2021-2022學(xué)年湖北省部分市州高三（上）元月期末聯(lián)合調(diào)研考試物理試題（解析版）

1、 湖北省部分市州2022年元月高三年級聯(lián)合調(diào)研考試物理試卷一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第811題有多項(xiàng)符合題目要求。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. 2009年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國華裔物理學(xué)家高琨，以表彰他在光纖通信研究中的突出貢獻(xiàn)。光纖通信中信號傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維。以下物理現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)與光導(dǎo)纖維傳播信號的原理相同的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】光導(dǎo)纖維傳播信號的原理是光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)傳播時(shí)發(fā)生了全反射。A是光的折射現(xiàn)象，不是全反射，故A錯誤；B是光色散

2、現(xiàn)象，折射原理，不是全反射，故B錯誤；C是全反射現(xiàn)象，故C正確；D是光的干涉現(xiàn)象，不是全反射，故D錯誤。故選C。2. 科學(xué)家通過輻射探測器發(fā)現(xiàn)閃電能夠引發(fā)大氣核反應(yīng)，并產(chǎn)生放射性同位素。其中一種典型的核反應(yīng)如圖所示，閃電產(chǎn)生的高能射線把原子核里的中子移除出去，產(chǎn)生不穩(wěn)定的原子核a，a再衰變成中微子（質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零）、正電子和穩(wěn)定的原子核b。則（）A. a是，b是B. a是，b是C. a，b是D. a是，b是【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，閃電產(chǎn)生的高能射線把原子核里的中子移除出，質(zhì)量數(shù)減少，電荷數(shù)不變，所以a是，a再衰變成中微子、正電子和穩(wěn)定的原子核b，則新核b的質(zhì)量數(shù)

3、不變，電荷數(shù)減少，即b是。故選C。3. 2022年北京冬奧會將于2月4日開幕，花樣滑冰雙人項(xiàng)目是我國有望奪金的強(qiáng)項(xiàng)。假設(shè)花樣滑冰表演中，男女運(yùn)動員沿同一直線相向運(yùn)動，速度大小均為1m/s，兩人相遇時(shí)用力推對方，此后都沿各自原方向的反方向運(yùn)動。已知女運(yùn)動員質(zhì)量為50kg，彼此的平均推力約為150N，作用時(shí)間約1s，則女運(yùn)動員剛反向運(yùn)動時(shí)的速度大小約為（）A. 1m/sB. 2m/sC. 3m/sD. 4m/s【答案】B【解析】【詳解】由動量定理在推對方的極短時(shí)間內(nèi)阻力，可忽略。以女運(yùn)動員反向運(yùn)動方向?yàn)檎较?，將F=150N，t=1s，帶入得女運(yùn)動員剛反向運(yùn)動時(shí)的速度大小約為，故ACD錯誤，B正確

4、。故選B。4. 北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分，神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。飛船的某段運(yùn)動可近似為如圖所示的情境，圓形軌道為空間站運(yùn)行軌道，橢圓軌道II為載人飛船運(yùn)行軌道，兩軌道相切于A點(diǎn)，設(shè)圓形軌道I的半徑為r，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，地球的自轉(zhuǎn)周期為T，橢圓軌道II的半長軸為a，下列說法正確的是（）A. 根據(jù)題中信息，可求出地球的質(zhì)量B. 載人飛船若要進(jìn)入軌道I，需要在A點(diǎn)減速C. 載人飛船在軌道I上A點(diǎn)的加速度大于在軌道II上A點(diǎn)的加速度D. 空間站運(yùn)行的周期與載人飛船在橢圓軌道II上運(yùn)行的周期之比為【答案】D【解析】【詳解】

5、A根據(jù)題中信息，則有可求出地球的質(zhì)量所以A錯誤；B載人飛船若要進(jìn)入軌道I，需要在A點(diǎn)加速，所以B錯誤；C載人飛船在軌道I上A點(diǎn)的加速度等于在軌道II上A點(diǎn)的加速度，所以C錯誤；D根據(jù)開普勒第三定律可知則所以空間站運(yùn)行的周期與載人飛船在橢圓軌道II上運(yùn)行的周期之比為，則D正確；故選D。5. 如圖所示，金屬棒放置在傾角為的斜面上，其中通有垂直紙面向里的恒定電流，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直斜面向上。保持磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，但方向沿順時(shí)針在紙面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過角，在此過程中金屬棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。若導(dǎo)軌和金屬棒均不光滑，則（ ）A. 金屬棒受到的安培力一定減小B. 金屬棒受到的摩擦力一定增大C.

