湖北荆荆宜2023届高三下学期5月三校联考物理试卷+答案.pdf

1、高三物理试卷 第1页（共 3 页）2023 年高三下学期 5 月三校联考2023 年高三下学期 5 月三校联考高三物理试卷高三物理试卷考试时间：2023 年 5 月 4 日上午试卷满分：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 2B 铅笔把答题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。第第 I 卷（选择题 共卷（选择题 共 44 分）一、选择题：（第 17 题只有一个选项符合题意，第 811 题有多个选项符合题意，全部选对

2、得 4 分，选对但选不全得 2 分，有选错的得 0 分）分）一、选择题：（第 17 题只有一个选项符合题意，第 811 题有多个选项符合题意，全部选对得 4 分，选对但选不全得 2 分，有选错的得 0 分）1我国的火星探测车用放射性材料 PuO2作为燃料，PuO2中的 Pu 元素是23894Pu。23894Pu发生衰变的方程为2382349492PuU+X，23894Pu的半衰期为 87.7 年，则（）A方程中 X 是电子B衰变过程质量数减小C放出的射线是射线，它的电离能力很强D100 个23894Pu原子核经过 87.7 年后还有 50 个未衰变2如图所示，一半圆形玻璃砖，C 点为其圆心，直

3、线 OO过 C 点与玻璃砖上表面垂直。与直线 OO平行且等距的两束不同频率的细光 a、b 从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的 P 点，以下说法正确的是（）Ab 光从空气射入玻璃，波长变长B真空中 a 光的波长大于 b 光的波长Ca 光的频率大于 b 光的频率D若 a、b 光从同一介质射入真空，a 光发生全反射的临界角较小3一平行板电容器保持与电源连接，正极板接地，两板间有一个负试探电荷固定在 P 点，如图所示，用 Ep表示试探电荷在 P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向下移动一小段距离 x，则此过程中 Ep与 x 的关系合理的是图中的（）A图线 aB图线 bC图线 cD图线 d4某

4、载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为 T，由于地球遮挡，宇航员发现有16T 时间会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为 R，引力常量为 G，地球自转周期为 T0，太阳光可看作平行光，则下列说法正确的是（）A宇宙飞船离地球表面的高度为 2RB一天内飞船经历“日全食”的次数为0TTC宇航员观察地球的最大张角为 120D地球的平均密度为224GT5在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当通过交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，线圈 1、2 的匝数比1221nn。在不接负载的情况下（）A当线圈 1 输入电压为 220V

5、 的时，线圈 2 的输出电压为 440VB当线圈 1 输入电压为 220V 的时，线圈 2 的输出电压为 110VC当线圈 2 输入电压为 110V 的时，线圈 1 的输出电压为 110VD当线圈 2 输入电压为 110V 的时，线圈 1 的输出电压为 220V6如图所示，一通电导体棒放置在粗糙水平桌面上，流过导体棒的电流如图所示，导体棒所在空间存在方向与导体棒垂直的匀强磁场，当匀强磁场方向与竖直方向的夹角为时，无论所加磁场多强，均不能使导体棒发生移动。已知导体棒与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列关系式中正确的是（）A1tanB1tanCtanDtan7如图所示，质量为

6、2000kg 电梯的缆绳发生断裂后向下坠落，电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为 4m/s，缓冲弹簧被压缩 2m 时电梯停止了运动，下落过程中安全钳总共提供给电梯 17000N 的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为2p12Ekx（k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的形变量），安全钳提供的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度大小为210m/s。下列说法正确的是（）A弹簧的劲度系数为 3000N/mB整个过程中电梯的加速度一直在减小C电梯停止在井底时受到的摩擦力大小为 17000ND电梯接触弹簧到速度最大的过程中电梯和弹簧组成的系统损失的机械能约为 4600J8如图所示，足够大光滑的桌面上有个光滑的小孔

7、 O，一根轻绳穿过小孔两端各系着质量分别为 m1和 m2的两个物体，它们分别以 O、O点为圆心以相同角速度做匀速圆周运动，半径分别是 r1、r2，m1和 m2到 O 点的绳长分别为 l1和 l2，下列说法正确的是（）Am1和 m2做圆周运动的所需要的向心力大小不同B剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自由落体运动高三物理试卷 第2页（共 3 页）Cm1和 m2做圆周运动的半径之比为12mmDm1和 m2做圆周运动的绳长之比为21mm9如图所示，倾角为30的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点 P 和物体 B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体 A 与动滑轮连接。已知

