湖北省新高考联考协作体2023届高三物理上学期起点考试试题（Word版附解析）

2022年湖北省新高考联考协作体高三上学期起点考试高三物理试卷考试时间：2022年8月24日上午11：30-11：45试卷满分：100分注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。2.回答选择题时，选出每题答案后，用铅笔把答案卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.科学技术的发展，推动了人类社会的进步。关于物理学发展的历史，在下列说法中，错误的是（　　）A.麦克斯韦提出电磁场理论后，成功预言了光是电磁波B.德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，提出实物粒子也具有波动性C.卢瑟福通过α粒子散射实验，第一次实现了原子核的人工转变，成功发现了质子和中子D.爱因斯坦质能方程表明，原子核的平均核子质量越小，它的比结合能越大，原子核越稳定【答案】C【解析】【详解】A．麦克斯韦提出电磁场理论后，成功预言了光是电磁波，A正确；B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，提出实物粒子也具有波动性，B正确；C．卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，C错误；D．爱因斯坦质能方程表明，原子核的平均核子质量越小，它的比结合能越大，原子核越稳定，D正确。本题选错误项，故选C。2.一单摆做简谐运动，在偏角减小过程中，摆球的（）A.向心加速度减小B.速度减小C.回复力减小D.机械能减小【答案】C【解析】【详解】B．当偏角减小时，球向平衡位置运动，所以速度越来越大，A错误；A．当偏角减小时，速度越来越大，根据向心加速公式可知，向心加速度越来越大，B错误； C．根据回复力公式F=-kx可知，位移减小，回复力减小，C正确；D．由于做简谐运动，所以摆球的机械能是守恒的，D错误。故选C。3.一束复色光由空气射入玻璃，在界面发生折射，分为a、b两束单色光，折射光路图如图所示，现比较a、b两束单色光，下列说法正确的是（）A.玻璃对a光的折射率更大B.b光在玻璃中传播速度更大C.两束光从玻璃射向空气时，b光更容易发生全反射D.若a光照射某金属表面，恰能发生光电效应，则b光照射此金属，一定不能发生光电效应【答案】C【解析】【详解】A．a光与b光的入射角相同，a光折射角大于b光折射角，根据可知即，玻璃对b光的折射率更大，故A错误；B．根据可知即，a光在玻璃中的传播速度更大，故B错误；C．根据可知 即a光临界角大于b光临界角，两束光从玻璃射向空气时，b光更容易发生全反射，故C正确；D．折射率越大，光的频率越高，则当入射光的频率大于金属的极限频率时，金属表面有电子逸出。a光照射某金属表面，恰能发生光电效应，则b光照射此金属，一定能发生光电效应，故D错误。故选C。4.在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外线辐射能量。物体的红外线辐射能量的大小及其按波长的分布特点与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外线能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外测温仪（只捕捉红外线光子）所依据的客观基础。如图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于基态的氢原子提供的能量为（　　）A.10.20eVB.12.09eVC.2.55eVD.12.75eV【答案】D【解析】【详解】给处于基态的氢原子提供能量，若使其跃迁到n=4的激发态，氢原子从n=4向低能级跃迁，辐射光子能量最小值为若使其跃迁到n=3的激发态，辐射光子能量最小值为红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于基态的氢原子提供的能量为 故选D。5.斜面倾角为30°，重为10N的A物体放在斜面上。平行于斜面的细线一端系着A物体，另一端通过光滑定滑轮连着B物体，B物体在方向可变的拉力F作用下静止在如图所示位置，已知F最小时，大小为5N，则有（）A.F最小时，方向水平向右B.B物体重力大小为NC.F最小时，A物体不受斜面摩擦力D.F最小时，A物体受斜面摩擦力大小为【答案】D【解析】【详解】AB．设B物体的质量为，绳中张力为，物体B受力示意图如图可知当拉力F斜向右上与绳子垂直时的拉力最小，根据平衡条件有解得AB错误；CD．当F最小时绳中张力为，根据平衡条件可知，物体A的摩擦力为方向沿斜面向下，C错误，D正确。 故选D。6.2022年6月17日，我国首艘平直通长飞行甲板航母福建舰下水，为我海军走向深蓝提供了重要支撑。假设在某次舰载机降落训练中，航母以15m/s的速度匀速行驶，舰载机着舰初速度为75m/s，与航母速度同向。在阻拦装置的作用下，舰载机减速着舰加速度大小为10m/s2，最后停在航母上。不考虑舰载机的大小、以及对航母运动的影响，把舰载机的运动看作是匀变速直线运动，则航母着舰区的安全长度至少应是（）A.281.25mB.270mC.180mD.150m【答案】C【解析】【详解】以航母为参考系，舰载机着舰时相对航母的速度为根据位移与速度之间的关系可知可得着舰区的安全长度至少为故选C。7.意大利物理学家伽利略在研究打击现象时，偶然间发现打击的效果与锤子的重量以及它的速度有关，他由此定义了最早的“动量”近似概念。现用质量为20m的铁锤沿水平方向将质量为m、长为l的铁钉敲入木板，铁锤每次以相同的水平速度v0击钉，随即与钉一起运动并使钉进入木板一定距离。在每次受击进入木板的过程中，钉所受到的平均阻力（本题指钉克服阻力做的功与对应过程的位移之比）为前一次受击进入木板过程所受平均阻力的2倍。