6、 金屬棒受到的彈力一定減小D. 斜面對金屬棒的作用力一定增大【答案】D【解析】【詳解】A由題知金屬棒通有垂直紙面向里的恒定電流，保持磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，但方向沿順時(shí)針在紙面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過角，根據(jù)F安 = BIL可知F安不變，A錯誤；BC設(shè)磁場方向轉(zhuǎn)過的角度為，且在轉(zhuǎn)動到的過程中對導(dǎo)體棒做受力分析有FN = mgcos + BILsin，BILcos = mgsinf在轉(zhuǎn)動到的過程中增大，則FN增大，則金屬棒受到的彈力一定增大，由于BILcos與mgsin的大小關(guān)系未知，則金屬棒受到的摩擦力可能增大也可能減小，BC錯誤；D斜面對金屬棒的作用力與重力與安培力的合力大小相等方向相反，而重力與安培力的合

7、力為在轉(zhuǎn)動到的過程中F一直增大，則根據(jù)牛頓第三定律斜面對金屬棒的作用力一定增大。故選D。6. 如圖所示，質(zhì)量相同的甲、乙兩物體緊挨著放置于粗糙的水平面上，已知甲、乙之間的接觸面傾斜且光滑，它們與水平面間的動摩擦因數(shù)相同?，F(xiàn)施加一水平恒力F作用在物體上，使兩物體一起加速運(yùn)動，兩者不發(fā)生相對滑動。若力F作用在物體甲上，兩物體運(yùn)動的加速度大小為，甲、乙之間的彈力大小為；若力F作用在物體乙上，兩物體運(yùn)動的加速度為、甲、乙之間的彈力大小為。則（）A. ，B. ，C. ，D. ，【答案】A【解析】【詳解】甲乙看成一個整體加速運(yùn)動時(shí)，整體有可得所以無論力F作用在物體甲上還是作用在物體乙上，產(chǎn)生的加速度大小相

8、等，即當(dāng)力F作用在物體甲上時(shí)，甲對乙的彈力斜向下，設(shè)與水平方向夾角為，則對乙有可得當(dāng)力F作用在物體乙上時(shí)，乙對甲的彈力斜向上，設(shè)與水平方向夾角為，則對甲有可得可知故A正確，BCD錯誤。故選A。7. 如圖，正點(diǎn)電荷位于平面直角坐標(biāo)系中，A點(diǎn)坐標(biāo)為，B點(diǎn)的坐標(biāo)為，C點(diǎn)為AB的中點(diǎn)，D點(diǎn)為OA的中點(diǎn)。其中O點(diǎn)與C點(diǎn)電勢相等，A點(diǎn)與B點(diǎn)電勢相等。則（ ）A. 該點(diǎn)電荷一定位于A、D兩點(diǎn)之間B. A點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大C. 將正試探電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，電勢能增大D. 將負(fù)試探電荷從O點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做正功【答案】C【解析】【詳解】A根據(jù)點(diǎn)電荷在距其r處的電勢為做B的角平分線交于OA的E點(diǎn)

9、，可知E點(diǎn)在O、D兩點(diǎn)之間，A錯誤；B由于EA EC根據(jù)點(diǎn)電荷的場強(qiáng)可知A點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定比C點(diǎn)的電場強(qiáng)度小，B錯誤；C由于EB EC可知B EO可知B C，根據(jù)Ep = q可知將負(fù)試探電荷從O點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能增大，則電場力做負(fù)功，D錯誤。故選C。8. 田徑比賽中運(yùn)動員拋出的鉛球在空中運(yùn)動軌跡如圖所示，A、B為軌跡上等高的兩點(diǎn)，鉛球可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)。則從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中鉛球的動能、重力勢能、機(jī)械能E、重力的瞬時(shí)功率P的大小隨時(shí)間t變化的圖像中正確的是（取A、B所在平面為零勢能面）（ ）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【詳解】AB以初始位置為零勢能面，拋出時(shí)速度方向速

10、度為vy，的機(jī)械能守恒，則Ek = E - Ep = E - mgh，mgh = mg(vyt - )可看出Ept圖應(yīng)是一條開口向下的拋物線，而Ekt圖應(yīng)是一條開口向上的拋物線，A錯誤、B正確；C鉛球做斜上拋運(yùn)動，機(jī)械能守恒，則Ekt圖應(yīng)是一條水平的直線，C錯誤；D速度的水平分量不變，豎直分量先減小到零，后反向增加，故根據(jù)P = mgvy = mgv0sin - gt重力的功率先均勻減小后均勻增加，D正確。故選BD。9. 理想變壓器連接燈泡和滑動變阻器的電路如圖所示，M、N端連接一個穩(wěn)壓交流電源，三個相同燈泡、和接入電路中發(fā)光，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上移動時(shí)，下列說法正確的是（）A. 燈泡變亮

