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2024-2025学年湖北省新高考协作体高三（第一次）押题卷物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于原子物理的相关实验与现象，下列说法正确的是( )
A. 汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，确定了阴极射线本质是高频电磁波
B. 卢瑟福的粒子散射实验证明了原子核由质子和中子组成，并提出了电子轨道量子化模型
C. 玻尔氢原子光谱实验表明，氢原子光谱是连续谱，其频率可由经典电磁理论完美解释
D. 爱因斯坦解释光电效应时提出“光子说”，并指出光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系，而与光强无关
2.2024年5月，中国“嫦娥六号”探测器在月球背面实施全球首次智能自主变轨任务。探测器先在半径为r的圆轨道Ⅰ运行，经P点后进入椭圆轨道Ⅱ，在Q点再次进入半径为3r的圆轨道Ⅲ。轨道Ⅱ的近月点为P，远月点为Q。仅考虑月球的引力，下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行时，探测器角速度之比为
B. 探测器在轨道Ⅱ上Q点的加速度小于在轨道III上Q点的加速度
C. 从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅱ，探测器在P点需要减速
D. 探测器在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点过程中，机械能守恒
3.若取无穷远处为零电势点，某点电荷Q产生的电场中某点电势的表达式为，k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量，r为该点到Q的距离。多个点电荷产生电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时在该点电势的代数和。真空中的一维坐标系中有两个固定的点电荷和，分别位于坐标原点和点处，已知，，下列说法正确的是
A. 在x轴上，的区域可能存在电场强度为零的点
B. 在x轴上，的区域不存在电势为零的点
C. 若将一负试探电荷从处移到处，试探电荷的电势能增加
D. 已知点、、，则
4.如图所示，质量为m、倾角为的斜面体放置在水平面上，斜面体的左上角安装有轻质定滑轮，质量为带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上，轻质细线跨越这两个定滑轮，上端连接在天花板上，下端悬挂一小球，整个系统处于静止状态时，物块与天花板间的细线呈竖直状态，两定滑轮间的细线与斜面平行，不计细线与滑轮间的摩擦，重力加速度为g，，，下列说法正确的是
A. 小球的质量为2m
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 水平面对斜面体间的摩擦力的方向为水平向右
D. 水平面对斜面体的支持力大小为
5.如图所示为冬季奥运会跳台滑雪运动员比赛时的情景，运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面AB上的B处着陆。斜面AB与水平方向夹角为，运动员在空中运动的时间为，不计空气阻力，重力加速度，运动员可以看成质点，，，下列判断错误的是
A. 运动员在A点飞出时的初速度大小为
B. 运动员从A点飞出后运动离斜面最远
C. 运动员运动过程中离斜面最远的位置为C点，D点为斜面上的点，CD垂直于AB，则
D. 运动员运动过程中离斜面的最大距离为
6.如图所示，图中阴影部分ABCED是一透明介质的横截面，介质侧面AB面和DE面均附有特殊涂层，光到达该表面时全部被吸收。ACE是一半径为R的半圆弧，圆心O处有一可以旋转的单色激光发射器，使发出的光线绕圆心O以周期T在纸面内逆时针匀速转动。从BD外侧观察，一个周期内BD面上有光点移动的时间为，光在真空中速度大小为c，不考虑光在圆弧界面上的反射，则下列说法正确的是
A. 透明介质的折射率为
B. 光在透明介质中传播的最长时间为
C. 透明介质BD面上光射出的区域长度为R
D. 若增大单色光的频率，透明介质BD面上光射出的区域长度变长
7.质量为m的小球在空气中由地面以大小为的初速度竖直上抛，上升的最大高度为H，小球落回地面时的速度大小为v，小球所受的空气阻力大小正比于小球瞬时速度的大小。即，以地面为零势面，下列说法正确的是
A. 小球上升时间大于下落时间
B. 小球上升过程克服阻力做功小于下落过程克服阻力做功
C. 在下降过程中，小球动能和势能相等的位置距离地面的高度
D. 小球从抛出到落回抛出点所用的总时间为