8、 A、B 的质量均为1kg，A 与斜面间的动摩擦因数为33，A 与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为210m/s。将 A、B 由静止释放，下列说法正确的是（）A物体 A、B 释放瞬间，轻绳对 P 点的拉力大小为4NB物体 B 下降2m时（B 未落地）的速度大小为4m/sC物体 B 下降2m过程中（B 未落地）轻绳对 A 做的功为6JD物体 B 下降过程中，B 减少的机械能大于 A 增加的机械能10如图甲所示，一小车静止在光滑水平地面上，上表面 PQ 是以 O 为圆心、半径为 R 的四分之一光滑圆弧轨道，左端 P 与平台等高且平滑对接（不粘连）。一小球以某一水平速度冲上小车。测

9、得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为12vv、，作出21vv图像，如图乙所示。已知 P 点距地面高5Rh，重力加速度为 g，则（）A小车质量是小球质量的 2 倍B小球上升到最高点时的速度为2gRC小球上升的最大高度为4RD小球落地时与小车左端 P 点的水平距离为55R11如图为一平行光滑导轨，左侧 AB 和A B 是竖直平面内半径为 R 的四分之一圆弧，BE、B E 处于水平面，AC 和AC 间距为 L，DE 和D E 间距为2L，AC、AC、DE、D E 均足够长，AC 和 DE、AC 和D E 通过导线连接，其中BB右侧导轨平面处在竖直向上，磁感应强度为 B 的匀强磁场中。现将长度为2

10、L的导体棒 PQ 垂直导轨放置于 DE和D E 上，将长度为 L 的导体棒 MN 垂直导轨放置于AA端，静止释放导体棒 MN，导体棒运动的过程始终与导轨垂直且接触良好，导体棒 MN 最终的速度大小为223gR。已知导体棒 MN 和 PQ 材料、横截面积均相同，导体棒 MN 质量为 m，电阻为 r，重力加速度为 g，不计导轨电阻，下列说法正确的是（）A导体棒 MN 进入磁场瞬间，导体棒 PQ 的加速度大小为2226B LgRmrB导体棒 MN、PQ 最终共速CPQ 棒的最终速度为123gRD整个过程导体棒 PQ 上产生的焦耳热为29mgR第第 II 卷（选择题卷（选择题 共共 56 分）分）二、

11、实验题二、实验题（16 分）分）12（6 分）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，他将质量分别为M、m的A、B两小球用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，Mm，在B上端分布有两个光电门，光电门中心间距是h，重力加速度为g，实验步骤如下：（1）用游标卡尺测出小球直径d，如图所示，则d _mm。（2）将A球由静止释放，记录B小球依次通过光电门 1 和光电门 2 的遮光时间1t和2t。（3）计算从光电门 1 到光电门 2 过程中系统动能的增量kE_,系统势能的减少量pE_（用题中给出的物理量d，1t，2t，M，m，h，g表示，其中hd?）。（4）改变小球B位置，重复上述步骤，并得出结论。13（1

12、0 分）小刚准备试测弟弟的儿童电动车上电池的电动势和内阻，他先上网查了一下，这款电池的电动势 E 约为 8V。除了导线和开关外，还可利用的器材有：A直流电压表1V、2V，量程均为 3V，内阻约为 3k；B定值电阻0R，阻值为 7；C最大阻值为 8k的电阻箱；D滑动变阻器1R最大阻值约为 10；E.滑动变阻器2R最大阻值约为 5k。电压表量程不够，需要改装，但是又不知道电压表内阻的准确值，小刚根据电表的特点，打算利用图 1 改装成量程为 9V 的电压表。（1）他先将电阻箱与电压表1V串联后，连成图 1 所示的电路，其中PR应选用_（填1R或2R）。高三物理试卷 第3页（共 3 页）（2）将滑动变

13、阻器滑片 P 移至最右端，同时将电阻箱阻值调为零，再闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 调到适当位置，使电压表刚好满偏。（3）保持滑片 P 的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为_V；不改变电阻箱，电压表和电阻箱的串联组合，就是改装好的 9V 的电压表（4）小刚利用改装后的电压表，连接成图 2 所示的电路测量电池的电动势和内阻，这里的PR应选用_（填1R或2R）。移动滑动变阻器滑片，读出电压表1V、2V的多组数据1U，2U，描绘出12UU图像如图 3 所示，图中直线斜率为 k，与纵轴的截距为 a，则电池的电动势 E=_，内阻 r=_。（均用 k、a、0R表示）三、计算题（三、计算题（4 40

