湖北省2023届高三物理考前冲刺训练试卷（Word版附答案）

2023年高考考前冲刺训练（湖北适用）

物理

第Ⅰ卷（选择题）

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。

1．关于近代物理知识，下列说法中正确的是（　　）

A．原子核的结合能越大，原子核越稳定

B．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子

C．处于n＝4能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射6种频率的光子

D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，电离能力很强

2．玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是（　　）

A．瓶内气体分子热运动的平均动能增加

B．瓶内每个气体分子速率都比原来减小

C．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数减少

D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加

3．风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角不变，再次平衡后相比于风力变化之前（　　）

A．风筝距离地面的高度变大

B．风筝所受的合力变大

C．拉线对风筝的拉力变小

D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小

4．某同学在墙边踢毽子时不小心将毽子踢出围墙，他请墙外的路人帮他将毽子踢进围墙内，围墙AB有一定厚度。路人从P点（P点可左右移动）将毽子踢过围墙。设毽子踢出时的速度与水平向右的方向成θ角，不计空气阻力，以下说法正确的是（　　）

A．若P点位置确定，无论θ角多大，只要速度足够大，一定能将毽子踢进围墙内

B．路人将毽子踢过围墙内做的功最小时，θ角应满足

C．路人越靠近围墙，将毽子踢过围墙所做的功越小

D．路人将毽子踢过围墙内做的功越小，毽子从踢出到越过墙壁后落到地面所花的时间越短

5．为测α衰变中飞出的α粒子的最大速度，设计了如图所示装置。相距为d的两平行金属板上加上电压U，A板电势高，B板上涂有荧光粉，在A板上放一小块放射性物质，其不断向右侧空间放出质量为m、电量为q的α粒子，α粒子的速度大小和方向均是随机的，当α粒子轰击B板时会产生荧光，足够长时间后，B板上的发光面积为S，则α粒子飞出时的最大速度为（　　）

A．      B．      C．     D．

6．为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨。装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场。现潜艇在前进过程中海水正源源不断地被推向纸外，则下列说法正确的是（　　）

A．图中所接电源为直流电源，a极为电源正极

B．同时改变磁场方向和电源正负极可实现潜艇倒退

C．加速阶段，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力的大小相等

D．电源输出的能量完全转化为海水的动能和潜艇的动能

7．如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化的示意图（取竖直向下为正），箭头表示跳伞者的受力。则下列关于跳伞者的位移y和重力势能Ep随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中可能正确的是（　　）

8．太空电梯的原理并不复杂，与生活中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，在引力和向心加速度的相互作用下，绳索会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空，这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是（　　）

A．太空电梯各点均处于失重状态

B．b卫星的周期为

C．太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成正比

D．太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心距离成正比

9．a、b两束单色光的波长分别为和，通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样，则这两束单色光（　　）

A．b单色光的波动性比a单色光强

B．在水中的传播速度

C．光子动量

D．a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距

10．甲、乙两地原来用400 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用800 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响。则输电线上（　　）

A．损失的电压将变为原来的            B．损失的电压将变为原来的倍

C．损耗的电功率将变为原来的          D．损耗的电功率将变为原来的

11．将一根绝缘细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向垂直纸面向里的均匀磁场，已知小灯泡的电阻为R，细导线的电阻为r，矩形的面积为，小圆的面积为，磁感应强度大小随时间变化的规律为，和k均为大于零的常量，下列说法正确的是（　　）

A．通过灯泡的电流由a流向b

B．闭合回路中的感应电动势为

C．通过小灯泡的电流大小为

D．小灯泡两端的电压为

第Ⅱ卷（非选择题）

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12．(6分)某物理研究性学习小组在探究“带风帆的玩具小车所受阻力与小车运动速度的关系”时，他们进行了以下实验探究：

