2024-2025学年湖北省武汉外国语学校高三（上）阶段性诊断考试物理试卷（10月）（含答案）

2024-2025学年湖北省武汉外国语学校高三（上）阶段性诊断考试
物理试卷（10月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.目前，中国已建成液态燃料钍基熔盐实验堆。该反应堆采用熔盐状态的钍作为增殖燃料，在热中子堆中把钍转化为另外一种核燃料铀，然后把铀分离出来返回堆中循环使用。反应堆工作原理如图所示，钍吸收一个中子后会变成钍，钍不稳定，会经历衰变成为镁，将再次经历衰变成为铀，成为新的增殖铀燃料。下列说法正确的是( )
A. 比多个中子
B. 钍的比结合能大于铀的比结合能
C. 变成的核反应方程式为
D. 铀的裂变方程可能为
2.一质点沿直线运动，下列所给的质点运动图像中，能反映运动质点回到初始位置的是( )
A. B.
C. D.
3.图甲为太阳光穿过转动的六边形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六边形冰晶的过程，、是其中两种单色光的光路。下列说法正确的是( )
A. 从冰晶射入空气中发生全反射时，光比光的临界角大
B. 用同一装置做双缝干涉实验，光比光的干涉条纹窄
C. 用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹宽度比光窄
D. 照射在同一金属板上发生光电效应时，光比光产生的光电子的最大初动能大
4.年月日时分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，起飞后经过大约分钟的飞行，来到近月点约公里、远月点约公里的上升目标轨道。此后，再经过几次的轨道机动，进入高度约公里的环月圆轨道。在这里，“轨返组合体”轨道器正在环月停泊轨道的停泊位等待着上升器，完成交会对接。将样本转移至轨道器后，上升器圆满完成使命与轨道器分离，在控制下撞击月球，轨道器则携带样品返回地球。已知月球半径约为地球半径，月球质量约为地球质量，地球的第一宙速度为，则( )
A. 上升器的发射速度至少要达到
B. 已在停泊轨道运行的轨道器从停泊位如图向后喷气加速，可实现与处在同一轨道上的上升器的对接
C. 载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要反向点火减速
D. 轨道器通过月地轨道返回地球时，速度会超过第二宇宙速度
5.如图甲为生产流水线上的水平皮带转弯机，由一段直线皮带和一段圆弧皮带平滑连接而成，其俯视图如图乙所示，虚线是皮带的中线，段直线长度，段圆弧半径，中线上各处的速度大小均为。某次转弯机传送一个质量的小物件时，将小物件轻放在直线皮带的起点处，被传送至处，滑上圆弧皮带上时速度大小不变，已知小物件与两皮带间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取( )
A. 小物块刚放上传送带时，会受到传送带向前的静摩擦力
B. 小物块在到达点前，在传送带上留下的划痕长度为
C. 小物件在到达点时尚未达到匀速
D. 小物块在通过圆弧皮带时，会发生“打滑”现象
6.如图所示，水枪以 的速率对着墙壁，垂直的喷出截面积 的水柱。水柱与墙冲击后，向四周均匀飞溅形成一个半顶角 的圆锥面。已知飞溅的速率 ，水的密度为 ，则水柱对墙壁的冲击力为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，一球门高，宽。在某次比赛中，一同学在球门前处的点将球射向球门，球在运动的最高点恰好击中球门横梁中点。足球经过横梁反弹后，垂直的速度分量大小变为原来的，平行的速度分量不变，落在点。已知垂直，球的质量为，重力加速度取，则下列说法正确的是( )
A. 球的初速度大小为 B. 落地时的速度大小为
C. 落地点与的距离为 D. 横梁对足球的冲量大小为
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.目前，霍尔效应已被广泛应用于半导体材料的测试和研究中，例如应用霍尔效应测试半导体是电子型电
子移动还是空穴型正电荷移动，研究半导体内载流子浓度即单位体积内电荷数的变化等。如图所示，在以下半导体霍尔元件中通以向右的电流，则下列说法正确的是( )
A. 若上表面电势较高，则该元件为电子型
B. 若上表面电势较高，则该元件为空穴型
C. 电流强度一定时，元件内载流子浓度越高，上下表面的电势差越大
D. 电流强度一定时，元件内载流子浓度越低，上下表面的电势差越大
9.如图甲所示为一列沿轴传播的简谐横波在时的波形图，、是简谐波中的两个质点，横坐标分别为和，如图乙所示为质点的振动图像( )
A. 该列简谐波沿轴正方向传播
B. 该列简谐波传播速度大小为
C. 从图甲时刻开始，再经过，、两点速度大小相等，方向相反
D. 从图甲时刻开始，再经过，、两点速度大小相等，方向相同
10.如图所示，质量为的木板静止放在光滑水平面上，木板右端点处固定一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态时左端在点，可视为质点的小木块质量也为，静止放置在木板的左端；现对木板施加水平向左的恒力，时撤去恒力，此时木块恰好到达弹簧自由端处，此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。已知木板点左侧部分与木块间的动摩擦因数为，点右侧部分光滑；取。下列说法正确的是( )
A. 恒力对木板做功为
B. 点到木板左端的距离为
C. 整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能
D. 整个运动过程中，系统产生的热量
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11.已知物体受到流体的阻力与其速度有关，物体运动速度越大，阻力也越大。某兴趣小组希望通过研究气球运动得到气球受空气阻力与其运动速度的定量关系。他们将一个体积很小的重物悬挂于气球下方，并用天平称得气球与重物的总质量为。一名同学在刻度尺的上方释放气球，另一名同学用手机在刻度尺前拍摄视频，并得到分帧照片。已知图中相邻两帧照片之间的时间间隔为，，表示重物所在位置对应的刻度，气球体积为，空气密度为，重力加速度为，请回答以下问题：
为尽量精确得出与的关系，需要选择哪段过程进行研究_____用，表示；此时气球受空气阻力大小_____；
下图为该兴趣小组换用不同的重物重复多次实验，测出重物下落的位移，并由此计算出重物的运动速度，得到如图所示的图像，图像在纵轴上截距的物理意义是_____；若图像斜率为，则与的关系为_____均用题目所给的字母表达。
12.实验室有下列器材：
A.待测电源
B.电流表内阻不可忽略；
C.电阻箱两个；
D.开关个；导线若干；
某同学甲使用如图所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表的电流和电阻箱的示数后，作出了图像，得到图像的斜率为，截距为，则待测电源的电动势为_____，内阻为_____。
乙同学认为甲的测量结果有较大误差，原因是电流表的内阻不可忽略。于是利用已有器材，增加了一个恒压源输出电压恒定，设计了以下电路测量电流表的内阻。
闭合，断开，调节电阻箱使电流表满偏，记下此时的阻值；
闭合，保持不变，调节使电流表半偏，记下此时的阻值，并发现并不满足，导致电路中的总电流不能认为恒定；
乙同学利用上述两个数据算出电流表的阻值_____
将乙同学测量的电流表的内阻代入甲同学的数据修正后，可得电源的真实电动势为_____；_____。
四、简答题：本大题共3小题，共35分。
13.质量为的薄木板静置于水平桌面上，其一端与桌边对齐，木板上放一质量也为的小木块，木块与板的左端相距为，桌面长为，如图所示。已知各接触面之间的动摩擦因数均为，现有一水平恒力作用于板上，将板从小木块下水平抽出，已使小木块从薄木板上滑下后，恰好停在桌面的右边缘而不掉下。求：
小木块的运动时间；
恒力的大小。
14.一根绳子的两端分别固定在顶板和底板上，两固定点位于同一竖直线上，相距为。一质量为的小球系于绳上某点，当小球两边的绳均被拉直时，两绳与铅垂线的夹角分别为和，如图所示。当小球以一定的速度在水平面内做匀速圆周运动时，两绳均被拉直。试问：
若下面绳子中的张力为零，则小球的速度为多大
若小球的速度为中的倍，则上下两段绳中的张力各为多大
15.地上有质量分别为、、的三个小物块大小不计，均用相同材料制成，物块置于三个区域的边界，各区域长度均为，物块与各区域的动摩擦因数分别为，，，最右侧为墙壁，区域Ⅰ左侧地面光滑。设发生的所有碰撞均为弹性碰撞，开始时最左侧物块有向右的初速度，问：
当参数满足什么条件时，最右侧物块不会向左运动进入区域
是否存在特定的值，使得所有物块最后停在同一位置若存在，求出此值，并求出从开始运动到所有质点停止运动所经历的时间；若不存在，给出理由。
参考答案
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11. 或 ，