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.波源、分别位于和处，时，波源开始振动，产生简谐横波沿x轴正方向传播，波源起振时间未知产生的简谐横波沿x轴负方向传播。时，两列波刚好同时传到O点，波形如图所示。已知波源、做简谐运动的频率相同，振幅分别为，，y轴左右两侧分布着两种不同的均匀介质，波速分别为和，下列说法正确的是
A. 波速
B. 时，波源开始振动
C. 两列波叠加后，处为振动加强点
D. 内，处的质点通过的路程为100cm
9.如图所示，角度为的“V”字形粗糙杆竖直固定，质量均为m的两个相同小球用一轻弹簧连接套在粗糙杆上等高的位置，两个小球与杆之间的动摩擦因数均为，弹簧在AB位置时处于原长，CD位置与AB位置的竖直高度为h。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为且弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，两个小球从AB位置由静止同时下滑，下列说法正确的是
A. 两个小球在AB位置的加速度大小为
B. 两个小球下滑到AB与CD之间某个位置时动能达到最大
C. 从AB位置下滑到CD位置，两个小球所受的摩擦力先减小后增大
D. 从AB位置下滑到CD位置，两个小球克服摩擦力做的功为mgh
10.某中学视觉传达兴趣小组想利用电子在匀强磁场中运动留下的径迹来制作“心随境动”的视觉效果。他们设计的情境可以简化为如图所示，在界面MN上方有垂直纸面向外的匀强磁场，在MN下方有垂直纸面向外的匀强磁场，且，在界面MN上某点O以大小相同方向不同的速度v发射电子，电子质量为m，带电量为q。下面说法正确的是
A. 电子都能沿逆时针方向运动再次回到O点
B. 与MN成角竖直向上发射的电子再次回到O点的时间为
C. 与MN成角斜向左上方发射的电子在第一个周期内轨迹上距O点最远的距离为
D. 若，与MN成角斜向左上方发射的电子和与MN成角斜向右上方发射的电子再一次回到O点的时间是一样的
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小鹏用智能手机来研究物体做圆周运动时向心加速度和角速度、半径的关系。如图甲，圆形水平桌面可通过电机带动绕其圆心O转动，转速可通过调速器调节，手机到圆心的距离也可以调节。小鹏先将手机固定在桌面某一位置M处，通电后，手机随桌面转动，通过手机里的软件可以测出加速度和角速度，调节桌面的转速，可以记录不同时刻的加速度和角速度的值，并能生成如图乙所示的图像。
由图乙可知，时，桌面的运动状态是________填字母编号
静止 匀速圆周运动 速度增大的圆周运动 速度减小的圆周运动
仅由图乙可以得到的结论是：_______________________________。
若要研究加速度与半径的关系，应该保持______不变，改变_______，通过软件记录加速度的大小，此外，还需要的测量仪器是：________。
12.如图甲所示，滑动变阻器由接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分组成，滑动变阻器的电阻丝单层密绕在瓷筒上。某实验小组要测量滑动变阻器上所绕电阻丝的电阻率，实验室提供的器材如下：电源内阻很小
电压表量程为，内阻很大
待测滑动变阻器最大阻值几十欧姆
电阻箱最大阻值
滑动变阻器最大阻内值
毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图乙所示。
实验时的主要步骤如下：
第一步：用游标卡尺分别测量待测滑动变阻器瓷筒的直径和绕有金属丝部分的截面直径，如图丙所示。
第二步：按图连好电路。将滑动变阻器和的滑片均置于最左端，电阻箱阻值调为零。闭合开关S，调整滑片的位置，使电压表的示数为。
第三步：断开开关S，保持滑片的位置不动，将的阻值调为。
第四步：闭合开关S，向右移动的滑片P，使电压表的示数仍为，记录的阻值R以及的滑片P到左端点a之间的距离l。
第五步：断开开关S，保持滑片的位置不动，调节的阻值分别为、…，重复第三步。
第六步：实验结束，整理仪器。
实验记录的部分数据见下表。
组次 1 2 3 4 5
0 5 10 15 20
0
上表中不合理的一组数据为________填组次序号。
某次测量瓷筒的直径，游标卡尺的示数如图丁所示，则________cm，电阻丝的直径为________用、表示单匝电阻丝周长为________用、表示
作出图线为一条倾斜直线，若已知直线斜率为k，则电阻丝的电阻率________。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，劲度系数的轻弹簧上端与固定的拉力传感器相连，下端与活塞上表面的中心连接，封闭了一定质量理想气体的活塞和导热气缸处于静止状态，此时气缸底部距地面，活塞下表面到气缸底部的距离，拉力传感器的示数，封闭气体的温度。已知活塞面积，气缸质量，外界大气压强，不计活塞与气缸之间的摩擦，重力加速度。求：
