2022-2023学年湖北省高三下学期第一次模拟考试考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年湖北省高三下学期第一次模拟考试

物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：___________

一、单选题

1．一定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其图像如下图所示。下列说法正确的是（   ）

A．由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高

B．由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高

C．由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热

D．气体在状态c的内能大于在状态a的内能

2．甲、乙两车在平直公路上同向行驶，在某段时间内它们的v－t图像如图所示。t＝0时，乙车在甲车前方25m处。下列说法正确的是（    ）

A．t＝5s时，甲、乙两车恰好相遇 B．t＝3s时，甲、乙两车相距9m

C．0~5s内，甲、乙两车的距离越来越大 D．0~5s内，甲、乙两车加速度相同

3．如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知（　　）

A．射出c板后的两束单色光与入射光不再平行

B．射到Q点的光在玻璃中的折射率较大

C．若改变入射角的大小，光可能在b玻璃砖的下表面发生全反射

D．若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光

4．如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是（　　）

A．物体做匀速运动，且v1=v2 B．物体做加速运动，且v2> v1

C．物体做加速运动，且FT>G D．物体做匀速运动，且FT=G

5．如图所示，竖直的轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为，A、B质量分别为、；A放在水平地面上，B也静止；现用力拉B，使其竖直向上慢慢移动，直到A刚好离开地面，此过程中，B物体向上移动的距离为（　　）（）

A． B．

C． D．

6．竖直面内一绝缘正方形环上，AB、BC段中点处放有等量正电荷+q，CD、DA段中点处放有等量负电荷-q，abcd是正方形对角线上四点，它们到中心O的距离均相等，则（　　）

A．b、d两点场强大小相等，方向相反

B．a、c两点电势相等

C．a、c两点电场强度大小相等，方向相反

D．b、d两点电势相等

7．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上点处，绳的一端固定在墙上的A点，另一端跨过光滑定滑轮与物体乙相连，等高，且，系统处于平衡状态。下列说法正确的是（　　）

A．减小物体乙的质量，绳与竖直方向的夹角减小

B．减小物体乙的质量，绳的拉力减小

C．当轻绳与竖直方向的夹角为30°时，甲物体的质量是乙物体质量的倍

D．当轻绳与竖直方向的夹角为30°时，乙物体的质量是甲物体质量的倍

二、多选题

8．如图所示，A，B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，O为地心，在两卫星运行过程中，A、B连线和O、A连线的夹角最大为，则A、B两卫星（　　）

A．做圆周运动的周期之比为

B．做圆周运动的周期之比为

C．与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为

D．与地心O连线在相等时间内扫过的面积之比为

9．两列简谐横波在同一介质中沿直线S1S2相向传播。M点在S1S2之间，到S1的距离r1=120cm，到S2的距离r2=30cm，如图（a）所示。t=0时刻，向右传的波恰好传到S1点。图（b）为M点的振动图象，其中实线为向右传的波经过M点时，M点的振动图像，虚线为向左传的波经过M点时，M点的振动图像。则（　　）

A．两列波相遇后能形成稳定的干涉图样

B．t=0～6s内，M点运动的路程为32cm

C．S1S2之间共有9个振动加强点

D．t=4.25s时，M点在平衡位置下方且远离平衡位置

10．在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值相同，理想变压器原、副线圈的匝数之比为。在a、b端加上有效值为U的正弦交流电，开关S断开时，电流表示数为I。下列说法正确的是（　　）

A．定值电阻的阻值均为 

B．开关S断开时，a、b端的输入功率为

C．开关S断开时，消耗的功率之比为 

D．开关S闭合后，原线圈电路中电流表示数为

11．两个相同的金属小球，带电量大小之比为1：7，当它们相距r时的相互作用力为F1，若把它们互相接触后再放回原处，它们的相互作用力变为F2，则F1：F2可能为（　　）A．7：1              B．7：9              C．7：16              D．7：14

