湖北省重点高中2023届高三上学期期中联考物理试卷(解析版)

湖北省重点高中2023届高三上学期期中联考物理试卷一．选择题（其中1-7为单选，8-11为多选，选对不选全2分，选错0分）1．（4分）以下说法正确的是（）A．丹麦天文学家第谷通过长期的天文观测，指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，揭示了行星运动的有关规律B．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的C．库仑测出了万有引力常量G的数值D．万有引力定律和牛顿运动定律一样都是自然界普遍适用的基本规律考点：物理学史．分析：解答本题关键应掌握：丹麦天文学家第谷通过长期的天文观测积累了大量数据，但并没有发现行星运动的有关规律．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的；卡文迪许测出了万有引力常量G的数值；万有引力定律是自然界普遍适用的基本规律．而牛顿运动定律有一定的适用范围．解答：解：A、丹麦天文学家第谷通过长期的天文观测积累了大量数据，但并没有发现行星运动的有关规律，而是开普勒指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，揭示了行星运动的有关规律．故A错误．B、电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的；故B正确．C、卡文迪许测出了万有引力常量G的数值；故C错误．D、万有引力定律是自然界普遍适用的基本规律．而牛顿运动定律有一定的适用范围，只能适用于宏观、低速运动的物体．故D错误．故选B点评：物理学史是高考考查的内容之一，对于物理学上重大发现、著名理论等等要加强记忆，不能张冠李戴．2．（4分）汽车正在以10m/s的速度在平直的公路上匀速前进，在它的正前方x处有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做a=﹣6m/s2的匀变速运动，若汽车恰好碰不上自行车，则x的大小为（）A．8.33mB．3mC．3.33mD．7m考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：汽车和自行车在速度相等之前，两者的距离越来越小，若没碰上，速度相等后，两者的距离越来越大．可知，两者相碰只能在速度相等时或相等之前．解答：解：汽车减速到4m/s所需的时间t==1s．此时汽车的位移x1=v1t+=10×1﹣=7m．自行车的位移x2=v2t=4×1=4m．若汽车恰好碰不上自行车，则有：x2+x=x1，所以x=3m．故C正确，A、C、D错误．故选：B点评：判断速度大者减速追速度小者，两者是否相撞，看两者速度相等时，有无碰撞，若没有碰撞，则不会相撞，此时两者有最小距离．3．如图所示，作用于坐标原点O的三个力平衡，已知三个力均位于xOy平面内，其中力F1的大小不变，方向沿y轴负方向；力F2的大小未知，方向与x轴正方向的夹角为θ．则下列关于力F3的判断正确的是（）A．力F3只能在第二象限B．力F3与F2夹角越小，则F2与F3的合力越小C．力F3的最小值为F1cosθD．力F3可能在第三象限的任意区域考点：力的合成．分析：三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；题中第三个力F3与已知的两个力平衡．解答：解：A、当F1、F2的合力F在第一象限时，力F3在第三象限，故A错误；B、由于三力平衡，F2与F3的合力始终等于F1，故B错误；C、三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；通过作图可以知道，当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小，等于F1cosθ，即力F3的最小值为F1cosθ．D、通过作图可知，当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向，而三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上，故D错误；故选：C．点评：本题关键抓住三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，然后通过作图分析．4．（4分）雨伞边缘到伞柄距离为r，边缘高出地面为h，当雨伞以角速度ω绕伞柄水平匀速转动时，雨滴从伞边缘水平甩出，则雨滴落到地面上的地点到伞柄的水平距离（）A．rB．rC．rD．r考点：向心力；牛顿第二定律．分析：根据线速度与角速度的关系求出雨滴平抛运动的初速度，结合高度求出平抛运动的时间，通过初速度和时间求出平抛运动的水平距离，根据几何关系求出雨滴落到地面上的地点到伞柄的水平距离．解答：解：雨滴的线速度v=rω，根据h=得：t=，则平抛运动的水平位移为：x=vt=rω，根据几何关系知，雨滴落地点到伞柄的水平距离为：s=．故D正确，A、B、C错误．故选：D．