第=page1515頁，共=sectionpages1717頁2024-2025學(xué)年湖北省高三（下）壯行考試物理試卷（5月）一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.2025年3月，我國(guó)第一款碳14(614C)核電池，也是全球首款基于碳化硅半導(dǎo)體材料的614C核電池“燭龍一號(hào)”工程樣機(jī)研制成功，標(biāo)志著我國(guó)在核能技術(shù)領(lǐng)域與微型核電池領(lǐng)域取得重大突破。614C核電池的能量來源于A.614C衰變是α衰變

B.614C衰變產(chǎn)生β射線，β射線穿透能力比α射線強(qiáng)

C.一個(gè)新的6142.隨著科技的不斷發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，中國(guó)的純電動(dòng)汽車市場(chǎng)正迅速壯大。相比傳統(tǒng)燃油車，純電動(dòng)汽車能將汽車制動(dòng)過程中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能收集起來。如圖甲所示，永磁鐵在車輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下繞線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生如圖乙所示的感應(yīng)電流i回充到蓄電系統(tǒng)，使永磁鐵受到阻力阻礙汽車前行。關(guān)于該過程下列說法正確的是(

)

A.甲圖示磁鐵位置對(duì)應(yīng)著乙圖電流時(shí)刻T4

B.甲圖示位置電流的方向由P指向Q

C.制動(dòng)過程中永磁鐵受到的阻力大小恒定不變

D.3.2024年12月13日晚，一道道“寒夜燈柱”在我國(guó)新疆克拉瑪依市區(qū)上空閃現(xiàn)，與城市燈火交相輝映，美不勝收。“寒夜燈柱”是一種可與極光比肩的冰暈現(xiàn)象，因大氣中的冰晶反射燈光而形成。簡(jiǎn)化光路如圖所示，一束燈光(復(fù)色光)從左側(cè)界面折射進(jìn)入冰晶，分離成兩束單色光a和b，再經(jīng)右側(cè)界面反射，又從左側(cè)界面折射出來被游客看到。下列說法正確的是(

)

A.在冰晶中，a光的速度比b光大

B.若在同一界面發(fā)生全反射，a光的臨界角比b光大

C.用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距比b光小

D.單色光a和b與冰晶右側(cè)的反射是全反射4.隨著我國(guó)航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，天問二號(hào)成功發(fā)射開啟對(duì)小行星的探測(cè)之旅。假設(shè)天問二號(hào)在圍繞某小行星做半徑為r1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為獲取更多小行星數(shù)據(jù)，探測(cè)器在某點(diǎn)沿軌道切線方向短時(shí)間噴射氣體，實(shí)現(xiàn)變軌到半徑為r2(r2>r1A.探測(cè)器變軌時(shí)應(yīng)沿速度方向噴射氣體

B.若探測(cè)器在近小行星表面做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T0，則該小行星的平均密度為3πRGT02

C.5.地面上的水龍頭按如圖所示的方式向上噴水，所有水珠噴出的速率V0相同，設(shè)噴射方向與地面夾角為θ，θ在0°到90°范圍內(nèi)，若噴出后水束的最高位置距地面5m，重力加速度g取10m/sA.θ=30°時(shí)水束落地時(shí)的圓半徑最大 B.θ=60°時(shí)水束落地時(shí)的圓半徑最大

C.水束落地時(shí)最大圓半徑為106.安全帶能通過感應(yīng)車的加速度自動(dòng)鎖定，其原理的簡(jiǎn)化模型如圖所示。當(dāng)敏感臂處于水平狀態(tài)時(shí)，卡住卷軸外齒輪，鎖定安全帶。此時(shí)敏感臂對(duì)敏感球的壓力大小為FN，敏感球的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，設(shè)小車的加速度大小達(dá)到a時(shí)，安全帶剛好自動(dòng)鎖定。忽略敏感球受到的摩擦力。則(

)

A.小車勻速運(yùn)動(dòng)會(huì)觸發(fā)安全帶自動(dòng)鎖定 B.小車向右加速會(huì)觸發(fā)安全帶自動(dòng)鎖定

C.斜面傾角的正切值為tanθ=mamg-7.在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速為4m/s，振幅為A，M、N是平衡位置相距2m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖所示。t=0時(shí)，M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，N位于其平衡位置上方最大位移處，已知該波的周期大于1sA.該波的周期為53s

B.t=7.25s時(shí)，N離開平衡位置的位移為22A

C.從t=0時(shí)起，N點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.如圖所示，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別位于M、N兩點(diǎn)，O為MN的中點(diǎn)，A、B、C、D是MN連線及中垂線上的點(diǎn)，且OA=OB=OC=ODA.A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)低

