2023届湖北省高三下学期5月第三次模拟考试物理试卷（含解析）

2023届湖北省高三下学期5月第三次模拟考试物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：_______________

一、单选题

1．在弹吉他时，拨动琴弦，琴弦就会发生振动，振动的频率（单位为，即）由琴弦的质量、长度和弦线中的张力（弹力）共同决定。结合物理量的单位分析琴弦振动的频率与的关系式可能正确的是（其中是一个没有单位的常数）（  ）

A． B． C． D．

2．如图所示，K是光电管M中逸出功为W的碱金属，G是灵敏电流计，S是双刀双掷开关；若入射光的频率为，电子电量为-e，则以下判断中正确的是（    ）

A．当时，灵敏电流计G中一定有电流通过

B．若，当时，灵敏电流计G示数为零

C．若，当S接a和b且滑线变阻器的滑动端P向右滑动时，灵敏电流计G中的电流会增大

D．若，当S接c和d且滑线变阻器的滑动端P向右滑动时，灵敏电流计G中的电流一定会增大

3．如图，真空冶炼炉、动圈式扬声器和磁电式电流表都有导线绕制的线圈，关于这三种器件的说法正确的是（　　）

A．真空冶炼炉线圈中应通较大的恒定电流，才能使炉中金属容易熔化

B．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的

C．磁电式电流表在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场

D．动圈式扬声器和磁电式电流表都是根据电磁感应原理进行工作的

4．中国首次独立进行火星探测任务的“天问一号”探测器，在2021年2月10日成功实施近火制动捕获，进入火星轨道，正式开启火星探测之旅，如图“天问一号”进入火星停泊轨道2进行相关探测后再进入较低的椭圆轨道3进行科学探测。假设“天问一号”停泊轨道2和椭圆轨道3的半长轴分别为a、b，公转周期分别为T1、T2。则下列说法正确的是（　　）

A．“天问一号”探测器须在轨道2的近火点加速后进入轨道3

B．“天问一号”探测器在轨道2近火点的加速度比轨道3近火点的加速度大

C．“天问一号”探测器在轨道2近火点的速率比轨道3近火点的速率小

D．“天问一号”探测器绕火星飞行时满足

5．城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为s，不计空气阻力，g取10m/s2，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（　　）

A．鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为10W

B．该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N

C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s

D．鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量为0.02N·s

6．如图所示，有宽度为，速度均为v的线状电子源，平行射入半径为R垂直平面向里的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B。在磁场区域的正下方距离d处，有一长为的金属板用于接收电子，若正对O点射入的电子恰好从P点射出磁场。电子质量为m，电量为e，不计电子重力及它们间的相互作用。则打到M点的电子在磁场中运动的时间为（　　）

A． B． C． D．

7．如图所示，一个长直轻杆两端分别固定两光滑小球A和B，竖直靠墙放置。两球质量均为m，可看作质点，轻杆的长度为L。由于微小的扰动，A球沿竖直墙壁向下滑动，B球沿水平地面向右滑动，则小球A、B从开始运动到A球即将离开墙面的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A、B构成的系统机械能不守恒

B．轻杆对小球A做负功，对小球B也做负功

C．若轻杆与竖直墙壁的夹角为θ时，小球A的速度大小是小球B的速度大小的sinθ倍

D．若轻杆与竖直墙壁的夹角为时，小球A和小球B的动能之和为

二、多选题

8．如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。图乙表示该波传播的介质中x=2m处的a质点从t＝0时刻起的振动图像。则下列说法正确的是（   ）

A．波传播的速度为20m/s

B．波沿x轴负方向传播

C．t＝0.25s时，质点a的位移沿y轴负方向

D．t＝0.25s时，x＝4m处的质点b的加速度沿y轴负方向

E．从t＝0开始，经0.3s，质点b通过的路程是6m

9．在光滑水平面上有一物块始终受水平恒力F的作用，在其正前方固定一轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触后向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块接触弹簧后先做加速运动后做减速运动

B．物块接触弹簧后即做减速运动

C．当物块所受的合力为零时速度达到最大值

D．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度等于零

10．如图所示，PM是粗糙的水平轨道，其左端P点与竖直半圆形轨道相切。一质量为m的物块从M点出发，向左冲上半圆形轨道，并能恰好通过半圆轨道的最高点Q。已知水平轨道与物块间的动摩擦因数为0.25，半圆轨道的半径为R，M点和P点间的距离为2R，小球在P点的速度大小为（g为重力加速度大小），则（　　）

