2023屆湖北省荊門市三校高三下學期5月聯(lián)考物理試卷（解析版）

高中物理名校試卷I卷（選擇題共44分）一、選擇題：（第1～7題只有一個選項符合題意，第8～11題有多個選項符合題意，全部選對得4分，選對但選不全得2分，有選錯的得0分）1．我國的火星探測車用放射性材料PuO2作為燃料，PuO2中的Pu元素是。發(fā)生衰變的方程為，的半衰期為87.7年，則（）A．方程中X是電子B．衰變過程質量數減小C．放出的射線是射線，它的電離能力很強D．100個原子核經過87.7年后還有50個未衰變2．如圖所示，一半圓形玻璃磚，C點為其圓心，直線OO'過C點與玻璃磚上表面垂直。與直線OO'平行且等距的兩束不同頻率的細光a、b從空氣射入玻璃磚，折射后相交于圖中的P點，以下說法正確的是（）A．b光從空氣射入玻璃，波長變長B．真空中a光的波長大于b光的波長C．a光的頻率大于b光的頻率D．若a、b光從同一介質射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角較小3．一平行板電容器保持與電源連接，正極板接地，兩板間有一個負試探電荷固定在P點，如圖所示，用Ep表示試探電荷在P點的電勢能，若正極板保持不動，將負極板緩慢向下移動一小段距離x，則此過程中Ep與x的關系合理的是圖中的（）A．圖線aB．圖線bC．圖線cD．圖線d4．某載人宇宙飛船繞地球做圓周運動的周期為T，由于地球遮擋，宇航員發(fā)現(xiàn)有T時間會經歷“日全食”過程，如圖所示。已知地球的半徑為R，引力常量為G，地球自轉周期為T0，太陽光可看作平行光，則下列說法正確的是（）A．宇宙飛船離地球表面的高度為2R B．一天內飛船經歷“日全食”的次數為C．宇航員觀察地球的最大張角為120° D．地球的平均密度為5．在繞制變壓器時，某人誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個臂上。當通過交變電流時，每個線圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂，線圈1、2的匝數比。在不接負載的情況下（）A．當線圈1輸入電壓為220V的時，線圈2的輸出電壓為440VB．當線圈1輸入電壓為220V的時，線圈2的輸出電壓為110VC．當線圈2輸入電壓為110V的時，線圈1的輸出電壓為110VD．當線圈2輸入電壓為110V的時，線圈1的輸出電壓為220V6．如圖所示，一通電導體棒放置在粗糙水平桌面上，流過導體棒的電流如圖所示，導體棒所在空間存在方向與導體棒垂直的勻強磁場，當勻強磁場方向與豎直方向的夾角為時，無論所加磁場多強，均不能使導體棒發(fā)生移動。已知導體棒與桌面間的動摩擦因數為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列關系式中正確的是（

）A． B． C． D．7．如圖所示，質量為2000kg電梯的纜繩發(fā)生斷裂后向下墜落，電梯剛接觸井底緩沖彈簧時的速度為4m/s，緩沖彈簧被壓縮2m時電梯停止了運動，下落過程中安全鉗總共提供給電梯17000N的滑動摩擦力。已知彈簧的彈性勢能為（k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量），安全鉗提供的滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度大小為。下列說法正確的是（

）A．彈簧的勁度系數為3000N/mB．整個過程中電梯的加速度一直在減小C．電梯停止在井底時受到的摩擦力大小為17000ND．電梯接觸彈簧到速度最大的過程中電梯和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機械能約為4600J8．如圖所示，足夠大光滑的桌面上有個光滑的小孔O，一根輕繩穿過小孔兩端各系著質量分別為m1和m2的兩個物體，它們分別以O、點為圓心以相同角速度做勻速圓周運動，半徑分別是r1、r2，m1和m2到O點的繩長分別為l1和l2，下列說法正確的是（）A．m1和m2做圓周運動的所需要的向心力大小不同B．剪斷細繩，m1做勻速直線運動，m2做自由落體運動C．m1和m2做圓周運動的半徑之比為D．m1和m2做圓周運動的繩長之比為9．