11、，變暗B. 燈泡、都變亮C. 電源輸出功率一定增大D. 滑動變阻器電功率一定增大【答案】BC【解析】【詳解】AB當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上移動時(shí)，副線圈總電阻減小，由公式可知副線圈電流增加，所以燈泡變亮。根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系，有易知原線圈電流也增加，所以燈泡變亮。故A錯誤；B正確；C根據(jù)公式可知當(dāng)原線圈電流增加時(shí)，電源輸出功率增大。故C正確；D在副線圈電路中，根據(jù)分壓原理可知滑動變阻器兩端電壓減小，根據(jù)分流原理可知滑動變阻器電流增加，由功率表達(dá)式不能判斷滑動變阻器的電功率變化情況。故D錯誤。故選BC。10. 如圖所示，在同一均勻介質(zhì)中，時(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的振源開始向上振動形成沿x軸正、負(fù)方

12、向傳播的簡諧橫波，時(shí)，在x軸上-3m3m的區(qū)間內(nèi)第2次出現(xiàn)如圖所示波形，下列說法中正確的是（）A. 該波向兩個方向傳播的波速大小均為10m/sB. 和處的質(zhì)點(diǎn)振動情況始終相反C. 和處的質(zhì)點(diǎn)振動情況始終相同D. t=0.7s時(shí)，x=-3m處質(zhì)點(diǎn)正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動【答案】AC【解析】【詳解】A由于x軸上-3m3m的區(qū)間內(nèi)第2次出現(xiàn)如圖所示波形，根據(jù)振源的振動分析可知解得則波速為故A正確；BC由于波向振源兩邊傳播，由對稱性可知和處的質(zhì)點(diǎn)振動情況始終相同。故B錯誤，C正確；Dt=0.7s時(shí)，根據(jù)圖可知x=-3m處質(zhì)點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動故D錯誤。故選AC。11. 如圖，同一傾斜平面內(nèi)固定有兩組寬度分別

13、為L、2L的足夠長光滑導(dǎo)體軌道，金屬桿a、b水平放置且與軌道接觸良好。定值電阻阻值為R，其余部分電阻不計(jì)。整個裝置處于垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中。下列說法正確的是（）A. 若桿a、b的質(zhì)量相等，靜止釋放桿a，用平行軌道平面的外力F使桿b保持靜止，則a下滑過程中F逐漸減小B. 若桿a、b的質(zhì)量相等，同時(shí)由靜止釋放兩桿，則最終兩桿將以不同的速度勻速下滑C. 若桿a、b的質(zhì)量之比為1：2，同時(shí)由靜止釋放兩桿，則最終兩桿將以相同的速度勻速下滑D. 若桿a、b的質(zhì)量之比為1：2，先后由靜止釋放兩桿，若勻速運(yùn)動時(shí)兩桿將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)相同，則a、b勻速運(yùn)動的速度之比為2：1【答案】CD【解析

14、】【詳解】A若桿a、b的質(zhì)量相等，設(shè)二者質(zhì)量均為m。桿a下滑過程中，根據(jù)左手定則可知a、b所受安培力方向均為沿軌道向上。桿a先做加速運(yùn)動，在開始的一段時(shí)間內(nèi)由于速度較小，回路中感應(yīng)電流較小，桿b所受安培力不足以與重力的分力相平衡，此時(shí)外力F沿軌道向上，隨著桿a的速度不斷增大，回路中電流逐漸增大，桿b所受安培力逐漸增大，則F逐漸減小，當(dāng)F減小至零時(shí)，設(shè)回路中電流為I1，根據(jù)平衡條件有此時(shí)桿a所受安培力的大小所以當(dāng)F減小至零后桿a還將繼續(xù)加速，回路中電流繼續(xù)增大，桿b所受安培力繼續(xù)增大，將大于重力沿軌道的分力，此時(shí)F將變?yōu)檠剀壍老蛳虏⒃龃?。綜上所述可知F先減小后反向增大，故A錯誤；B若桿a、b的質(zhì)

15、量相等，同時(shí)由靜止釋放兩桿，由于通過兩桿的電流在任意時(shí)刻都相等，所以桿b所受安培力大小始終為桿a的2倍，而桿a、b重力沿軌道向下的分力大小相等，所以兩桿不可能同時(shí)處于平衡狀態(tài)勻速下滑，故B錯誤；C若桿a、b的質(zhì)量之比為1：2，同時(shí)釋放后某一時(shí)刻的加速度分別為由以上兩式可知兩桿運(yùn)動情況相同，最終兩桿將以相同的速度勻速下滑，故C正確；D若桿a、b的質(zhì)量之比為1：2，先后由靜止釋放兩桿，由題意可知勻速運(yùn)動時(shí)兩桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相同，即解得故D正確。故選CD。二、非選擇題：本題共5小題，共56分。12. 小明同學(xué)在家自主開展實(shí)驗(yàn)探究，利用圖甲中的實(shí)驗(yàn)裝置研究小球下落過程中受到的空氣阻力（可認(rèn)為空氣阻力

