湖北省2023届高三下学期5月联考物理试卷（含答案）

这是一份湖北省2023届高三下学期5月联考物理试卷（含答案），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
湖北省2023届高三下学期5月联考物理试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题1、现用波长为λ的光照射某金属，已知该金属的极限波长为，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，电子的电荷量为e，下列说法正确的是(   )A.该金属的逸出功为B.用波长为λ的光照射该金属材料，不能发生光电效应C.用波长为λ的光照射该金属材料，逸出的光电子的最大初动能为D.此种情况下对应的遏止电压为2、最近科学家对微重力环境下了一个比较科学的定义：微重力环境是指在重力的作用下，系统的表观重量远小于其实际重量的环境。产生微重力环境最常用的方法有4种：落塔、飞机、火箭和航天器。如图所示为中国科学院微重力落塔与落仓，在落仓开始下落到停止运动的过程中，能够产生3.26s时长的微重力环境，根据提供的信息，以下说法正确的是(   )A.在微重力环境中，落仓中的体验者几乎不会受到重力的作用B.要形成微重力环境，落仓要以非常接近重力加速度g的加速度下落C.落仓下落过程，落仓内体验者一直处于失重状态D.落仓速度最大时，落仓内体验者的加速度也最大3、如图所示，是为我国的福建号航母配置的歼—35战机，具有优异的战斗性能，其过载能力可以达到9。过载是指作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力之比。例如歼—35战机，以大小为2g的加速度竖直向上加速运动时，其过载就是3。若歼—35战机在一次做俯冲转弯训练时，在最低点时速度大小为，过载为5，重力加速度，将飞机的运动轨迹看成圆弧，则飞机的转弯半径约为(   )A.800m B.1000m C.1200m D.1400m4、如图所示，和是垂直纸面做简谐运动的振动步调完全相反的两个相干波源，两波源的振幅均为A，振动频率均为5Hz，形成的两列简谐波在纸面内的P点相遇，小明同学发现P点的振幅为2A。已知两列波的传播速度均为，则和的距离之差可能的是(   )A.3m B.4m C.5m D.6m5、如图所示，是一透明材料制成的圆柱体的纵截面图，一束黄光从圆柱体圆面上的中心O点折射入光导纤维，恰好在侧面上的A点发生全发射，已知圆柱体对黄光的折射率为n，圆柱体长度为L，光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是(   )A.入射角的正弦值B.此单色光在圆柱体中的传播时间为C.减小入射角α，此单色光在圆柱体中传播的时间变长D.换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，红光可能从A点右侧折射出圆柱体6、如图所示，三角形斜面A放置于水平地面上，将光滑滑块B放置于斜面A上，在滑块B上施加水平向右恒力F，斜面A和滑块B一起向右匀速运动，已知滑块B的质量为m，斜面A的质量为2m，斜面倾角为30°，则斜面与地面之间的动摩擦因数为(   )A. B. C. D.7、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈中电阻的阻值为，副线圈中滑动变阻器接入电路的阻值为，ab端接入电压为U的交变电流，下列说法正确的是(   )A.电阻两端的电压为B.副线圈输出的电压为C.与消耗的热功率之比为D.将滑动变阻器的触头上移，电阻消耗功率变小二、多选题8、木星有多颗卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四个做圆周运动的卫星后被称为伽利略卫星。已知木卫一的公转周期为、木卫二的公转周期为、木卫三的公转周期为，且满足，万有引力常量为G。若木卫一的公转半径为，根据给出的信息可以求出(   )A.木卫二和木卫三的公转半径 B.木星的质量C.木星表面的重力加速度 D.木星的密度9、如图所示，水平放置的平行金属板电容器带等量异号电荷，电容器的电容为C，两极板的长度均为L，板间距离也为L，是两板之间的中线，一质量为m、电荷量为q的带正电小球从M板左侧与M板等高的A点以某一速度水平向右抛出，恰好从O点进入电场，然后从N板的右边缘离开电场，不考虑极板边缘效应，重力加速度为g，下列说法正确的是(   )A.小球到达O点的速度大小为B.M板带正电C.平行板电容器所带电荷量为D.