湖北省宜昌市協(xié)作體2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期中考試物理試題（解析版）

PAGEPAGE1宜昌市協(xié)作體高三期中考試物理考生注意：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚。3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效在試題卷、草稿紙上作答無效。4.本卷命題范圍：高考范圍。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(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求.每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的可控核聚變裝置全超導(dǎo)托卡馬克（）已實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄．核聚變的核反應(yīng)方程是否，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A.X是中子B.這個(gè)反應(yīng)必須在高溫下才能進(jìn)行C.是核反應(yīng)中釋放的內(nèi)能D.的比結(jié)合能要大于的比結(jié)合能【答案】C【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為1，核電荷數(shù)為0，則X是中子，故A正確；B．這個(gè)反應(yīng)是熱核反應(yīng)必須在高溫下才能進(jìn)行，故B正確；C．17.6MeV是核反應(yīng)中釋放的核能，故C錯(cuò)誤；D．該核聚變釋放能量，生成物的原子核更穩(wěn)定，的比結(jié)合能要大于的比結(jié)合能，故D正確。本題選錯(cuò)誤選項(xiàng)，故選C。2.某學(xué)校舉行百米賽跑，小明同學(xué)運(yùn)動(dòng)圖像，如圖所示，則小明同學(xué)加速運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】在圖像中，圖像的面積表示位移，令勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，根據(jù)圖像可知，勻加速與勻速經(jīng)歷的時(shí)間分別為，令，則有在勻加速過程有解得故選C。3.中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆中圓軌道衛(wèi)星，中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比同步衛(wèi)星的小，關(guān)于北斗衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）A.中圓軌道衛(wèi)星線速度比同步衛(wèi)星線速度小B.中圓軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度比同步衛(wèi)星發(fā)射速度小C.通過調(diào)整，可使同步衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空D.同步衛(wèi)星的向心加速度比地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)向心加速度小【答案】B【解析】A．根據(jù)萬有引力提供向心力有解得可知軌道半徑越小，線速度越大，故A錯(cuò)誤；B．軌道半徑越大，需要的發(fā)射速度越大，故B正確；C．同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空，故C錯(cuò)誤；D．同步衛(wèi)星與赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)角速度相同，根據(jù)向心加速度與角速度的關(guān)系可知同步衛(wèi)星向心加速度大于赤道上物體向心加速度，故D錯(cuò)誤。故選B。4.小明站在水池邊玩激光筆，他用單色光a斜射向水面，其折射光線把水池底的小鵝卵石P照亮，一會(huì)兒水池水面上升一些，他換用單色光b沿同一路徑斜射向水面，其折射光線恰好也把小鵝卵石P照亮。小鵝卵石P可以看成一個(gè)點(diǎn)，則下列說法正確的是（）A.a光的波長(zhǎng)比b光長(zhǎng)B.水對(duì)a光的折射率比b光大C.a光在水中傳播速度比b光大D.用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的相鄰干涉條紋間距比b光大【答案】B【解析】AB．由題意，畫出兩次光路圖如圖所示，由圖可見，a、b兩種色光在水面入射角相同，a光的折射角小，說明a光的頻率大，波長(zhǎng)短，水對(duì)a光的折射率比b光大，故A錯(cuò)誤，B正確；C．據(jù)光速公式可知，a光在水中傳播速度比b光小，故C錯(cuò)誤；D．據(jù)雙縫干涉公式可知，用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的相鄰干涉條紋間距比b光小，故D錯(cuò)誤。故選B。5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，原線圈接電壓穩(wěn)定的正弦交變電源，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)移動(dòng)滑片P，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化量和流過的電流變化量的比值為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根據(jù)變壓器的原理，有，在原線圈電路中定值則，，且于是有故選D。6.