湖北省十一校2024-2025学年高三上学期第一次联考物理试卷（含解析）

2024-2025学年湖北省十一校第一次联考高三（上）物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.2024年位于上海的聚变能源商业公司能量奇点宣布，由能量奇点设计、研发和建造的洪荒70装置成功实现等离子体放电。这是全球首台由商业公司研发建设的超导托卡马克装置。若该装置热核反应方程为、，下列说法正确的是( )
A. 核反应方程中的X为中子 B. 核反应方程中的Y为电子
C. 核反应过程中满足质量守恒 D. 的比结合能大于的比结合能
2.我国成功将“高分十三号”卫星发射升空并顺利进入地球同步轨道。“高分十三号”卫星是一颗高轨光学遥感卫星，可为国民经济发展提供信息服务。研究表明，地球自转在逐渐变慢，3 亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变。则( )
A. 未来地球的第一宇宙速度小于
B. 未来赤道的重力加速度将逐渐变大
C. 未来极地的重力加速度将逐渐变小
D. 未来人类发射的地球同步卫星与“高分十三号”卫星相比轨道半径将变小
3.2024年11月12日举办的珠海航展展现了我国强大的航天制造实力，其中由海格通信旗下成员企业西安驰达承制的“九天”重型无人机首次公开露面。“九天”无人机是一款灵活配置重型无人机，是下一代的大型无人空中通用平台，在业内有“无人航空母机”之称。若一无人机只受到重力和向上推力，该无人机竖直上升时在速度区间内推力F和v的关系如图所示，则在该速度区间，无人机的功率P与v关系的图像可能是( )
A. B.
C. D.
4.生活中常常用到“轮轴”系统，该系统能绕共轴线旋转，如图甲所示。起重机滑轮运用了轮轴和斜面的原理。某工地用起重机吊起质量的重物，将起重机的模型简化，如图乙所示，起重机底部安装了一个轮轴其轴与轮的半径比为，若起重器将钢绳 A以速度匀速收缩了20m，不计轮轴质量及一切阻力，滑轮大小可忽略，重力加速度为 g取。在此过程中，下面说法正确的是( )
A. 重物重力的功率为2500W B. 重物重力的功率为5000W
C. 钢绝B对重物做的功为20000J D. 钢绳B对重物做的功为50000J
5.已知一个均匀带正电的圆环如图甲所示，以圆环的圆心O为坐标原点，过O点垂直于圆环平面的线为x轴，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度如图乙所示，将一个带负电微粒不计重力从B处静止释放，以下说法正确的是( )
A. 粒子将沿着x轴正向运动到无穷远处 B. 粒子将沿着x轴负向运动到无穷远处
C. 粒子在A处的电势能比在B处的电势能低 D. 粒子在到达O点前有最大速度
6.将等质量的长方体A、B置于粗糙水平地面上，长方体A和B与地面的动摩擦因数分别为和，如图甲所示。对A施加水平向右的恒力F时， A、B一起向右加速运动， A、B间的弹力大小为。如图乙所示，将 A、B置于斜面上， A、B与斜面的动摩擦因数未变，对A施加大小相同的沿斜面向上的力F时，A、B一起沿斜面向上加速运动，A、B间的弹力大小为，则( )
A. B. C. D.
7.一厚度d为的大平板玻璃水平放置，玻璃板的折射率，其下表面粘有一边长为2cm的正方形发光面。在玻璃板上表面放置一纸片，若纸片能完全遮挡住从方形发光面发出的光线不考虑反射，则纸片的最小面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，将两根粗细相同但材料不同的长软绳甲、乙的一端连接在一起，1、2、3、为绳上的一系列间距均为的质点，其中质点10为两绳的结点，绳处于水平方向。手持质点10在竖直方向做简谐运动，形成向左和向右传播的两列简谐波Ⅰ、Ⅱ，其中波Ⅰ的波速为。某时刻质点10处在波峰位置，此时开始计时，3 s后此波峰传到质点13，此时质点10正好通过平衡位置向上运动，质点10与质点13之间只有一个波谷，下列说法正确的是( )
A. 质点10的振动周期为4s B. 波Ⅰ的波长为
C. 波Ⅱ的波长为 D. 当质点15处于波峰时，质点6处于波谷
9.如图甲所示，在倾角为的斜面上固定两根足够长且间距为L的光滑平行金属导轨，导轨上端接有阻值为 R的电阻，下端通过开关与相距足够远的单匝金属线圈相连，线圈内存在垂直于线圈平面的磁场，以向下为正，磁场变化如图乙所示，导轨所在区域存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 B的匀强磁场图中未画出，靠在插销处垂直于导轨放置且与导轨接触良好的金属棒ab，质量为 m、电阻也为R，闭合开关后，时撤去插销， ab仍静止。线圈、导轨和导线的电阻不计，重力加速度大小为 g。下列判定正确的是( )
A. 导轨所在区域的磁感应强度B的方向垂直于导轨平面向上
B. 杆ab在时刻仍可以保持静止
C. 闭合开关线圈内磁通量的变化率为
D. 若后断开开关，棒ab继续运动过程中，电阻R的最大热功率为
10.如图甲所示，一质量为 M的光滑斜面静止在光滑水平面上，高度、倾角，一质量为m的物块可视为质点从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动。若物块在斜面上运动的过程中测得在水平方向上物块与斜面的速度大小分别为和，作出全过程的图像如图乙所示，已知重力加速度为 g。则( )
A. 物块离开斜面时，物块与斜面水平方向共速
B.
