2023年湖北省新高考物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023年湖北省新高考物理試卷一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）1.2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長為121.6nm的氫原子譜線(對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2eVA.n=2和n=1能級(jí)之間的躍遷 B.n=3和n=1能級(jí)之間的躍遷

C.n=2.2022年12月8日，地球恰好運(yùn)行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”?；鹦呛偷厍驇缀踉谕黄矫鎯?nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2，如圖所示。根據(jù)以上信息可以得出(

)

A.火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為27：8

B.當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí)，兩者的相對(duì)速度最大

C.火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9：4

D.下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前3.在正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中有M、N兩點(diǎn)，其電勢(shì)分別為φM、φN，電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EM、ENA.若φM>φN，則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)

B.若EM<EN，則M點(diǎn)到電荷Q的距離比N點(diǎn)的近

C.若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，則φ4.兩節(jié)動(dòng)車的額定功率分別為P1和P2，在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為v1和v2A.P1v1+P2v2P5.近場(chǎng)通信(NFC)器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線類似一個(gè)壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長分別為1.0cm、1.2cA.0.30V B.0.44V C.0.59V6.如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45

A.12d B.22d 7.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波長為100cm，振幅為8cm，介質(zhì)中有a和b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其平衡位置分別位于x=?403cm和x=120A. B.

C. D.二、多選題（本大題共3小題，共12.0分）8.t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P從原點(diǎn)由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨時(shí)間t按圖示的正弦曲線變化，周期為2t0。在0A.t=2t0時(shí)，P回到原點(diǎn)

B.t=2t0時(shí)，P的運(yùn)動(dòng)速度最小

C.t=t09.如圖所示，原長為l的輕質(zhì)彈簧，一端固定在O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連。小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點(diǎn)與O點(diǎn)的距離均為l，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為12l，OP與桿垂直。當(dāng)小球置于桿上P點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。小球以某一初速度從M點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，在此過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說法正確的是(

)

A.彈簧的勁度系數(shù)為4mgI

B.小球在P點(diǎn)下方12l處的加速度大小為(32?4)g

C.從M點(diǎn)到N10.一帶正電微粒從靜止開始經(jīng)電壓U1加速后，射入水平放置的平行板電容器，極板間電壓為U2。微粒射入時(shí)緊靠下極板邊緣，速度方向與極板夾角為45°，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)到極板左右兩端的水平距離分別為2L和L，到兩極板距離均為d，如圖所示。忽略邊緣效應(yīng)，不計(jì)重力。下列說法正確的是A.L：d=2：1

B.U1：U2=1：1

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共17.0分）11.某同學(xué)利用測(cè)質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計(jì)了測(cè)量木塊和木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的實(shí)驗(yàn)。如圖(a)所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面上，木塊A和放在電板子秤上的重物B通過跨過定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A上放置n(n=0,1,2,3,4,5)個(gè)砝碼(電子秤稱得每個(gè)砝碼的質(zhì)量m0為20.0g)，向左拉動(dòng)木板的同時(shí)，記錄電子秤的對(duì)應(yīng)示數(shù)m。

(1)實(shí)驗(yàn)中，拉動(dòng)木板時(shí)______(填“必須”或“不必”)保持勻速。

(2)用mA和mB分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，則m和mA、mB、m0、12.某實(shí)驗(yàn)小組為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖(a)所示電路，所用器材如下：

電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻很大)；

電流表(量程0～0.6A)；

電阻箱(阻值0～999.9Ω)；

干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。

(1)根據(jù)圖(a)，完成圖(b)中的實(shí)物圖連線。

(2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的U?I圖像如圖(c)所示，則干電池的電動(dòng)勢(shì)為______V(保留3位有效數(shù)字)、內(nèi)阻為______Ω(保留2位有效數(shù)字)。

(四、簡答題（本大題共3小題，共43.0分）13.如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長度恰好為原長。現(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降13H，左側(cè)活塞上升12H。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g，汽缸足夠長，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求

(114.如圖為某游戲裝置原理示意圖。水平桌面上固定一半圓形豎直擋板，其半徑為2R、內(nèi)表面光滑，擋板的兩端A、B在桌面邊緣，B與半徑為R的固定光滑圓弧軌道CDE在同一豎直平面內(nèi)，過C點(diǎn)的軌道半徑與豎直方向的夾角為60°。小物塊以某一水平初速度由A點(diǎn)切入擋板內(nèi)側(cè)，從B點(diǎn)飛出桌面后，在C點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道CDE內(nèi)側(cè)，并恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D。小物塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為12π，重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求：