如圖所示，傾角為的斜面固定在水平地面上，一輕繩繞過兩個光滑的輕質滑輪連接著固定點P和物體B，兩滑輪之間的輕繩始終與斜面平行，物體A與動滑輪連接。已知A、B的質量均為，A與斜面間的動摩擦因數為，A與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為。將A、B由靜止釋放，下列說法正確的是（）A．物體A、B釋放瞬間，輕繩對P點的拉力大小為B．物體B下降時（B未落地）的速度大小為C．物體B下降過程中（B未落地）輕繩對A做的功為D．物體B下降過程中，B減少的機械能大于A增加的機械能10．如圖甲所示，一小車靜止在光滑水平地面上，上表面PQ是以O為圓心、半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，左端P與平臺等高且平滑對接（不粘連）。一小球以某一水平速度沖上小車。測得在水平方向上小球與小車的速度大小分別為，作出圖像，如圖乙所示。已知P點距地面高，重力加速度為g，則（）A．小車質量是小球質量的2倍B．小球上升到最高點時的速度為C．小球上升的最大高度為D．小球落地時與小車左端P點的水平距離為11．如圖為一平行光滑導軌，左側AB和是豎直平面內半徑為R的四分之一圓弧，BE、處于水平面，AC和間距為L，DE和間距為，AC、、DE、均足夠長，AC和DE、和通過導線連接，其中右側導軌平面處在豎直向上，磁感應強度為B的勻強磁場中。現(xiàn)將長度為的導體棒PQ垂直導軌放置于DE和上，將長度為L的導體棒MN垂直導軌放置于端，靜止釋放導體棒MN，導體棒運動的過程始終與導軌垂直且接觸良好，導體棒MN最終的速度大小為。已知導體棒MN和PQ材料、橫截面積均相同，導體棒MN質量為m，電阻為r，重力加速度為g，不計導軌電阻，下列說法正確的是（）A．導體棒MN進入磁場瞬間，導體棒PQ的加速度大小為B．導體棒MN、PQ最終共速C．PQ棒的最終速度為D．整個過程導體棒PQ上產生的焦耳熱為第=2\*ROMANII卷（選擇題共56分）二、實驗題（16分）12．（6分）某同學用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律，他將質量分別為、的、兩小球用輕質無彈性細繩連接并跨過輕質定滑輪，，在上端分布有兩個光電門，光電門中心間距是，重力加速度為，實驗步驟如下：（1）用游標卡尺測出小球直徑，如圖所示，則________。（2）將球由靜止釋放，記錄小球依次通過光電門1和光電門2的遮光時間和。（3）計算從光電門1到光電門2過程中系統(tǒng)動能的增量________,系統(tǒng)勢能的減少量________（用題中給出的物理量，，，，，，表示，其中）。（4）改變小球位置，重復上述步驟，并得出結論。13．（10分）小剛準備試測弟弟的兒童電動車上電池的電動勢和內阻，他先上網查了一下，這款電池的電動勢E約為8V。除了導線和開關外，還可利用的器材有：A．直流電壓表、，量程均為3V，內阻約為3kΩ；B．定值電阻，阻值為7Ω；C．最大阻值為8kΩ的電阻箱；D．滑動變阻器最大阻值約為10Ω；E.滑動變阻器最大阻值約為5kΩ。電壓表量程不夠，需要改裝，但是又不知道電壓表內阻的準確值，小剛根據電表的特點，打算利用圖1改裝成量程為9V的電壓表。（1）他先將電阻箱與電壓表串聯(lián)后，連成圖1所示的電路，其中應選用___________（填或）。（2）將滑動變阻器滑片P移至最右端，同時將電阻箱阻值調為零，再閉合開關，將滑動變阻器的滑片P調到適當位置，使電壓表剛好滿偏。（3）保持滑片P的位置不變，調節(jié)電阻箱，使電壓表的示數為___________V；不改變電阻箱，電壓表和電阻箱的串聯(lián)組合，就是改裝好的9V的電壓表（4）小剛利用改裝后的電壓表，連接成圖2所示的電路測量電池的電動勢和內阻，這里的應選用___________（填或）。移動滑動變阻器滑片，讀出電壓表、的多組數據，，描繪出圖像如圖3所示，圖中直線斜率為k，與縱軸的截距為a，則電池的電動勢E=___________，內阻r=___________。（均用k、a、表示）三、計算題（40分）14．（9分）一U形玻璃管豎直放置，左端開口且足夠長，右端封閉，玻璃管導熱良好。用水銀封閉一段空氣（可視為理想氣體），在右管中，初始時，管內水銀柱及空氣柱長度如圖所示，環(huán)境溫度為27℃。