若敲击三次后钉恰好全部进入木板，则第一次进入木板过程中钉所受到的平均阻力大小为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】根据题意得 解得根据动量守恒定律得根据动能定理得解得故选C。8.如图，坐标原点有一粒子源，能向坐标平面一、二象限内发射大量质量为、电量为的正粒子（不计重力），所有粒子速度大小相等。圆心在，半径为的圆形区域内，有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。磁场右侧有一长度为，平行于轴的光屏，其中心位于。已知初速度沿轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，则（）A.粒子速度大小为B.所有粒子均能垂直射在光屏上C.能射在光屏上的粒子，在磁场中运动时间最长为 D.能射在光屏上的粒子初速度方向与轴夹角满足【答案】AC【解析】【详解】A．由题意，初速度沿轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，有解得A正确；B．由于所有粒子的速度大小相等，但方向不同，且离开磁场区域的出射点距离圆心的竖直高度最大值为，并不会垂直打在光屛上，B错误；C．如图，由几何关系可得，运动时间最长的粒子，对应轨迹的圆心角为根据周期公式可得 C正确；D．粒子初速度方向与轴夹角为时，若能打在光屛下端，如图由几何关系可得圆心角即初速度与轴夹角为同理，粒子打在光屛上端时（图同B），初速度与轴夹角为D错误。故选AC。9.如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，原线圈与定值电阻R1=4Ω串联后，接入u=8sin20πt（v）的理想交流电源。副线圈电路中负载电阻R2为可变电阻。下列说法中正确的是（　　） A.电源输出电压为8V，频率为20HzB.当R2=1Ω时，电源输出功率为8WC.当R2=1Ω时，变压器输出功率为8WD.当R2=1Ω时，变压器输出功率最大【答案】BD【解析】【详解】A．由题给表达式可知则电源频率选项A错误；BC．由题给表达式可知交流电源输出电压有效值根据理想变压器的电压及电流关系有又联立解得 所以电源输出功率为变压器输出功率选项B正确，C错误；D．由电路中电压关系可得整理得变压器输出功率当满足此时变压器输出功率最大，解得即当R2=1Ω时，变压器输出功率最大，选项D正确。故选BD。10.光滑水平地面上，质量为3kg木板正以2m/s的速度向右运动。某时刻在木板右端滑上可视为质点的小球，质量为1kg，速度向左，大小也是2m/s。经过3s后，小球刚好滑到木板左端且二者刚好相对静止。这一过程中，下列说法中正确的是（　　）A.木板长度是9mB.小球相对地面向左最远位移为2m C.系统因摩擦而生热8JD.1.5s时，小球距离木板左端1.5m【答案】BD【解析】【详解】AC．依题意，可知小球及木板系统动量守恒，取向右为正，有代入数据，即求得可得木板加速度大小为对木板，根据牛顿第二定律可得小球与木板间的滑动摩擦力大小为设木板的长度为，根据功能关系可得求得系统因摩擦而生热为故AC错误；B．当小球在木板上速度减为0时，小球相对地面向左有最远位移，为对小球，根据牛顿第二定律有联立求得故B正确； D．1.5s时，小球的速度大小为方向向左，此时木块对地位移大小为木板的位移大小为则可得此时小球距离木板左端故D正确。故选BD。11.甲、乙两列简谐横波在同种均匀介质中传播，如图所示为t=0时刻两列波恰好在坐标原点相遇时的波形图，甲波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，则（　　）A.乙波的传播速度大小为4m/sB.t=0至t=1s时间内x=1m处质点振动路程为2.2mC.两列波叠加后，−3m＜x＜3m内振幅为0的质点共有6处D.两列波叠加后，−3m＜x＜3m内振幅为10cm的质点比振幅为30cm的质点多【答案】ABD【解析】【详解】A．甲乙两列波在同一介质中传播，则波速相等，甲波的速度为则乙波的传播速度大小为4m/s，选项A正确； B．甲波的周期为T甲=0.5s乙波的周期则t=0至t=0.25s时间内x=1m处质点振动路程为2A乙=40cm=0.4m在t=0.25s至t=1s时间内x=1m处的质点振动加强，则振幅为A=A甲+A乙=30cm=0.3m则路程为6A=1.8m则t=0至t=1s时间内x=1m处质点振动路程为1.8m+0.4m=2.2m，选项B正确；C．两列波叠加后，−3m＜x＜3m内加强点的振幅为30cm，减弱点的振幅为10cm，不存在振幅为0的质点，选项C错误；D．两列波叠加后，−3m＜x＜3m内振动加强点振幅为30cm，分别在x=-2m、-1m、0、1m、2m的位置；振动减弱点的振幅为10cm，分别在x=-2.5m、-1.5m、-0.5m、0.5m、1.5m、2.5m的位置，则振幅为10cm的质点比振幅为30cm的质点多，选项D正确。故选ABD。二、非选择题：本题共5小题，共56分。12.某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：（1）双缝干涉实验装置如图所示：下列说法中正确的是___________。A．光源发出光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹C．为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离D．如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去 （2）该同学以某种单色光做实验时，先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图所示，读数为_______mm；转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波光为_______m（保留两位有效数字）。