(1)小物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大小。

(215.如圖所示，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。t=0時(shí)刻，一帶正電粒子甲從點(diǎn)P(2a,0)沿y軸正方向射入，第一次到達(dá)點(diǎn)O時(shí)與運(yùn)動(dòng)到該點(diǎn)的帶正電粒子乙發(fā)生正碰。碰撞后，粒子甲的速度方向反向、大小變?yōu)榕銮暗?倍，粒子甲運(yùn)動(dòng)一個(gè)圓周時(shí)，粒子乙剛好運(yùn)動(dòng)了兩個(gè)圓周。已知粒子甲的質(zhì)量為m，兩粒子所帶電荷量均為q。假設(shè)所有碰撞均為彈性正碰，碰撞時(shí)間忽略不計(jì)，碰撞過程中不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，不考慮重力和兩粒子間庫侖力的影響。求

(1)第一次碰撞前粒子甲的速度大小。

(2答案和解析1.【答案】A

【解析】解：根據(jù)題意可知，波長為121.6nm的氫原子譜線對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2eV。

A、n=2和n=1能級(jí)之間的躍遷時(shí)釋放的光子能量為：E1=?3.4eV?(?13.6eV)=10.2eV，故A正確；

B、n=3和n=1能級(jí)之間的躍遷時(shí)釋放的光子能量為：E2=?1.51e2.【答案】B

【解析】解：A、根據(jù)開普勒第三定律可得r3T2=k，火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2，火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為33：22，故A錯(cuò)誤；

B、當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí)，二者的速度方向相反，所以兩者的相對(duì)速度最大，故B正確；

C、根據(jù)題中條件無法求解火星與地球表面的自由落體加速度大小之比，故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)A選項(xiàng)可知，火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為33：22，已知地球的公轉(zhuǎn)周期為T1=1年，則火星的公轉(zhuǎn)周期為：T2≈1.8年。

設(shè)經(jīng)過時(shí)間t出現(xiàn)下一次“火星沖日”，則有：(2πT1?3.【答案】C

【解析】解：正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，電場(chǎng)線的方向背離正電荷指向無窮遠(yuǎn)，如圖所示：

A、若φM>φN，根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知，M點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離比N點(diǎn)的近，故A錯(cuò)誤；

B、若EM<EN，根據(jù)E=kQr2，可知M點(diǎn)到點(diǎn)電荷Q的距離比N點(diǎn)的遠(yuǎn)，故B錯(cuò)誤；

C、若把帶負(fù)電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，則帶負(fù)電的試探電荷的電勢(shì)能減小，所處位置的電勢(shì)升高，故有：φM<φN，故C正確；

D、若把帶正電的試探電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，說明帶正電的試探電荷靠近Q運(yùn)動(dòng)，則N4.【答案】D

【解析】解：由題意可知兩節(jié)動(dòng)車功率分別為

P1=f1v1

P2=f2v2

當(dāng)把它們編組后

P1+P2=(f1+f2)v5.【答案】B

【解析】解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=nΔΦΔt=nΔB?SΔt

本題3匝線圈面積各不同，每匝線圈相當(dāng)于一個(gè)電源，3匝線圈為串聯(lián)關(guān)系，故線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和，則有：

E=E1+E2+E3=6.【答案】C

【解析】解：設(shè)光線在OQ界面點(diǎn)的入射角為α，折射角為β，幾何關(guān)系可知

α=30°

由于光路可逆，根據(jù)折射定律可得

n=sinβsinα=sin45°sin30°=2

光線射出OQ面的臨界條件為發(fā)生全反射，光路圖如圖所示

光線在AB兩點(diǎn)發(fā)生全反射，有公式

sinC=1n=12=227.【答案】A

【解析】解：ab之間的距離為Δx=403cm+120cm=4003cm=43λ

此時(shí)b點(diǎn)的位移4cm，且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)b點(diǎn)的相位為φ，則根據(jù)

y=Asin(ωt+φ)

可得4=8sinφ

解得φ=π6或者φ=5π6(舍去，向下振動(dòng))

由ab間的距離關(guān)系可知

8.【答案】BD【解析】解：BD、a?t圖像中圖線與時(shí)間軸所夾的面積表示速度變化量，在時(shí)間軸上方速度變化量為正，在時(shí)間軸下方速度變化量為負(fù)，

質(zhì)點(diǎn)P從靜止開始運(yùn)動(dòng)，由0～2t0時(shí)間內(nèi)圖線與時(shí)間軸所夾的面積為零，可知0～2t0時(shí)間內(nèi)速度變化量為零，則可知質(zhì)點(diǎn)P在2t0時(shí)的速度為零，