活塞的质量m和封闭气体的压强；
对气缸加热，当拉力传感器示数为零时气体的温度。
14.甲乙两人在图示滑道上玩推积木游戏，对接点O处有一小段水平轨道平滑连接两斜面。他们站在距两滑道对接点O点等高的的A，B处各拿着一个质量为1kg的滑块a和整个运动过程中可以视为质点滑块a表面光滑。左边的滑道光滑、倾角为，右侧滑道倾角为与滑块b间动摩擦因素、两人希望滑块能第一次过O点时相碰，
求两人由静止释放滑块的时间差；
滑块在O点相碰后粘在一起，在之后的运动中也不会分开。不计轨道拐角处的能量损失，求再一次滑回到O点时滑块a对滑块b做的功；
求整个运动过程中滑块ab在右侧滑道上经过的路程。
15.如图所示，水平桌面上有efgh、PQMN两条光滑的足够长金属导轨平行放置，导轨间距分别为2L和L，ef、gh导轨间存在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场，导轨PQMN间存在方向竖直向下、大小为2B的匀强磁场，MN右边无磁场。两长度略大于导轨间距的质量分别为2m和m的导体杆ab和cd垂直于导轨放置，接入电路的电阻分别为2R和R，ab杆离fg足够远，cd杆到磁场边界MN距离为，两杆均处于静止状态，现使ab杆获得一向右的初速度，cd杆经过MN时速度为，两导体杆运动过程中始终与导轨接触良好，感应电流产生的磁场及导轨电阻忽略不计。求：
杆出磁场时ab杆的速度及cd杆出磁场后的瞬间ab杆两端的电势差；
杆在运动过程中产生的总热量；
杆在磁场中运动的时间
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A、汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，确定了阴极射线是带负电的粒子流， A错误；
B、卢瑟福的a粒子散射实验仅证明了原子核的存在核式结构模型，但未证实中子中子由查德威克发现，电子轨道量子化是玻尔提出的假说，B错误；
C、氢原子光谱是“线状谱”，其频率需用玻尔量子化理论解释，经典电磁理论无法说明， C错误；
D、爱因斯坦的光电效应理论成功解释了“截止频率”“光电子动能与频率线性关系”等实验现象，并证明了光的粒子性， D正确；
故选D。
2.【答案】D
【解析】A、由可得，角速度之比为，A错误；
B、由可得轨道Ⅱ上Q点的加速度等于在轨道Ⅲ上Q点的加速度，B错误；
C、从轨道轨至轨道Ⅱ，探测器在P点需要做离心运动，则需满足，所以需在P点加速，C错误；
D、仅受月球引力作用，机械能守恒， D正确。
3.【答案】C
【解析】A、由可得，无解，A选项错误。
B、可得，满足，，B选项错误。
C、和上场强沿x轴负方向，负试探电荷从处移到处，电势降低，电势能增大，C选项正确。
D、和连线上电场分布不均匀，且不过关连线中点对称，则，D选项错误。
故选C。
4.【答案】D
【解析】AB、设小球的质量为M，对小球进行受力分析，由二力平衡可得细线的拉力，对物块进行受力分析，把物块的重力与竖直细线的拉力合成，把合力分别沿着斜面和垂直斜面分解，沿着斜面由二力平衡可得，垂直斜面方向由二力平衡可得，综合解得、，AB错误；
C.对整体，水平方向不受力，水平面对斜面体的摩擦力为零。故 C错误；
D.对整体进行受力分析，竖直方向由二力平衡可得：，综合解得，故D正确。
5.【答案】C
【解析】A.设运动员运动的时间为t，根据平抛运动规律有，又联立解得故A正确;不符合题意;
运动员在垂直斜面方向做的是类竖直上抛运动，运动员在垂直斜面方向的初速度分量为，在垂直斜面方向的分加速度为设运动员从A点飞出后运动t时间离斜面最远，则有运动中离斜面的最大距离为，故BD正确，不符合题意;
C.运动员沿着斜面方向分运动，初速度为，AD与DB段时间相同，但初速度不为0，不满足，故C错误，符合题意；
故选C。
6.【答案】C
【解析】A.根据题意一个周期内 BD 面上有光点移动的时间为 ，故可知从BD面有光线射出的对应的弧长圆心角为
故可知光线刚好在BD面发生全反射的临界角为 ，故透明介质的折射率为 ，故A错误；
B.分析可知当光线沿OD方向射入时，在透明介质中传播的时间最长，根据几何关系可知此时光线传播的路程为 ， ，
联立解得 ，故B错误；
C.根据前面分析，
透明介质BD面上恰好不能射出有，
解得
结合几何关系可知透明介质BD面上光射出的区域长度为 ，故C正确；
D.若增大单色光的频率，可知介质对光线的折射率变大，临界角变小，根据前面分析结合几何关系可知透明介质 BD 面上光射出的区域长度变短，故D错误。
故选C。
7.【答案】C
【解析】A.根据题意，作出小球在空中运动时的图像，由于上升过程与下落过程位移大小均为H，故在上升过程时间内与下落过程时间内图像与时间轴围成的面积相等。所以一定有，A错误；
B.在小球上升过程和下降过程同时经过任意高度都有，则有，即，B错误；