A．物块在整个运动过程中机械能守恒

B．物块从M点出发时的速度大小为

C．物块从P点运动到Q点的过程中，合外力做的功为-2mgR

D．物块将恰好落回到水平轨道上的M点

11．如图甲所示，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为 1  m， 总电阻为 1 Ω 的正方形导线框 abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行．现使导线框水平向右运动，cd边于 t＝0 时刻进入磁场，c、d 两点间电势差随时间变化的图线如图乙所示．下列说法正确的是

A．磁感应强度的方向垂直纸面向里

B．磁感应强度的大小为 4 T

C．导线框进入磁场和离开磁场时的速度大小之比为 3 : 1

D．0～3 s 的过程中导线框产生的焦耳热为 48 J

三、实验题

12．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。

（1）在“验证力的平行四边形定则”中，下列哪些方法和步骤可减小实验误差_________；

A．两个分力F1、F2间的夹角越大越好

B．两个分力F1、F2的大小要适当大些

C．拉橡皮条的细绳要稍长一些

D．实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌上，向相反方向拉动，检查读数是否相同

（2）本实验采用的科学方法是______（填字母代号）

A．理想实验法　　B．等效替代法

C．控制变量法　　D．建立物理模型法

13．东风中学课外兴趣小组测量手机电池的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，已知电池组的电动势约为、内阻小于，现提供的器材如下：

A．手机锂电池（电动势的标称值为）；

B．电压表V1（量程为，内阻约为）；

C．电压表V2（量程为，内阻约为）；

D．电阻箱；

E．定值电阻；

F．定值电阻；

G．开关和导线若干．

（1）如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择________（选填实验器材前的标号）；定值电阻应选择________（选填实验器材前的标号）．

（2）兴趣小组一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的示数，获取了多组数据，画出的图像为一条直线，作出的图像如图乙所示，若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池组的电动势________、内阻________．（结果均保留两位有效数字）

（3）若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

四、解答题

14．如图所示，某同学用打气筒给篮球打气。已知圆柱形打气筒内部空间的高度为，内部横截面积为，当外管往上提时，空气从气筒外管下端的中套上的小孔进入气筒内，手柄往下压时气筒不漏气，当筒内气体压强大于篮球内气体压强时，单向阀门便打开，即可将打气筒内气体推入篮球中，若篮球的容积，每次打气前打气筒中气体的初始压强都为，篮球内初始气体的压强为，设打气过程中打气筒和球内的气体温度不变，忽略活塞与筒壁间的摩擦力，每次活塞均提到最高处，且每次将气筒中的气体全部打入篮球中，篮球打气过程体积不变，求：

（1）第一次打气时活塞下移多大距离时，阀门打开？

（2）至少打几次可以使篮球内气体的压强增加到？

15．如图所示，“”形木板静置于足够大的光滑水平地面上，物块静置在上某处，底面光滑的物块静置在右侧到的距离处，与右端的距离。现对施加一大小、方向水平向右的恒定推力，经过一段时间后撤去推力，此时与恰好发生弹性正碰，碰撞时间极短，再经过一段时间与右端碰撞并瞬间粘在一起。已知、的质量均为，的质量为，、间的动摩擦因数，取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，、均视为质点，物块始终未滑离木板。求：

（1）施加推力时的加速度大小；

（2）、第一次碰撞后瞬间的速度大小以及的速度大小；

（3）从撤去推力到与右端碰撞的时间。

16．如图所示，平面直角坐标系中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（）的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向入射匀强电场，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子经磁场偏转后垂直经过y轴负半轴上的P点（P点未画出），带电粒子的重力忽略不计。求：

（1）求匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B；

（2）如果仅仅将磁场反向，粒子的电量、质量、入射位置、入射速度、电场强度和磁感应强度的大小均不变，求粒子从A点出发到第三次经过x轴所用的时间。

参考答案

1．C

【详解】A．等式右侧的单位为

与等式左侧的单位不一致，故A错误；

B．等式右侧的单位为

与等式左侧的单位不一致，故B错误；

C．等式右侧的单位为

与等式左侧的单位一致，故C可能正确；

D．等式右侧的单位为

与等式左侧的单位不一致，故D错误。

故选C。

2．B

【详解】AB．由图可知，当开关S向上，电路接入反向的电压时，若，当时，光电子无法到达阳极A，所以灵敏电流计G示数为零，故A错误，B正确；

C．若，当S接a和b时，电路接入反向的电压，滑线变阻器的滑动端P向右滑动时，反向电压增大，灵敏电流计G中的电流一定不会增大，故C错误；

D．当S接c和d电路接入正向的电压，滑线变阻器的滑动端P向右滑动时正向电压增大，若光电流早已达到饱和，则灵敏电流计G中的电流不会增大，故D错误。

故选B。

3．B

【详解】A．真空冶炼炉利用的是涡流原理，因此线圈中应通交变电流，选项A错误；

B．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项B正确；

C．磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，特点是大小相等，方向不同，因此不是匀强磁场，选项C错误；

