2022湖北省鄂东南三校高三5月联考物理试题（含详解）

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鄂东南三校联考物理试题命题学校：鄂州高中    命题人：江文雄    审题人：熊正春，孙慧试题分值：100分        考试时间：75分钟一、选择题（1-7为单选题，8-11为多选题，每题4分，共44分。）1. 如图甲所示，一维坐标系中有一质量为的物块静置于轴上的某位置（图中未画出），时刻，物块在外力作用下沿轴开始运动，图乙为其位置坐标和速率平方关系图像的一部分．下列说法正确的是（   ） A. 物块做匀加速直线运动且加速度大小为B. 时物块位于处C. 时物块的速率为D. 在时间内物块所受合外力做功为【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由结合题图乙可知物块做匀加速直线运动，由图中数据x=0时v2=2；x=2时v2=4，可解得，加速度初位置故A错误；BC．由得时物块位于处，物块速率故B错误，C正确；D．由动能定理得内物块所受合外力做功为，故D错误．故选C。2. 如图所示，质量为的木块放在水平地面上，固定在上的竖直轻杆的顶端分别用细绳和连接小球和小球，小球、质量分别为和，当与水平方向成30°角的力作用在小球上时，、、刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则下列判断正确的是（　　）
 A. 力的大小为 B. 地面对的支持力等于C. 地面对的摩擦力大小为 D. =2【答案】A【解析】【详解】AD．以B研究对象受力分析，水平方向受力平衡得竖直方向受力平衡，则得以为研究对象受力分析，竖直方向水平方向联立得故A正确，D错误；BC．以整体为研究对象受力分析，水平方向竖直方向可见小于，故BC错误。故选A。3. 以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（　　）A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B. 质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，根据可知，在此过程中减少的质量转化成了能量C. 若核反应后比结合能增大，则该反应一定会放出能量；若核反应后核子平均质量减小，则该反应一定要吸收能量。D. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大【答案】D【解析】【详解】A．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的照射强度无关，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能是不变的，故A错误；B．质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，根据可知，不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去，故B错误；C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，核反应中就会出现质量亏损，根据可知，则要释放能量，故C错误；D．氢原子的核外电子由较高能级迁到较低能级时，能量减小，释放光子，由高轨道跃迁到低轨道，根据可知，电子速度增大，动能增大，能量减小，则电势能减小，故D正确。故选D。4. 如图所示，、是两个相干光源，由它们发出的光在图中平面内产生干涉。下列表示相干结果相同点的轨迹的图线正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】相干结果相同点振动步调一致，与波源的路程差为0或半波长的偶数倍，P、Q连线的中垂线到P、Q的路程差为0，为振动加强点，与波源的路程差为半波长的偶数倍点的轨迹是中垂线上下两条曲线，根据该规律，知B正确，ACD错误。故选B。5. 如图是中国空间站首次太空授课活动。在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。据王亚平介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6400km，重力加速度为9.8m/s2。则（　　）A. 空间站绕地球运动的周期约120分钟B. 空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火加速C. 空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度D. 空间站运动时的向心加速度大于9.8m/s2【答案】C【解析】【详解】A．在空间站中一天可以看见16次日出。间站绕地球运动的周期A错误；B．