已知玻璃管的橫截面積處處相同，大氣壓強。（1）若升高環(huán)境溫度直至兩管水銀液面相平，求環(huán)境的最終溫度。（2）若環(huán)境溫度為27℃不變，在左管內加注水銀直至右管水銀液面上升0.8cm，求應向左管中加注水銀的長度。15．（15分）如圖所示，在紙面內有一平面直角坐標系xOy，其第一象限內有一沿y軸負方向的有界勻強電場，其右側邊界滿足方程y=x2，如圖中虛線所示，電場強度大小E=4V/m。第三象限內（包含x軸負半軸）存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為。在第一象限內虛線右側、縱坐標0≤y≤0.25m區(qū)域內有大量（速度相等）沿x軸負方向運動的帶電粒子，粒子電荷量q=＋8×10－6C，質量m=1×10－6kg。已知從邊界上橫坐標為x=0.1m以初速度v0處飛入的粒子從坐標原點飛出電場區(qū)域，不計粒子重力和粒子之間的相互作用力，求：（1）粒子的初速度v0；（2）所有粒子離開電場時，其速度方向與x軸負方向所成夾角的范圍；（3）粒子在磁場中運動的最短時間和出磁場的坐標。16．（16分）如圖所示，在電動機的帶動下以m/s的速度順時針勻速轉動的水平傳送帶，左端與粗糙的弧形軌道平滑對接，右端與光滑水平面平滑對接，水平面上有無窮多個位于同一直線上、處于靜止狀態(tài)的相同小球，小球質量。質量的物體（可視為質點）從軌道上高m的P點由靜止開始下滑，滑到傳送帶上的A點時速度大小m/s。物體和傳送帶之間的動摩擦因數，傳送帶AB之間的距離m。物體與小球、小球與小球之間發(fā)生的都是彈性正碰。重力加速度m/s2，。求：（1）物體從P點下滑到A點的過程中，摩擦力做的功；（2）物體第一次向右通過傳送帶的過程中，傳送帶對物體的沖量大小；（3）物體第一次與小球碰后到最終的過程中因為物體在傳送帶上滑動而多消耗的電能?！飬⒖即鸢浮铩弧⑦x擇題1234567891011CBBDCADADBDBCCD1.〖答案〗C【詳析】ABC．根據核反應的質量數守恒和電荷數守恒可知，方程中的質量數為4，電荷數為2，則是，衰變過程放出射線是射線，具有很強的電離本領，貫穿能力弱，故C正確，AB錯誤；D．半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對少數原子核衰變不適用，故D錯誤。故選C。2．〖答案〗B3．〖答案〗B【詳析】電容器保持與電源連接，則電容器兩極板間電壓大小不變，如圖所示正極板與P點間電勢差為設負試探電荷帶電量為，則在P點的電勢能為正極板接地，P點電勢為負，負試探電荷在P點的電勢能為正值，同時隨著距離x增大，電勢能減小。故選B。4．〖答案〗D【詳析】A．由幾何關系，飛船每次“日全食”過程的時間內飛船轉過α角，所需的時間為t=·T由于宇航員發(fā)現(xiàn)有T時間會經歷“日全食”過程，則=所以α=π設宇宙飛船離地球表面的高度h，由幾何關系可得=sin=sin=可得h=R故A錯誤；B．地球自轉一圈時間為T0，飛船繞地球一圈時間為T，飛船繞一圈會有一次日全食，所以每過時間T就有一次日全食，得一天內飛船經歷“日全食”的次數為，故B錯誤；C．設宇航員觀察地球的最大張角為θ，則由幾何關系可得sin=可得θ=60°故C錯誤；D．萬有引力提供向心力，所以解得其中r=R＋h=2R又聯(lián)立可得故D正確。故選D。5．〖答案〗C【詳析】AB．本題中每個線圈通交變電流后，其內部磁通量的一半通過另一個線圈，因此另一線圈的磁通量的變化率只有通電線圈的一半。由變壓器原理，所以當從線圈1輸入電壓U1=220V時，根據得線圈2輸出電壓U1=55V故AB錯誤；CD．當從線圈2輸入電壓U2=110V時所以線圈1輸出電壓U1=U2=110V，故D錯誤，C正確。故選C。6．〖答案〗A【詳析】導體棒受的安培力斜向右下方，則受力分析可知解得當時即當時無論所加磁場多強，均不能使導體棒發(fā)生移動。故選A。7．〖答案〗D【詳析】A．電梯剛接觸井底緩沖彈簧時的速度為4m/s，緩沖彈簧被壓縮2m時電梯停止了運動，根據能量守恒，得代入數據解得故A錯誤；B．與彈簧接觸前，電梯做勻加速直線運動，接觸彈簧后，先做加速度逐漸減小的加速運動后做加速度逐漸增加的減速運動，故B錯誤；C．