湖北省襄阳市优质高中2023年高三下学期第三次调研物理试题试卷

这是一份湖北省襄阳市优质高中2023年高三下学期第三次调研物理试题试卷，共14页。

湖北省襄阳市优质高中2023年高三下学期第三次调研物理试题试卷
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、有一匀强电场，场强方向如图所示，在电场中有三个点A、B、C，这三点的连线恰好够成一个直角三角形，且AC边与电场线平行。已知A、B两点的电势分别为，，AB的距离为4cm，BC的距离为3cm。若把一个电子（e=1.6×10-19C）从A点移动到C点，那么电子的电势能的变化量为（　　）

A． B． C． D．
2、如图所示，电源E，导线，导电细软绳ab、cd，以及导体棒bc构成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端固定不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30°，已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒bc中的电流I=2A，导体棒的长度L=0.5m，导体棒的质量m=0.5kg，g取10m/s2，关于磁场的最小值和方向，说法正确的是（ ）

A．T，竖直向上 B．T，竖直向下
C．2.5T，由b指向a D．2.5T，由a指向b
3、如图所示，传送带以恒定速率逆时针运行，将一小物体从顶端A无初速释放，物体与传送带之间的动摩擦因数，已知物体到达底端B前已与传送带共速，下列法中正确的是（　　）

A．物体与传送带共速前摩擦力对物体做正功，共速后摩擦力对物体不做功
B．物体与传送带共速前摩擦力对物体做的功等于物体动能的增加量
C．物体与传送带共速前物体和传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量
D．物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量
4、某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势φ分布如图所示，图线关于纵轴对称,则(　　)

A．x1处和－x1处场强方向相同 B．x1处和－x2处场强大小相等
C．某带电粒子在x2处和－x2处电势能相等 D．某带电粒子在x2处的电势能大于在－x2处的电势能
5、对光电效应现象的理解，下列说法正确的是（　　）
A．当某种单色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．光电效应现象证明光具有波动性
C．若发生了光电效应且入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多
D．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就能产生光电效应
6、如图，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈的中间有一抽头将副线圈分为匝数分别为n1和n2的两部分，抽头上接有定值电阻R。开关S接通“1”、“2”时电流表的示数分别为I1、I2，则为（　　）

A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、下列说法正确的是__________。
A．容器内气体的压强与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关
B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能均随之改变
C．气体分子的运动杂乱无章，但如果温度不变，分子的动能就不变
D．功可以全部转化为热，热量也可能全部转化为功
E.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压
8、如图所示，abcd为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L，三个粒子以相同的速度从a点沿对角线方向射入，粒子1从b点射出，粒子2从c点射出，粒子3从cd边垂直射出，不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用. 根据以上信息，可以确定

A．粒子1带负电，粒子2不带电，粒子3带正电
B．粒子1和粒子3的比荷之比为2：1
C．粒子1和粒子2在磁场中的运动时间之比为π：4
D．粒子3的射出位置与d点相距
9、以点电荷A、B的连线为x轴，以点电荷B为坐标原点建立如图所示的坐标系，点电荷A、B带电量分别为q1、q2，间距为x0。一电子以一定的初速度进入该电场，由靠近坐标原点的位置沿x轴正方向运动，其电势能的变化如图中实线所示，图线与x轴交点的横坐标为x1，图线最高点对应的横坐标为x2，则下列判断正确的是

A．0–x1之间电场强度沿x轴正方向 B．A电荷带正电，B电荷带负电
C． D．
10、下列说法正确的是 。
A．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束
B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动
C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离
D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
E.热量一定由高温物体向低温物体传递
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学在《探究弹力和弹簧伸长关系》的实验中，用完全相同的弹簧A和B并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的够吗，测得数据如下表：
钩码重力
0N
1N
2N
3N
指针对齐刻度
11cm
12cm
13cm
14cm
（1）每根弹簧的原长为_________cm，每根弹簧的劲度系数为______N/m；
（2）若将A、B弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为______。
A．25N/m B．100N/m C．50N/m D．200N/m
12．（12分）如图甲（侧视图只画了一个小车）所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止（如图乙）。拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车在此过程中位移的大小。

图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车1的总质量，小车2的总质量。由图可读出小车1的位移，小车2的位移_______，可以算出__________（结果保留3位有效数字）；在实验误差允许的范围内，________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；
（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；
（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。