B.B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大

C.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差不變

D.若兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍9.如圖所示，水平面(紙面)內(nèi)有一間距l(xiāng)的平行金屬導(dǎo)軌，左端接一阻值為R的電阻。以MN為界，右側(cè)整個(gè)空間加垂直于紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0，左側(cè)面積為S的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌置于兩磁場(chǎng)之間的導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)導(dǎo)體棒獲得瞬時(shí)沖量向右運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻以平行導(dǎo)軌的速度v0進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)，為使導(dǎo)體棒在右側(cè)磁場(chǎng)中能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，立即讓左側(cè)圓形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按照B=B0+kt(k是大于0A.導(dǎo)體棒中的電流的方向由a到b

B.導(dǎo)體棒中的電流大小為I=2μmgB0l

C.10.如圖所示，水平金屬導(dǎo)軌左側(cè)接電容為1F的電容器，最右側(cè)用一段長(zhǎng)度可忽略不計(jì)的絕緣材料與傾角為θ=30°的傾斜金屬導(dǎo)軌平滑連接，傾斜導(dǎo)軌上端接阻值為0.1Ω的電阻，兩導(dǎo)軌寬均為1m。水平導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜導(dǎo)軌也處在垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)中，感應(yīng)強(qiáng)度大小均為0.2T0質(zhì)量為0.4kg的金屬棒a靜置在水平導(dǎo)軌上，距水平導(dǎo)軌右端4.32m，質(zhì)量為0.8kg的金屬棒b放在傾斜導(dǎo)軌上，控制其不動(dòng)，b棒距導(dǎo)軌下端3.6m。對(duì)a施加水平向右的大小為2.64N的恒力，同時(shí)靜止釋放b。a棒運(yùn)動(dòng)到水平導(dǎo)軌最右端時(shí)恰好與bA.a從開始運(yùn)動(dòng)到第一次碰撞前所用時(shí)間為1.2s

B.a從開始運(yùn)動(dòng)第一次碰撞前，R上消耗的焦耳熱為19.2J

C.兩棒第一次碰撞后瞬間，a的速度大小為7.2m/s

三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共17分。11.雅明干涉儀可以利用光的干涉來測(cè)定氣體在各種壓強(qiáng)下的折射率，其光路圖如圖所示。圖中S為光源，G1、G2為兩塊完全相同的平行玻璃板，彼此平行放置，每一塊玻璃板都有一個(gè)鍍銀面。T1T2為兩個(gè)等長(zhǎng)度的玻璃管，長(zhǎng)度均為d。測(cè)量時(shí)，先將兩管抽空，然后將氣體徐徐充入玻璃管T(1)保持溫度不變，將待測(cè)氣體充入T2管中，從開始進(jìn)氣至到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的過程中，在E處看到恰好移過N為，該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的折射率為

。(2)該興趣小組研究了波長(zhǎng)為632.8nm的光通過氣體，在溫度一定的情況下氣體的折射率與壓強(qiáng)的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

?①通過分析N-P關(guān)系，可判斷折射率和壓強(qiáng)的關(guān)系是

(選填“線性”“非線性”“不確定?②已知玻璃管長(zhǎng)度為d=0.1m，當(dāng)壓強(qiáng)p=1.6atm時(shí)，氣體的折射率為

(結(jié)果保留412.小李設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測(cè)量太陽能電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻較小)。實(shí)驗(yàn)提供的器材如下：A.電流表A(量程為3mAB.電壓表V(量程為3VC.滑動(dòng)變阻器(最大電阻RD.定值電阻RE.導(dǎo)線、開關(guān)若干

(1)他的同學(xué)小明認(rèn)為該電路不可行，其理由是

(2)請(qǐng)利用上述提供的實(shí)驗(yàn)器材在原圖甲補(bǔ)全改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)電路。(3)根據(jù)圖甲所示設(shè)計(jì)的電路，電流表A、電流表V的示數(shù)分別為I、U，可分析推導(dǎo)出表達(dá)式：U=

(用R0、I、U、Rg和電源的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r(4)小李調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得多組數(shù)據(jù)，描繪出光照一定情況下電壓U與電流I的關(guān)系，如圖乙，由圖像知當(dāng)輸出電流01.5mA時(shí)，U與I成線性關(guān)系。則電池電動(dòng)勢(shì)E=

V，在滿足U與I成線性關(guān)系的條件下，該電池的內(nèi)阻r=

Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(5)當(dāng)電流大于1.5mA時(shí)，隨著電流增大，電池的內(nèi)阻

(選填“增大”“減小”“不變”);當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.5V時(shí)，電池的輸出功率為