D．动圈式扬声器和磁电式电流表都是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项D错误。

故选B。

4．D

【详解】A．“天问一号”探测器须在轨道2的近火点减速，做近心运动后进入轨道3，故A错误；

B．根据

“天问一号”探测器在轨道2近火点的加速度与轨道3近火点的加速度相等，故B错误；

C．“天问一号”探测器须在轨道2的近火点减速后进入轨道3，则“天问一号”探测器在轨道2近火点的速率比轨道3近火点的速率大，故C错误；

D．根据开普勒第三定律“天问一号”探测器绕火星飞行时满足

故D正确。

故选D。

5．B

【详解】A．由自由落体公式

鸡蛋落地的速度为

鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为

A错误；

B．由动量定理得

得

故鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N，B正确；

C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为

C错误；

D．鸡蛋下落过程用时为

故鸡蛋下落过程重力的冲量为

D错误；

故选B。

6．B

【详解】由题意知，正对O点射入的电子恰好从P点射出磁场，则电子在磁场中做圆周运动的轨道半径，发生磁聚焦现象，故所有电子都会从P点出去，则到达M点的电子轨迹如图所示，其入射点为F，四边形O2POF为菱形

过P点作PC垂直MN于C点，由几何关系可知

解得

故由几何关系可知圆心角

故打到M点的电子在磁场中运动的时间为

电子在磁场中运动的的周期为

联立解得

故选B。

7．D

【详解】A．因为小球A和B光滑，所以A、B构成的系统机械能没有损失，即机械能守恒，故A错误；

B．下滑过程中，B小球的机械能增加，则A小球机械能减少，所以轻杆对小球A做负功，对小球B做正功，故B错误；

C．若轻杆与竖直墙壁的夹角为θ时，由几何关系得

所以

故C错误；

D．A、B构成的系统机械能守恒，所以A小球重力势能的减少量等于小球A和小球B的动能的增加量，又因为小球A和小球B的初动能均为零，所以轻杆与竖直墙壁的夹角为时，小球A和小球B的动能之和为

故D正确。

故选D。

8．ACD

【详解】A．由乙图知，质点的振动周期为

T=0.2s

由甲图知，波长

λ=4m

则波速为

B．由乙图知，t=0时刻，质点a向下运动，根据甲图可知，该波沿x轴正方向传播，故B错误；

C．由乙图知，质点的振动周期为

T=0.2s

所以质点A在t=0.25s的时刻的振动情况与t=0.05s时刻的振动情况相同，即处于负的最大位移处，所以a的位移沿y轴负方向，故C正确；

D．由图甲可知，a质点和b质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，所以质点b处于正的最大位移处，加速度沿y轴负方向，故D正确；

E．因为0.3s=1.5T，则

s=n•4A=1.5×4×0.2=1.2m

故E错误。

故选ACD。

9．AC

【详解】ABC．物块接触弹簧后，弹簧的弹力逐渐增大，开始阶段，弹簧的弹力小于水平恒力F，物块所受的合力方向向右，与速度方向相同，物体向右做加速运动；当弹簧弹力等于水平恒力F时，速度最大，此时物块的合力为0；后来弹力大于F，合力向左，与速度方向相反，物体开始做减速运动，所以物块接触弹簧后先加速后减速；故AC正确，B错误；

D．当弹力与恒力F大小相等、方向相反时，加速度为零；当物块的速度为零时，合力向左，加速度向左，不等于零，故D错误。

故选AC。

10．BD

【详解】A．滑块在水平轨道上受摩擦力作用，则机械能不守恒，选项A错误；

B．物块从M到P的运动过程，只有摩擦力做功，故由动能定理可得

所以

故B正确；

C．滑块能恰好通过半圆轨道的最高点Q，故对滑块在Q点应用牛顿第二定律可得

所以

滑块从P到Q的过程重力、阻力做功，故由动能定理可得

故C错误；

D．滑块从Q点做平抛运动落回水平固定轨道，故由平抛运动规律可得

可知物块将恰好落回到水平轨道上的M点。故D正确

故选BD。

11．AB

【分析】根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向．根据线框匀速运动的位移和时间求出速度，结合E=BLv求出磁感应强度，根据焦耳定律求线圈发热量．