14、0 分）分）14（9 分）一 U 形玻璃管竖直放置，左端开口且足够长，右端封闭，玻璃管导热良好。用水银封闭一段空气（可视为理想气体），在右管中，初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，环境温度为 27。已知玻璃管的横截面积处处相同，大气压强076.0 cmHgp。（1）若升高环境温度直至两管水银液面相平，求环境的最终温度。（2）若环境温度为 27 不变，在左管内加注水银直至右管水银液面上升 0.8 cm，求应向左管中加注水银的长度。15（15 分）如图所示，在纸面内有一平面直角坐标系 xOy，其第一象限内有一沿 y 轴负方向的有界匀强电场，其右侧边界满足方程 y=x2，如图中虚线所示，电场强度

15、大小 E=4V/m。第三象限内（包含 x 轴负半轴）存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为T4B。在第一象限内虚线右侧、纵坐标 0 y 0.25m 区域内有大量（速度相等）沿 x 轴负方向运动的带电粒子，粒子电荷量 q=8106C，质量 m=1106kg。已知从边界上横坐标为 x=0.1m以初速度 v0处飞入的粒子从坐标原点飞出电场区域，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，求：（1）粒子的初速度 v0；（2）所有粒子离开电场时，其速度方向与 x 轴负方向所成夹角的范围；（3）粒子在磁场中运动的最短时间和出磁场的坐标。16（16 分）如图所示，在电动机的带动下以5v m/s 的速度顺时针匀

16、速转动的水平传送带，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接，水平面上有无穷多个位于同一直线上、处于静止状态的相同小球，小球质量02kgm。质量1kgm 的物体（可视为质点）从轨道上高5.0h m 的 P 点由静止开始下滑，滑到传送带上的 A点时速度大小07v m/s。物体和传送带之间的动摩擦因数0.5，传送带 AB 之间的距离3.4L m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰。重力加速度10g m/s2，103.16。求：（1）物体从 P 点下滑到 A 点的过程中，摩擦力做的功；（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，传送带对物体的冲量大小；（3）物体第一次与小球碰后到

17、最终的过程中因为物体在传送带上滑动而多消耗的电能。20232023 年高三下学期年高三下学期 5 5 月月三校三校联考联考高三物理试卷答案高三物理试卷答案一、选择题1234567891011CBBDCADADBDBCCD1.【答案】C【详解】ABC根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，方程中的X质量数为 4，电荷数为 2，则X是42He，衰变过程放出射线是射线，具有很强的电离本领，贯穿能力弱，故 C 正确，AB 错误；D半衰期是统计规律，对少数原子核衰变不适用，故 D 错误。故选 C。2【答案】B3【答案】B【详解】电容器保持与电源连接，则电容器两极板间电压大小E不变，如图所示正极板与 P

18、点间电势差为0PLUEdx设负试探电荷带电量为q，则在 P 点的电势能为pPLEqqEdx 正极板接地，P 点电势为负，负试探电荷在 P 点的电势能为正值，同时随着距离 x 增大，电势能减小。故选 B。4【答案】D【详解】A由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过角，所需的时间为 t=a2T由于宇航员发现有16T 时间会经历“日全食”过程，则a2=16所以=13设宇宙飞船离地球表面的高度 h，由几何关系可得RRh=sin2a=sin6=12可得 h=R 故 A 错误；B地球自转一圈时间为 T0，飞船绕地球一圈时间为 T，飞船绕一圈会有一次日全食，所以每过时间 T 就有一次日全食，得一

19、天内飞船经历“日全食”的次数为0TT，故 B 错误；C设宇航员观察地球的最大张角为，则由几何关系可得 sin2=RRh可得=60故 C 错误；D万有引力提供向心力，所以2224GMmmrrT解得2324rMGT其中 r=Rh=2R 又343MMVR联立可得224GT故 D 正确。故选 D。5【答案】C【详解】AB本题中每个线圈通交变电流后，其内部磁通量的一半通过另一个线圈，因此另一线圈的磁通量的变化率只有通电线圈的一半。由变压器原理，所以当从线圈 1 输入电压 U1=220 V 时，根据1111222222241UnnUnn 得线圈 2 输出电压 U1=55V 故 AB 错误；CD当从线圈 2

20、 输入电压 U2=110 V 时222211111121UnnUnn 所以线圈 1 输出电压 U1=U2=110 V，故 D 错误，C正确。故选 C。6【答案】A【详解】导体棒受的安培力斜向右下方，则受力分析可知cossinNFfFmgF安安解得=cossinmgF安当cossin=0时F 安即当1tan时无论所加磁场多强，均不能使导体棒发生移动。故选 A。7【答案】D【详解】A电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为 4m/s，缓冲弹簧被压缩 2m 时电梯停止了运动，根据能量守恒，得221122mvmgxk xfx动代入数据解得11000N/mk 故 A 错误；B与弹簧接触前，电梯做匀加速直线运动，

