湖北省名校联考2023-2024学年高三物理上学期期中试题（Word版附解析）

绝密★启用前（新高考湖北卷）物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，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，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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8~10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．食盐被灼烧时会发出黄光，主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁造成的。在钠原子光谱的四个线系中，只有主线系的下级是基态，在光谱学中，称主线系的第一组线（双线）为共振线，钠原子的共振线就是有名的黄双线（波长为、），已知普朗克常量，元电荷，光速。下列说法正确的是（）A．玻尔理论能解释钠原子的光谱现象B．灼烧时钠原子处于高能级是因为从火中吸收了能量C．黄双线能使逸出功为的金属发生光电效应D．太阳光谱中有题述两种波长的光，说明太阳中有钠元素2．时，A、B两质点从同一位置由静止沿同一方向做加速直线运动，在时间内，A、B两质点的加速度分别为3a、a（a是不为零的常量）；在时间内，A、B两质点的加速度分别为a、3a。下列说法正确的是（）A．ts末，A、B两质点的速度大小之比为B．2ts末，A、B两质点的速度大小之比为C．在时间内，A、B两质点的位移大小之比为D．在时间内，A、B两质点的位移大小之比为3．2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为度，轨道半长轴为天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为天文单位。下列说法正确的是（）A．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要年 B．“樊锦诗星”在远日点的速率大于地球的公转速率C．“樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为D．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为4．如图甲所示，在平面直角坐标系xOy内，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，O点和A点分别有振动情况相同的两个波源，时刻开始振动，其振动图像如图乙所示，已知波的传播速度为。下列说法正确的是（）A．波长为B．B点是振动减弱点C．AC连线上（含A、C两点）有6个振动加强点D．0~3s时间内，B质点振动的路程为64cm5．一根长度为L质量为m的粗细可忽略的导体棒A静止紧靠在一个足够长的绝缘半圆柱体底端，半圆柱体固定在水平面上，导体棒与柱体表面动摩擦因数为，导体棒中通有垂直纸面向外的电流，其截面如图，空间中加有沿柱体半径向内的辐向磁场，圆柱体表面磁场大小为B且处处相等，在导体棒中通变化的电流，使导体棒沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒与圆心的连线与水平方向所夹的锐角为，在到达顶端的过程中。下列说法正确的是（）A．时，导体棒所受的摩擦力最大B．时，导体棒所受的安培力最大C．导体棒所受重力与支持力的合力大小不变D．导体棒所受重力和安培力的合力方向与安培力方向的夹角变大6．如图所示，两平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的斜面上，相距为L，导轨间存在方向垂直于导轨平面向下的磁场，整个磁场由n个宽度皆为的条形匀强磁场区域1、2……组成，从上到下依次排列磁感应强度的大小分别为B、2B、3B……nB，两导轨左端MP间接入电阻R，一质量为m的金属棒垂直于MN、PQ放在导轨上，与导轨的接触点为a、b且接触良好，金属棒ab间的电阻为r，不计导轨的电阻。已知金属 棒与导轨的动摩擦因数为。对金属棒施加沿斜面向下的拉力，让它从距离磁场区域1左边界上方的位置由静止开始匀加速直线运动，当金属棒进入磁场区域1时开始做匀速运动，此后在不同的磁场区域施加不同的拉力，使金属棒保持做匀速运动穿过整个磁场区域。下列说法正确的是（）A．金属棒穿过磁场区域1的过程中通过电阻R的电量B．金属棒进入磁场区域1时的拉力大小C．金属棒穿过磁场区域的速度大小D．金属棒在穿过整个磁场区域过程中回路产生的电热7．一定质量的理想气体，初状态如图中A所示，若经历的变化过程，在该过程中吸热450J。若经历的变化过程，在该过程中吸热750J。下列说法正确的是（）A．两个过程中，气体的内能增加量不同B．过程中，气体对外做功400JC．状态B时，气体的体积为10LD．过程中，气体体积增加了原体积的8．