①将质量m＝400 g的带风帆的玩具小车、已连接好电源的打点计时器和纸带按如图甲所示安装在光滑倾斜的长木板上；

②接通打点计时器的电源（电源的频率为50 Hz），使玩具小车从静止开始加速运动，打出一条纸带，关闭电源；

③改变长木板的倾角，重复以上步骤，记录实验数据如下表所示。

请你根据以上探究帮助他们完成下列问题：（所有要填的数据均保留2位有效数字）

(1)图乙是第二次实验时（倾角θ＝10°）打出的一条纸带，对应的小车匀速运动时速度v2＝_______m/s；

(2)根据表中所提供的数据，该同学猜想小车所受的阻力与运动速度成正比的关系，在图丙中画出符合猜想结论的图线；

(3)当倾角时θ＝60°，小车匀速运动的速度v6＝_______m/s。

13．(10分)为了测量某待测电阻R的阻值（约为40 Ω），有以下一些器材可供选择：

电流表A1（量程为0～3 A，内阻r1约0.1 Ω）；

电流表A2（量程为0～10 mA，内阻r2＝10 Ω）；

电压表V1（量程为0～3 V，内阻约3 kΩ）；

电压表V2（量程为0～15 V，内阻约5 kΩ）；

电源E（电动势约为3 V，内阻很小）；

定值电阻R（2 Ω，允许最大电流为1.0 A）；

滑动变阻器R1（0～10 Ω，允许最大电流为2.0 A）；

滑动变阻器R2（0～500 Ω，允许最大电流为0.5 A）；

单刀单掷开关S一个，导线若干。

根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、精确度高且调节方便。

(1)电流表应选__________，电压表应选_________，滑动变阻器应选_______（填写器材符号）。

(2)请在虚线框中画出测量电阻Rx的实验电路图（并在电路图中标出所用元件的对应符号）。

(3)在某一次测量中，若电压表示数为U＝2.1 V，电流表示数为I＝8.0 mA，则待测电阻Rx＝________Ω。

14．(9分)如图所示，压力罐左端与水泵相连，右端通过较细的管道与气缸相连。压力罐与气缸的底面积均为S，压力罐的高度为h，气缸足够高。装置的气密性和导热性良好，活塞可与气缸壁无摩擦地滑动。活塞的重力大小为，初始时压力罐中封闭气体的压强为，活塞在气缸底部。外界大气压为，外界温度保持不变，不计管道中气体的体积。

(1)启动水泵，缓慢向压力罐中注入高为的水，求此时活塞上升的高度；

(2)若缓慢将压力罐内注满水，整个过程中封闭气体吸收的热量为Q，求从开始注水到活塞恰好要运动的过程中，外界对封闭气体做的功W。

15．(15分)如图所示，在三维坐标系O－xyz中存在一长方体ABCD－abOd，yOz平面左侧存在沿z轴负方向、磁感应强度大小为B1（未知）的匀强磁场，右侧存在沿BO方向、磁感应强度大小为B2（未知）的匀强磁场。现有一带正电粒子以初速度v从A点沿平面ABCD进入磁场，经C点垂直yOz平面进入右侧磁场，此时撤去yOz平面左侧的磁场B1，换上电场强度为E（未知）的匀强电场，电场强度的方向竖直向上，最终粒子恰好打在Aa棱上。已知、，，粒子的电量为q，质量为m（重力不计）。求：

(1)磁感应强度B1的大小；

(2)粒子第二次经过yOz平面的坐标；

(3)电场强度E的大小。

16．(16分)如图，有一光滑凹坑，坑面是球半径为R的球冠，坑的边缘是一个半径为r的圆周，且。坑底部开口处装有水平轻质弹簧，弹簧一端固定在O点，自由端恰好位于坑底部中心。现将一个质量为m的物块（可视为质点）从边缘P点自由释放，P点、O点与球冠最低点在同一竖直平面内，弹簧的劲度系数，始终在弹性限度内。已知弹簧振子的周期公式，其中m为振子质量，k为弹簧的劲度系数；当很小时，有。

(1)求该物块从释放到第一次回到出发点所经历的时间；

(2)若(1)中的物块在第二次通过最低点时，从P点再次自由释放一个完全相同的物块，二者相撞后结合为一个组合体C，求从释放第二个物块到组合体C第一次升至其轨迹最高点所经历的时间；

(3)待组合体C达到其轨迹的最高点时，用相同的物块沿水平切向以一定的初速度与之发生弹性碰撞，若碰撞后的组合体C恰好做匀速圆周运动，求该物块的初速度大小；

(4)在(2)问中，从坑的边缘上Q点自由释放相同的物块，使其恰好在组合体C被弹簧推至最低点时相撞，并结合在一起。从物块被释放开始计时，每隔时间释放一个物块，物块若未与组合体碰撞，则在其运动到圆坑另一边时将其回收，若发生碰撞则与组合体结合。包括第一个物块在内，连续释放6个物块，求与组合体相撞的物块个数。

