2023届湖北省荆荆宜三校高三上学期10月联考物理试题含解析

  2023届湖北省荆荆宜三校高三上学期10月联考

物理试题

命题学校：龙泉中学命题教师： 审题学校：荆州中学

考试时间：2022年10月26日上午10：30-11：45试卷满分：100分

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上｡

2．回答选择题时，选出每题答案后，用铅笔把答案卡对应题目的答案标号涂黑｡如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号｡回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效｡

第I卷（选择题共44分）

一、选择题：（第1-7题只有一个选项符合题意，第8-11题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）

1．下列说法符合历史事实的是：（    ）

A．为了研究物体落体运动的规律，牛顿首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度的概念

B．笛卡尔通过斜面实验，归纳总结出了匀变速直线运动的概念

C．伽利略利用逻辑推理说明了重物与轻物下落的同样快后，并用实验研究了自由落体的规律｡奠定了把实验和逻辑推理结合起来的科学研究方法．

D．牛顿通过研究地球绕太阳运动的规律，总结出了万有引力定律｡库仑通过扭秤装置测出了引力常数G

2．假设汽车紧急刹车后，车轮立即停止转动，汽车将在水平地面上滑动直至停止，从某汽车刹车时开始计时，其运动的位移与时间的关系为（各物理量均采用国际单位制单位），则（    ）

A．汽车前6 s内的位移大小是48 m

B．物体做加速度大小 m/s2的匀减速直线运动

C．第3 s内的位移为10 m

D．前6 s内的平均速度为8 m/s

3．根据如下四图所示，说法正确的是：（    ）

A．图甲所示｡位于拱桥顶部的小车或位于圆轨道顶端小球，当他们的速度时，为圆轨道的半径）小车对桥面的压力或小球对轨道的压力均等于零

B．图乙所示｡不论是细线还是轻杆，小球若能通过竖直圆轨道的最高点，其速度均须不小于（为间的距离）

C．图丙所示，路面外高内低，与水平面所成角度为（较小）｡高速汽车或高速列车转弯时，当其速度时，（为弯道的半径）则汽车车轮与地面或列车车轮与轨道均不产生平行与地面的侧向作用力

D．图丁所示，小球在竖直粗糙的圆轨道内作圆周运动时，在一周的路径内，小球从到和从到克服摩擦力所做的功相等

4．一个质量为，带电量为的小球自由下落一段时间后，进入一个水平向右的匀强电场，场强大小为，则下列四个图中，能正确表示小球在电场中运动轨迹的是（    ）

A．B．C．D．

5．如图所示，一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面，右侧面是曲面．已知和的长度相同，两个小球、同时从点分别沿和由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间和速率的大小（    ）

A．小球先到，大于 B．小球先到，等于

C．两小球同时到，小于 D．两小球同时到，等于

6．如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线．A、B两A、B点与两球球心连线位于同一直线上，、两点关于直线对称，则（    ）

A．点和点的电势相同

B．点和点的电场强度相同

C．正电荷从点移至点，电场力做正功

D．负电荷从点移至点，电势能增大

7．如图所示，用两根长分别为、的细线拴一小球，细线另一端分别系在一竖直杆上、处，当竖直杆以某一范围角速度转动时，小球保持在图示虚线的轨迹上做圆周运动，此时两根线均被拉直，圆周半径为，已知．则等于（    ）

A． B． C． D．

8．为了探测星球，总质量为的飞船，载着登陆舱在以该星球球心为圆心、半径为的圆轨道上运动，周期为，随后质量为的登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，则（    ）

A．星球的质量为

B．星球表面的重力加速度为

C．登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比为

D．登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为

9．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线，已标明其电势，图中的实线是一带电粒子只在电场力的作用下飞经该电场时的一段轨迹，A、B是轨迹上的两点｡依据以上信息能确定（    ）

A．粒子的带电性质和运动方向

B．粒子在A、B两点加速度和速度的大小关系

C．粒子在A、B两点电势能的大小关系

D．粒子的运动方向一定是从向运动

10．如图所示，轻质弹簧一端固定在处，另一端与质量为的物块相连，物块套在光滑竖直固定杆上｡开始时物块处于处且弹簧处于原长，现将物块从处由静止释放，物块经过处时弹簧与杆垂直，经过处时弹簧再次处于原长，到达处时速度为零｡已知之间的距离为，，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为，在物块下滑的整个过程中，下列说法正确的是（    ）

A．物块在由下滑至的过程中加速度大小等于的位置有三处

B．物块在处的速度为

C．物块在处的速度为

D．物块在处时弹簧的弹性势能为

11．如图所示，倾角为的粗糙斜劈固定在水平面上，质量为的物体放在斜面上，一根平行于斜面的不可伸长的轻质细线一端固定在物体上，另一端绕过光滑小滑轮后用力牵引住｡在滑轮和力之间的细线上某一点，系一质量为的物体，且使图中，整个系统处于静止状态．现保持角不变，缓慢上提端至水平，该过程中始终保持静止，则（    ）

A．物体所受的摩擦力沿斜面向下一直变大

B．物体所受摩擦力在某时刻可能等于零

C．细线的拉力一直变大，细线的张力一直变小

D．细线中的拉力先变大后变小，细线的拉力先变小后变大

第Ⅱ卷（非选择题共56分）

二、实验题：（2小题，每空2分，共计18分）

12．（8分）在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中：

（1）除打点计时器、纸带、小车、一端附有滑轮的长木板、细线、钧码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中｡必须使用的有______（填选项代号）｡