一质量为M、长为l的长木板A静止放在光滑的水平面上，质量为m的物体B（视为质点）以初速度从 A的左端滑上长木板A的上表面，到B从A的右端滑下的过程中，B的动能减少量为，A的动能增加量为，A、B间存在摩擦，摩擦生热为Q，关于、、Q的值。下列可能的是（）A．、、B．、、C．、、D．、、9．如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在输出电压恒定的正弦交变电源a、b两端，副线圈电路中定值电阻，R为可变电阻，电流表、和电压表、均为理想电表，理想变压器原副线圈匝数之比。改变可变电阻的阻值，电流表、和电压表、的示数变化量的绝对值分别为、、、。下列关系式正确的是（）A．B．C．D．10．如图所示，在水平向左加速运动的车厢内，一长为l的轻杆两端分别连接质量为1kg的小球a、b（看做质点），a球靠在光滑的车厢竖直侧壁上，到车厢底面的高度为，b球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要使杆与车厢始终保持相对静止，关于车厢的加速度，下列说法正确的是（）A．若，则车厢的加速度大小可能为 B．若，则车厢的加速度大小可能为C．若，则车厢的加速度大小可能为D．若，则车厢的加速度大小可能为二、非选择题：本题共5小题，共60分。11．（8分）某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。（1）本实验中，不同组学生在操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是________（填序号）。A．B．C．D．（2）进行正确操作后，打下的纸带如图所示，在选定的纸带上依次取计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，那么纸带的________（填“左”或“右”）端与重锤相连。设重锤质量为m，根据测得的、、、，在打B点到D点的过程中，重锤动能增加量的表达式为________。 （3）换用两个质量分别为、的重物分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的图像如图所示。对比图像分析正确的是________（填序号）。A．阻力可能为零B．阻力不可能为零C．可能等于D．一定小于12．（10分）某物理爱好者设计了一个三挡位（（“”“”“”）的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，、、为定值电阻，表头G的满偏电流为，内阻为，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值。回答下列问题：（1）欧姆表的表笔分为红、黑两种颜色，红色表笔应该连接在图中________处（填“a”或“b”）。（2）当欧姆表的挡位为“”时，应将单刀三掷开关K与________接通（填“1”“2”或“3”）。（3）定值电阻、、的阻值之比为________。（4）若从“”挡位换成“”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该________调节（填“向上”或“向下”）。（5）在“”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为的定值电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的;取走，在ab两表笔间接入待测电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则________。13．（11分）如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面图，MN为直径，O点为圆心。一束由红光和紫光组成的复色光沿AM方向射入玻璃砖，分成两束单色光后各自传播到B、C两点，两束光分入射时A的法线别记作B光、C光。已知，，，圆的半径为R，光在真空中的传播速度为c，求： （1）B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所需要的时间；（2）C光和B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所经过的时间之比。14．（14分）如图所示，直角坐标系xOy中，x轴上方存在竖直向下的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。一带正电粒子从轴上的P点，以初速度与y轴正方向成角射入第一象限，经x轴后恰好能通过坐标原点O。已知粒子经过x轴时与其正方向也成角，且，不计粒子重力，，。（1）求匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度大小之比；（2）若仅改变匀强磁场的磁感应强度大小，使粒子从轴上的P点以同样方式射出后，进出磁场一次后又恰好能回到P点，求改变后的磁感应强度与改变前的磁感应强度大小之比。15．（17分）如图，光滑绝缘水平桌面位于以ab、cd为边界的匀强电场中，电场方向垂直边界向右。