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13.小木块先加速后减速运动，两次加速度大小相同计为，运动总时间记为
对小木块有
根据运动的对称性
其中
联立求解得
记木板加速度 ，在 时间内有
对木板受力分析有
联立求解得
或写为

14.计此时绳中弹力为 ，小球做圆周运动的轨道半径为 ，运动速度为
由几何关系有
对小球受力分析有
联立求解得
计此时绳中弹力分别为 和 ，对小球受力分析有
联立求解得

15.由弹性碰撞可知第一次碰撞两质点交换速度，记中间质点与最右侧质点碰撞前后速度分别为 和 ，最右侧质点碰撞后速度为 ，由功能原理
由于是弹性碰撞过程，机械能和动量守恒
联立解得
右侧质点不能运动到区域，临界情况运动到区域时速度为，由功能原理
解得
应有
因为发生的皆为弹性碰撞，且左侧为光滑地面，所以仅需考虑三质点均停在区域、分界线处的情况。当中间质点刚好停在区域、分界线处时
解得
当右侧质点刚好停在区域、分界线处时
解得
经验证可得中间质点在停下前未与右侧质点发生第二次碰撞，存在特定的
使得所有质点最后停在同一位置，对于最左侧质点在区域运动的过程有
中间质点在区域运动的过程
最右侧质点在区域运动的过程，向右运动
向左运动
总时间

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