14．（16分）一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的图像如图所示，此时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为 0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为1s，已知t=0 时，P、Q 两质点相对平衡位置的位移相同，则：

(1)波的传播周期为多少秒？
(2)传播速度是多大？
(3)t=0.8s 时刻算起到质点Q第二次回到平衡位置波传播的距离？
15．（12分）如图所示，质量为m=0.1kg闭合矩形线框ABCD，由粗细均匀的导线绕制而成，其总电阻为R=0.004Ω，其中长LAD=40cm，宽LAB=20cm，线框平放在绝缘水平面上。线框右侧有竖直向下的有界磁场，磁感应强度B=1.0T，磁场宽度d=10cm，线框在水平向右的恒力F=2N的作用下，从图示位置由静止开始沿水平方向向右运动，线框CD边从磁场左侧刚进入磁场时，恰好做匀速直线运动，速度大小为v1，AB边从磁场右侧离开磁场前，线框已经做匀速直线运动，速度大小为v2，整个过程中线框始终受到大小恒定的摩擦阻力F1=1N，且线框不发生转动。求：
(i)速度v1和v2的大小；
(ii)求线框开始运动时，CD边距磁场左边界距离x；
(iii)线图穿越磁场的过程中产生的焦耳热。




参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
设AB与AC之间的夹角为θ，则

AB沿场强方向的距离为
cm
则电场强度为

电子从A点到达C点时电势能的变化量为

A． 与分析不符，故A错误；
B． 与分析不符，故B错误；
C． 与分析相符，故C正确；
D． 与分析不符，故D错误。
故选C。
2、C
【解析】
对导体棒受力分析，受到重力，绳子的拉力和安培力，拉力和安培力的合力竖直向上，根据三角形定则知，安培力方向与拉力方向垂直时，安培力最小，

根据左手定则可知，磁场的方向沿ba所在直线，由b指向a，磁感应强度最小，则根据共点力平衡可知
mgsin30°=BIL，
解得
B=2.5T，
故C正确，A、B、D错误；
故选C。
3、C
【解析】
A.物体与传送带共速前，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，与速度方向相同，则摩擦力对物体做正功。共速后，物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，与速度方向相反，对物体做负功，选项A错误；
B.物体与传送带共速前，重力和摩擦力对物体做功之和等于物体动能的增加量，选项B错误；
C.设传送带的速度为v，物体与传送带共速前，物体机械能的增加量为：

物体与传送带间的相对位移为：

物体与传送带间的摩擦生热为：

所以有Q=△E，选项C正确；
D.物体从A到B过程中，只有物体与传送带共速前摩擦产生热量，共速后不产生热量，但共速后物体的机械能在减少，所以物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热大于物体机械能的增加量，选项D错误。
故选C。
4、C
【解析】
AB．φ—x图象的斜率大小等于电场强度，x1处和-x1处场强大小相等，方向相反，x1处和-x2处场强大小不相等，故AB错误；
CD．在x2处和-x2处电势相等，根据Ep=qφ知某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等，故C正确，D错误。 
故选C。
5、C
【解析】
A．光电效应具有瞬时性，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔与光的照射强度无关，故A错误；
B．光电效应现象证明光具有粒子性，故B错误；
C．在发生光电效应的情况下，频率一定的入射光的强度越强，单位时间内发出光电子的数目越多，故C正确；
D．每种金属都有它的极限频率v0，只有入射光子的频率大于极限频率v0时，才会发生光电效应，故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
设变压器原线圈两端的电压为U0、匝数为n0，根据变压器原理可知副线圈n1和n2的电压分别为
，
根据能量守恒
，
整理得

故ABD错误，C正确。
故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、ADE
【解析】
A．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数和单位体积内的分子数及温度有关，单位体积内的分子数越多、分子的平均动能越大，单位时间内碰撞器壁的次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故A项正确；
B．温度是分子平均动能的标志，气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，但分子势能可以认为不变（一般不计气体的分子势能），故B项错误；
C．气体分子的运动杂乱无章气体分子之间或气体分子与器壁之间不断有碰撞发生，分子的动能随时可能发生变化，但如果气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，故C项错误；
D．功可以全部转化为热，根据热力学第二定律，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，故D项正确；
E．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故E项正确。
故选ADE。
8、BC
【解析】
A.根据左手定则可得：粒子1带正电，粒子2不带电，粒子3带负电。故A错误；
B.做出粒子运动的轨迹如图，则粒子1运动的半径：r1＝，由可得：
粒子3的运动的轨迹如图，则：r3＝L，