四、計(jì)算題：本大題共3小題，共43分。13.如圖所示，某同學(xué)用內(nèi)部容積為V0的膠頭滴管吸取某溶液做實(shí)驗(yàn)。該同學(xué)開始把空的膠頭滴管豎直插入溶液中(膠頭滴管內(nèi)沒有空氣溢出)，不擠壓膠帽的情況下，膠頭滴管下方玻璃管內(nèi)液面比外液面高度低h1;現(xiàn)在擠壓膠帽吸取溶液后(膠帽恢復(fù)原狀)，玻璃管內(nèi)內(nèi)液面比外液面高度高h(yuǎn)2，此時(shí)膠頭滴管刻度顯示吸取液體體積為12V0。已知大氣壓強(qiáng)為p0，溶液密度為(1)膠頭滴管豎直插入溶液后(不擠壓膠帽)，進(jìn)入玻璃管溶液的體積;(2)擠壓膠帽吸取溶液時(shí)，溢出的空氣質(zhì)量與原膠頭滴管內(nèi)空氣總質(zhì)量的比值。14.一工人通過傳送帶輸送質(zhì)量m=10kg的貨物，傳送帶與水平面夾角θ=30°，以v=2m/s的速度順時(shí)針運(yùn)行，傳送帶與轉(zhuǎn)軸無相對(duì)滑動(dòng)，轉(zhuǎn)軸的半徑r=0.2m。工人將貨物輕放在傳動(dòng)帶上切點(diǎn)A處，貨物與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=3(1)貨物在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)多消耗的電能;(2)貨物與小車一起向右運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度;(3)小車碰到彈簧后貨物不相對(duì)小車滑動(dòng)，貨物與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)不能小于多少?

15.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形abcd內(nèi)、外充滿磁感強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)bc邊中點(diǎn)的粒子源P不斷發(fā)出速度不等，但方向均垂直于bc指向正方形內(nèi)部的質(zhì)子，質(zhì)子電荷量為q，質(zhì)量為m。若質(zhì)子最終垂直于bc回到P點(diǎn)。(1)質(zhì)子的最大速率vm(2)若質(zhì)子速度分別為v1=qBL2m、v2=qBL6m，說明質(zhì)子能否垂直bc(3)若質(zhì)子的速度大小在qBL20m

答案和解析1.【答案】B

【解析】A.α衰變是原子核放出α粒子(42He)的衰變，614C衰變產(chǎn)物中有714N，根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知614C衰變方程為614C→N714N+e-10e，是β衰變，不是α衰變，故A錯(cuò)誤。

B.β射線是高速電子流，α射線是氦核流，β射線穿透能力比α2.【答案】D

【解析】A.圖示位置，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，磁通量最大，磁通量的變化率最小為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，線圈的電流為零，乙圖中t=T4時(shí)刻電流不為零，所以甲圖示磁鐵位置不對(duì)應(yīng)乙圖電流時(shí)刻T4，故A錯(cuò)誤。

B.甲圖示位置電流為0，故B錯(cuò)誤。

C.由乙圖可知，感應(yīng)電流是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)F=BIL，由于電流I在變化，所以制動(dòng)過程中永磁鐵受到的阻力大小是變化的，故C錯(cuò)誤。

D.制動(dòng)過程中，汽車速度逐漸減小，永磁鐵旋轉(zhuǎn)的角速度ω逐漸減小。根據(jù)交變電流的周期T=3.【答案】C

【解析】A.根據(jù)折射定律，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比等于兩種介質(zhì)的折射率之比。從圖中可以看出，復(fù)色光進(jìn)入冰晶后，a光的折射角小于b光的折射角，根據(jù)折射定律可知，a光的折射率大于b光的折射率。根據(jù)公式v=cn(其中v是光在介質(zhì)中的速度，c是真空中的光速，n是介質(zhì)的折射率)，可知在冰晶中，折射率越大，光的速度越小，所以a光的速度比b光小，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)全反射臨界角公式sinC=1n(其中C是臨界角，n是介質(zhì)的折射率)，可知折射率越大，臨界角越小。因?yàn)閍光的折射率大于b光的折射率，所以a光的臨界角比b光小，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x=Lλd(其中△x是條紋間距，L是雙縫到屏的距離，λ是光的波長(zhǎng)，d是雙縫間距)，可知在L和d相同的情況下，波長(zhǎng)λ越小，條紋間距△x越小。光的頻率越高，波長(zhǎng)越短，而折射率越大，光的頻率越高，由于a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的頻率大于b光的頻率，a光的波長(zhǎng)小于b4.【答案】C

【解析】A.天問二號(hào)從低軌至高軌，需要做離心運(yùn)動(dòng)，則需要增大速度，故探測(cè)器變軌時(shí)應(yīng)沿速度的反方向噴射氣體，故A錯(cuò)誤；

B.若探測(cè)器在近小行星表面做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T0，由萬有引力提供向心力可得：GMmR２=m4π2T02R，由M=ρV=ρ43πR3得該小行星的平均密度為3πGT02，故B錯(cuò)誤；5.【答案】C