如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)的小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入小球，子彈穿過小球后的速度為，子彈穿過小球后瞬間細(xì)線上的張力是子彈射入小球前細(xì)線張力的1.5倍，子彈穿過小球時(shí)間極短，重力加速度為g，不考慮小球質(zhì)量變化，則小球的質(zhì)量為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】子彈穿過小球過程中，子彈和小球水平動(dòng)量守恒，設(shè)穿過瞬間小球的速度為v，則解得對(duì)小球由牛頓第二定律其中代入解得A正確。故選A。7.圖中所示虛線1、2、3、4為靜電場(chǎng)的等勢(shì)面，相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一個(gè)電子在運(yùn)動(dòng)中僅受靜電力的作用，經(jīng)過a、b點(diǎn)的動(dòng)能分別為和，則下列說法正確的是（）A.電子一定是從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)B.等勢(shì)面1的電勢(shì)為C.電子在等勢(shì)面2上的電勢(shì)能為D.電子的電勢(shì)能為時(shí)，它的動(dòng)能為【答案】D【解析】A．電子不一定是從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．若電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做正功為得即可見相鄰的等勢(shì)面之間的電勢(shì)差為，因?yàn)樗怨蔅錯(cuò)誤；C．由上述知所以電子在等勢(shì)面2上電勢(shì)能為故C錯(cuò)誤；D．電子在等勢(shì)面1上的電勢(shì)能為電子運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變，為所以電子的電勢(shì)能為時(shí)，它的動(dòng)能為故D正確。故選D。8.在某水平均勻介質(zhì)中建立如圖所示的三維直角坐標(biāo)系，xOy平面水平。在x軸上的兩個(gè)波源、的x坐標(biāo)分別為、，時(shí)刻、同時(shí)開始振動(dòng)，的振動(dòng)方程為，的振動(dòng)方程為，振動(dòng)形成的波傳播速度為2m/s，y軸上P點(diǎn)的y坐標(biāo)為，取，則下列說法正確的是（）A.P點(diǎn)的起振方向沿z軸正向B.當(dāng)振動(dòng)形成的波傳到P點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)在平衡位置沿z軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)C.兩列波在P點(diǎn)疊加后，P點(diǎn)離開平衡位置的最大位移為18cmD.y軸上，坐標(biāo)原點(diǎn)O和P點(diǎn)間，只有一個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)【答案】BD【解析】A．振動(dòng)形成的波先傳播到P點(diǎn)，因此質(zhì)點(diǎn)P的起振方向與相同，即沿z軸負(fù)方向，A錯(cuò)誤；B．點(diǎn)到P點(diǎn)距離為，點(diǎn)到P點(diǎn)距離為，波的周期為兩列波在同一種介質(zhì)中傳播速度相同，的波傳播到P點(diǎn)用時(shí)的波傳播到P點(diǎn)用時(shí)可見當(dāng)?shù)牟▊鞯絇點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)完成3個(gè)全振動(dòng)，在平衡位置沿z軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，B正確；C．波長(zhǎng)為兩波源到P點(diǎn)的路程差為3m，為波長(zhǎng)的3倍，由于兩波源起振方向相反，因此P點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，P點(diǎn)離開平衡位置的最大位移為2cm，C錯(cuò)誤；D．坐標(biāo)原點(diǎn)O與、的路程差為，因此y軸上，坐標(biāo)原點(diǎn)O和P點(diǎn)間，到、的路程差為3.5m處為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，D正確。故選BD。9.如圖所示，兩平行傾斜導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌平滑連接，傾斜導(dǎo)軌光滑、水平導(dǎo)軌粗糙，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量為的金屬棒靜止在離傾斜導(dǎo)軌底端足夠遠(yuǎn)的水平導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直，水平導(dǎo)軌處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度。質(zhì)量為的金屬棒與距水平導(dǎo)軌高為處由靜止釋放。已知兩金屬棒的電阻均為，兩導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)軌寬度為，重力加速度為，則下列說法正確的是（）A.金屬棒沿斜導(dǎo)軌下滑過程機(jī)械能守恒B.金屬棒下滑過程，因回路面積變小，故磁通量變小C.金屬棒進(jìn)入水平導(dǎo)軌后，金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)D.金屬棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，兩金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱小于【答案】AD【解析】A．