A．电压合适的50Hz交流电源

B．电压为4V~6V的直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平

（2）实验过程中，下列做法正确的是______。

A．先接通电源，后释放纸带

B．打纸带之前，必须先补偿摩擦阻力｡即将安装打点计时器的长木板那端适当垫高｡

C．钩码的质量必须远小于小车的质量

D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

（3）如图所示为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有4个点未画出，按时间顺序取0，1，2，3，4，5，6共7个计数点，测出1，2，3，4，5，6点到0点的距离，如图所示（单位：cm）｡由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小______m/s，小车的加速度大小为______m/s2（计算结果均保留两位有效数字）｡

13．（10分）如图所示，利用图示的装置可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系｡

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过测量_____（填选项前的符号），间接地解决这个问题｡

A．小球开始释放高度

B．小球抛出点距地面的高度

C．小球做平抛运动的水平距离

（2）图中点是小球拋出点在地面上的垂直投影｡实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程．然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分前端，再将入射球从斜轨上位置静止释放，与小球相碰，并多次重复｡接下来要完成的必要步骤是_____（填选项前的符号）｡

A．用天平测量两个小球的质量、

B．测量小球开始释放高度

C．测量抛出点距地面的高度

D．分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_____________【用（2）中测量的量表示】｡

（4）本实验还可以检验之间的碰撞是否是完全弹性碰撞｡若之间的碰撞是完全弹性碰撞，则可用_____________或_____________验证【用（2）中测量的量表示】｡

三、计算题：（3小题共38分，请考生规范解答试题｡）

14．（10分）如图所示，在竖直平面内，为水平放置的绝缘粗糙轨道，为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，与通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为，半径m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小N/C，现有质量kg，电荷量C的带电体（可视为质点），从点由静止开始运动，已知m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数｡假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等｡求：（取 m/s2）

（1）带电体运动到圆弧形轨道点时的速度大小；

（2）带电体最终停在何处｡

15．（12分）如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差V（仅在两板间有电场），现将一质量kg、电荷量的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度cm的地方以初速度m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，并在两板间沿直线运动，恰从右板的下边缘飞出电场，取10 m/s2｡求：

（1）金属板的长度;

（2）小球飞出电场时的动能｡

16．（16分）光滑水平地面上停放着一辆质量kg的平板车，质量kg可视为质点的小滑块静放在车左端，滑块与平板车之间的动摩擦因数，如图所示：一水平向右的推力作用在滑块上撤去，平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且车以原速率反弹，滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，平板车足够长，以至滑块不会从平板车右端滑落，取｡求：

（1）平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离多大？此时滑块的速度多大？

（2）平板车第二次与墙壁碰撞前滑块在平板车上运动的位移多大？

（3）为使滑块不会从平板车右端滑落，平板车至少要有多长？

2022年湖北省荆荆宜三校高三上学期10月联考

物理参考答案

一、选择题：（44分）

二、实验题：（每空2分，共18分）

12．（8分）

（1）AC

（2）AD

（3）0.41    0.76

13．（10分）（1）C（2）ADE

（3）

（4） 

三、计算题（10分+12分+16分，共38分）

14．（10分．第1问4分，第2问6分｡）

【解析】（1）设带电体到达点时的速度为，从到由动能定理得：

（2分）

解得（2分）

（2）设带电体沿竖直轨道上升的最大高度为，从到由动能定理得：

（2分）

解得（1分）

在最高点，带电体受到的最大静摩擦力，（1分）

重力

因为（1分）

所以带电体最终静止在与点的竖直距离为处（1分）

（用其他方法计算的也可以，参照给分｡）

15．（12分．第1问7分，第2问5分｡）

【解析】（1）小球到达左板上边缘时的竖直分速度（1分）

设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为，则（1分）

小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为，

则（2分）

又；（2分）

解得（1分）

（2）进入电场前（2分）

电场中运动过程（2分）

联立解得（1分）

（用其他方法计算的也可以，参照给分｡）

16．（16分．第1问8分，第2问5分，第3问3分｡）

【解析】（1）滑块与平板车之间的最大静摩擦力，设滑块与车不发生相对滑动而一起加速运动的最大加速度为，以车为研究对象，

则（1分）

以滑块和车整体为研究对象，作用在滑块上使滑块与车一起静止地加速的水平推力的最大值设为，则（1分）

已知水平推力，所以在作用下M、m能相对静止地一起向右加速．

设第一次碰墙前M、m的速度为，由动量定理可得：

，∴（2分）

第一次碰墙后到第二次碰墙前，车和滑块组成的系统动量守恒｡由于，车向左运动速度减为0时，车离墙壁距离最大｡设此时滑块的速度为，车离墙壁距离｡由动量守恒定律得

，∴（2分）

以车为研究对象，根据动能定理，

有，∴（或）（2分）

（2）小车第一次与墙碰撞后小车运动到速度为零后，滑块仍有向右的速度，滑动摩擦力使小车重新向右加速，直至两者再次相对静止．

设车与墙壁第二次碰撞前瞬间速度为，由动量守恒定律得：

则，∴（或）（2分）

平板车第二次与墙壁碰撞前滑块在平板车上运动的位移为，由功能原理得：

（2分）

代入已知条件解得：（1分）

（3）车每次与墙碰撞后一段时间内，滑块都会相对车有一段向右的滑动，由于两者相互摩擦，系统的部分机械能转化为内能，车与墙多次碰撞后，最后全部机械能都转化为内能，车停在墙边，滑块相对车的总位移设为，由功能原理则有

，代入数据解得（3分）

（用其他方法计算的也可以，参照给分｡）