【详解】A项：0-1s内线框进入磁场，c、d两点间电势差为正，即C点相当于电源的正极，由右手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故A正确；

B项：0-1s内线框进入磁场，c、d两点间电势差为，线框的速度为，解得：，故B正确；

C项：由图乙分析可知，线框在0-1s内进入磁场，2-3s内出磁场，且都是匀速运动，所以速度都为1m/s，所以导线框进入磁场和离开磁场时的速度大小之比为1：1，故C错误；

D项：线框在0-1s内进入磁场过程中电流为，产生的热量为：，1-2s内线框的磁通量不变，所以无感应电流产生，即无热量产生，2-3s内线框出磁场过程中电流为，，产生的热量为：，所以总热量为32J，故D错误．

故选AB．

【点睛】本题考查了导线切割磁感线运动类型，要掌握切割产生的感应电动势公式以及楞次定律，本题要能够从图象中获取感应电动势的大小、方向、运动时间等等．

12．     BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCB     B

【详解】（1）[1]

A．两个分力F1、F2间的夹角不能太小，也不能太大，应适当大一些就好，故A错误；

B．为了减小读数的误差，两个分力F1、F2的大小要适当大些，故B正确；

C．为了减小记录细绳方向的误差，拉橡皮条的细绳要稍长一些，故C正确；

D．实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住，平放在桌上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，故D正确。

故选BCD。

（2）[2]本实验中，两个力拉橡皮筋的作用效果与一个力拉橡皮筋的作用效果相同，可知本实验采用的科学方法是等效替代法。

故选B。

13．     C     E     3.3     0.25     偏小

【详解】（1）[1][2]由题意知电源电动势约为3V，要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择量程为3V的C，的定值电阻太大，使得电压表表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故定值电阻选择阻值较小的，故定值电阻应选择E；

（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律得

整理得

结合乙图可得

则

斜率

解得

（3）[5]考虑到电压表的分流作用，则

整理得

纵轴截距变大，为，计算时依然用

求解和时，求得的值偏小。

14．（1）0.2m；（2）3

【详解】（1）根据题意，设打气筒内的气体压强增加到时活塞下压的距离为，根据玻意耳定律得

解得

（2）根据题意，设至少打气次后轮胎内气体的压强为，根据玻意耳定律得

解得

15．（1）4m/s2；（2）2m/s，8m/s；（3）1.6s

【详解】（1）假设A、C相对静止，且此种情况下A、C的共同加速度大小为，根据牛顿第二定律有

解得

A、C间的最大静摩擦力

由于

则假设成立，因此施加推力时C的加速度大小

（2）A、C一起以大小为a的加速度做初速度为零的匀加速直线运动，设A、B碰撞前瞬间A、C的速度大小为，根据匀变速直线运动的规律有

解得

对A、B第一次发生弹性正碰的过程有

解得

，

（3）A、B第一次碰撞后，A向右做匀加速直线运动，C向右做匀减速直线运动，假设B滑到C右端前，A、C已达到共同速度，设该共同速度的大小为，根据动量守恒定律有

解得

假设从A、B第一次碰撞到A、C达到共同速度的时间为，根据动量定理有

解得

在该段时间内，A、B、C向右运动的距离分别为

因为

所以假设成立，此后A、C以共同速度向右运动，直到B与C右端碰撞，从A、C达到共同速度至B到达C右端的时间

因此

16．（1），；（2）

【详解】（1）粒子在电场中的类平抛和磁场中的匀速圆周运动轨迹，如图所示

粒子在电场中，x轴方向

y轴方向

粒子在电场中根据牛顿第二定律

联立上三式解得

粒子在磁场中匀速圆周运动，由牛顿第二定律

由类平抛末速度反向延长与初速度交于水平位移的中点可知，进磁场时粒子速度v与x轴成，故在磁场中的速度

所以粒子做圆周运动的轨迹的半径r与x轴也成45°，由几何关系可知

解得

（2）磁场反向后粒子从A点出发到第三次经过x轴运动轨迹如图所示

设粒子从A到B，B到C，C到D，分别用时t1、t2、t3。在电场中A到B的水平方向有

B到C粒子做匀速圆周运动

，

所以从B到C粒子的时间

由对称性知，从C到D粒子的时间

所以，粒子从A点出发到第三次经过x轴所用的总时间