十堰市2024年高三年級元月調研考試物理本試題卷共6頁，共15道題，滿分100分，考試時間75分鐘。祝考試順利注意事項：1.答題前，考生務必將自己的姓名、考號填寫在答題卡和試卷指定位置上，并將考號條形碼貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。答在試題卷、草稿紙上無效。3.非選擇題用0.5毫米黑色墨水簽字筆將答案直接答在答題卡上對應的答題區域內。答在試題卷、草稿紙上無效。4.考生必須保持答題卡的整潔。考試結束后，只交答題卡。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.2023年8月25日，中國新一代人造太陽“中國環流三號”首次實現100萬安培(1兆安)等離子體電流下的高約束模式運行，再次刷新中國磁約束聚變裝置運行紀錄。某核聚變方程為下列說法正確的是（）A.反應前后質量守恒B.我國秦山核電站也是利用該原理發電的C.該反應屬于α衰變D.該核聚變方程中的X為α粒子【答案】D【解析】【詳解】A．核反應前后質量數和電荷數守恒，可質量有虧損，質量不守恒，故A錯誤；B．我國秦山核電站是利用核裂變發電的，故B錯誤；C．該反應屬于核聚變，故C錯誤；D．由核反應的質量數和電荷數守恒，可得X的質量數為2+3?1=4電荷數為1+1?0=2可知X是α粒子，則該聚變方程為故D正確。故選D。2.在杭州亞運會男子百米決賽中，中國一選手奪冠。假設他的心臟在比賽狀態下每分鐘搏動150次，在一次搏動中泵出的血液約為120cm3，推動血液流動的平均壓強約為。則他的心臟在比賽狀態下搏動的平均功率約為（）A.6W B.60W C.3.6W D.360W【答案】A【解析】【詳解】設這名選手的心臟每次推動血液前進的位移為L，血液受到心臟的壓力為F，由可知，心臟起搏一次對血液所做的功V是心臟跳動一次輸送的血液體積，代入數據解得則他的心臟在比賽狀態下搏動的平均功率故選A。3.如圖所示，豎直平面內固定著等量同種正點電荷P、Q，在P、Q連線的中垂線上的A點由靜止釋放一個負點電荷，該負點電荷僅在電場力的作用下運動，下列關于該負點電荷在一個運動周期內的速度一時間圖像，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】等量的兩個正電荷的連線的中垂線上，O點的場強為零，O點上方的電場方向向上，O點下方的電場方向向下，中垂線上任意一點與關于O點對稱的點的電勢相等，即AB電勢相等，所以負電荷由A點運動到B點的過程中電場力先使負電荷速度增加，過了O點速度又逐漸減小，到達B點速度減為0，然后又向上先加速，再減速，如此往復運動；由于等量的兩個正電荷的連線的中垂線上，關于O點對稱的上下有兩個位置電場強度大小最大，第一種情況若負電荷所在位置A點在場強最大的位置之上，則釋放負電荷后，由A點運動到B點的過程中電場力先變大，后變小，再反向先變大，后變小，其加速度也是同步變化；第二種情況若負電荷所在位置A點在場強最大的位置之下，則釋放負電荷后，由A點運動到B點的過程中電場力先變小，再反向變大，其加速度也是同步變化，由于圖像的斜率表示加速度，可知C正確，ABD錯誤。故選C。4.在機場、車站常用傳送帶來傳送旅客的包裹，在傳送過程中同時對包裹進行安檢。將一個包裹(可視為質點)輕放在水平傳送帶的左端，同時啟動傳送帶，傳送帶向右做初速度為0的勻加速直線運動。包裹和傳送帶的速度一時間圖像如圖所示，s時包裹運動到傳送帶的右端。下列說法正確的是（）A.圖線I反映的是包裹的運動B.包裹和傳送帶間的動摩擦因數為0.16C.傳送帶的長度為20mD.包裹相對傳送帶滑動的距離為7.5m【答案】D【解析】【詳解】A．傳送帶啟動后做勻加速運動，包裹在摩擦力作用下也做加速運動，則包裹的加速度一定小于傳送到的加速度，則由圖像可知圖線I反映的是傳送帶的運動，圖像Ⅱ反應包裹的運動，選項A錯誤；B．包裹的加速度根據可知包裹和傳送帶間的動摩擦因數為0.1，選項B錯誤；C．傳送帶的長度等于包裹的位移選項C錯誤；D．包裹相對傳送帶滑動的距離為選項D正確。故選D。5.圖甲所示的裝置是斯特林發電機，其工作原理圖可以簡化為圖乙。已知矩形導線框的匝數為N，面積為S，處在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，矩形導線框以角速度ω繞垂直磁場方向的軸勻速轉動，線框與理想變壓器原線圈相連。