空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，做近心运动，需要点火减速， B错误；C．根据可知轨道半径越大，线速度越小，因为同步卫星的轨道半径大，所以空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度，故C正确；D．根据牛顿第二定律得近地卫星轨道半径近似等于地球半径，此时向心加速度故空间站运动时,轨道半径大于地球半径，空间站运动的向心加速度小于9.8m/s2，故D错误。故选C。6. 如图，一定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c，已知气体由从状态a变化到状态b的过程中外界对气体做功为，与外界的热交换量为，从状态b变化到状态c过程中外界对气体做功为，与外界的热交换量为，下列说法正确的是（　　）
 A. 气体在状态a、状态b、状态c时的内能相等 B. C.  D. 【答案】D【解析】【详解】A．设气体在状态a、状态b、状态c时的温度分别为、、，由图中数据，根据理想气体状态方程有可得则理想气体在状态和状态的内能相等且小于状态的内能，故A错误；B．由图可知，气体由从状态a变化到状态b过程中外界对气体做功为从状态b变化到状态c过程中外界对气体做功为则有故B错误；CD．根据热力学第一定律可知，气体由状态变化到状态有由A分析可知，气体在状态和状态的内能相等，则即则故C错误D正确。故选D。7. 如图所示，甲､乙为两个相同的平行板电容器，它们的极板均水平放置，上极板间连有一个二极管，下极板均接地｡a､b是电荷量相同､质量分别为m1､m2的带负电油滴｡当甲､乙的电荷量分别为Q1､Q2时，油滴a､b恰好分别悬浮在甲､乙的极板之间，则下列说法可能正确的是（　　）
 A. Q1大于Q2B. m1大于m2C. 将甲的上极板向上平移少许，a向下运动，b向上运动D. 将乙的上极板向右平移少许，a向下运动，b向上运动【答案】C【解析】【详解】AB.液滴带负电保持静止，因此可知上极板带正电，Q1的带电量如果大于Q2，由可知甲的电压高于乙的电压，则会向乙放电使得甲乙的电荷量相同，如果乙的电荷量大，则因为二极管单项导电则不会向甲放电，因此可知电荷量关系为，由与及可得又油滴静止可得甲的场强小于等于乙的场强，因此甲的质量小于等于乙的质量，AB错误;C.如果甲乙的初始电荷量相同，将甲的上极板向上平移少许时,甲的上极板与乙的上极板等势,甲因为电势升高向乙放电，由与可知,甲的电容C减小,甲的电量Q1减小, 从可知甲的场强减小, a的重力大于电场力,油滴a向下运动.乙的电量Q2增大,从可知乙的场强减小, b的重力大于电场力,油滴b向上运动,C正确;D.将乙的上极板向右平移少许乙的电容减小,但由于二极管的单向导电性,乙的电量不变,场强变大,b向上运动，电容器甲不发生变化a油滴静止不动,D错误;故选C。8. 如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为n1∶n2，电压表和电流表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表V1、V2、电流表A1、A2的示数变化分别为、、、表示，则下列关系一定正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】AD【解析】【详解】A．正弦交流电源电压稳定，有，所以有故A正确；BCD．根据变压器的规律可知，理想变压器原、副线圈电压变化量之比原、副线圈电流变化量之比所以有所以D正确，BC错误。故选AD。9. 如图所示，三个小球静止在足够长的光滑水平面，B、C两个小球之间用弹簧连接起来，A球紧靠B球，，。现用水平外力从两侧缓慢压A球与C球，使弹簧处于压缩状态且弹性势能为100J，再突然撤去外力，已知A球与墙壁碰撞无机械能损失，A球若能与B球碰撞则粘合在一起，全程弹簧始终未达到弹性限度，下列说法正确的是（　　）A. 若只撤去右侧外力且按住A不动，则小球B获得的最大速度为B. 若只撤去右侧外力且按住A不动，则在此后的运动中，弹簧将会多次出现弹性势能等于的时刻C. 若同时撤去两侧外力，则在此后的运动中三个小球将会多次出现的共速时刻D. 若同时撤去两侧外力，则三个小球最终将会以某一共同速度匀速运动下去【答案】ABC【解析】【详解】A．若只撤去右侧外力，当弹簧恢复原长时，其弹性势能全部转化为C球的动能解得弹簧恢复原长后，C球向右做减速运动，B球向右做加速运动，当两球速度相等时，弹簧的弹性势能达到最大，之后B球继续向右做加速运动，C球继续向右做减速运动，当弹簧再次恢复原长时，小球B获得的最大速度。该过程BC及弹簧两球组成的系统的动量守恒该过程BC两球及弹簧组成的系统的机械能守恒联立两式解得故A正确；B．弹簧恢复原长后，C球向右做减速运动，B球向右做加速运动，当两球速度相等时，弹簧的弹性势能达到最大。