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及知道圆周运动线速度与角速度的关系．5．（4分）（2023•重庆）月球与地球质量之比约为1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为（）A．1：6400B．1：80C．80：1D．6400：1考点：万有引力定律及其应用．专题：计算题．分析：两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星．双星问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容．一、要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的向心力来源双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引力提供．由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，利用万有引力定律可以求得其大小．二、要明确双星中两颗子星匀速圆周运动的运动参量的关系两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的，所以线速度与两子星的轨道半径成正比．三、要明确两子星圆周运动的动力学关系．要特别注意的是在求两子星间的万有引力时两子星间的距离不能代成了两子星做圆周运动的轨道半径．本题中地月系统构成双星模型，向心力相等，根据万有引力提供向心力，可以列式求解．解答：解：月球和地球绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等．且月球和地球和O始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期．因此有mω2r=Mω2R又由于v=ωr所以即线速度和质量成反比；故选C．点评：由于双星和它们围绕运动的中心点总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即双星做匀速圆周运动的角速度必相等，角速度相等，周期也必然相同6．（4分）在卫星轨道中，有两类比较特殊的轨道，一类是与赤道共面的赤道轨道，另一类是与赤道平面垂直并通过地球两极的极地轨道，还有与赤道平面成某一角度的其它轨道，如图所示．下列说法中正确的是（）A．同步卫星不可能处在极地轨道，极地轨道上卫星的周期不可能与同步卫星的周期相同B．同步卫星不可能处在极地轨道，极地轨道上卫星的周期可能与同步卫星的周期相同C．同步卫星可能处在其它轨道，其它轨道上卫星的周期不可能与同步卫星的周期相同D．同步卫星可能处在其它轨道，其它轨道上卫星的周期可能与同步卫星的周期相同考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．专题：人造卫星问题．分析：同步卫星只能在赤道的正上方，其运行的轨道平面必须与赤道平面重合，极地卫星的绕行轨道平面与同步卫星的轨道平面互相垂直．根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式分析周期的关系．解答：解：同步卫星的周期和角速度必须与地球自转的周期和角速度相同，只能在赤道的正上方，不可能处在极地轨道，也不可能处在其它轨道．根据，得T=2πr，只要两种卫星的轨道半径相等，周期可以相等，故ACD错误，B正确．故选：B点评：本题关键要掌握同步卫星的条件，明确与极地卫星的区别，运用万有引力等于向心力，分析周期关系．7．（4分）如图所示为处于静电场中某空腔导体周围的电场分布情况，实线表示电场线，虚线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点，O为空腔导体内的一点，已知处于静电平衡的导体是个等势体，规定无穷远处的电势为0．下列说法正确的是（）A．O点的电势为零B．A点的电场强度大小小于B点的电场强度C．导体表面的电场线与导体表面不垂直D．将正电荷从A点移到C点，电场力做正功考点：电场线．分析：根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小；根据沿着电场线，电势逐渐降低来判断电势的高低；根据等差等势面来确定电势差大小，再由电势差与电场力做功关系公式WAB=qUAB来判断电场力做功的多少．解答：解：A、由于无限远为0电势点，沿着电场线，电势逐渐降低，所以O点的电势不为零，故A错误；B、由电场线越密的地方，电场强度越大，则有EB＞EA，故B正确；C、由于电场线与等势面相互垂直，且是等势体，所以导体表面的电场线与导体表面相互垂直，故C错误；D：由于从A和C处于同一条等势线上，故从A到C过程的电场力不做功，故D错误．故选：B．点评：本题关键是根据电场线及其与等势面的关系判断出电势高低、电场力大小和电势差的大小关系．同时知道等差等势面越密的地方，电场线也越密．当然也可以由电场力做功的正负来确定电势能的增减．