金屬棒沿斜導(dǎo)軌下滑過程，只有重力做功，故機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)A正確；B．金屬棒下滑過程，因磁場(chǎng)所在面積不變，故磁通量不變，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．金屬棒下滑到底端過程，有：又假設(shè)棒不動(dòng)故假設(shè)成立，棒保持靜止，因此C錯(cuò)誤；D．金屬棒初始時(shí)的機(jī)械能因金屬棒進(jìn)入水平軌道后受摩擦力作用，故兩棒產(chǎn)生的焦耳熱小于，故選項(xiàng)D正確。故選AD。10.如圖甲所示，質(zhì)量為的物塊放在靜止于粗糙水平面上的長(zhǎng)木板上，從時(shí)刻起物塊受到水平向右的外力，此外力變化規(guī)律如圖乙所示，物塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙所示，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說法正確的是（）A.物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 B.長(zhǎng)木板的質(zhì)量為C.時(shí)，物塊的速度大小為 D.長(zhǎng)木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05【答案】AD【解析】A．由圖乙可知拉力F的大小與時(shí)間成正比，由圖丙可知，內(nèi)物塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力與拉力F等大，可知物塊、長(zhǎng)木板和地面保持相對(duì)靜止；物塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止，相對(duì)地面加速運(yùn)動(dòng)；以后物塊與長(zhǎng)木板間相對(duì)滑動(dòng)，由最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，設(shè)物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，可得解得物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為故A正確；BD．設(shè)長(zhǎng)木板的質(zhì)量為，長(zhǎng)木板與地面間動(dòng)摩擦因素為；當(dāng)時(shí)長(zhǎng)木板與地面間開始相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)拉力F的大小為由于最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則當(dāng)時(shí)，物塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止，長(zhǎng)木板達(dá)到最大加速度當(dāng)時(shí)，拉力F的大小為對(duì)物塊由牛頓第二定律得解得，，故B錯(cuò)誤，D正確；C．力-時(shí)間圖像中，圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示沖量，由圖可知內(nèi)力F的沖量大小為物塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力f的沖量大小為內(nèi)對(duì)物塊由動(dòng)量定理可得解得時(shí)，物塊的速度大小為故C錯(cuò)誤。故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量定理.斜面體固定在桌面上，裝有遮光條的滑塊質(zhì)量為M，重力加速度為g。（1）實(shí)驗(yàn)前先用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度__________；（2）繞過定滑輪的細(xì)線連接著滑塊和裝有砂的砂桶，牽引滑塊的細(xì)線與斜面平行，改變砂桶中砂的質(zhì)量，向下輕推物塊，直到滑塊通過兩光電門時(shí)間相等，測(cè)量并記錄這時(shí)砂和砂桶的質(zhì)量m，不懸掛細(xì)線和砂桶，由靜止釋放滑塊，則滑塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的合外力等于__________；若滑塊通過光電門1、2時(shí)遮光條遮光時(shí)間分別為、，兩光電門間的距離為x，則物塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2所用的時(shí)間__________；（3）滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，如果表達(dá)式__________成立，則動(dòng)量定理得到驗(yàn)證.【答案】（1）4.7（2）（3）【解析】（1）[1]根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為（2）[2]懸掛細(xì)線和砂桶，滑塊受力平衡，不懸掛細(xì)線和砂桶，相當(dāng)于撤去滑塊受到的一個(gè)沿斜面向上的拉力mg，則滑塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的合外力等于；[3]滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有解得（3）[4]如果有實(shí)驗(yàn)中整理得表達(dá)式則動(dòng)量定理得到驗(yàn)證。12.