理想變壓器原、副線圈的匝數比為1：4，圖示時刻線框平面與磁感線垂直并以此時刻為計時起點，為定值電阻，R為滑動變阻器，交流電壓表①、②均視為理想電表，不計線框的電阻。下列說法正確的是（）A.線框從圖示位置開始轉過的過程中，產生的平均電動勢為B.線框從圖示位置開始轉過時，電壓表V1的示數為C.滑動變阻器的滑片向d端滑動的過程中，電壓表V2的示數始終為2NBSωD.滑動變阻器的滑片向c端滑動的過程中，的發熱功率增大【答案】B【解析】【詳解】A．線框從題中圖示位置開始轉過的過程中，磁通量的變化量而產生的平均電動勢又因為解得故A錯誤；BC．矩形線框在轉動過程中產生的感應電動勢的最大值則原線圈的電壓即電壓表V1的示數再根據原、副線圈電壓比與匝數比的關系有則副線圈的電壓即電壓表V2的示數與副線圈中電阻的變化無關。故B正確，C錯誤；D．根據以上分析知，原線圈的電壓沒有發生改變，則副線圈的電壓也不會改變，在滑動變阻器的滑片向c端滑動的過程中，接入電路中的電阻增大，根據副線圈回路的電流減小，的發熱功率可知R1的發熱功率減小。故D錯誤。故選B。6.如圖所示，兩豎直擋板間有一光滑的水平直桿，一輕彈簧穿在桿上，彈簧左側與擋板相連，右側與穿在桿上的小球甲相連。現讓小球甲開始做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系為，當小球甲經過平衡位置時，在小球甲的正上方由靜止釋放小球乙，結果甲與乙恰好相碰，甲、乙均視為質點，取重力加速度大小，不計空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內，小球不會與豎直擋板相碰，則小球乙下落的高度為（）A.（，，） B.（，，）C.（，，） D.（，，）【答案】B【解析】【詳解】由可知，小球甲的運動周期為要使小球甲與小球乙相遇，則小球乙的運動時間為（，，）根據自由落體運動規律有（，，）故選B。7.2022年9月27日，木星、地球和太陽排在同一直線上，地球位于太陽與木星之間，出現了“木星沖日”現象。地球和木星繞太陽公轉的方向相同，軌跡都可近似為圓，木星的質量約為地球質量的318倍，木星的半徑約為地球半徑的11倍，木星繞太陽運動的周期約為地球繞太陽運動周期的12倍。下列說法正確的是（）A.木星公轉的軌道半徑比地球公轉的軌道半徑小B.木星公轉的線速度比地球公轉的線速度大C.木星表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的2.6倍D.下一次出現“木星沖日”現象可能在2024年11月【答案】C【解析】【詳解】A．由開普勒第三定律得因所以即木星公轉的軌道半徑比地球公轉的軌道半徑大，A錯誤；B．由萬有引力定律提供向心力可得因為所以即木星公轉的線速度比地球公轉的線速度小，B錯誤；C．在天體表面有可得，木星表面的重力加速度與地球表面重力加速度之比為所以，木星表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的2.6倍，C正確；D．由運動學關系其中聯立可得所以下一次出現“木星沖日”現象可能在2023年11月，D錯誤。故選C。8.洗衣機脫水桶的原理示意圖如圖所示。衣服（視為質點）在豎直圓筒的內壁上隨圓筒做勻速圓周運動時，剛好不沿著筒壁向下滑動，筒壁到轉軸之間的距離為r，衣服與筒壁之間的動摩擦因數為0.2，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.衣服的線速度大小為B.衣服的角速度大小為C.若脫水桶的轉速增大，則衣服受到的摩擦力不變D.若脫水桶的轉速增大，則衣服轉動的周期變大【答案】AC【解析】【詳解】A．衣服在豎直圓筒的內壁上隨圓筒做勻速圓周運動時，剛好不沿著筒壁向下滑動，則有聯立可得，衣服的線速度大小為故A正確；B．根據可得，衣服的角速度大小為故B錯誤；C．若脫水桶的轉速增大，則衣服做勻速圓周運動需要的向心力增大，則脫水桶對衣服的彈力增大，衣服受到的最大靜摩擦力增大，衣服仍然保持不沿著筒壁向下滑動，則衣服受到的摩擦力仍為靜摩擦力，且恰好等于衣服的重力保持不變，故C正確；D．根據周期與轉速關系可知，若脫水桶的轉速n增大，則衣服轉動的周期T變小，故D錯誤。故選AC9.如圖所示，一工件由透明材料制作成，其橫截面ABCD為邊長為a的正方形，正方形的內切圓部分被挖出。該材料的折射率n=2。圓心O處有一點光源，若只考慮首次直接射向正方形ABCD四邊的光線(不考慮a光的反射)，光在真空中傳播的速度為c，下列說法正確的是（）A.從正方形ABCD四邊射出的光線區域的總長度為B.