【答案】①.ABD②.2.331##2.332##2.333##2.334③.6.0×10-7【解析】【详解】（1）[1]A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，选项A正确；B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，选项B正确；C．为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距选项C错误；D．如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，选项D正确。故选ABD。（2）[2]手轮上的刻度如图所示，读数为2mm+0.332mm=2.332mm（2.331—2.334都正确）[3]双缝间距解得13.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨________； ②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2（所用滑块1、2如图丙所示）放在气垫导轨的中间；⑥先接通打点计时器的电源，然后_____________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图丁所示；⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为420g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为275g；请完善实验步骤①⑥的内容。（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互接通作用前的动量之和为______；两滑块相互作用以后的动量之和为________。（保留三位有效数字）（3）本实验两滑块相互作用过程，系统总动能损失_________（填“最大”、“最小”）。【答案】①.水平②.释放滑块③.0.840④.0.834⑤.最大【解析】【详解】（1）[1][2]为保证滑块做匀速直线运动，气垫导轨应水平放置；在弹射释放滑块之前应提前接通打点计时器，保证纸带能够记录足够多的数据点。（2）[3]相互作用前滑块1的速度大小为相互作用之前的动量之和为[4]相互作用后两滑块的共同速度大小为相互作用之后的动量之和为（3）[5]两滑块相互作用获得共同的速度，属于完全非弹性碰撞，系统总动能损失最大14.竖直放置的粗细均匀的U型玻璃管右端封闭，左端用一进气口与外界大气连通。现用一段水银柱把U型管内气体分为左右两部分，长度均为40cm，已知大气压强为75cmHg。现用抽气机把左部分气体陆续抽出，停止抽气后，发现右管内气体长度为50cm（未到管底部），此过程中不考虑两气体温度变化。（1）停止抽气后，右部分气体压强是多少；（2）此过程中，左部分气体剩余质量是原质量的几分之几。 【答案】（1）60cmHg；（2）【解析】【详解】（1）对右部分气体，根据玻意尔定律有得p1=60cmHg（2）左部分气体此时长度l2=30cm，p2=40cmHg，根据玻意尔定律有左部分气体剩余质量是原质量的比例15.儿童玩具实心弹力球从离地1.2m高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地1m的最高处。假设弹力球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，不计空气阻力（重力加速度大小为，结果可用根式表示）。（1）求弹力球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；（2）若弹力球在离地1.2m高度处获得一竖直向下的初速度，使得弹力球与地面碰撞一次后恰好反弹至离地1.2m的最大高度处，求该初速度大小；（3）弹力球从1.2m高度处由静止下落，经若干次碰撞后停止运动，求弹力球在整个过程中运动的总路程。【答案】（1）；（2）；（3）13.2m 【解析】【详解】（1）设弹力球自1.2m高度处静止下落与地面碰前、碰后速度大小分别为v1、v2，H=1.2m，h=1m，由运动学公式有：下落过程反弹上升过程联立解得（2）设初速度大小为v0，与地面碰前、碰后速度大小分别为v3、v4，由运动学公式有：下落过程反弹上升过程由题意有联立解得（3）设某次下落高度，碰前速度大小，反弹上升高度，碰前速度大小，由运动学公式有：下落过程反弹上升过程由题意有联立解得 由上式可知弹力球运动总路程解得16.如图所示，夹角为足够长的光滑金属框架AOC固定在水平面内，磁感应强度为B的匀强磁场垂直水平面，足够长且质量为m的导体棒DE在水平外力作用下以速度v从O点（0时刻）沿框架角平分线向右匀速运动，金属杆与框架构成等腰三角形（金属杆所在边为底），框架电阻不计，导体棒单位长度的电阻为r，导体棒在滑动过程始终保持与金属框架两边接触良好，求：（取，）（1）t时刻流过导体棒的电流大小；（2）t时刻水平外力F表达式；（3）0～t时间内，导体棒产生的焦耳热Q；（4）若在t时刻撤去外力，导体棒在整个运动过程中的位移大小x。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）设t时刻电路中导体棒长度为l，电路总电阻为R，电流为I，由感应电动势及欧姆定律有由几何关系可知l=2vttan37°电路总电阻R=lr联立解得 （2）由于导体棒匀速运动，则F=BIl解得（3）t时刻导体棒消耗热功率P=I2R可得热功率与时间t成正比，可由P-t图像面积得0～t时间内导体棒产生的焦耳热（4）设撤去外力F后导体棒运动过程中某时刻在电路中长度l1，速度大小为v1，此时电路电流I1由（1）问有取该时刻后极短时间△t，导体棒速度变化量△v，由动量定理有可得上式中为极短时间△t内导体棒在金属框架中扫过的面积，设导体棒停止运动时在电路中长度为l2，那么有由几何关系可知l2=2xtan37°联立解得