两小球A和B放置在水平桌面上，其位置连线与电场方向平行。两小球质量分别为、，A带电荷量为，B不带电。初始时小球A距ab边界的距离为L，两小球间的距离也为L。已知电场区域两个边界ab、cd间的距离为30L，电场强度大小。现释放小球A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与小球B发生弹性碰撞。两小球碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。求： （1）第一次碰撞后A和B的速度大小；（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，A与B的最远距离；（3）B球在出边界cd之前，A与B碰撞的次数。绝密★启用前（新高考湖北卷）物理参考答案1．B【解析】玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但无法解释复杂原子的光谱现象，A错误；食盐被灼烧时，钠原子吸收能量处于高能级，向低能级跃迁时放出光子，B正确；根据可知黄双线的光子能量约为，根据发生光电效应的条件可知，不能使逸出功为的金属发生光电效应，C错误；太阳光谱中仅有题述两种波长的光，并不能说明太阳中有钠元素，有钠的特征光谱才能说明太阳中有钠元素，D错误。2．D【解析】末，A、B两质点的速度大小之比为，A错误；2ts末，A、B两质点的速度大小之比为，B错误；在时间内，A质点的位移，B质点的位移，A、B两质点的位移大小之比为，C错误;在时间内，，，A、B两质点的位移大小之比为，D正确。3．C【解析】根据开普勒第三定律有，解得年，A错误；根据万有引力提供向心力可知，轨道半径越大，卫星的线速度越小，假设在远日点有一个与之相切的圆轨道，“樊锦诗星”在远日点的速度小于与之相切的圆轨道上的公转速度，而此公转速度又小于地球的公转速度，B错误；轨道半长轴为天文单位，远日点到太阳中心距离为天文单位，则近日点到太阳中心距离为 天文单位，对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间内的运动，根据开普勒第二定律有，解得，C正确；根据万有引力提供向心力可知，“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为，D错误。4．D【解析】由图乙可知振动周期，则波长，A错误;O、A两波源到B的波程差，所以B点是振动加强点，B错误;AC连线上（含A、C两点）共有满足，，，，0，，的7个振动加强点，C错误；两波源的波到达B点的时间分别为，，则在时间内，B质点振动的路程为，则在时间内，B质点振动的路程为，则0~3s时间内B质点振动的路程为，D正确。5．B【解析】根据左手定则确定安培力的方向，导体棒在上升至某位置的受力分析如图所示，根据平衡条件可知导体棒所受支持力，导体棒所受摩擦力．，导体棒沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向上滑动，在到达顶端前的过程中，增大，导体棒所受支持力N增大，导体棒所受摩擦力f增大，故A错误；导体棒所受的安培力，在范围内增大，可知安培力先增大后减小，时，导体棒所受的安培力最大，B正确；重力与支持力的合力为，随增大而减小，故C错误；令支持力和滑动摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角为，则有，可知支持力和摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角始终不变，由于支持力、摩擦力、重力与安培力四个力的合力为零，则重力、安培力的合力与支持力、摩擦力的合力等大反向，即重力和安培力的合力方向与安培力的方向的夹角始终不变，故D错误。6．D【解析】根据电磁感应定律可知，，则导体棒穿过磁场区域1的过程中通过电阻R的电量 ，A错误；由于，F就是金属棒所受的合外力，设进入磁场区域1时的拉力为F，速度为v，则有，进入磁场后做匀速运动则，其中，，解得，，B、C错误；由于匀速运动，则第n个磁场区域的安培力大小为，则整个过程的电热，解得，D正确。7．C【解析】两个过程的初末温度相同，即内能变化相同，因此内能增加量相同，A错误；为等容过程，气体做功为零，由热力学第一定律可知内能改变量，为等压过程，内能增加了450J，吸收热量为750J，由热力学第一定律可知气体对外做功为300J，B错误；为等压过程，则，做功大小为，联立解得，C正确；过程中，气体体积增加了原体积的，D错误。8．AD【解析】根据能量守恒可知，B、C错误；画出小物块B和木板A的速度时间图线分别如图中1和2所示，图中1和2之间的面积表示板长l，1与t轴所围的面积表示小物块B的位移，2与t轴所围的面积表示木板A的位移，由图易知．，;又、、，则，AD正确。9．BD【解析】在原线圈回路中，，则;设副线圈中电流为，又， ，，联立解得，则，综上可知BD正确。10．