8．（4分）斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同刚性小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r．现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动过程中，下列说法正确的是（）A．球1的机械能守恒B．球6在OA段机械能增大C．球6的水平射程最大D．有三个球落地点位置相同考点：机械能守恒定律；平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：6个小球都在斜面上运动时，整个系统的机械能守恒，当有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，所以从6到4，小球离开A的速度不断增大，最后3个小球离开A点的速度相同．解答：解：A、6个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒．当有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，球2对1的作用力做功，故球1的机械能不守恒，故A错误；B、球6在OA段运动时，斜面上的球在加速，球5对球6的作用力做正功，动能增加，机械能增大，故B正确；C、由于有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，所以可知离开A点时球6的速度最小，水平射程最小，故C错误；D、由于离开A点时，球6的速度最小，水平射程最小，而最后三个球在水平面上运动时不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，落地点位置相同，故D正确．故选：BD．点评：本题运用机械能守恒时，关键要明确研究对象，选择研究的过程，再进行分析．9．（4分）如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块中，这一过程中木块始终保持静止．现知道子弹A射入深度dA大于子弹B射入的深度dB，则可判断（）A．子弹在木块中运动时间tA＞tBB．子弹入射时的初动能EkA＞EkBC．子弹入射时的初速度vA＜vBD．子弹质量mA＜mB考点：动能定理的应用；功能关系．专题：动能定理的应用专题．分析：根据子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析子弹在木块中运动时间的关系．根据动能定理研究初动能的关系．根据动量守恒定律研究质量关系．解答：解：A、由题，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析得知，两子弹在木块中运动时间必定相等，否则木块就会运动．故A错误．B、由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，则两子弹所受的阻力大小相等，设为f，根据动能定理得：对A子弹：﹣fdA=0﹣EkA，得EkA=fdA对B子弹：：﹣fdB=0﹣EkB，得EkB=fdB．由于dA＞dB，则有子弹入射时的初动能EkA＞EkB．故B正确．C、D对两子弹和木块组成的系统动量守恒，则有=，而EkA＞EkB，则得到mA＜mB，根据动能的计算公式，得到初速度vA＞vB．故C错误，D正确．故选BD点评：本题运用动能定理和动量守恒定律研究冲击块模型，分析木块处于静止状态，确定出两子弹所受的阻力大小相等是基础．10．（4分）如图所示A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回．现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是（）A．保持S闭合，将A板适当上移B．保持S闭合，在两板左边之间插入电介质C．先断开S，再将A板适当下移D．先断开S，在两板左边之间插入电介质考点：电容器的动态分析；动能定理的应用．分析：质点到达b孔时速度恰好为零，然后返回，根据动能定理知，质点再运到到b点的过程中，重力做功和电场力做功相等．本题通过AB两端电势差的变化，根据动能定理进行判断．解答：解：AB、保持S闭合，知AB两端的电势差不变，根据动能定理知，质点还是到达b点速度为零然后返回．故A、B错误．C、断开S，电量不变，将A板下移，d减小，根据C=知，电容增大，则U=，知U减小，根据动能定理，运动到b重力做功大于电场力做功，b点速度不为零，将穿过b孔．故C正确．D、断开S，电量不变，在两板左边之间插入电介质，根据C=知，电容增大，则U=，知U减小，根据动能定理知，运动到b重力做功大于电场力做功，b点速度不为零，将穿过b孔．故D正确．故选：CD．点评：解决本题的关键知道电容器与电源始终相连，两端的电势差不变，与电源断开，则电量保持不变．11．（4分）如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15，3）的切线．