C.下降过程经过位移中点时，小球的重力势能，对小球由最高点到位移中点过程由动能定理，故在位移中点处，故的位置在位移中点下方，C正确；
D.对全过程有动量定理：以竖直向上为正方向，即得，D误错。
8.【答案】AB
【解析】A、由波的图像可知，，因，两振源T相同，故则，A正确;
B、由于的振动传播到O点经历的时间为，故有，解得
，则的振动传播至O点需要时间故开始振动的时刻为，B正确;
C、将O点视为向左传播的新振源，则处的质点与到与的距离差，等于的1倍，故为振动减弱点，C错误;
D、的振动传播到处经历的时间为，而的振动由O点传播到处所经历的时间为，则的振动传播到该点的时刻为，所以在内处的质点只参与了的振动，且刚好振动了2个整周期，，故 D错误。
故选AB。
9.【答案】AD
【解析】A、小球在A位置时，弹簧为原长，对其受力分析
解得，A正确。
C、小球沿杆下滑过程弹簧被压缩，压缩量与小球下滑的位移大小相等。则 N增大， f增大， C错误;
B、当小球加速度为0时，速度达到最大。当小球滑至 C、D点时，对左边小球：其中可得，故当小球运动至 C、D点时速度最大， B错误;
D、左边小球由A点滑至C点过程，故f随位移线性增大则两边小球克服f做的总功为mgh， D正确。
故选AD。
10.【答案】BD
【解析】解析：速度方向朝向水平线上方能沿逆时针方向回到 O点，速度方向朝向水平线下方不能回到 O点， A错。
与MN成角竖直向上发射的电子，轨迹如图a所示，中运动一个周期，中运动半周期，总时间刚好，B是对的
与MN成角斜向左上方发射的电子轨迹如图b所示，在第一个周期内轨迹上距O点最远的距离点在O点正下方，距离为，所以C错
经分析发现若，与MN成0角斜向左上方发射的电子和与MN成角斜向右上方发射的电子再一次回到O点的时间是一样的，都是，所以D是对的。
11.【答案】；
半径一定，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大。
转速或角速度，手机到圆心的距离或半径；刻度尺。

【解析】【分析】
本题考查物体做圆周运动时向心加速度和角速度、半径的关系。关键在于明确实验的原理。
根据匀速圆周运动的规律求解；
由图像总结规律；
根据向心加速度的公式，结合控制变量法分析。
【解答】
根据图乙可知，时，加速度和角速度大小恒定，所以桌面做匀速圆周运动；选b。
根据图乙，半径一定时，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大；
若要研究加速度与半径的关系，，由控制变量法，所以应该保持转速或角速度，手机到圆心的距离或半径，通过软件记录加速度的大小。还需要用刻度尺测量运动的半径。
故答案为：；
半径一定，角速度大小不变时，加速度大小也不变；角速度增大时，加速度也增大。
转速或角速度，手机到圆心的距离或半径；刻度尺。
12.【答案】；；；；
【解析】由表格数据可知，R与l数值上比值，故第3组数据不合理；
游标卡尺主尺读数为40mm，游标尺为，故；由图可知电阻丝的直径为单匝线圈电阻丝周长为
设电阻丝电阻为，滑动变阻器绕制线圈的距离为L，实验步骤中保持电压不变，即电阻箱和滑动变阻器Rx总阻值不变，由题意可知，解得，可知，电阻丝有匝线圈，即线圈长为
电阻丝的横截面积为，根据可知电阻丝的电阻率
13.【答案】对气缸和活塞
解得
对气缸
解得
当拉力传感器示数为零时，此时气缸已经着地，对活塞
解得
此时活塞距气缸底部的距离
对气体
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】设滑块a在斜面A上加速度为a，滑到O点用时为，速度为，滑块b在斜面B上加速度为，滑到O点用时为，速度为，对A滑块由牛顿第二定律定律知道：
解得，
对B滑块有
解得，
时间差
滑块a到O点速度，滑块b到O点速度，两者相碰粘在一起速度为，
由动量守恒定律有得
ab一起沿斜面A上滑加速度为，由牛顿第二定律得
上滑距离为，由得
ab一起沿斜面A下滑加速度为，由牛顿第二定律得，
滑回到O点速度为，由得
该过程对滑块b由动能定理有得
设整个运动过程中滑块ab在右侧滑道上经过的路程s，由能量转化与守恒定律有
得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】对ab、cd杆系统，因所受外力之和为零，所以系统动量守恒，有：
，
得ab杆速度
Cd杆出磁场后的瞬间：，
，
得
杆在磁场中运动的过程：
得：
，
得：
cd杆出磁场后到ab停止运动的过程：
另解：ab杆最终静止，cd杆匀速运动，
全过程有：
，
杆在磁场中运动时，
对cd杆，由动量定理有：
即：
即：
得：
对ab、cd杆系统：
有：
即：
解得cd杆在磁场中运动的时间：
【解析】详细解答和解析过程见【答案】

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