21、接触弹簧后，先做加速度逐渐减小的加速运动后做加速度逐渐增加的减速运动，故 B 错误；C电梯停止在井底时，由受力平衡得k xmgf静代入数据解得=2200020000N=2000Nfk xmg静故 C 错误；D当电梯速度最大时，此时加速度为零，则k xfmg动解得20000 170003=m=m1100011mgfxk 动电梯接触弹簧到速度最大的过程中，电梯和弹簧组成的系统损失的机械能等于摩擦力做的负功，则317000J4636J4600J11Efx动故 D 正确。8【答案】AD【详解】ACD同一根轻绳弹力大小相等，令为 T，对物体 m1有221111Tmrml令下方绳与竖直方向夹角为，对物体

22、m2有222222sinsinTmrml解得绳长之比1221=lmlm向心力大小之比121sinFF圆周运动的半径之比1221=sinrmrm，AD 正确，C 错误。B剪断细绳，m1在水平桌面上做匀速直线运动，m2做平抛运动，B 错误。故选 AD。9【答案】BD【详解】A物体 A、B 释放瞬间，设轻绳的拉力为 T,则对物体 A 由牛顿第二定律有AAAA2sin30cos30Tm gm gm a对物体 B 由牛顿第二定律有BBBm gTm a由题图可得AB2aa代入数据，联立解得6NT 故 A 错误；B设物体 B 下降 2m 时的速度为v，则 A 的速度为2v，由能量守恒可得22BABA11co

23、s30()42222hhvm ghm gmgm vm代入数据，解得4m/sv 故 B 正确；C物体 B 下降2m时，物体 A 运动的距离1mx，可得轻绳对动滑轮做的功为22 6 1J12JWTx 故 C 错误；D物体 B 下降过程中，B 减少的机械能一部分转化为 A 增加的机械能，还有一部分转化为克服摩擦力做的功，所以 B 减少的机械能大于 A 增加的机械能，故 D 正确。故选 BD。10【答案】BC【详解】A设小球质量为 m，小车质量为 M，小球和小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，所以水平方向动量守恒，则由图乙数据可得m gRMgR解得mM故 A 错误；B小球上升到最高点时与小车具有共

24、同速度，则m gRmM v共解得2gRv共故 B 正确；C设小球上升的最大高度为 H，根据机械能守恒定律有2211()()22mgRmM vmgH共解得4RH 故 C 正确；D设小球滑回至 P 点时，小球和小车的速度分别为球v和v车，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别有()mgRmvMv球车；222111()222mgRmvMv球车解得0v球，vgR车小球离开小车后做自由落体运动，小车做匀速直线运动，所以小球落地时与小车左端 P 点的水平距离为2105hxv tgRRg车故 D 错误。故选 BC。11【答案】CD【详解】A导体棒 MN 在圆弧下滑过程有2012mgRmv导体棒 MN 进入磁场

25、瞬间，感应电动势10EBLv，由于导体棒 MN 和 PQ 材料、横截面积均相同，则导体棒 PQ 的质量、电阻分别为 2m，2r，则感应电流为112EIrr，对导体棒 PQ 分析有1122BILma解得2223B LagRmr，A 错误；BC稳定时，两导体棒均做匀速直线运动，回路总的感应电动势为 0，则有2MNPQBLvBLv解得123PQvgR，可知，导体棒 MN、PQ 最终 MN 的速度大一些，B 错误，C 正确；D整个过程回路产生的总焦耳热为22201112222MNPQQmvmvmv总导体棒 PQ 上产生的焦耳热22rQQrr总，解得29QmgR，D 正确。故选 CD。二、实验题12（1

26、）17.5（2 分）（2）22221()11()2Mm dtt（2 分）Mm gh（2 分）13（1）1R（2 分）（3）1.0（2 分）（4）1R（2 分）31 3ak（2 分）031 3kRk（2 分）【详解】（1）1不知道电压表内阻的准确值，还要扩大电压表的量程，就需要设置恒定的电压，因此图 1 中分压用的变阻器应该用电阻远小于电压表内阻的 R1，以减小电压表分流带来的误差。（3）2当电阻箱阻值为零，滑动变阻器的滑片 P 调到电压表刚好满偏，说明分压为 3V。保持滑片 P 的位置不变，即分压保持为 3V，当调节电阻箱，使电压表的示数为 1.0V 时，电压表和电阻箱的串联组合的电压为 3V