小球到达N板时的速度大小为10、如图甲所示，是商场里某款热销跑步机，其测速原理如图乙所示，该跑步机底面固定有间距为、长度为的平行金属电极。电极间存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，绝缘橡胶带上镀有间距也为d的平行细金属条，每根金属条的电阻为，当健身者在跑步机上跑步时，位于电极区的这根金属条就会单独和外电阻R构成闭合回路，已知外电阻，与外电阻并联的理想电压表量程为6V，则下列说法正确的是(   )A.此跑步机可测量的胶带运动的最大速率为B.当电压表的示数为4V时，金属条克服安培力做功的功率为60WC.每个金属条匀速经过磁场区域时克服安培力做的功与胶带运动的速率的平方成正比D.每个金属条从进入磁场到出磁场区域，所受安培力的冲量大小为11、如图所示，光滑斜面固定在桌面上，斜面倾角，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块A和B用劲度系数为的轻弹簧连接，将A放置在挡板上，物块B在斜面上处于静止状态。现将轻绳的一端固定在B上，绕过定滑轮后，在轻绳的另一端固定一个物块C，细绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块C，已知物块A的质量为m，B的质量为m，C的质量为3m，斜面足够长，重力加速度为g，，下列说法正确的是(   )A.释放物块C的瞬间，物块C的加速度大小为0.6gB.物块A刚离开挡板时，物块B的速度大小为C.若将物块C换为质量为0.2m的物体D，则物体D下落到最低点时的加速度大小为D.若将物块C换为质量为0.2m的物体D，则物块A对挡板压力的最小值为三、实验题12、如图甲所示，某同学研究连接体的运动情况，组装的装置图如图甲所示，他将光电门1固定在水平桌面上，光电门2可以在水平桌面上移动，物块A安装了宽度为d的遮光条，物块A和遮光条的总质量为M，用细绳的一端连接物块A，细绳另一端绕过固定在桌面右端的定滑轮后连接质量为m的物块B，调节滑轮高度，让细绳与桌面平行，实验时，该同学在光电门1左侧某一位置由静止释放物块A，物块A依次通过光电门1和2，然后记录光电门1和2之间的距离L和遮光条通过光电门2时间。在细绳方向上调节光电门2的位置，仍将物块A在光电门1左侧同一位置由静止释放，进行多次实验，记录多组数据，然后根据各组数据做出图像如图乙所示，其中图像的斜率为k，纵截距为b，已知重力加速度为g，实验过程中遮光条通过光电门2时物块B未落地。（1）该同学测出了遮光条宽度如图丙所示，则遮光条的宽度d=________cm。（2）遮光条每次经过光电门1时物块的速度大小为________（用题中给出的物理量的字母表示）。（3）若满足，则物块与桌面之间的动摩擦因数μ=________（用题中给出的物理量的字母表示）。13、如图所示，物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路测量中空长方体金属工件的电阻率。其中电路中定值电阻的阻值为，长方体金属工件的截面如图乙所示，其截面为边长为a的正方形，截面的中空部分为圆形，其直径为，金属工件长度为L。（1）该小组同学闭合开关，调节电阻箱为某一阻值，记录电压表的示数、电压表的示数、电阻箱的阻值R；然后改变电阻箱的阻值，记录对应的多组数据，做出图像如图丙所示，已知此图像的斜率为，若将两电压表均视为理想电表，则此工件的电阻率为__________（用题中给出的物理量的字母表示）。（2）若考虑电压表阻值的影响，应用此种方法测得的电阻率__________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。（3）该小组同学想借助该实验电路测量电源的电动势和内阻，根据（1）中记录的数据做出图像如图丁所示，此图像的斜率的绝对值为k，截距为b，若将两电压表均视为理想电表，则该同学测得的电源的电动势__________；内阻r=__________（用题中给出的物理量的字母表示）。（4）在第（3）问中，若考虑电压表阻值的影响，该同学测得的电动势_________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。四、计算题14、如图所示，是一种血压计的气路系统，血压计未工作时，气路系统内部封闭一定质量的空气，其压强为，体积为，血压计工作时，气泵工作，向气路系统充入压强为的空气，气路系统体积膨胀，当气路系统的压强达到时，气路系统内的空气体积变为，然后打开机械阀放出部分空气后，气路系统的压强变为时，气路系统内的空气体积变为，已知外界大气压强为，假定气路系统气体可视为理想气体，空气的温度不发生变化且与外界相同。