三、实验题

12．某兴趣小组的同学用如图1所示的装置测量当地的重力加速度，实验所用交流电源的频率为50Hz．

(1)甲同学实验时得到的纸带点迹清晰且第1点与第2点间的距离为1.5cm，则造成该现象的主要操作原因是____________ ．

(2)乙同学按正确操作也得到一条点迹清晰的纸带，在纸带上选取一个点为计时零点，测出后面各点到该计时零点的距离h，及记录各点对应的时刻t，作出图象如图2所示，由实验测得当地重力加速度g=_________ m／s2(结果保留两位有效数字)，该同学从资料上查得当地的重力加速度为9.8m／s2，他发现重力加速度g的测量值与实际值有差异，造成这个差异的原因可能为________________ ．

13．在“测定电池的电动势和内阻”实验中，除一节旧干电池、电键和导线外，还提供如下器材：

A．电流表A1（量程为3mA，内阻r1约为20）

B．电流表A2（量程为300mA，内阻r2=0.2）

C．电压表V（量程为6V，内阻RV=2kΩ）

D．可变电阻R1：电阻箱（阻值可调范围0～9999）

E.可变电阻R2：滑动变阻器（阻值变化范围0～10）

（1）一同学设计的电路图如图1所示，电表应选择__________（选填“A”、“B”或“C”），可变电阻应选择___________（选填“D”或“E”）。

（2）正确操作后，利用测得的数据得到图2所示的图像，图像横坐标x表示的物理量是__________（用物理符号表示），电池的内电阻为__________。（保留两位有效数字）

（3）旧电池的电动势会减小，内阻会增大。某一多用表装有该旧电池，在测量一电阻时，仍能正常进行欧姆调零，则测得的阻值与使用新电池测得的阻值相比较_________（选填“相等”、“偏大”或“偏小”）。

四、解答题

14．如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点O恰好与桌面接触，圆锥的轴线PO与桌面垂直，过轴线的截面为等腰三角形，底角为30°，腰长为a。有一与圆锥底面大小相同的圆柱形平行光束恰好全部垂直入射到圆锥的底面上。已知玻璃的折射率为，真空中光速为c。求：

①由圆锥底面半径PQ中点A入射的光线，从A点到达桌面的传播时间；

②若保持圆锥玻璃位置不变，将桌面向下平移（桌面足够大），平移距离为多少时，桌面上会出现最小光斑，并计算其面积。

15．如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N的长度及间距均为2R，两板中心线为AC，两板间的匀强电场的电场强度大小为E，在两板间半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两板及左右侧边缘连线均与磁场边界恰好相切。一电荷量为+q（q>0）的带电粒子从左侧A点以一定的水平初速度射入，恰好沿AC匀速运动，不计粒子受到的重力。

（1）求带电粒子的初速度的大小v0；

（2）若两极板不带电，保持磁场不变，带电粒子仍从左侧A点以水平初速度v0射入，粒子恰好从上极板左边缘射出，求带电粒子的质量m；

（3）若两极板不带电，保持磁场不变，调整带电粒子入射的速度大小和方向，当带电粒子从左侧A点斜向下且入射方向与中心线AC的夹角为30°时，带电粒子垂直打在极板上的D点（图中未画出）；当带电粒子从左侧A点斜向下且入射方向与中心线AC的夹角为45°时，带电粒子垂直打在极板上的F点（图中未画出），求D、F两点间的距离。

16．在光滑的水平地面上，质量均为的滑块B和C中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在B上，右端与C接触但不固定，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在C的右边，C、D间距离足够远，质量为的滑块A以初速度向右运动与B发生碰撞，碰撞过程时间极短，碰后A被反弹，速度大小为，重力加速度取。求：