现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.0×10﹣8C的滑块P（可视作质点），从x=0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02．取重力加速度g=10m/s2．则下列说法正确的是（）A．x=0.15m处的场强大小为2.0×l06N/CB．滑块运动的加速度逐渐减小C．滑块运动的最大速度为0.1m/sD．滑块运动速度先增大后减小考点：动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．分析：电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度，根据斜率判断电场强度的变化，从而判断出电场力的变化，根据牛顿第二定律判断出加速度的变化，根据加速度方向与速度方向的关系，判断出速度的变化，从而知道何时速度最大．解答：解：A、电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度，则x=0.15m处的场强E=，此时的电场力F=qE=2×10﹣8×2×106N=0.04N，滑动摩擦力大小f=μmg=0.02×2N=0.04N，在x=0.15m前，电场力大于摩擦力，做加速运动，加速度逐渐减小，x=0.15m后电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，则滑块先做加速运动后做减速运动，速度先增大后减小．故AD正确，B错误．C、在x=0.15m时，电场力等于摩擦力，速度最大，根据动能定理得，，因为0.10m和0.15m处的电势差大约为1.5×105V，代入求解，最大速度大约为0.1m/s．故C正确．故选：ACD．点评：解决本题的关键知道电势ϕ与位移x图线的斜率表示电场强度，会根据滑块的受力判断出滑块的运动情况．二．实验题（本题15分，其中12题6分；13题9分）12．（6分）如图所示是通过重物自由下落的实验来验证机械能守恒定律．关于本实验下列说法正确的是（）A．从实验装置看，该实验可用4﹣6伏的直流电源B．用等式mv2=mgh来验证机械能守恒定律时，要求所选择的纸带第一、二两点间距应接近2毫米C．本实验中不需要测量重物的质量D．测纸带上某点的速度时，可先测出该点到起点间的时间间隔，利用公式v=gt计算考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：打点计时器使用交流电源，在该实验中不需要测量重物的质量，为了减小实验的误差，选择的纸带第一、二个点的间距应接近2mm．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出某点的瞬时速度大小．解答：解：A、打点计时器向右使用交流电，所以该实验可用4﹣6伏的交流电源，故A错误；B、根据h=gt2=（0.02）2≈2mm，可知用公式mv2=mgh时，要求所选择的纸带第一、二两点间距应接近2毫米，实验误差较小．故B正确．C、实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，式子两边都有质量，可以约去，实验不需要测量重物的质量．故C正确．D、测纸带上某点的速度时，不能通过v=gt测量，否则机械能守恒不需要验证．应该根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小．故D错误．故选：BC点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，清楚该实验的误差来源等．13．（9分）某同学用如图a所示的实验装置研究小车在光滑斜面上匀加速下滑的运动规律．先从斜面高处静止释放小车，随后才开启位移传感器（一种测量物体离开传感器距离的工具，以开启瞬间记为t=0）测量小车与传感器间距S与时间t的关系．但是由于操作失误，本应在计算机屏幕上显示的S﹣t图象被改为﹣t图象，实验结果如图b所示．根据此图象．（1）t=0.4s末，物体与传感器间距S=0.66m．（2）传感器开启瞬间物体运动的速度v0=1.3m/s．（3）物体的加速度大小约为0.90m/s2．（结果均保留两位有效数字）考点：测定匀变速直线运动的加速度．专题：实验题；直线运动规律专题．分析：由图象知与t成线性关系，与t的函数关系式是=kt+b，某个时刻的大小表示该时刻的瞬时速度，根据图象求出传感器开启瞬间即t=0时刻的物体运动的速度．根据图象的斜率即可求出物体的加速度大小．解答：解：（1）根据图象可知，=1.66m/s，且t=0.4s，因此物体与传感器间距S=0.66m；（2）由图象知与t成线性关系，与t的函数关系式是=kt+b，某个时刻的大小表示该时刻的瞬时速度，根据图象可知传感器开启瞬间即t=0时刻的物体运动的速度v0=1.3m/s（3）某个时刻的大小表示该时刻的瞬时速度，所以图象的斜率是物体的加速度大小a==0.90m/s2．故答案为：（1）0.66m（0.65﹣0.67均可）（2）1.3m/s（3）0.90m/s2．