要測(cè)量?jī)晒?jié)干電池的總電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)小組成員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。電路中電壓表的量程為3V，內(nèi)阻較大，電阻箱R（0~999.99Ω），毫安表量程為0~100，內(nèi)阻為。（1）圖甲中用定值電阻將毫安表改裝成量程為0~0.6A的電流表，則__________Ω；請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖乙連接完整。（）（2）將電阻箱接入電路的電阻調(diào)到較大，閉合電鍵后調(diào)節(jié)電阻箱，測(cè)得多組電壓表和毫安表的示數(shù)U、I，作出圖像，得到圖像與縱軸的截距為b，圖像的斜率為k，則電池的電動(dòng)勢(shì)__________V，內(nèi)阻__________Ω。（結(jié)果均用已知量和測(cè)量量的符號(hào)表示）（3）若實(shí)驗(yàn)過程小組成員也記錄了每次調(diào)節(jié)后電阻箱的阻值，根據(jù)多組U、R值，作出圖像，根據(jù)圖像的截距和斜率也可以求得電源的電動(dòng)勢(shì)，這樣測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)__________（填“大于”“小于”或“等于”）電源的實(shí)際電動(dòng)勢(shì)?！敬鸢浮浚?）2圖見解析（2）b（3）小于【解析】（1）[1]改裝之后滿偏電流為解得[2]實(shí)物連接如圖所示（2）[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律即根據(jù)題意有解得（3）[5]由得作出也可以求得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，但由于電壓表分流，使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小。13.導(dǎo)熱性能良好的汽缸內(nèi)壁頂部有一固定卡環(huán)，卡環(huán)到汽缸底部高度為20，一個(gè)質(zhì)量為1的活塞將汽缸內(nèi)氣體封閉，汽缸內(nèi)壁光滑，活塞與汽缸內(nèi)壁氣密性良好，靜止時(shí)，活塞與卡環(huán)接觸，已知大氣壓強(qiáng)為，環(huán)境溫度為300K，當(dāng)環(huán)境溫度降為280K時(shí)，卡環(huán)對(duì)活塞的壓力剛好為零，重力加速度取10，活塞的截面積為5，不計(jì)活塞的厚度，求：（1）開始時(shí)，卡環(huán)對(duì)活塞的壓力；（2）當(dāng)環(huán)境溫度為280K時(shí)，在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為2的重物，當(dāng)活塞重新穩(wěn)定時(shí)，活塞離缸底的距離。【答案】（1）；（2）【解析】（1）設(shè)開始時(shí)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，當(dāng)環(huán)境溫度降為280K時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)氣體發(fā)生等容變化，則解得開始時(shí)解得（2）在活塞上加上重物后，最后穩(wěn)定時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)發(fā)生等溫變化，則解得14.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為的小球懸掛在長(zhǎng)的細(xì)線下端。左側(cè)有一豎直放置的圓管軌道，軌道半徑，為其豎直直徑，，B點(diǎn)到D點(diǎn)的豎直距離。現(xiàn)讓小球從與豎直方向成角的A點(diǎn)由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到懸掛點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)繩子剛好斷開，接著小球從B點(diǎn)飛出后剛好由D點(diǎn)切線進(jìn)入圓管軌道，而且小球運(yùn)動(dòng)到圓管軌道的最高點(diǎn)F時(shí)和管道內(nèi)外壁均無彈力作用。g取10，，，不計(jì)空氣阻力，求：（1）小球在B點(diǎn)速度大?。唬?）細(xì)線與豎直方向的夾角；（3）在圓管軌道間運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球克服摩擦力所做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）0.4J【解析】（1）小球從B點(diǎn)到D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示設(shè)落到D點(diǎn)時(shí)其豎直方向分速度為，則解得而水平分速度和大小相等，解得（2）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)B點(diǎn)，由動(dòng)能定理有代入數(shù)據(jù)解得故（3）小球在F點(diǎn)和軌道間無彈力，有解得因，故所以小球從D點(diǎn)到F點(diǎn)由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)解得因此，小球克服摩擦力所做功為0.4J。15.如圖甲所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I，圓心的坐標(biāo)為（0，R），在x軸下方有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，P、Q為長(zhǎng)2R的平行板，Q板在x軸負(fù)半軸上，兩板間的距離為2R，在兩板間加上如圖乙所示的電壓，在兩板的左側(cè)有一粒子源，從時(shí)刻開