16、保持不變）。小明將小球的球心從正對毫米刻度尺的零刻度O處由靜止釋放，固定在三角支架上的手機(jī)拍攝到小球完整的下落視頻。截取視頻的連續(xù)三幀圖片并組合在一起，得到小球位置分布示意圖（如圖乙所示），。已知手機(jī)視頻相鄰兩幀間的時(shí)間間隔為，g取，則：（1）小球下落到位置B時(shí)的速度大小為_m/s；（2）小球下落過程的加速度大小為_m/s；（3）小球下落過程受到的阻力為重力的_%。（以上計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）【答案】 . 2.24 . 9.61 . 1.94【解析】【詳解】(1)1小球下落到位置B時(shí)的速度大小為(2)2小球下落過程的加速度大小為(3)3設(shè)小球下落過程受到的阻力為f，根據(jù)牛頓第二定律可得又

17、聯(lián)立，可得13. 現(xiàn)要測量某電源的電動勢和內(nèi)阻。可利用的器材有：電壓表V，內(nèi)阻很大；5個阻值均為R的定值電阻、；開關(guān)S；一端連有鱷魚夾P的導(dǎo)線1，其他導(dǎo)線若干。某同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電路如圖（a）所示。（1）按圖（a）在實(shí)物圖（b）中畫出導(dǎo)線1，并標(biāo)出其P端。（ ）（2）測量時(shí)，改變鱷魚夾P所夾的位置，使、依次串入電路，記錄對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和連入電路中的電阻數(shù)目n，則電壓U與電阻數(shù)目n的關(guān)系為_（用題中所給字母R、n、E、r表示）。（3）以電壓U的倒數(shù)為縱軸，電阻數(shù)目為橫軸畫出圖線，若圖線的斜率為k，縱截距為b，則電源的電動勢_，內(nèi)阻_（用題中所給字母k、b、R表示）?！敬鸢浮?. . . .

18、【解析】【詳解】（1）1如圖（2）2根據(jù)閉合電路歐姆定律解得（3）34由題意可知解得14. 如圖，一端封閉、粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)用水銀將一段氣體封閉在管中。當(dāng)溫度為時(shí)，被封閉的氣柱長，兩邊水銀柱高度差，大氣壓強(qiáng)。求：（1）封閉氣體溫度緩慢升高到多少，左右兩玻璃管內(nèi)的水銀面恰好相平？（2）向右管內(nèi)緩慢注入水銀，使左右兩玻璃管內(nèi)的水銀面恰好相平，則注入的水銀柱高度為多少？（以上計(jì)算結(jié)果均保留整數(shù)）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）對于封閉氣體，初始狀態(tài)，設(shè)U形玻璃管橫截面積為s，溫度升高到兩液面恰相平時(shí)，末狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有解得（2）右管緩慢注入水銀，左右

19、兩玻璃管水銀面恰相平時(shí)，此時(shí)，根據(jù)玻意耳定律有所需要加入的水銀柱的長度為解得15. 如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為的小車，車上固定一處于自然長度的輕質(zhì)彈簧，彈簧左端此時(shí)正好位于P點(diǎn)，且P點(diǎn)與小車左端距離。小車左端放置一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，其質(zhì)量為，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給滑塊水平向右的初速度，滑塊恰好能夠返回到小車最左端。已知滑塊與小車上表面動摩擦因數(shù)，重力加速度g取。問：（1）當(dāng)彈簧被壓縮至最短時(shí)小車的速度大小為多少？（2）彈簧具有的最大彈性勢能為多少？（3）現(xiàn)更換原長相同但勁度系數(shù)k不同的輕質(zhì)彈簧，要使滑塊不相對于小車向左運(yùn)動，則彈簧勁度系數(shù)需滿足什么條件？（已知輕質(zhì)彈簧的彈性勢能，其中k為彈簧勁度系數(shù)，x為彈簧形變量）【答案】（1）0.5m/s；（2） ；（3）【解析】【詳解】（1）對系統(tǒng)，由開始至彈簧壓縮至最短過程中，由動量守恒可知解得當(dāng)彈簧被壓縮至最短時(shí)小車的速度大