所以：．故B正确；
C.粒子1 在磁场中运动的时间： ；粒子2 在磁场中运动的时间： ；所以：，故C正确；
D.粒子3射出的位置与d点相距：．故D错误。
9、AC
【解析】
A．0到之间电子的电势能增大，电场力对电子做负功，电场力沿轴负方向，故电场强度沿轴正方向，A正确；
B．0到过程中，电场力水平向左做负功，合电场强度水平向右，之后，电场力水平向右做正功，合电场强度水平向左，可知A电荷带负电，B电荷带正电，B错误；
CD．电场力做功改变电势能，所以电场力的大小表示为：

所以电势能随位移变化的图像的斜率为电场力，处电场力为0，电场强度为0，所以：

解得：，C正确，D错误。
故选AC。
10、ACD
【解析】
A．失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，故金属液体的气体气泡不能无限地膨胀，A正确；
B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，B错误；
C．由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积，摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小，由此可以估算出理想气体分子间的平均距离，C正确；
D．由于分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力为引力，而分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力为斥力，所以分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，D正确；
E．热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，E错误。
故选ACD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、9cm 50 N/m A
【解析】
(1)[1][2]根据力的平衡，有

把G=2N时，L=11cm与G=3N时，L=12cm代入解得
L0=9cm
k=50 N/m
(2)[3]将A、B弹簧串联起来使用，当拉力为F时，每个弹簧的形变量为x，整体形变量为2x，由F=kx,可得整体的劲度系数

故填A。
12、 等于
【解析】
[1]刻度尺最小分度为0.1cm，则小车2的位移为x2=2.45cm，由于误差2.45cm－2.50cm均可
[2]由于小车都是做初速度为零的匀加速运动，根据可知，由于时间相同，则有

由于读数误差，则均可
[3]由题意可知

故在误差允许的范围内


四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）；（3），负号代表冲量沿斜面向上。
【解析】
（1）金属棒ab释放瞬间加速度最大，根据牛顿第二定律有

得

（2）金属棒ab释放之后，合外力为零时速度最大，则有

其中



得

（3）金属棒ab释放之后，根据牛顿第二定律，可得任意时刻的加速度

得：，其图象如图所示

图像面积代表速度增量，由运动的对称性可知，从金属棒ab释放起，经过时间速度减为零，此后保持静止，在此过程中，金属ef一直匀加速直线运动，则有


对金属棒ef，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理可得

其中

得：，负号代表冲量沿斜面向上
说明：其它方法求解也可以，如写出外力的表达式，用其平均值计算冲量大小

得

则可知释放瞬间，
时刻，

图象所围成的面积代表其冲量，则有

得：，负号代表冲量沿斜面向上
14、 (1)T=2.4s (2)v=5m/s (3)x=11.0m
【解析】
(1)由题意简谐横波沿x轴正向传播，分析得知，此时P点向下运动，Q点向上，
它们周期相同，则T=2×(0.2s+1s)=2.4s
(2)根据图象可知，λ=12m，则波速
(3)根据题意可知，Q质点经过1s第一次回到平衡位置，再经过半个周期第二次回到平衡位置，设质点Q第二次回到平衡位置经过的时间为t，则
波传播的距离为
【点睛】
本题关键要根据质点的振动过程确定其振动周期，得到波的周期；要注意介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移．
15、 (i)v1=v2=1m/s(ii)0.05m(iii)0.5J
【解析】
根据题意可知LAD=40cm=0.4m，宽LAB=20cm=0.2m，磁场宽度d=10cm=0.1m。
(i)匀速运动受力平衡，根据平衡条件可得

其中安培力为

代入数据解得

AB边从磁场右侧离开磁场前，线框已经做匀速直线运动，速度大小为v2，根据平衡条件可得

其中安培力为

代入数据解得

(ii)从开始到AB边进入磁场过程中，根据动能定理可得

解得

(iii)在穿越磁场的过程中，根据动能定理可得

解得
。