2023年高三下学期物理开学考试卷（湖北省新高考专用）（解析版）

2023年高三下学期开学考试卷（湖北省新高考专用）物理(满分100分)选择题（本大题共11小题，1～7题是单选，8～11题是多选，每小题4分，共44分。多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）1．月球夜晚温度低至－180℃，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚238（）会不断发生衰变，释放能量为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到，，，下列说法正确的是（）A．k＝1 B．X为电子C．为轻核聚变 D．的比结合能比的比结合能大【答案】B【详解】A．在核反应方程中，由质量数守恒可得解得故A错误；B．在核反应方程中，根据电荷数守恒和质量数守恒可得解得故X为电子，故B正确；C．核反应方程不是聚变反应，是人工核反应，故C错误；D．的衰变方程为该反应释放核能，所以的比结合能比的比结合能小，故D错误。故选B。2．中国空间站“天宫”绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为400km。已知地球同步卫星距地面高度约为36000km，下列说法正确的是（

）A．中国空间站“天宫”的运动周期比地球近地卫星运动周期小B．中国空间站“天宫”的向心加速度比地球近地卫星向心加速度大C．中国空间站“天宫”的运行速度比地球同步卫星运行速度小D．中国空间站“天宫”的运动周期比地球同步卫星运动周期小【答案】D【详解】AD．根据可得中国空间站“天宫”的轨道半径大于地球近地卫星轨道半径，小于地球同步卫星轨道半径，所以“天宫”的运动周期比地球近地卫星运动周期大，比地球同步卫星运动周期小，故A错误，D正确；B．根据可得中国空间站“天宫”的轨道半径大于地球近地卫星轨道半径，所以“天宫”的向心加速度比地球近地卫星向心加速度小，故B错误；C．根据可得中国空间站“天宫”的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，所以“天宫”的运行速度比地球同步卫星运行速度大，故C错误。故选D。3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A、其中AD的延长线通过坐标原点O，则（）A．A到B过程，外界对气体做功 B．B到C过程，气体吸收热量C．C到D过程，气体对外界做功 D．D到A过程，气体内能减小【答案】B【详解】A．A到B过程，压强不变，温度升高，根据理想气体状态方程可知体积变大，气体对外界做功，故A错误；B．B到C过程，温度不变，压强降低，根据理想气体状态方程可知体积增大，气体对外界做功，内能不变，气体吸收热量，故B正确；C．C到D过程，压强不变，温度降低，根据理想气体状态方程可知体积变小，外界对气体做功，故C错误；D．D到A过程，温度升高，内能增大，故D错误。故选B。4．如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央O形成亮斑。如果只逐渐增大之间的电势差，则（）A．在荧屏上的亮斑向上移动 B．在荧屏上的亮斑向下移动C．偏转电场的电场强度减小 D．偏转电场对电子做的功减少【答案】A【详解】C．电子束在偏转电场中做类平抛运动，运动的时间不发生变化，逐渐增大之间的电势差，根据公式则偏转电场的电场强度增大，故C项错误；D．根据电场力做功公式，有因为电势差变大，所以电场强度E变大，偏转电场的长度不变，电子进入偏转电场的初速度也没变，其沿电场线方向的距离y，有所以y也变大，所以偏转电场对电子做的功增大，故D项错误；AB．电子在偏转电场中所受的电场力向上，所以在荧光屏上的亮斑向上移动，故A正确，B错误。故选A。5．如图所示，甲、乙为两根完全相同的轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一质量为mA的物块；乙弹簧一端固定在水平地面上，另一端连接一质量为mB的物块，两物块静止时，测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2，已知重力加速度大小为g，两弹簧均在弹性限度内，则这两根弹簧的劲度系数为（）A． B． C． D．【答案】A【详解】根据平衡条件得mAg=k(l1－l0)mBg=k(l0－l2)解得故选A。6．几个水球可以挡住一颗子弹《国家地理频道》的实验结果是：四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，初速度为的子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出四个水球，则可以判定不正确的是（）A．子弹在每个水球中速度变化快慢相同B．子弹穿过第二个水球时的速度大小是C．子弹穿过最后两个水球的时间之比为D．子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等【答案】B【详解】A．子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，即加速度恒定，所以速度变化的快慢相同，故A正确；BCD．全程逆向思考，子弹做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀加速直线运动的规律得，经过连续4段相等的位移所用的时间之比为，所以穿过第一、二个水球所用的时间是总时间的，小于总时间的一半，所以速度没有减到原来的一半。子弹穿过最后两个水球的时间之比为。子弹穿过第一、二、三个水球的时间是总时间的，即此时是全程的中间时刻，所以该瞬时速度为全程的平均速度，故B错误，CD正确。本题选择错误的，故选B。7．一物体静止在水平地面上，某时刻起在物体上施加一方向不变的水平拉力F，拉力F随时间t变化的图像如图甲所示，物体的加速度大小a随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小，0~12s内摩擦力的冲量大小为（）A．30N·s B．45N·s C．60N·s D．