（1）A、B碰撞时损失的机械能；

（2）弹簧的最大弹性势能；

（3）C能上升的最大高度。

参考答案

1．B

【详解】AC．由状态a沿图像变化到状态b，属于等容变化，根据查理定律可得

由状态a沿图像变化到状态b，压强减小，则温度降低，内能减小，气体需要放热，AC错误；

B．由状态a沿图像变化到状态b，属于等压変化，由盖-吕萨克定律可得

由状态a沿图像变化到状态b，体积增大，温度升高，B正确；

D．对于一定量的气体而言，则有

结合图形代入数据可得

理想气体的内能只与温度有关，因此，气体在状态c的内能等于在状态a的内能，D错误。

故选B。

2．A

【详解】AC．根据图面积可得前5s内甲的位移为

前5s内乙的位移为

所以前5s内甲比乙多行驶

又因为t＝0时，乙车在甲车前方25m处,所以5s末两车相遇，0~5s内甲、乙两车的距离越来越小，故A正确，C错误；

BD．由图斜率可得0~5s内甲、乙两车加速度分别为

所以0~5s内甲、乙两车加速度大小相等，方向相反。

根据匀变速直线运动位移时间关系式可得，前3s内甲车位移为

前3s内乙车位移为

所以t＝3s时，甲、乙两车距离为

故B、D均错误；

故选A。

3．D

【详解】A．光线经过平行玻璃板时出射光线和入射光线平行，则最终从c板射出的两束单色光与入射光仍然平行，故A错误；

B．射到点的光偏折程度没有射到点的光偏折程度厉害，可知射到点的光在玻璃中的折射率较小，故B错误；

C．光从平行玻璃板b板上表面射入到其下表面时，下表面处的入射角等于上表面处的折射角，不可能在下表面上发生全反射，故C错误；

D．根据

知，条纹间距较小的光波长小，则频率大，折射率大，偏折厉害，为射到P点的光，即蓝光，故D正确。

故选D。

4．C

【详解】取小车为研究对象，小车向左的速度为合速度，沿绳、垂直绳方向分解，如下图所示，其分速度等于物体上升的速度，由几何关系可知，且有

小车向左运动的过程中α减小，余弦值增大，增大，物体向上做加速运动，加速度、合力方向向上，说明绳子对物体的拉力大于物体重力。

由以上分析可知物体做加速运动，且FT>G。

故选C。

5．A

【详解】开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为x1，此时弹簧受到的弹力为mBg，由胡克定律有kx1=mBg，物体A恰好离开地面时，弹簧对B的拉力为mAg，设此时弹簧的伸长量为x2，由胡克定律有kx2=mAg这一过程中，物体B上移的距离d=x1+x2，联立可解得：

故A正确，BCD错误。

故选A。

6．B

【详解】AD．四个电荷在b、d点产生的电场如图所示，

根据矢量合成法则，可知两点合场强大小相等，方向相同，将四个电荷形成的电场看成两组等量异种点电荷电场的叠加，所以b、d之间的电场方向由b指向d，沿电场线方向电势降落，所以b、d两点的电势不等，AD错误；

BC．四个电荷在a、c两点形成的电场如图所示

根据矢量合成法则，可知a、c两点合场强大小相等，方向相同，将四个电荷形成的电场看成两组等量异种点电荷电场的叠加，AC是两组等量异种电荷连线的中垂线，所以为一条等势线，所以a、c两点电势相等，B正确C错误。

故选B。

7．C

【详解】AB．分析点受力，绳的拉力为，与竖直方向的夹角为，绳的拉力为，与竖直方向的夹角为，如图所示。

由几何知识得

由正弦定理得

解得

当乙的质量减小，即减小，则cosβ减小，增大，增大，故AB错误；

CD．当时，，有

而

解得

故C正确，D错误。

故选C。

8．AC

【详解】夹角最大时，OB与AB垂直，根据几何关系有

由开普勒第三定律

则

t时间内卫星与地心连接扫过的面积

则

故选AC。

9．AD

【详解】A．根据图（b）M点在两列波上的振动图像可知，完成一次全振动时间相同，即两列波的周期相同，频率相同，则相遇后能形成稳定的干涉图样，故A正确；

B．0~4s内，M点完成振幅为3cm的一次全振动，路程为

4~6s，两列波叠加，M点完成振幅为1cm的一次全振动，路程为

综上，t=0～6s内，M点运动的路程为16cm，故B错误；

C．两列波在同一介质中传播，波速相同，根据图（b）可知，向右传播的波经4s传到M点，起振方向向上，波速为

则波长为

由振动图像可知M点振动减弱点，所以每隔半个波长为振动减弱点，在之间（包括S1，S2两点，其中S1，S2两点也是振动减弱）减弱点一共6个，S1S2之间共有5个振动加强点，故C错误；