【解析】噴射角為0°時(shí)噴射高度最大，有H=v022g，得v0=10m/s，設(shè)某水珠噴射角為θ，水珠噴出到落地時(shí)間為t6.【答案】D

【解析】A.小連勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，敏感球所受合力為零，敏感臂不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)觸發(fā)安全帶自動(dòng)鎖定，故A錯(cuò)誤。

B.當(dāng)小車向左加速時(shí)，敏感球由于慣性相對(duì)小車底座向右運(yùn)動(dòng)，會(huì)使敏感臂轉(zhuǎn)動(dòng)卡住卷軸外齒輪，鎖定安全帶;而小車向右加速時(shí)，敏感球相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng)，不會(huì)觸發(fā)安全帶鎖定，故B錯(cuò)誤。

CD.對(duì)敏感球受力分析，如圖，由牛頓第二定律可得-N?sinθ=m(-a)7.【答案】C

【解析】A、由題，M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，N位于其平衡位置上方最大位移處，周期大于1s，

若該波向x軸正方向傳播，則M、N平衡位置間的距離等于

d=(n+34)λ

，(

n=0，1，2，3，…)，

由

v=λT，求出周期T=24n+3s<1s，

故該波向x軸負(fù)方向傳播，M、N平衡位置間的距離等于

d=(n+14)λ

，可求出波長(zhǎng)，由

v=λT，求出周期T=24n+1s，由于周期大于1s，故n=0，T=2s，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；

BC，根據(jù)t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)N8.【答案】BD

【解析】A?.等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線是等勢(shì)面，且電勢(shì)為零，即C、O兩點(diǎn)的電勢(shì)相等為零，在等量異種點(diǎn)電荷連線上，電場(chǎng)方向由正電荷指向負(fù)電荷，電勢(shì)沿電場(chǎng)線方向降低，A點(diǎn)的電勢(shì)比O點(diǎn)的電勢(shì)高，所以A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤。

B.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布，連線上中點(diǎn)O的電場(chǎng)強(qiáng)度最小，中垂線上O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，且離O點(diǎn)越遠(yuǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度越小。B點(diǎn)在連線上，D點(diǎn)在中垂線上，且B點(diǎn)離O點(diǎn)的距離小于D點(diǎn)離O點(diǎn)的距離，所以B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比D點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大，故B正確。

C.兩點(diǎn)電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系以及電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷量的關(guān)系，B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差會(huì)改變，故C錯(cuò)誤。

D.設(shè)兩點(diǎn)電荷的電荷量為q，O到C的距離為r，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加，C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=2kqr2sinθ，其中θ為電場(chǎng)線與中垂線的夾角，當(dāng)電荷量變?yōu)樵瓉淼?9.【答案】AC

【解析】A、導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)，安培力和摩擦力等大反向，由左手定則可判斷出導(dǎo)體棒中的電流方向是由a到b，故A正確；

B、因?yàn)閷?dǎo)體棒在右側(cè)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體棒受力平衡，其所受的安培力F安與摩擦力f大小相等，方向相反。安培力公式為F安=B0Il，摩擦力公式為f=μmg，由F安=f可得B0Il=μmg，則電流I=μmgB0l，故B10.【答案】AD

【解析】A.由于金屬棒a、b同時(shí)由靜止釋放，且恰好在兩導(dǎo)軌連接處發(fā)生彈性碰撞，則說明a、b在到達(dá)連接處所用的時(shí)間是相同的，對(duì)金屬棒a和電容器組成的回路有

Δq對(duì)a根據(jù)牛頓第二定律有F其中a1=聯(lián)立有a則說明金屬棒a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有x1=聯(lián)立解得a1=6m/s2，tB.金屬棒b下滑過程中根據(jù)動(dòng)量定理有m其中q=可求得碰前瞬間b的速度為v2=4.2聯(lián)立解得Q=7.344J，故BCD.由于兩棒發(fā)生彈性碰撞，取am1聯(lián)立解得v1'=-8.0故選AD。11.【答案】(1)Nλd+1

(2)【解析】(1)每看到一條亮條紋移過，一定是光程差增大了一個(gè)波長(zhǎng)，時(shí)間差為一個(gè)周期T。由于移動(dòng)N條干涉亮紋，時(shí)間差為NT，有dv-dc根據(jù)nd-d=(2)從第一問中折射率的表達(dá)式和表格中數(shù)據(jù)可知，n-P圖像是一條不過原點(diǎn)傾斜的直線。當(dāng)壓強(qiáng)為1.6atm時(shí)，移動(dòng)條紋數(shù)為7212.【答案】(1)I(2)如圖所示

(3)(4)2.9(5)增大0.14(0.13～0.14之間給分【解析】(1)I=E