75N·s【答案】B【详解】在0~6s内，物体处于静止状态，受到静摩擦力的作用，而且摩擦力与水平拉力等大反向，最大静摩擦力为在这段时间内，摩擦力的冲量在6~12s内，物体向前滑动，受到滑动摩擦力的作用，且摩擦力的大小在这段时间内，摩擦力的冲量因此在0~12s内摩擦力的冲量大小故选B。8．我国最强磁悬浮列车，时速最高达900公里，被各国网友称为地面飞机，成为我国磁悬浮列车自主创新的又一重大标志性成果。如图所示，一列质量为m的磁悬浮列车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设磁悬浮列车行驶过程所受到的阻力f保持不变。磁悬浮列车在时间t内（）A．做加速度减小的加速直线运动B．牵引力的功率C．当磁悬浮列车速度为时，其加速度为D．牵引力做功等于【答案】ABC【详解】A．磁悬浮列车以恒定功率运动，根据牛顿第二定律有因P、f、m恒定，增大，则变小，A正确；B．当时，速度最大，故，即牵引力的功率，B正确。C．当磁悬浮列车速度为时，此时牵引力为，根据牛顿第二定律有可得其加速度为，C正确。D．根据动能定理有牵引力做功D错误。故选ABC。9．如图所示，在xOy直角坐标系的第一象限内有一段以坐标原点为圆心、半径为R的四分之一圆弧，P为圆弧上一点（图中未标出），圆弧内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。在坐标原点沿x轴正方向射入不同速率的带电粒子，粒子的质量均为m，电荷量为。从P点射出的粒子速度方向正好沿y轴正方向；不计粒子的重力，关于粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）A．粒子在磁场中运动的最长时间B．粒子从圆弧边射出时，速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短C．从P点射出的粒子，进入磁场时的速度大小为D．从M点射出的粒子和从P点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为3：1【答案】BC【详解】A．根据粒子在磁场中运动的周期公式可知，粒子在磁场中运动的周期与粒子速度大小无关，则粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角越大，粒子在磁场中运动的时间就越长。依题意，由几何知识，可判断知当粒子从磁场边界OM垂直飞出时，粒子在磁场中运动的时间最长，为故A错误；B．根据可得若粒子从圆弧边射出时，速度越大，则轨迹半径越大，由几何知识可知，粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角也越小，根据可知，粒子在磁场中运动的时间越短，故B正确；C．从P点射出的粒子速度方向正好沿y轴正方向，由几何知识可得此时粒子的轨迹半径为由可得此时进入磁场时的速度大小为故C正确；D．由几何知识可得从M点射出的粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角，从P点射出的粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角，由于粒子在磁场中运动的周期相等，所以，根据，可得它们在磁场中运动的时间之比为故D错误。故选BC。10．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，输入端接在的交流电源上，为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻，电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．当时，若将电流表换成规格为“”的灯泡，灯泡能够正常发光B．当时，电流表的读数为C．当时，电压表的读数为D．当时，的功率为【答案】AB【详解】A．当时，原线圈两端电压的有效值为根据理想变压器原、副线圈电压关系可得副线圈两端电压的有效值（即电压表的示数）为灯泡电阻为灯泡额定电流为将电流表换成灯泡L后，副线圈中的电流为所以灯泡可以正常发光，故A正确；BC．当时，设电流表和电压表的示数分别为和，此时原线圈中的电流为原线圈两端电压为式子中并且联立解得故B正确，C错误。D．当时，设电流表和电压表的示数分别为和，此时原线圈中的电流为原线圈两端电压为并且联立解得则的功率为故D错误。故选AB。11．如图所示，两足够长、间距为L的光滑平行导轨沿竖直方向固定，导轨的底端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m、长为L、阻值为R的导体棒用一条质量可忽略的橡皮绳拴接，另一端固定在天花板上，整个空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，忽略导轨的电阻，重力加速度为g。导体棒与导轨接触良好，将导体棒从橡皮绳的原长位置无初速度释放，导体棒向下运动的最大速度为v，运动过程中导体棒一直处于水平状态。经过一段时间导体棒到最低点，则下列说法正确的是（）A．导体棒释放瞬间，导体棒的加速度等于gB．导体棒速度最大时，橡皮绳的弹力大小为C．整个过程中，电路中产生的焦耳热等于重力势能的减少量D．导体棒一定能返回到释放点【答案】AB【详解】A．释放瞬间导体棒的速度为零，没有感应电流产生，不受安培力，导体棒只受重力，由牛顿第二定律可知所以导体棒的加速度为故A正确；B．导体棒向下的速度最大时，加速度为零，回路中产生的感应电流为安培力根据平衡条件知解得橡皮绳的弹力故B正确；C．导体棒向下运动时切割磁感线，由于导体棒产生感应电流，受到安培力的阻碍作用，系统的机械能不断减少，最终导体棒停止运动，此时橡皮绳具有一定的弹性势能，所以导体棒的重力势能转化为内能和橡皮绳的弹性势能，则根据能量守恒定律可知在导体棒运动的过程中，电路中产生的焦耳热等于导体棒的重力势能的减少量与最终橡皮绳的弹性势能之差故C错误；D．假设导体棒能返回到释放点，则弹性势能的减少量等于重力势能的增加量与电路中产生的焦耳热之和，则显然所以导体棒不能返回到释放点，D错误。故选AB。非选择题：本题共5小题，共56分12．（7分）用DIS研究“在物体质量一定时，加速度与合外力的关系”的实验中，我们用了如图（a）所示的装置。（1）实验时需要平衡摩擦力，钩码的质量要______小车的总质量（填“远远大于”或“远远小于”）；（2）得到a—F的关系如图（b）所示。则实验过程中需满足的条件为______；A．小车质量较大且不变