電梯停止在井底時，由受力平衡得代入數據解得故C錯誤；D．當電梯速度最大時，此時加速度為零，則解得電梯接觸彈簧到速度最大的過程中，電梯和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機械能等于摩擦力做的負功，則故D正確。8．〖答案〗AD【詳析】ACD．同一根輕繩彈力大小相等，令為T，對物體m1有令下方繩與豎直方向夾角為θ，對物體m2有解得繩長之比向心力大小之比圓周運動的半徑之比，AD正確，C錯誤。B．剪斷細繩，m1在水平桌面上做勻速直線運動，m2做平拋運動，B錯誤。故選AD。9．〖答案〗BD【詳析】A．物體A、B釋放瞬間，設輕繩的拉力為T,則對物體A由牛頓第二定律有對物體B由牛頓第二定律有由題圖可得代入數據，聯(lián)立解得故A錯誤；B．設物體B下降2m時的速度為，則A的速度為，由能量守恒可得代入數據，解得故B正確；C．物體B下降時，物體A運動的距離，可得輕繩對動滑輪做的功為故C錯誤；D．物體B下降過程中，B減少的機械能一部分轉化為A增加的機械能，還有一部分轉化為克服摩擦力做的功，所以B減少的機械能大于A增加的機械能，故D正確。故選BD。10．〖答案〗BC【詳析】A．設小球質量為m，小車質量為M，小球和小車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，所以水平方向動量守恒，則由圖乙數據可得解得故A錯誤；B．小球上升到最高點時與小車具有共同速度，則解得故B正確；C．設小球上升的最大高度為H，根據機械能守恒定律有解得故C正確；D．設小球滑回至P點時，小球和小車的速度分別為和，根據動量守恒定律和機械能守恒定律分別有；解得，小球離開小車后做自由落體運動，小車做勻速直線運動，所以小球落地時與小車左端P點的水平距離為故D錯誤。故選BC。11．〖答案〗CD【詳析】A．導體棒MN在圓弧下滑過程有導體棒MN進入磁場瞬間，感應電動勢，由于導體棒MN和PQ材料、橫截面積均相同，則導體棒PQ的質量、電阻分別為2m，2r，則感應電流為，對導體棒PQ分析有解得，A錯誤；BC．穩(wěn)定時，兩導體棒均做勻速直線運動，回路總的感應電動勢為0，則有解得，可知，導體棒MN、PQ最終MN的速度大一些，B錯誤，C正確；D．整個過程回路產生的總焦耳熱為導體棒PQ上產生的焦耳熱，解得，D正確。故選CD。二、實驗題12．（1）（2分）（2）（2分）（2分）13．（1）（2分）（3）（2分）（4）（2分）（2分）（2分）【詳析】（1）[1]不知道電壓表內阻的準確值，還要擴大電壓表的量程，就需要設置恒定的電壓，因此圖1中分壓用的變阻器應該用電阻遠小于電壓表內阻的R1，以減小電壓表分流帶來的誤差。（3）[2]當電阻箱阻值為零，滑動變阻器的滑片P調到電壓表剛好滿偏，說明分壓為3V。保持滑片P的位置不變，即分壓保持為3V，當調節(jié)電阻箱，使電壓表的示數為1.0V時，電壓表和電阻箱的串聯(lián)組合的電壓為3V。這說明當電壓表的示數為3.0V時，電壓表和電阻箱的串聯(lián)組合的電壓為9V，這就是改裝好的9V電壓表。（4）[3]由于定值電阻R0阻值為7Ω，為了讓表能盡可能取得合適的數值，應選用電阻較小的R1。[4][5]根據閉合電路歐姆定律可得整理得，即，，解得，三、計算題14．（1）475K/202℃；（2）19.6cm【詳析】（1）以右管空氣為研究對象，初狀態(tài)：，，（1分）兩管水銀液面相平時：（1分）由理想氣體狀態(tài)方程有：（1分）解得：（1分）（2）設加注水銀后左側液面比右側高的長度為x，且（1分）（1分）根據（1分）解得（1分）所以加入水銀的長度為14+0.8+4.8=19.6cm（1分）15．（1）4m/s；（2）0~45°；（3）0.25s【詳析】（1）從x=0.1m飛入的粒子,由類平拋運動的規(guī)律有（1分）（1分）x=v0t（1分）y=x2（1分）聯(lián)立解得v0=4m/s（1分）（2）從范圍內任意位置進入電場的粒子，設進入的位置橫坐標為x，則由x=v0t解得（1分）可知，所有粒子均從坐標原點飛出電場。設粒子飛離電場時沿電場方向的速度大小為v1，則（1分）（1分）粒子在電場中運動時間越長，飛出電場時速度方向與x軸負方向的夾角越大，故從y1=0.25m處進人電場的粒子，飛離電場時與x軸負方