该过程BC两球及弹簧组成的系统的动量守恒解得该过程BC两球及弹簧组成的系统的机械能守恒当两球速度相等时，弹簧的弹性势能为在弹簧的伸长和压缩的循环往复过程中，每次BC两个小球共速时，弹簧均会出现弹性势能等于的时刻，故B正确；C．若同时撤去两侧外力，则当弹簧第一次恢复原长时，该过程ABC三球及弹簧组成的系统的动量守恒该过程ABC三球及弹簧组成的系统的机械能守恒解得所以当弹簧第一次恢复原长时，A球和B球速度向左，大小为，C球速度向右。大小为。之后，A球向左碰墙后以原速率返回，B球和C球作为一个整体，其质心的速度为由上述分析可知，A球一定会与B球相撞，则之后在弹簧的伸长和压缩的循环往复过程中，每次当弹簧恢复原长时，均会出现三个小球共速，则有动量守恒解得故C正确；D．由C项分析可知，在弹簧的伸长和压缩的循环往复过程中，小球的速度周期性的发生变化，所以不可能出现三个小球最终将会以某一共同速度匀速运动下去，故D错误。故选ABC。10. 如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，斜面顶端有一理想定滑轮，一轻绳跨过滑轮，绳两端分别连接小物块A和B。保持A的质量不变，改变B的质量m，当B的质量连续改变时，得到A的加速度a随B的质量m变化的图线，如图乙所示，设加速度沿斜面向上的力向为正方向，空气阻力不计，重力加速度g取9.8m/s2，斜面的倾角为θ，下列说法正确的是（　　）A. 若θ已知，可求出A的质量B. 若θ已知，可求出图乙中m0的值C. 若θ已知，可求出图乙中a2的值D. 若θ已知，可求出图乙中a1的值【答案】CD【解析】【详解】根据牛顿第二定律得，对B得……①对A得……②联立得……③A．若已知，由③可得，不知道B的质量m和A的加速度a，不能求出A的质量，A错误；B．当时，由③式得未知，不能求出，B错误；C．由③式得时C正确；D．由③式变形得当时D正确。故选CD。11. 如图所示，光滑水平面上放置一平行金属导轨，其左端与平行板电容器C相连，一金属棒垂直金属导轨放置，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中。现对金属棒施加一水平向右的恒力F作用，使金属棒由静止开始运动，不计导轨及金属棒的电阻，则下面关于金属棒运动的速度v、加速度a、电容器两板间的电势差U、极板所带电量Q随时间t变化关系图像中，正确的是（ ）A.  B. C.  D. 【答案】BD【解析】【详解】AB．金属棒做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律电流的定义式根据法拉第电磁感应定律整理以上式子得所以有即加速度恒定不变，故A错误，B正确；C．电容器两板间的电势差即电容器两板间的电势差U与时间成正比，故C错误；D．极板所带电量即极板所带电量Q与时间t成正比，故D正确。故选 BD。第Ⅱ卷（非选择题）二、实验题（12题5分，13题10分）12. 探究气体等温变化规律的实验装置，如图所示。空气柱的长度由刻度尺读取、气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。（1）为得到气体的压强与体积关系，下列做法正确的是（     ）A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力                    B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞C．推拉柱塞时可用手握住注射器                    D．实验前应测得柱塞受到的重力（2）采用该装置进行实验，操作过程无误，但根据测得的数据做出图像不过坐标原点，如图所示，图像不过原点的可能原因为：___________。【答案】    ①. B    ②. 实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体（或者气体实际体积比测量值大等等）【解析】【详解】（1）[1]A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，A错误；B．实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉柱塞，B正确；C．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，C错误；D．实验前应测量柱塞的横截面积，并不是测量重力，这样才能得到空气柱的体积，D错误；故选B。（2）[2]注射器前端与橡皮帽连接处的气体未测量在内，所以气体实际体积比测量值大，导致测得的数据做出图像不过坐标原点。13. 某实验兴趣小组测定一内阻可调的化学电池的电动势。该小组设计了如图甲所示的的测量电路，图中R为定值电阻，M、N为化学电池的正、负极（可认为反应只发生在两极附近），P、Q为紧靠正、负极的两个探针，电池槽中间有一打气管道，用打气筒向电池内打气或从电池中抽气，可以改变中间长方体容器内电解质溶液液面的高低，从而改变电池的内阻。