B．小车质量较小且不变C．钩码质量较大且不变

D．钩码质量较小且不变（3）另一位同学不使用位移传感器，而是在A点固定一个光电门传感器，保持钩码质量M不变，改变配重片数目，记录小车总质量m。由静止释放小车，测出小车过A时的瞬时速度v，由实验数据得到图，验证加速度与质量的关系。实验中每次释放小车的位置到A点的距离L______。（选填“必须相同”或“可以不同”），且图的斜率为______。【答案】

与轨道平行

远远小于

A

必须相同

【详解】（1）实验中认为钩码的重力与细线的拉力相等，实际上由于钩码也在向下加速运动，钩码的重力应该大于细线的拉力，为了减小实验的系统误差，需要使得钩码的质量远远小于小车的质量，在该条件之下，钩码的重力才近似与细线的拉力相等。（2）[3]由于实验目的是研究“在物体质量一定时，加速度与合外力的关系”，因此要控制小车的质量不变，改变钩码的质量，为了减小系统误差，需要使得钩码的质量远远小于小车的质量，即小车的质量较大，钩码的质量较小。故选A。（3）[4]根据，解得由于实验目的是验证加速度与质量的关系，因此需要采用控制变量法，即控制钩码质量M与每次释放小车的位置到A点的距离L一定，即实验时每次释放小车的位置到A点的距离L必须相同；[5]根据上述，可知图的斜率13．（9分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组（电动势3V，内阻不计）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的________图（选填“甲”或“乙”）。（3）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线。____（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线____。由图线得到金属丝的阻值Rx＝__________Ω（保留两位有效数字）。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为__________（填选项前的符号）。A．1×10-2Ω·mB．1×10-3Ω·mC．1×10-6Ω·mD．1×10-8Ω·m（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________。A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于系统误差B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【答案】

0.398（0.396～0.399均正确）

甲

4.4（4.3～4.7均正确）

C

CD##DC【详解】（1）[1]固定刻度读数0mm，可动刻度读数39.8×0.01mm，则螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm（2）[2]由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω，则，电流表采用外接法；若滑动变阻器采用限流式接法，电路中最小电流约为其中R1为Rx与RV的并联电阻值。实验数据中第一组的电流为0.020A，小于限流式接法的最小电流，所以滑动变阻器采用的不是限流式接法，而是分压式接法，则采用的是甲图。（3）[3]电流表选用0~0.6A的量程，电压表选用0~3V的量程，结合电路图进行实物连线，如图所示（4）[4]在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，作一条直线，使尽可能多的点在这条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示[5]由图像斜率可求出金属丝的电阻值为（5）[6]根据电阻定律，可得金属丝的电阻率为故选C。（6）[7]A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，故B错误；C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；D．用U－I图像求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D正确。故选CD。14．（9分）如图所示，一艘帆船静止在湖面上，距水面的湖底P点发出的激光束射到水面时的入射角为37°，从水面出射后恰好照射到帆船上的竖直桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°，桅杆到P点的水平距离，光在真空中传播的速度，取，。求：（1）竖直桅杆顶端到水面的高度；（2）激光从P点发出到照到水面的时间t。【答案】（1）3m；（2）【详解】（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到P点的水平距离为，桅杆高度为，P点水深为，由几何关系有设桅杆到P点的水平距离为，则有联立方程代入数据解得（2）根据折射定律可得水折射率为光在水中的传播速度为可得激光从P点发出到照到水面的时间15．（15分）如图1所示，质量为、粗细均匀的正方形金属线框ACDE放在光滑的水平面上，边长为的正方形区域abcd内有垂直于水平面向上的匀强磁场，线框AC边与磁场边界bc平行，AC将正方形abcd均分，锁定金属线框，从时刻开始，匀强磁场的磁感应强度随时间变化如图2所示，时刻解除金属线框的锁定，解除的一瞬间，线框的加速度为4，求：（1）金属线框的电阻；（2）0~1s时间内，AC边产生的焦耳热及安培力的冲量分别多大。【答案】（1）；（2），1.5N【详解】（1）线框所受安培力F=ma=0.5×4N=2N又F=BIL时B=4T联立解得I=0.5A（2）0~1s时间内，AC边产生的焦耳热由图2可知安培力则可得故0~1s时间内安培力的冲量16．（16分）如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以匀速运动。传送带的右边是一半径位于竖直平面内的光滑圆轨道。质量的物块B从圆轨道的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，传送带两轴之间的距离。设物块A、B之间发生的是正对弹性碰撞，第一次碰撞前，物块A静止。取。求：（1）物块B滑到圆轨道的最低点C时对轨道的压力大小；（2）物块B与物