物理答案

1．【答案】B

【解析】原子核的比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，A错误；汤姆孙通过对阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由电子组成，并测出电子的比荷，即原子内部存在电子，B正确；处于n＝4能级的一个氢原子回到基态时，最多会辐射（n−1）种频率的光子，即3种频率的光子，C错误；由γ射线的特点可知，γ射线是波长很短的光子，穿透能力很强，电离能力很弱，D错误。

2．【答案】C

【解析】装入热水时，杯内上方气体温度升高，将一些气体排出，拧紧瓶盖，过一段时间后与外界发生热传递，气体放出热量后，内能减小温度降低。由于气体等容规律，瓶内的也压强减小，外界大气压将瓶盖压紧，故打开杯盖需要克服更大的摩擦力。温度降低后，气体的平均动能减小，平均速度也减小，并不是每个气体分子的速率都减小，单位时间内气体分子撞击容器的次数减少，故ABD错误，C正确。

3．【答案】A

【解析】如图所示为风筝受力示意图，风力为F时，重力为G，拉线拉力为F2；当风力变大为F1时，重力不变，拉线拉力变为F3，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力为零，保持不变，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，设拉线长为L，则风筝距地面高度为，则风筝距离地面的高度变大。故选A。

4．【答案】B

【解析】若P点位置确定，如果θ＝90°，则将毽子竖直抛出，不能将毽子踢进围墙内，故A错误；从P点到A点再到B点位置做斜抛运动，设A点在的速度为，此时速度方向与水平方向的夹角为，AB间距离为，从A点到B点水平方向做匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛，解得，根据数学知识，当，即，A点的速度最小，则抛出的动能最小，路人将毽子踢过围墙内做的功最小，根据斜抛运动可知，P点速度的夹角一定大于A点速度的夹角，即，故B正确；当P点位于A点下面时，，则将毽子竖直抛出，不能将毽子踢进围墙内，故C错误；根据斜抛运动飞行时间，毽子飞的高度越低，所需的时间越小，所以当做的功最小时，过A点相等高度的夹角为45°，对应的飞行高度并不是最低高度，故D错误。

5．【答案】C

【解析】分析可知，当粒子平行于A板射出时，发光面积最大，为圆的面积，平行A板方向，半径，垂直A板方向，又，圆的面积，联立解得最大速度，故选C。

6．【答案】C

【解析】海水被推向纸外，根据左手定则可知，电流方向由b指向a，b为电源正极，故A错误；同时改变电流和磁场方向，海水受到的安培力不变，航行方向不变，故B错误；根据牛顿第三定律，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力大小相等，方向相反，故C正确；电源输出的能量不可能完全转化为动能，有焦耳热损耗，故D错误。

7．【答案】D

【解析】由图可知跳伞运动员开始时所受重力大于阻力，向下加速运动，随着速度的增大，阻力在增大，加速度逐渐减小；打开降落伞后阻力大于重力，加速度向上，运动员向下做减速运动；随着速度的减小，阻力也在减小，向上的加速度逐渐减小；当阻力和重力相等时向下做匀速运动，则位移先增加得越来越快，后增加得越来越慢，然后均匀增加，A错误；重力势能Ep＝mgh，其随高度下降均匀减小，随时间的变化规律应与位移随时间变化规律相关，先减小得越来越快，然后减小得越来越慢，最后均匀减小，BC错误；机械能E＝E0－fy，开始时阻力先慢慢增大，开伞后阻力瞬间变大，最后运动员匀速运动，阻力不变，根据y的变化规律可知D正确。

8．【答案】AC

【解析】太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，电梯上各点均处于失重状态，故A正确；同步卫星的周期为，当两卫星a、b第一次相距最远时，满足，解得，故B错误；太空电梯相对地球静止，各点角速度相等，各点线速度，与该点离地球球心距离成正比，故D错误，C正确。

9．【答案】BC

【解析】在相同的单缝衍射实验装置的条件下，光的波长越长，其衍射现象越显著，中央亮条纹越宽，从图中可知光束a的衍射现象比光束b更加显著，故可知λa＞λb，b单色光的波动性比a单色光弱，故A错误；波长长，则频率低，折射率小，根据，在水中的传播速度，故B正确；光子动量，所以，故C正确；a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距，则，故D错误。

10．【答案】AD

【解析】根据公式可知，输电线上的电流与输送的电压成反比，故甲、乙两地原来用的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用特高压输电，可得输电线上电流将变为原来的，又由可知，输电线上损失的电压将变为原来的，B错误，A正确；当以不同的电压输送时，有，而在线路上损失的功率为可知，损失的功率与电压的平方成反比，即，故损耗的电功率将变为原来的，C错误，D正确。