主要实验步骤如下①按甲图连接电路；②闭合开关S，从电池内抽气，观察并测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电压表读数U；③重复步骤②，向电池内打气或者从电池内抽气，测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电压表读数U，得到多组数据。回答下列问题：（1）电压表测量的是___，当开关S断开时，电压表是否有示数____，下列与之对应的正确选项是______。A.路端电压，有示数        B.路端电压，无示数C.内电压，有示数        D.内电压，无示数（2）若用r表示该化学电池的内阻，用R表示定值电阻的阻值，电压表读数为U，则该电池电动势的表达式______。（3）该小组成员利用图像来处理获得的多组实验数据，若以h作为横轴，则以______（填“U”、“”或“”）为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。（4）根据实验所测得的数据和图乙中所标注的字母，可得该化学电池的电动势______（R、a、b为已知量）。
 【答案】    ①. D    ②.     ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]电压表测量的是内电压，当开关S断开时，电路的外电压与电动势相等，此时内电压为零，则电压表无示数，故选D。（2）[2]根据闭合电路的欧姆定律可知（3）[3]由题意可知电池的内阻为 （其中l为中间长方体容器的长度，d是宽度）则带入可得则若以h作为横轴，则以 为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。（4）[4]由图像可知解得三、解答题（要求写出必要的公式和文字说明）14. 如图所示，一块玻璃砖的横截面为三角形ABC与半圆AOCP的组合体，三角形的斜边AC正好是半圆的直径，O点为圆心，半圆的半径为R，。一束单色光从P点射向圆心O，∠POA=67°。已知玻璃砖的折射率，sin48.6°=0.75，sin37°=0.6，求：（1）如果光束射到AB面上，分析能否发生全反射；（2）光从玻璃砖射出时与入射光PO间夹角。【答案】（1）会发生全反射；（2）90°【解析】【详解】（1）光束经过O点方向不变，画出光路图如图所示由几何关系可知，光束射到AB边上的D点，入射角i=53°设临界角为C，则所以C=48.6°可见光束在AB面上D点会发生全反射（2）由几何关系可知，光束射到BC边上的E点，入射角是在BC边上，有所以r=53°由几何关系可知，光从玻璃砖射出时与入射光PO间的夹角为90°15. 如图，运动员起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿线中点，反弹落入篮圈，球心下降到篮圈所在平面时，球未与篮圈接触。已知篮球出手时球心离地的高度、与篮板的水平距离，篮圈离地的高度，“打板区”方框的上沿线离篮圈的高度，篮圈的直径，篮板与篮圈的最小距离；若篮球的直径、质量m＝0.5kg，不考虑空气作用力和篮球的转动。重力加速度g取，求：（1）篮球击中篮板时速度大小；（2）篮球打板损失机械能的最小值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿线中点，其逆过程可以看作是平抛运动，则有代入数据得（2）反弹后做平抛运动，则反弹速度最大时机械能损失最少，则有解得篮球打板损失机械能16. 如图所示，区域I为上、下边界之间距离为的矩形；区域II为半径为的圆形，区域I下边界的水平延长线恰好通过区域II的圆心；区域III的上、下边界与区域I的上、下边界平行，上边界和区域II在M点相切，下边界放置光屏，光屏到点的距离也为。区域I、II中存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小都为，区域I、III中匀强电场的电场强度大小相等，区域I中的电场方向竖直向上，区域III中的电场方向水平向右。在区域I中的不同高度处，都有质量为，带电量为的带正电的粒子水平向右沿直线通过，这些粒子经过区域II时做匀速圆周运动的半径也都为，不计粒子的重力，求：（1）区域I中匀强电场的电场强度大小；（2）这些粒子通过区域II所用的时间不同，计算得出通过区域II的最长时间与最短时间之差；（3）这些粒子打在光屏上形成的亮条长度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在区域I中在区域II中解得（2）如图所示由几何知识得，在区域II运动时间最短的粒子转过的角度为；最长的粒子转过的角度为，则最短时间为最长时间为时间差为解得（3）粒子在M点进入区域III时与水平方向的最小夹角为；最大夹角为，在区域III临界状态1的竖直方向水平方向临界状态2竖直方向水平方向可得