C. 物块离开斜面时竖直分速度为
D. 物块在整个运动过程中上升的最大高度为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学利用如图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上，物块的质量为，长木板的质量为1 kg，重力加速度 g取。水平向左拉动木板，传感器记录的图像如图乙所示。
从图像可以看出在时间内，物块与木板之间的摩擦力是 选填“静摩擦力"或“滑动摩擦力”。
在实验过程中，若木板加速运动，在2，0s后，力传感器的示数 选填“>”<”或“=”物块所受的滑动摩擦力大小。
测得物块与长木板间的动摩擦因数为 。
12.小明和小萱同学所在的实验兴趣小组欲测量一个未知电阻的阻值。
小明同学先用万用表欧姆“”挡粗测。测量中，表盘指针位置如图，其示数为 。
为了准确测出的阻值，实验室提供了以下器材
A.电池组电动势3V，内阻很小
B.电流表量程50mA，内阻很小
C.电流表量程25mA，内阻很小
D.定值电阻
E.滑动变阻器阻值
F.开关一只，导线若干。
①根据提供的器材，小明同学设计了图所示的电路。其中，表应选 填器材前的字母序号。
②某一次测量时电流表1的示数如图所示，则此时电流表1示数为 mA。若流过电流表和电流表的电流分别为和，则待测电阻 用题目中的、和R 表示
由于电流表有电阻，根据图测出来的电阻有误差，小萱同学思考后发现只需在小明同学的基础上略加调整就可以测出的准确值，在小明同学测出一组数据和后，她将电流表与待测电阻相连，如图所示，调整滑动变阻器，使大小不变，记录此时电流表的示数，根据小萱的做法，求出电阻 用题目中的字母表示
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.2024年10月25日第57届田径运动会正式开幕。小明所在班级使用了桶装纯净水进行供水，图甲为桶装纯净水使用压水器供水的示意图，图乙是简化的原理图。当手按下压水器时，压水器中的活塞打开，外界空气压入桶内，放手后，压水器活塞关闭，当压水器将水压到出水管管口时，水可以流出。压水器出水管上方有一个止水阀，按下止水阀，桶内空气可以与外界相通。已知桶底横截面积，容积。现桶内有10L水，初始时出水管竖直部分内外液面相平，出水口与桶内水面的高度差，压水器气囊的容积，空气可视为理想气体。出水管的体积与桶内水的体积相比可忽略不计，水的密度，外界大气压强恒为，重力加速度 g取。
若桶内气体温度不变，刚好有水从出水管流出时桶内气体的压强为多少。
已知小明的水杯容量为500mL，现有10位拥有相同容量水杯的同学需要接水。若每次将气囊完全压下，需要压多少次，可以让10位同学刚好接满水。已知整个过程桶内温度不变，压气完成后打开出水管开关进行接水。
14.如图所示，在直角坐标系中， y轴与虚线MN间的距离为d，一质量为 m、电荷量为的粒子不计重力以某一个速度从O点沿x轴正向射入，若两虚线间可以存在场强大小为 E、沿y轴方向的匀强电场，也可以存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场。若同时存在上述电场和磁场，粒子将沿着直线从 A点离开场区。不考虑MN边界的电场和磁场影响
粒子从O点入射的速度为多大
若虚线内仅只存在匀强磁场，，一束该粒子保持原来的速度大小从O点平行于纸面射入方向任意，求MN边有粒子射出区域的长度。用d表示。
若，粒子仍保持原来的速度从O点射入，求粒子分别在仅有匀强电场时和仅有匀强磁场时，离开电场和磁场的坐标绝对值之比。
15.如图所示，在一粗糙水平平台最左端固定一弹簧动力装置，可以将物体瞬间弹开，此时储存的弹性势能为，动力装置的右端有一滑块 A，质量，滑块与平台间的动摩擦因数为，滑块A到平台右侧边缘长度为。平台右侧有一质量的“L”型长木板B，长木板 B上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数为为。长木板B右端有一点O， O点右侧空间中有一水平向右的匀强电场，电场强度为，滑块 A带正电，电荷量为3 C，长木板 B不带电， O点右侧有一凸起P， OP距离为12m。一段时间后长木板B右端到O点时速度为0，此前 A、B仅发生了一次碰撞。已知所有碰撞无能量损失， A可视为质点，整个运动过程中 A电荷量不变， A未脱离B，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：
滑块A第一次与B碰后各自的速度。