從正方形ABCD四邊射出的光線區域的總長度為C.在從正方形ABCD四邊射出的光線中，光從光源到ABCD邊傳播所用的最長時間與最短時間的差值為D.在從正方形ABCD四邊射出的光線中，光從光源到ABCD邊傳播所用的最長時間與最短時間的差值為【答案】B【解析】【詳解】AB．設AB中點M，BC中點N，如圖所示若沿OE方向射到MB面上的光線剛好發生全反射，因為臨界角滿足即則∠MOF=30°同理沿OG方向射到BN面上的光線剛好發生全反射，則∠NOH=30°根據幾何關系可得從MB、BN面有光射出的區域總長度為同理，從AM、ND面有光射出區域總長度為即從正方形AB、BC兩邊射出的光線區域的總長度為從正方形AD、DC兩邊射出的光線區域的總長度為從正方形ABCD四邊射出的光線區域的總長度為故A錯誤，B正確；CD．由題意可知，沿OB方向到達AB面上的光在材料中的傳播距離最大，時間最長，由幾何關系可知光從光源到MN面的傳播距離為，材料中的傳播距離為在材料中的傳播時間為又解得光到AB面最短時間為光垂直入射到AB面的時間，所以在從正方形ABCD四邊射出的光線中，光從光源到ABCD邊傳播所用的最長時間與最短時間的差值為在材料中傳播的最長時間，即故CD錯誤。故選B。10.如圖所示，電阻為R、邊長為L的單匝正方形金屬線框，其cd邊與有界勻強磁場上邊界的距離為h，將線框在豎直平面內由靜止釋放，當cd邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動。已知線框平面始終與磁場方向垂直，且cd邊始終水平，磁場的磁感應強度大小為B，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.金屬線框的質量為B.金屬線框質量為C.用同樣的金屬導線繞制成兩匝邊長為L的正方形線框，仍從圖示位置由靜止釋放，線框仍能勻速進入磁場D.將原線框均勻拉伸成邊長為2L的正方形線框，且從底邊cd距磁場上邊界為H處由靜止釋放，若線框仍能勻速進入磁場，則H=4h【答案】AC【解析】【詳解】AB．線圈進入磁場時的速度線圈勻速進入磁場，則解得選項A正確，B錯誤；C．用同樣金屬導線繞制成兩匝邊長為L的正方形線框，仍從圖示位置由靜止釋放，則此時線圈的重力變為原來的2倍，電阻變2倍；進入磁場時受的安培力為則仍能滿足則線框仍能勻速進入磁場，選項C正確；D．將原線框均勻拉伸成邊長為2L的正方形線框，則線圈的質量不變；總長度變為原來的2倍，橫截面積變為原來的，電阻變為則從底邊cd距磁場上邊界為H處由靜止釋放，進入磁場的速度為若線框仍能勻速進入磁場，則解得H=h選項D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某同學用如圖甲所示的實驗裝置，探究一定質量的小車的加速度與力的關系。將光滑滑輪用一細桿固定在小車的前端，滑輪及細桿的總質量為，小車的質量為M，砂和砂桶的質量為m，打點計時器所接電源頻率為50Hz的交流電。（1）此實驗正確的操作是________。A．實驗前需要將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力B．讓小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源C．為減小系統誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M（2）該同學以小車的加速度a為縱坐標、力傳感器的示數F為橫坐標，畫出的a-F的關系圖像如圖乙所示，圖線的斜率為k，則小車的質量為________。A．B．C．kD．2k（3）某次實驗中，力傳感器的示數為4.59N，打出的部分計數點如圖丙所示(每相鄰兩個計數點間還有四個計時點未畫出)，其中，，，，，，則小車的加速度大小為_________m/s2，此次實驗中砂和砂桶的質量為_________kg。(當地重力加速度大小為9.8m/s2，結果均保留兩位有效數字)【答案】①.A②.B③.0.65④.0.54【解析】【詳解】（1）[1]A．實驗前需要將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，故A正確；B．為充分利用紙帶，應先接通電源，再釋放小車，故B錯誤；C．力傳感器可以測量力，不需要保證砂和砂桶的質量m遠小于小車的質量M，故C錯誤。故選A。（2）[2]根據牛頓第二定律得則則小車的質量為故選B。