11．【答案】AC

【解析】由磁感应强度的变化规律可知，闭合回路中的磁感应强度向内，磁通量增加，由楞次定律可知，通过小灯泡的电流由a流向b，A正确；矩形线圈产生的感应电动势为，小圆线圈产生的感应电动势为，由楞次定律可知，两部分线圈产生的感应电动势方向相同，所以总电动势为，B错误；通过小灯泡的电流大小为，C正确；通过小灯泡的电流是恒定电流，小灯泡两端的电压为，D错误。

12．【解析】(1)小车匀速运动时，相等时间间隔内运动距离相同，则相邻计数点间距相同，结合图知

(2)当倾角时，根据平衡条件，，小车所受的阻力与运动速度成正比，则f－v图像应该是过原点的倾斜直线，结合所计算的数据，所绘图象如图所示。

(3)结合上图可知，当倾角时θ＝60°，匀速运动时阻力，小车匀速运动的速度。

13．【答案】(1)A2     V1     R1     (2)见解析图     (3)42.1

【解析】(1)电源电动势为3 V，则电压表选择V1；电路中可能达到的最大电流，则A1量程过大，而A2量程过小，则可用A2与定值电阻R并联，则相当于改装成了量程的电流表。滑动变阻器采用分压电路，则选择阻值减小的R1。

(2)因改装成的电流表内阻已知，则可采用电流表内接电路，电路如图。

(3)改装后的电流表内阻，电流表示数为I＝8.0 mA，则通过待测电阻的电流为IR＝48 mA，则待测电阻。

14．【解析】(1)设活塞缓慢上升时，压力罐中封闭气体的压强为p，则

其中

解得

由玻意耳定律得

解得。

(2)活塞开始运动后，压力罐中封闭气体发生等压变化，由于温度保持不变，根据

可知气体的体积不变，故而活塞开始运动后，外界对气体做功为0。从初始状态到活塞刚要运动的过程中，根据

由于温度不变则有

解得。

15．【解析】(1)带电粒子在yOz平面左侧磁场中做圆周运动，有几何关系得

解得

由牛顿第二定律可得

解得。

(2)在右侧磁场中由牛顿第二定律得

解得，，

即坐标为。

(3)粒子在电场中做类平抛运动，x轴方向上

y轴方向上

解得。

16．【解析】(1)物块在凹坑中滑动时，其运动情况与摆长为R的单摆相同，若该单摆的周期为，质量为m的弹簧振子的周期为，则

故物块第一次回到出发点所用时间为一个单摆周期，即。

(2)由简谐振动的运动特点可知，振子在同一位置有等大的速度，由动量守恒定律有

即碰撞产生的组合体C的初速度为零。设组合体C与弹簧组成的弹簧振子的周期为

碰撞之前两个物块运动时间相同，均为，故所求时间为

。

(3)设碰撞位置的球面半径与竖直方向夹角为，则此处向心力为

，其中

由水平切向的弹性碰撞可列出动量与机械能守恒方程，即

，

解得。

(4)若组合体在被推至最低点时的动量为p，并与来自Q点的物块碰撞时，组合体会获得来自Q的物块的动量，由于单摆周期与振子质量无关，当组合体从振幅处返回时必然再次与下一个来自Q的物块碰撞，由于之前在碰撞中获得的动量已经反向，在第二次碰撞中该部分动量会被再次获得的动量抵消，仅留下与第一次碰撞前等大反向的动量。故碰后组合体将重新沿弹簧轴向运动并开始压缩弹簧。或者，也可以如下方式分析，显然，在任何情况下，当组合体在被推至最低点并与来自Q点的物块碰撞时都满足

由于单摆周期与振子质量无关，故当组合体回到最低点时必与下一个来自Q点的物块碰撞

易知碰后组合体将重新沿弹簧轴向运动并开始压缩弹簧。由以上结论可知，第1块既然与组合体碰撞，则第2块必定也能碰撞；此时组合体质量为4m，周期为；第3块到达最低点时，组合体在弹簧压缩最大处，无碰撞；第4块到达最低点时，组合体恰好到达最低点，物块与组合体碰撞，则第5块必定也能碰撞；第6块到达最低点时，组合体正在压缩弹簧，无碰撞；故前6个物块中，第1、2、4、5个物块可与组合体发生碰墥，碰撞物块个数为4。