点评：此题考查的是我们对于图象的分析能力，物理学上经常用图象反应物理量间的关系，图象可以告诉我们很多信息，一定要学会分析图象，这也是近几年高考出题的一个热点．三．计算题（本题51分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）14．（9分）（2023•漳州模拟）卡车以v0=10m/s在平直的公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机立即刹车，使卡车做匀减速直线前进直至停止．停止等待6s时，交通灯变为绿灯，司机立即使卡车做匀加速运动．已知从开始刹车到恢复原来的速度所用时间t=12s，匀减速的加速度是匀加速的2倍，反应时间不计．求：（1）卡车匀减速所用时间t1；（2）从卡车开始刹车到刚恢复到原来速度的过程中，通过的位移大小s．考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：直线运动规律专题．分析：（1）根据速度时间公式，结合匀加速和匀减速运动的加速度大小，求出匀加速和匀减速运动的时间之比，从而得出匀减速运动的时间．（2）通过平均速度公式分别求出匀加速和匀减速运动的位移，从而得出总位移的大小．解答：解：（1）匀减速运动的加速度是匀加速的2倍，根据v=at得匀减速运动的时间是匀加速运动的时间的．匀加速和匀减速运动的时间之和为：△t=12﹣6=6s．则匀减速运动的时间：．（2）匀减速直线运动的位移：．匀加速直线运动的位移：．则s=x1+x2=30m．答：（1）卡车匀减速所用时间为2s．（2）从卡车开始刹车到刚恢复到原来速度的过程中，通过的位移大小为30m．点评：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．15．（14分）如图所示一宇航员站在一星球表面，用一根细绳一端固定在0点，另一端固定质量为m的小球，在最低点给小球某一速度让小球在竖直平面内做完整圆周运动，小球运动到最低点和最高点绳的拉力差为F，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G．求该星球的质量M．考点：机械能守恒定律；向心力．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：在竖直平面内做圆周运动，在最高点和最低点时由重力和绳的拉力的合力提供向心力，据此列式可得星球表面的重力加速度g，又据星球两极表面重力等于万有引力，已知星球的表面加速度和星球半径，则可得星球的质量；解答：解：设小球做圆周运动的半经为r，在最高点与最低点时时速度分别为v1、v2．根据机械能守恒定律有：设小球做圆周运动在最高点与最低点时绳上张力分别为T1T2，由牛顿二定律在最低点有：在最高点有：依题意有：F=T1﹣T2联立方程可得：F=6mg星球表面处有：得：答：该星球的质量M是．点评：解答本题需要掌握：（1）在星球两极，物体所受的重力等于物体受到星球的万有引力；（2）在竖直平面内做圆周运动的特殊点（最高点或最低点）物体所需向心力来源问题；16．（12分）如图所示，质量m=1kg的小物块放在一质量为M=4kg的足够长的木板右端，物块与木板间的摩擦因数μ=0.2、木板与水平面间的摩擦不计．物块用劲度系数k=25N/m的弹簧拴住，弹簧的另一端固定（与木板不粘连）．开始时整个装置静止，弹簧处于原长状态．现对木板施以F=12N的水平向右恒力，（最大静摩擦力可认为等滑动摩擦力，g=10m/s2）．已知弹簧的弹性势能Ep=kx2、式中x为弹簧的伸长量或压缩量．求：（1）开始施力的瞬间物块与木板的加速度各多大（2）物块达到的最大速度．考点：功能关系；牛顿第二定律．分析：（1）开始施力的瞬间，物块在水平方向上受滑动摩擦力，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律求出物块的加速度；（2）当物块所受的摩擦力和弹簧弹力相等时，物块的速度最大，结合胡克定律和共点力平衡求出形变量，即物块距离出发点的距离，然后求出速度．解答：解：（1）刚施力时弹簧不发生形变，设M、m相对静止，根据牛顿第二定律：F=（M+m）a0得ao=2.4m/s2此时m受合外力F合=ma0=2.4N＞μmg=2N所以物块与木板发生相对滑动，有：μmg=ma解得a=μg=0.2×10=2m/s2根据牛顿第二定律M的加速度F﹣μmg=Mam解得am=2.5m/s2（2）物块达到最大速度时合力为零，即kx=μmg解得：x=0.08m这一过程根据功能关系有：解得：νm=0.4m/s答：（1）开始施力的瞬间物块与木板的加速度分别是2m/s2和2.5m/s2；（2）物块达到的最大速度是0.4m/s．点评：解决本题的关键知道物块和木板在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，知道简谐运动的对称性．17．（16分）相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板