27、。这说明当电压表的示数为 3.0V 时，电压表和电阻箱的串联组合的电压为 9V，这就是改装好的 9V 电压表。（4）3由于定值电阻 R0阻值为 7，为了让2V表能尽可能取得合适的数值，应选用电阻较小的 R1。45根据闭合电路欧姆定律可得121033,UUUErR整理得012003333ERrUURrRr，即0033ERaRr，033rkRr，解得313aEk，0313kRrk三、计算题14（1）475K/202；（2）19.6 cm【详解】（1）以右管空气为研究对象，初状态：101(764)cmHg72 cmHgLppp，111300 KVL ST，14cmL（1 分）两管水银液面相平时：20

28、222276 cmHg6 cmppVL STL（1 分）由理想气体状态方程有：1 12212pVp VTT（1 分）解得：2475 K202T（1 分）（2）设加注水银后左侧液面比右侧高的长度为 x，且10111172 cmHg4 cmLpppVL SL（1 分）2233(76)cmHg3.2 cmpxVL SL（1 分）根据1122pVp V（1 分）解得14 cmx（1 分）所以加入水银的长度为 14+0.8+4.8=19.6cm（1 分）15（1）4m/s；（2）045；（3）0.25s0,4m【详解】（1）从 x=0.1m 飞入的粒子,由类平抛运动的规律有212yat（1 分）qEam

29、（1 分）x=v0t（1 分）y=x2（1 分）联立解得v0=4m/s（1 分）（2）从范围内任意位置进入电场的粒子，设进入的位置横坐标为 x，则由x=v0tqEam解得22 12=yatx（1 分）可知，所有粒子均从坐标原点飞出电场。设粒子飞离电场时沿电场方向的速度大小为 v1，则10tanvv（1 分）212vay（1 分）粒子在电场中运动时间越长，飞出电场时速度方向与 x 轴负方向的夹角越大，故从 y1=0.25m 处进人电场的粒子，飞离电场时与 x 轴负方向的夹角最大，1=45（1 分）从 y2=0 飞人的粒子运动方向不变，2=0（1 分）故粒子飞离电场时速度方向与 x 轴负方向的夹角

30、范围为 045。（3）与 x 轴负方向夹角最大的粒子在磁场中运动的时间最短，所有粒子从同一点离开磁场，由洛伦兹力提供向心力有2mvqvBr（1 分）解得02cos452mvrmBqmvBq（1 分），2=1srTv（1 分）磁场中运动最短时间2245=0.25s360tT（1 分）出磁场的坐标为0,4m（1 分）16（1）25.5fW J；（2）6.32 N sI；（3）25J【详解】（1）物体由 P 到 A 的过程，由动能定理可得2012fmghWmv（2 分）解得25.5fW J（1 分）（2）物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下匀减速运动，加速度为5mgagm m/s2（1 分）减速至与

31、传送带速度相等时所用的时间0157 s0.4 s5vvta（1 分）匀减速运动的位移011750.4m2.4m3.422vvstLm所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间为123.42.4 s0.25Lstvs（1 分）故物体从 A 运动到 B 的时间为120.6ttt s传送带的支持力对物体的冲量大小为I1=mgt（1 分）传送带的摩擦力对物体的冲量大小为I2=m（v-v0）（1 分）传送带对物体的冲量大小为2222120 N s6s40.32 NIIImgtm vv（1 分）（3）物块与小球 1 发生弹性正碰，设物块反弹回来的速度大小为1v，小球 1 被撞后的速度大小为1u，以

32、向右为正方向，由动量守恒和能量守恒定律得10 1mvmvm u（1 分）22210 1111222mvmvm u（1 分）解得11533vvm/s（1 分）物块被反弹回来后，在传送带上向左做匀减速运动中，由运动学公式得2102vas 解得518s m3.4m可知，物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小到零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到1v，此过程电动机多给传送带的力为mg，电动机多做的功率为mgv，作用时间112=vta，电动机多消耗的电能为12123mvEmgvt（2 分）由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换。物块返回再跟小球 1 发生弹性正碰，以此类推，物块与小球 1 经过 n 次碰撞后，物块的速度大小以及第 n 次往返电动机多消耗的电能分别为13nnvv，223nnmvE（1 分）从第一次碰撞之后到最后运动中，电动机多消耗的能量为22222322223333nmvmvmvmvE 221213251313nmvmvJ（1 分）