（3）[3][4]相鄰計數點的時間間隔為T=0.1s根據逐差法，小車的加速度大小為砂和砂桶的加速為2a，根據牛頓第二定律得砂和砂桶的質量為12.“飲酒不開車”是司機必須遵守的交通法規。圖甲是呼氣式酒精檢測儀的簡化電路原理圖。圖中電源電動勢。，內阻不計，電壓表量程為0~15V且內阻很大，電阻箱的阻值范圍為0~999Ω，為酒精氣體傳感器，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規律如圖乙所示。規定氣體中酒精濃度在：，之間為酒駕，等于或超過，為醉駕。測試儀使用前應先調零，即當氣體中酒精濃度為0時，調節電阻箱，使電壓表的示數調零后的值保持不變。（1）調零后接入電路中的阻值為________Ω。（保留三位有效數字）（2）當電壓表示數時，消耗的電功率為________W。（保留兩位有效數字）（3）在某次檢測中，電壓表示數，經分析該司機屬于_________。（填“正常”“酒駕”或“醉駕”）（4）若電池使用時間較長，有明顯的內阻，則測出酒精的濃度將________（填“偏大”“偏小”或“不變”）【答案】①.200②.③.酒駕④.偏小【解析】【詳解】（1）[1]根據圖乙知調零后為100Ω，根據閉合電路歐姆定律，推得接入電路中的阻值為（2）[2]當電壓表示數時，兩端電壓為2V,回路中的電流為故消耗的電功率為（3）[3]在某次檢測中，電壓表示數，兩端電壓為2.5V,回路中的電流為此時在電路中的阻值為對照圖乙查詢知氣體中酒精濃度在之間，故司機屬于酒駕。（4）[4]若電池使用時間較長，有明顯的內阻，則測出的偏大，則測出的酒精的濃度將偏小。13.如圖所示，一上粗下細薄壁玻璃管，其上端開口、下端封閉。一段水銀將管內氣體分為兩部分。圖中粗管和細管的長度均為，粗管的橫截面積是細管的橫截面積的兩倍，大氣壓強。初始時，粗管和細管內水銀的長度均為，氣體的熱力學溫度均為。（1）求初始時細管內氣體的壓強；（2）若將粗管的管口封閉（不漏氣），對細管內氣體緩慢加熱，直至細管內水銀剛好全部進入粗管，粗管內氣體的溫度不變，兩管內的氣體均可視為理想氣體，求此時細管內氣體的熱力學溫度。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）設水銀的密度為，初始時細管內氣體的壓強為解得（2）細管內水銀剛好全部進入粗管，設粗、細管的橫截面積分別為，則粗管內氣體的體積為設粗管內氣體的壓強為，有細管內氣體的壓強為由理想氣體狀態方程，有解得14.如圖所示，平臺和足夠長的傳送帶處于同一高度，平臺右端與傳送帶左端無縫連接，傳送帶在電動機的帶動下沿順時針方向以勻速轉動。傳送帶上方所在區域存在水平向左的勻強電場。在平臺左端固定一個輕質短彈簧，一質量的帶正電的物塊B靜止在平臺右端，將另一個與物塊B質量相同的絕緣物塊A向左壓縮彈簧(不拴連)，在與物塊B的距離處由靜止釋放，物塊A向右運動恰好能與物塊B接觸。將物塊A沿豎直方向切去一半（設為A＇），然后壓縮彈簧仍從距物塊B為l處由靜止釋放，物塊A＇與物塊B發生彈性正碰，碰撞前后物塊B的電荷量不變，且碰撞時間極短，碰撞后物塊B在傳送帶上運動，經過時間后與傳送帶共速，（A＇）、B與平臺、傳送帶間的動摩擦因數均為，取重力加速度大小。，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終在彈性限度內，兩物塊均可視為質點。物塊A＇與物塊B碰撞后撤去彈簧。（1）求物塊A＇碰撞后滑行的距離；（2）求物塊B沿傳送帶向右運動的過程中克服電場力做的功；（3）物塊B能否與物塊A＇再次相碰?通過計算說明。【答案】（1）1m；（2）9.6J；（3）物塊B能與物塊A＇再次相碰【解析】【詳解】（1）從釋放物塊A到A恰好與物塊B接觸的過程中，由能量守恒定律可得彈簧的彈性勢能設物塊A＇與物塊B碰前瞬間的速度大小為v0，從釋放物塊A＇到物塊A＇與物塊B碰撞前瞬間，由能量守恒定律可得代入數據聯立解得物塊A＇與物塊B發生彈性正碰，設碰撞后瞬間物塊A＇的速度為v1，物塊B的速度為vB，以向右為正方向，由動量守恒定律可得由機械能守恒定律可得代入數據解得碰撞后物塊A＇反向運動，碰撞后對物塊A＇由動能定理可得代入數據解得（2）設物塊B受到的電場力大小為F，則有物塊B減速到與傳送帶速度相同的過程中則有物塊B減速時的加速度大小為解得電場力為物塊B減速到與傳送帶速度相同時向右運動的位移大小為物塊B減速到與傳送帶速度相同后，因電場力大于最大靜摩擦力，物塊B將繼續向右做減速運動，由牛頓第二定律可得代入數據解得設