（1）当气路系统的压强达到时，充入的外部空气体积；（2）打开机械阀门放出的空气质量与气路系统剩余的空气质量之比。15、如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，以（2a，0）为圆心，a为半径的半圆内不存在磁场，除此之外第一象限的其它区域都存在与纸面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场，从原点以不同速率同时沿y轴正方向发出比荷为k的带正电粒子，这些粒子仅在洛伦兹力的作用下向右偏转，其中速率为v（未知）的粒子最早离开磁场区域。（1）说明磁场方向并求带电粒子在磁场中运动的最短时间；（2）求粒子的速度v大小；（3）求从x轴上之间的任一点C垂直x轴沿y轴正方向以速度v射入第一象限的比荷为k的带正电粒子离开磁场的位置的x轴坐标范围（请写出必要的证明过程）。16、如图所示，小明和滑块P均静止在光滑平台上，某时刻小明将滑块P以一定速度从A点水平推出后，滑块P恰好从B点无碰撞滑入半径光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC相切于C点的水平面CD，与放置在水平面E点的滑块Q发生弹性正碰，碰后滑块Q冲上静止在光滑水平面上的、半径为的四分之一圆弧槽S，圆弧槽与水平面相切于F点，最高点为G。已知小明的质量，滑块P的质量，滑块Q的质量，圆弧槽S的质量，AB两点的高度差，光滑圆弧对应的圆心角53°，，，两滑块与CF部分的动摩擦因数均为，F点右侧水平面足够长且光滑，将滑块P和Q看做质点，重力加速度。求：（1）小明由于推出滑块P至少多消耗的能量；（2）滑块P到达圆弧末端C时对轨道的压力；（3）滑块Q冲上圆弧槽后能上升的最大高度。
参考答案1、答案：C解析：逸出功，A项错误；由于光的波长为λ，小于这种金属的极限波长，可知此光的频率大于这种金属的极限频率，用波长为λ的光照射该金属材料，能够发生光电效应，B项错误；根据爱因斯坦光电效应方程，人射光子的频率，可得逸出的光电子的最大初动能为，C项正确；根据，可得此种情况下对应的截止电压为，D项错误。2、答案：B解析：在微重力环境中，落仓中的体验者仍会受到重力的作用，几乎所有的重力提供体验者运动的加速度，体验者的视重远小于实重，A项错误；在微重力环境中，落仓对体验者的支持力几乎为零，可知落仓下落的加速度非常接近重力加速度g，B项正确；落仓下落过程，加速度先向下后向上，落仓内的体验者先处于失重状态后处于超重状态，C项错误；落仓速度最大时，其加速度为零，D项错误。3、答案：B解析：对最低点的飞机受力分析，可知飞机受到重力为mg、气动力和发动机的推力的合力F，根据牛顿第二定律，可得，将，代人可得，飞机的转弯半径，B项正确。4、答案：D解析：根据波长，代人数据可得两列简谐波的波长均为，由于两列波的振动步调完全相反，P点为振动加强点，满足，可知D项正确。5、答案：A解析：根据折射定律可得，根据临界角公式可得，解得，A项正确；黄光在圆柱体中的传播速度，此光束在圆柱体中传播的距离，可得此单色光在圆柱体中的传播时间为，B项错误；若减小人射角α，可知光束射到侧面上时的人射角θ变大，光在圆柱体中的传播路径变短，此单色光在圆柱体中传播时间变短，C项错误；换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，因红光的折射率更小，角度θ变小，但临界角更大，红光将从A点左侧折射出圆柱体，D项错误。6、答案：D解析：隔离滑块B，对B受力分析如图甲所示，根据平衡条件，可得，对A、B整体受力分析，如图乙所示，可得，，其中摩擦力，代人数据解得，D项正确。7、答案：B解析：设两端电压为，原线圈输人电压为，副线圈输出电压为，则原线圈输人电压，由变压器的电压关系可得，设原线圈中的电流大小为，副线圈中电流大小为，由变压器的电流关系可得，，，解得电阻两端的电压为，解得变压器副线圈的输出电压为，A项错误，B项正确；消耗的热功率，消耗的热功率，结合，可得与消耗的热功率之比为，C项错误；将滑动变阻器的触头上移，滑动变阻器接人电路的阻值变小，副线圈中电流增大，原线圈中电流增大，电阻消耗功率变大，D项错误。8、答案：AB解析：根据开普勒第三定律，可得，可求得，，A项正确；根据万有引力提供向心力，可得，可求得木星的质量，B项正确，由于不知道木星的半径，所以无法求出木星表面的重力加速度和木星的密度，C、D项错误。