BCD【解析】杆长为l，a球靠在光滑的车厢竖直侧壁上，到车厢底面的高度为，则轻杆与竖直方向的夹角，当a球与车厢左壁的弹力刚好为零时，对a球根据牛顿第二定律得，解得;当b球与车厢底面的静摩擦力刚好达到最大静摩擦力时，对a、b受力分析如图所示，在竖直方向根据平衡条件有，，在水平方向根据牛顿第二定律有，又，联立解得;若，即，，则车厢的加速度的最大值为，A错误，B正确;若，即，，则车厢的加速度的最大值为，C正确，D正确。11．（8分）（1）B（2分）（2）左（2分）（2分）（3）BC（2分）【解析】（1）打点计时器应接交流电源，操作时应用手提住纸带的上端，让重物尽量靠近打点计时器。故选B。（2）纸带上的点迹从左向右间距逐渐变大，则纸带的左端与重物相连。打点计时器打B点时的速度为，打点计时器打D点时的速度为，在打B点到D点的过程中，重锤动能增加量的表达式为。（3）根据题意，设阻力为f，由动能定理有，整理可得， 可知，若阻力为零，则两次实验的图像斜率相等，由图可知，斜率不等，则阻力不为零，故A错误，B正确；虽然斜率不相等，但不知道两物体所受阻力的情况，则两物体的质量关系不确定，即可能等于，故C正确，D错误。12．（10分）（1）a（2分）（2）1（2分）（3）（2分）（4）向下（2分）（5）4000（2分）【解析】（1）电流从红表笔流进，黑表笔流出，欧姆表红表笔与内部电源负极相连，故图中红色表笔应该连接在a处。（2）当开关K拨向1时，回路中满偏电流小，欧姆表内阻大，中值电阻大，能够接入待测电阻的阻值也更大，倍率较大，即挡位为“”。（3）当开关K拨向1时，回路中满偏电流;当开关K拨向2时，回路中满偏电流;当开关K拨向3时，回路中满偏电流;依题意，当开关K拨向1时，回路中满偏电流，解得定值电阻、、的阻值之比为。（4）从“”挡位换成“”挡位，即开关K从2拨向3，满偏时干路电流增大，再进行欧姆调零时，a、b接时回路总电阻减小，调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。（5）在“”挡位进行欧姆调零，则，在ab两表笔间接入阻值为的定值电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则;在ab两表笔间接入待测电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则;联立解得，则。13．（11分）（1）（2）【解析】 （1）根据发生全反射的临界角（1分）可知B光发生全反射的临界角的正弦值为（1分）画出B光的光路图如图所示（1分）根据几何关系可知前两次在玻璃砖中入射的角度均为，第三次在玻璃砖中的入射角为，根据，（1分）可知在玻璃砖内发生两次全反射后从玻璃砖中射出，B光在玻璃砖中的路程为（1分）B光从M点射入到第一次射出玻璃砖所需要的时间（1分）联立可得（1分）（2）由几何关系可知，入射角为，C光的折射角为，B光的折射角为，根据折射定律得C光和B光的折射率分别为，（1分）根据可知C光和B光在玻璃砖内的速度之比为（1分）B光在玻璃砖内发生两次全反射后从N点射出，C光和B光在玻璃砖中的路程分别为，（1分）联立解得C光和B光从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所用的时间之比为（1分）14．（14分）（1）（2）或【解析】(1)设粒子质量为m、电荷量为q，电场强度为E，经过x轴时的速度为v，磁感应强度为B。(2)粒子在电场中做斜上抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图。 在电场中：根据抛体运动规律：（1分）根据动量定理：（1分）根据动能定理：（1分）在磁场中：根据洛伦兹力提供向心力：（1分）根据几何关系：（1分）联立以上各式解得：（1分）（1分）则（1分）（2）设改变后的磁感应强度为，粒子运动轨迹如图所示。 在第一象限：（1分）在第三四象限：（1分）在第二象限：（1分）（1分）根据几何关系：（1分）联立以上各式解得：或则或（1分）15．（17分）（1）（2）L（3）5【解析】（1）A在电场力作用下加速，到即将于B发生第一次碰撞，有（1分）解得（1分）A与B发生第一次弹性碰撞，设碰撞后A、B的速度大小分别为、，由动量守恒和能量守恒，有（1分）（1分）解得，（1分）第一次碰撞后A和B的速度大小都为（2）第一次碰后，当二者速度相同时，间距最大，即（1分） 解得（1分）根据运动学公式得最大距离为（1分）解得（1分）（3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相等，则有（1分）解得（1分）此时A的速度（1分）B的速度仍为，这段时间内B的位移（1分）之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒：根据能量守恒：联立解得，当位移相等有解得（1分）在这段时间内，B运动的位移之后二者第三次发生碰撞，碰前A的速度由动量守恒：机械能守恒：得碰后A速度为，B速度为当二者即将四次碰撞时，得（1分）在这段时间内，B运动的位移（1分）以此类推，可得出B每次碰后到下一次碰前，B向右的位移逐次增加2L，即，…… 发生第五次碰撞时，B已经运动的位移为20L，此时B距磁场右边界为，则不会在电场内发生第六次碰撞，碰撞次数为5次。（1分）（其他合理方法均可）