0～12t0時(shí)間內(nèi)與0～32t0時(shí)間圖線與時(shí)間軸所夾的面積相等，則可知這兩段時(shí)間內(nèi)速度變化量相等，質(zhì)點(diǎn)P的初速度為零，所以P在t=32t0時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度與t=12t0時(shí)相同，故BD正確；

AC、質(zhì)點(diǎn)P從靜止開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)t02、t0的速度分別為v1，v2，由圖可知0～t02時(shí)間內(nèi)與t02～t0時(shí)間內(nèi)圖線與時(shí)間軸所夾的面積相等，則有v1?0=v2?9.【答案】AD【解析】解：A、當(dāng)小球置于桿上P點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止，則有：k(l?l2)?μ=mg，解得彈簧的勁度系數(shù)為：k=4mgl，故A正確；

B、小球在P點(diǎn)下方12l處時(shí)，彈簧與桿的夾角為45°，此時(shí)彈簧的長度為l′=2l2，彈簧處于壓縮狀態(tài)，受力情況如圖所示：

彈力大小為：F=k(l?l′)，解得：F=(4?22)mg

根據(jù)牛頓第二定律可得：mg+Fcos45°?f=ma，其中：f=μFsin45°

聯(lián)立解得：10.【答案】BD【解析】解：B、粒子在電容器中水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系以及電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系可得

E=U22d①

F=qE=ma②

粒子射入電容器后的速度為v0，水平方向上和豎直方向上的分速度為

vx=v0cos45°=22v0③

vy=v0sin45°=22v0④

粒子從射入到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系速度與位移公式可得

vy2=2ad⑤

粒子在電場(chǎng)加速的過程中由動(dòng)能定理可得

qU1=12mv02⑥

聯(lián)立①②④⑤⑥解得

U1：U2=1：1

故B正確；

A、粒子從射入到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中，設(shè)水平方向速度為vx，豎直方向上速度為vy，且水平方向上的位移為

x=2L=vxt⑦

豎直方向上的位移為y=d=0+vy2?t⑧

聯(lián)立⑦⑧解得

L：d=1：1

故A錯(cuò)誤；

C、粒子射入電容器到最高點(diǎn)過程中有

vy=at⑨11.【答案】不必

mB?μ【解析】解：(1)木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力與兩者之間的相對(duì)速度無關(guān)，所以實(shí)驗(yàn)拉動(dòng)木板時(shí)不需要保持勻速。

(2)對(duì)木塊、砝碼以及重物B分析可得

μ(mA+nm0)g+mg=mBg

整理解得

m=mB?μ(mA+nm0)

(3)由于

μ(m12.【答案】1.58

0.64

2.5

偏小

【解析】解：(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖所示

(2)由電路結(jié)合閉合電路歐姆定律可得

U=E?Ir

由圖可得

E=1.58V

內(nèi)阻為r=1.58?1.370.33Ω=0.64Ω

(3)根據(jù)E=I(R+RA+r)

結(jié)合圖像整理可得1I=1E?R+RA+r13.【答案】解：(1)對(duì)左右汽缸內(nèi)密封的氣體，初態(tài)壓強(qiáng)為p1=p0，體積為

V1=SH+2SH=3SH

末態(tài)壓強(qiáng)為p2，左側(cè)氣體高度為

H+12H=32H

右側(cè)氣體高度為

H?13H=23H

總體積為

V2=S?32H+23H?2【解析】(1)在加入細(xì)砂的過程中，被封閉氣體做等溫變化，找出初末狀態(tài)的體積和壓強(qiáng)，由玻意耳定律即可求得；

(2)對(duì)兩側(cè)的活塞受力分析，根據(jù)平衡條件求解。

本題考查氣體定律與力學(xué)平衡的綜合運(yùn)用，分析好壓強(qiáng)p、體積V14.【答案】解：(1)小物塊恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D，說明只有重力提供向心力，列式得：mg=mvD2R，解得小物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大小：vD=gR；

(2)設(shè)B和D兩點(diǎn)的高度差為h，小物塊在B點(diǎn)的速度為vB，從B到D過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgh=12mvD2?12mvB2

小物塊在BC之間做平拋運(yùn)動(dòng)，在C點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道CDE內(nèi)側(cè)，說明在C點(diǎn)速度與過C點(diǎn)半徑垂直，說明此時(shí)速度方向與水平方向夾角為60°，將速度沿水平和豎直分解，如下圖所示：

BC之間的豎直距離H=h+R+Rcos60°=h+1.5R

根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：tan60°【解析】(1)根據(jù)小物塊恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D，說明只有重力