9、答案：AD解析：带电小球从A点运动到O点做平抛运动，由，，，带电小球到达O点的速度，A项正确；小球进人电场后设加速度为a，小球恰好从N板的右边缘离开电场，则有，，其中，解得小球在电场中的加速度，可知M板带负电，B项错误；根据牛顿第二定律可得，带人数值，解得两极板的电压，所以平行板电容器所带的电荷量，C项错误；带电小球到达N板右边缘时，设竖直方向的分速度为，则有，代人数据得，水平速度为，所以带电小球到达N板时的速度大小为，D项正确。10、答案：BD解析：设胶带运动的最大速率为，橡胶带达到最大速度时匀速，切割磁感线产生的电动势为，由闭合电路的欧姆定律有，解得，代人数据可得，A项错误；金属条所受的安培力为，金属条克服安培力做功的功率，其中，，代人数据，可得，B项正确；每个金属条匀速经过磁场区域时克服安培力做的功，其中，可得，可知每个金属条匀速经过磁场区域时克服安培力做的功与胶带运动的速率成正比，C项错误；设每个金属条经过磁场区域所用的时间为，则所受安培力的冲量，其中，根据法拉第电磁感应定律有，，，解得，D项正确。11、答案：BCD解析：释放物块C瞬间，对物块C和B分别受力分析，根据牛顿第二定律，可得，，联立解得物块C的加速度大小为0.75g，A项错误；释放物块C瞬间，弹簧的压缩量为，物块A刚离开挡板时，弹簧的伸长量为，因，故两状态弹簧的弹性势能相等。物块A刚离开挡板时，设物块B的速度为v，物块A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可得，代人数据解得，B项正确；将物块C换为质量为0.2m的物体D，设释放瞬间物体D的加速度大小为，满足，则，方向竖直向下，则物块B的加速度大小也为，方向沿斜面向上，根据简谐运动的对称性，当物体D到达最低点时，物体D的加速度大小，方向竖直向上，物块B的加速度大小也为，方向沿斜面向下，设弹簧上的弹力为F，对此时的物体D和物块B受力分析，可得，，代人数据，解得，根据作用力和反作用力可知，弹簧对物块A作用力沿斜面向下，大小，对物块A受力分析，可得挡板对物块A的支持力，C、D项正确。12、答案：（1）0.515；（2）；（3）解析：（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光条的宽度。（2）设遮光条经过光电门1时的瞬时速度为，根据运动学公式可得，变形得，可得，解得遮光条每次经过光电门1时物块的速度大小。（3）根据图像，可得物块A和物块B的加速度大小，根据牛顿第二定律可得，代人数据，解得。13、答案：（1）；（2）不变；（3）b；；（4）小于解析：（1）根据串并联关系，可得，整理得，可知长方体金属工件的电阻，根据电阻的决定式，有效面积，解得金属工件的电阻率。（2）由于电压表分流，可得，整理得，则图丙的斜率不变，根据（1）中可知，金属丝电阻率的测量值不变。（3）根据闭合电路的欧姆定律，结合丁图像，可得，可知电源的电动势，。（4）由于电压表的分流影响，导致干路中电流的测量值小于真实值，所以该小组同学应用此方法测得的电动势小于真实值。14、答案：（1）；（2）解析：（1）假设充人的外部空气的体积为V，则有把，代人，可得充人的外部空气的体积（2）假设放出的气体在时，对应的体积为，则有放出的空气质量与气路系统剩余的空气质量之比把代人可得15、答案：（1）；（2）；（3）解析：（1）根据带电粒子的入射方向和偏转方向，应用左手定则，可知匀强磁场垂直纸面向外带电粒子在磁场中运动的时间最短，则对应的圆心角最小，过原点O做圆弧切线，如图所示，设带电粒子在磁场中圆周运动的圆心角为α，由几何关系可得
带电粒子在磁场中的周期为粒子在磁场中运动的最短时间为（2）因带电粒子恰好以最短时间通过磁场，由几何关系可得粒子做圆周运动的半径根据洛伦兹力提供向心力可得代人数据，其速度大小为（3）设带电粒子从上任一点C垂直x轴沿y轴正方向以速度v射入第一象限，经过虚线圆上的D点进人磁场，过D做速度的垂线DE由于任意四边形为菱形所以从x轴上之间的任一点C垂直x轴沿y轴正方向射入第一象限的比荷为k的带正电粒子都能通过N点离开磁场的位置16、答案：（1）；（2）；（3）解析：（1）设推出滑块P瞬间滑块P的速度为，滑块P在B点的速度为，其竖直速度为，则有小明推出滑块P的过程，小明和滑块P组成的系统动量守恒根据能量守恒，小明由于推出滑块P至少多消耗的能量解得（2）滑块由B到C，应用动能定理其中，滑块P经过圆弧末端C点时，对其进行受力分析，可得根据牛顿第三定律，滑块P到达圆弧末端C时对轨道的压力，解得，方向竖直向下（3）滑块P从C点到E点，应用动能定理，可得滑块P与Q碰撞过程Q碰后的速度，方向水平向右滑块Q从E点到F点，应用动能定理滑块Q从F点冲上圆弧槽S，滑块Q与圆弧槽S组成的系统水平方向动量守恒设滑块Q离开地面的最大高度为，滑块Q从冲上圆弧槽S到到达距离地面最高的过程，滑块Q和圆弧槽S组成的系统机械能守恒解得