滑块A与长木板B从第一次碰撞到第二次碰撞所需要的时间。
从第二次碰后开始计时，经过多长时间长木板B右端到达凸起点
答案和解析
1.【答案】D
【解析】AB、根据质量数与电荷数守恒可知X为正电子，Y为质子，故AB错误；
CD、核反应过程中质量数守恒，但是质量有亏损，故C错误；
D、核反应后的产物更加稳定，比结合能更大，故的比结合能大于的比结合能，故D正确。
故选D。
2.【答案】B
【解析】A、地球半径为R，质量为M，根据可得，可见第一宇宙速度v与地球自转周期无关，而且第一宇宙速度是，不是，故A错误；
BC、在赤道上有，在两极有，
地球自转在逐渐变慢，即自转周期变大，则未来赤道的重力加速度将逐渐变大，极地的重力加速度不变，故B正确，C错误；
D、根据，可得同步卫星轨道半径，T变大，则轨道半径r变大，故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】解：由图像可知，F与v的关系式为：其中，
由可知，P与v的关系式为：其中，
由数学知识可知，P与v关系的图像为开口方向向下的抛物线，故D正确，ABC错误。
4.【答案】A
【解析】AB、轮轴其轴与轮的半径比为，根据同轴转动角速度相等结合可知重物上升的速度，
则重物重力的功率为，故A正确，B错误；
CD、A的速度与B的速度之比为，则当A收缩20m时，B上升了，钢绳B的拉力等于B的重力，则钢绝B对重物做的功，故CD错误。
故选A。
5.【答案】C
【解析】略
6.【答案】B
【解析】解：图甲过程，根据牛顿第二定律，对长方体A分析：1
对长方体B分析
整理解得
图乙过程，根据牛顿第二定律，对长方体A分析：
对长方体B分析：
整理解得：
已知，所以可得
故选B。
7.【答案】C
【解析】发光面边缘点发生全反射的光路图如下所示：
根据图像，可知对于边缘点在玻璃上表面上形成的发光圆半径为，
根据临界角公式有，
联立解得，
俯视玻璃上表面，会看到发光区域如下图所示：
根据几何关系，发光面积为
故选C。
8.【答案】AB
【解析】AC、结合题知，对于波Ⅱ有，则波Ⅱ的波长为，波Ⅱ的波速，则周期，即质点10的振动周期为4s，故A正确，C错误；
B、波Ⅰ的波长，故B正确；
D、质点15与质6之间的距离为，则当质点15处于波峰时，质点6处于平衡位置，故D错误。
9.【答案】BD
【解析】略
10.【答案】BCD
【解析】略
11.【答案】静摩擦力；；。
【解析】由图可知，在时间内，木板和物块没有发生相对滑动，摩擦力随外力的增大逐渐增大，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力；
在后，木板和物块发生相对运动，则物块所受摩擦力为滑动摩擦力，对物块根据平衡条件可知，力传感器的示数=物块所受的滑动摩擦力大小。
根据，其中，，，解得
12.【答案】
① ②

【解析】略
13.【答案】解：设刚有水出时桶内气体压强为，，
可得：。
设10位同学用水总量为，则，
此时水面到管口的高度为：，
可得：，
设接水稳定后桶内压强为，则：，
可得，
对整个过程：，
联立可得：次。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：粒子沿直线飞出满足：
可得：
粒子在磁场中运动：
则
可得：
粒子在磁场中运动如图，
若粒子与MN上边界相切，由几何关系可得：
解得：
粒子沿着y轴负方向射入时，可以到达下边界最远，几何关系如图所示：
则粒子束从MN边界出的长度为
若仅有电场时：，
且
可得：
若仅有磁场时，由可知
由几何关系可得，粒子出边界偏移
综上可得：
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：从A弹开到与B相撞，对A，由动能定理可得：，
可得：，
A与B弹性碰撞：，，
解得：，。
第一次碰后A匀速直线运动，B匀减速直线运动。
对B受力分析：，
可得：，
B减速为，
可得：，
设经过时间t滑块A和木板B发生第二次碰撞：，可得：，
因为，则B停止后A才与B相撞，时间为。
第二次碰撞也为弹性碰撞，则碰后A、B的速度各为
之后A进入电场，对，可得：，
由于AB加速度相等，则运动具有对称性，当两者速度交换时再次碰撞：，
可得：，
依次类推，经过O点第n次碰后B的速度为，
每两次碰撞的时间间隔，
则经过O点第n次碰后B走过的总位移，
设，可得n等于8点多，则一共碰了9次，到第9次碰前，
设还需要到P点：，
可得：，
则从过了O点到P点所需要的总时间：
【解析】详细解答和解析过程见【答案】