带的底端, 在此过程中, 滑块的平均速度

A.

传送带转轴中心间的距离为

4 m

B.

滑块与传送带之间的动摩擦因数为 0.8

C.

当滑块向上运动到两轮间的中点位置时速度大小正好为

v_{0}

, 则滑块在上升过程中经历的总时间为

3 \sqrt{2} s

D.

若

v_{0} = v

, 则滑块在传送带上运动的整个过程中, 滑块与传送带的相对位移为

8 m

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三、填空题（共 2 题），请把答案直接填写在答题纸上

12. 如图所示是一位学生设计的测定自由落体加速度的实验, 在一个敞口容器的底部插人一根细橡皮管, 并装上一个夹子, 在其下方地面上放一个金属盘子; 调节夹子的松紧, 以使第 1 个水滴落人盘中发出响声的瞬间, 第 2 个水滴正好从管口落下. 以某次响声为“ 0“开始计数, 待数到“ 100 ”时测得经过的时间为

40 s

, 再用米尺量出管口至盘子的高度为

78.2 cm

. 回答下列问题:

(1) 相邻的两滴水从管口落下的时间间隔为 ________

T =

s

;
(2) 重力加速度为

g =

________

m / s^{2}

(计算结果保留三位有效数字);
(3) 重力加速度的测量结果比当地的重力加速度略 ________ (填“大”或“小”), 原因是空气对水滴有的作用 ________ .

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13. 某同学利用现有的器材设计了如图甲所示的电路图来测量定值电阻

R_{x}

及电源的电动势

E

, 如图乙是所给的实验器材及部分器材连接的电路, 电源的电动势

E

约为

3 V

, 内阻不计; 定值电阻

R_{x}

的阻值约为

300 Ω

; 电阻箱

R

的阻值范围为

0 \sim 999.9 Ω

; 理想电压表的量程范围为

0 \sim 3 V

. 回答下列问题:

(1) 用笔画线代替导线完成乙图中的器材连接;
(2) 该同学连续调节电阻箱的阻值

R

, 得到多组

R

和电压表示数

U

的数据, 写出

R

关于

\frac{1}{U}

的函数表达式为 ________ (用

E 、 R 、 R_{x} 、 U

表示); 根据数据画出

R - \frac{1}{U}

图线, 如图丙所示, 由图中的数据

a 、 - b

可得定值电阻

R_{x} =

________ , 电源的电动势

E =

________

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四、解答题（共 3 题），解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤

14. 如图所示, 三棱镜的截面为直角三角形, 其中

A B

边与

B C

边垂直,

∠ C = 30^{\circ}

, 两束颜色相同的单色光

1 、 2

从

A B

边上的

D

点射人棱镜, 光线 1 的人射角的正弦值为

\sin i_{1} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{2}

. 其折射光线 3 与

A C

边平行射到

B C

边上的

E

点, 光线 2 的人射角为

i_{2}

, 其折射光线 4 射到

A C

边上的

F

点. 正好发生全发射,

A 、 D

两点之间的距离为

L

, 光在真空中的传播速度为

c, \sin 75^{\circ} = \frac{\sqrt{6} - \overset{―}{2}}{4}, \sin 15^{\circ} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}

, 求:
(1) 三棱镜对此种颜色光发生全反射时的临界角

C

;
(2) 光线 4 从

D

到

F

的传播时间.

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15. 如图所示, 光滑平行、间距为

L

的导轨

a b c

与

d e f

固定在绝缘的水平面上, 在

c 、 d

之间接上定值电阻,

a 、 f

两点的连线,

b 、 e

两点的连线,

c 、 d

两点的连线均与导轨垂直,

a 、 b

两点间的距离,

b 、 c

两点间的距离均为

L

, 边界

b e

的右侧存在方向坚直向下、磁感应强度随时间按照某种规律变化的匀强磁场,

b e

的左侧存在方向坚直向上、磁感应强度恒为

B_{0}

的匀强磁场; 现把质量为

m

的导体棒放在

a 、 f

两点上, 计时开始, 方向坚直向下的磁场在初始时刻的磁感应强度为

B_{0}

, 此时给导体棒一个水平向左且与导体棒垂直的速度, 导体棒匀速运动到边界

b 、 e

处, 接着运动到

c 、 d

处速度正好为 0 . 定值电阻的阻值为

R

, 其余的电阻均忽略不计, 求:
(1) 导体棒从

b 、 e

处运动到

c 、 d

处, 回路生成的热量;
(2)计时开始, 边界

b e

右侧坚直向下的匀强磁场的磁感应强度

B

随时间

t

变化的关系表达式.

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16. 如图所示, 质量为

m_{3} = 2 kg

的长木板静止在光滑的水平面上, 其左端与半径为

r = 7.2 m

的光滑四分之一圆弧轨道

A B

的最低点

B

接触, 圆弧轨道

A B

固定在坚直平面内, 最低点

B

的切线水平且

B

点与长木板的上表面等高; 在长木板右侧地面距其右端一定距离处有一坚直固定的挡板

C

, 质量为

m_{2}

的木块 (视为质点) 放置在长木板的左端, 木块与长木板上表面之间的动摩擦因数为

μ = 0.3

. 现让质量为

m_{1} = 0.5 kg

的小球 (视为质点) 从圆弧轨道最高点

A

由静止释放, 运动到

B

点时与木块正碰产生的热量为

Q = 18 J

, 且小球对木块的冲量为

I = 6 N \cdot s

, 重力加速度

g

取

10 m / s^{2}

.
(1)求木块的质量

m_{2}

;
(2) 在以后的运动过程中, 若长木板与挡板

C

发生弹性碰撞后, 不再与挡板

C

、圆弧轨道

A B

发生碰撞, 且木块未从长木板上滑落, 求长木板与挡板

C

发生碰撞时木块的速度及长木板右端到挡板

C

的距离

s

;
(3) 接第 (2) 问, 当木块与长木板相对静止时, 木块位于长木板的最右端, 求长木板的长度及长木板停止运动时左端到挡板

C

的距离.

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