D．根据图(b)可知，时，M点参与两列波振动，虚线数值大，叠加后位于平衡位置下方且远离平衡位置，故D正确；

故选AD。

10．BD

【详解】A．设三个电阻的阻值均为R，开关S断开时，原线圈电压为

   ①

根据理想变压器原副线圈电流之比等于匝数比的倒数可知副线圈电流为

   ②

副线圈电压为

   ③

根据理想变压器原副线圈电压之比等于匝数比可得

   ④

联立①②③④解得

   ⑤

故A错误；

B．开关S断开时，a、b端的输入功率为

   ⑥

故B正确；

C．开关S断开时，消耗的功率之比为

   ⑦

故C错误；

D．开关S闭合后，设电流表示数为I′，则原线圈电压为

   ⑧

根据理想变压器原副线圈电流之比等于匝数比的倒数可知副线圈电流为

   ⑨

副线圈所接电路总电阻为

   ⑩

副线圈电压为

   ⑪

根据理想变压器原副线圈电压之比等于匝数比可得

   ⑫

联立⑤⑧⑨⑩⑪⑫解得

   ⑬

故D正确。

故选BD。

11．BC

【详解】由库仑定律可得，带电量之比是1：7，当它们相距r时作用力大小为

当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量都变为4q，当它们相距r时作用力大小为

所以

F1：F2=7：16

当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为3q，当它们相距r时作用力大小为

则

故选BC。

12．     先释放纸带后接通电源;     9.5;     重物和纸带受到了阻力;

【详解】（1）[1]第1点和第2点之间的距离为1.5cm，远大于2mm，说明实验操作时先释放纸带后接通电源了。

（2）[2][3]由

得

结合图象可知

解得，实验测得的结果比真实值明显小，原因可能是重物和纸带受到阻力作用。

13．     B     D     ##     1.0     偏大

【详解】（1）[1][2]由于电表与可变电阻串联，且本实验中需要直接或间接获取电流和电压信息，因此电表应是内阻已知的电流表A2，可变电阻应是可记录阻值的R1。

（2）[3][4]设电阻箱接入电路的阻值为R时电流表A2的示数为I，根据闭合电路欧姆定律有

整理得

即图像是一条直线，所以图像横坐标x表示的物理量是，纵截距为

解得

（3）[5]多用电表欧姆挡的原理是通过测量流过待测电阻Rx的电流值来间接反应阻值，当电池正常时，通过待测电阻Rx的电流为

电池用旧后，电动势减小，内阻增大，由于电表还能进行欧姆调零，即把R内调小，使表头满偏，所以有

此时通过待测电阻Rx的电流为

根据以上三式可知，，所以测得的阻值比实际值偏大。

14．①；②

【详解】①光线从A点入射，不发生折射直接射到B点，在B点的入射角为，因玻璃的折射率为，由

故光线从B点折射出来至桌面上的C点，设B处折射角为，根据知

①

由几何关系得

AB=，BC= ②

从A点入射至到达桌面经历的时间为

+   ③

②如图所示，作出光路图

当桌面向下平移到图中EF位置时，桌面上光斑面积最小，已知腰长为a，根据几何关系知为正三角形，则

，，    ④

故需要将桌面向下平移的距离为

⑤

桌面上光斑最小面积为以为半径的圆面积

  ⑥

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）粒子进入两板间做匀速直线运动，根据受力平衡有

解得

（2）设带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，圆心为O1轨迹交磁场于点如图

根据几何关系有

可得

根据牛顿第二定律有

解得

（3）带电粒子轨迹如图

带电粒子从左侧A点斜向下且入射方向与中心线AC的夹角为30°时，设带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r1，根据几何关系有

r1=R

设上极板与磁场边界的交点为G，根据几何关系有

同理，带电粒子从左侧A点斜向下且入射方向与中心线AC的夹角为45°时，设带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r2，根据几何关系有

r2=r1=R

设上极板与磁场边界的交点为G’，根据几何关系有

则

16．（1）6J；（2）9J；（3）1.2m

【详解】（1）A与B碰撞时动量守恒，有

代入相关数据可得

则损失的机械能

（2）弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，B、C的速度相等，设此时速度为，B、C及弹簧系统动量守恒，有

得

则弹簧的最大弹性势能为

（3）设C与弹簧分开时B、C速度分别为和，由动量守恒定律及能量守恒定律得

解得

，

此时C的机械能为

假设C上升高度为时二者相对静止，C在竖直方向速度为0，则

此时C、D系统的机械能

因为，所以滑块在竖直方向速度不为0，设滑块能上升的最大高度为，由机械能守恒定律有

解得