湖北省高中联考2024学年高三物理第一学期期末联考试题含解析

湖北省高中联考2024学年高三物理第一学期期末联考试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、将两个负电荷A、B（带电量QA=20C和QB=40C）分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，则将这两电荷位置互换后（即将电荷A移至位置N，电荷B移至位置M，规定无穷远处为零势面，且忽略电荷A、B对点电荷C的电场分布影响），此时电荷A、B分别具有的电势能EA和EB关系描述正确的是（）A．EAEB B．EA=EB C．EAEB D．无法确定2、氡是一种化学元素，符号为Rn，无色、无嗅、无味具有放射性，当人吸人体内后可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌，而建筑材料是室内氡的主要来源。氡的一种衰变为则下列判断正确的是A．该衰变为β衰变B．衰变过程中质量数守恒，电荷数不守恒C．的结合能小于的结合能D．的比结合能小于的比结合能3、某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为WA、WO、WB。下列判断中正确的是（）A．φO＞φB＞φAB．EOx＞EBx＞EAxC．WO＜WB＜WAD．WO-WA＞WO-WB4、如图所示，MON是竖直平面内的光滑直角支架，小球p和q通过一根轻绳连接且它们都套在支架上。对p球施加一个沿ON杆水平向右的拉力F，使q球缓慢上升，则此过程中（）A．力F增大 B．力F减小C．p球受到的支持力增大 D．p球受到的支持力减小5、伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（）A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒C．维持物体做匀速直线运动并不需要力D．如果物体不受到力，就不会运动6、如图所示，“嫦娥四号”飞船绕月球在圆轨道Ⅰ上运动，在A位置变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在近月点B位置再次变轨进入近月圆轨道Ⅲ，下列判断正确的是（）A．飞船在A位置变轨时，动能增大B．飞船在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度C．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度D．飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ的周期二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、物块套在光滑的竖直杆上，通过光滑的定滑轮用不可伸长的轻绳将物块由A点匀速拉到B点，AB高度为h，则在运动过程中（）A．绳中张力变小B．绳子自由端的速率减小C．拉力F做功为D．拉力F的功率P不变8、如图所示为甲、乙两车在平直公路上行驶的v-t图象，则在t1到t2时间内A．甲、乙两车的位移相等B．甲车的平均速度等于C．甲车的平均速度比乙车的大D．乙车的加速度始终比甲车的加速度小9、如图所示，半径为的圆弧BCD与倾角为θ的斜面相切于B点，与水平地面相切于C点，与圆O2轨道相切于D点，圆心O1、O2和D在同一水平直线上，圆O2的半径为r。质量为m的质点从斜面上某位置由静止释放，刚好能在圆O2轨道内做完整的圆周运动。不计一切阻力，重力加速度为g。则质点（）A．释放点距离地面的高度为5rB．在C时对轨道压力为C．从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，前后向心加速度之比为5：2D．从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，前后角速度之比为2：510、如图甲所示，导体环M放置在磁感应强度为B（垂直纸面向里）的匀强磁场中，环面与磁场垂直；如图乙所示，导体环N放置在环形电流i（顺时针方向）所产生的磁场中，环面与磁场垂直；分别增加匀强磁场的磁感应强度B和环形电流i的大小。两个环的硬度比较大，在安培力的作用下没有明显变形。下列有关导体环中感应电流的方向和导体环所受的安培力的说法正确的是（）A．环M中的感应电流沿逆时针方向，所受的安培力指向圆心向里，环M有收缩的趋势B．环M中的感应电流沿顺时针方向，所受的安培力背离圆心向外，环M有扩张的趋势C．环N中的感应电流沿顺时针方向，所受的安培力指向圆心向里，环N有收缩的趋势D．环N中的感应电流沿逆时针方向，所受的安培力背离圆心向外，环N有扩张的趋势三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________。12．（12分）货运交通事故往往是由车辆超载引起的，因此我国交通运输部对治理货运超载有着严格规定。监测站都安装有称重传感器，图甲是一种常用的力传感器，由弹簧钢和应变片组成，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，应变片由金属制成。若在弹簧钢的自由端施加一向下的作用力F，则弹簧钢会发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差ΔU＝|U1－U2|也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为19Ω，为了准确地测量该传感器的阻值，设计了以下实验，实验原理图如图乙所示。实验室提供以下器材：A．定值电阻R0（R0＝5Ω）B．滑动变阻器（最大阻值为2Ω，额定功率为50W）C．电流表A1（0.6A，内阻r1＝1Ω）D．电流表A2（0.6A，内阻r2约为5Ω）E．直流电源E1（电动势3V，内阻约为1Ω）F．直流电源E2（电动势6V，内阻约为2Ω）G．开关S及导线若干。（1）外力F增大时，下列说法正确的是________；A．上、下应变片电阻都增大B．上、下应变片电阻都减小C．上应变片电阻减小，下应变片电阻增大D．上应变片电阻增大，下应变片电阻减小（2）图乙中①、②为电流表，其中电流表①选________（选填“A1”或“A2”），电源选________（选填“E1”或“E2”）；（3）为了准确地测量该阻值，在图丙中，将B、C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计电路的A、B、C端中的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图丙中正确连接电路______；（4）结合上述实验步骤可以得出该传感器的电阻的表达式为________（A1、A2两电流表的电流分别用I1、I2表示）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U，距离为d；匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M点射出；如果撤去磁场，粒子从N点射出。M、N两点间的距离为h。不计粒子的重力。求：（1）匀强电场场强的大小E；（2）粒子从A点射入时的速度大小v0；（3）粒子从N点射出时的动能Ek。14．（16分）引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为△r（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，求：(1)Q、P两颗星的线速度之差△v；(2)Q、P两颗星的质量之差△m。15．（12分）如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力．小环能达到的最大高度为3h，求：(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？(2)在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能．对比(1)问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念．(3)以地面为零势能面．从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解题分析】

两个电荷未换之前，分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，有：﹣QA（0﹣M）=﹣QB（0﹣N）即QAM=QBN由于2QA=QB，所以得：M=2N；将这两电荷位置互换后，电荷A、B分别具有的电势能EA和EB为：EA=﹣QAN=﹣20NEB=﹣QBM=﹣402N=﹣80N由于N0，所以EAEB，故A正确，BCD错误。故选A。2、D【解题分析】

AB．衰变过程中满足质量数守恒和电荷数守恒，可知为粒子，所以该衰变为衰变，AB错误；C．衰变过程中要释放核能，所以的结合能大于的结合能，C错误；D．比结合能越大的原子核越牢固，所以的比结合能小于的比结合能，D正确。故选D。3、D【解题分析】

A．由图知电势高低关系为，A错误；B．根据图像切线斜率的大小等于电场强度沿轴方向的分量大小，所以，B错误；C．电子带负电，根据电势能公式：分析得知，C错误；D．由图知，间电势差大于间电势差，即有：电子带负电，则根据电势能公式：得：，D正确。故选D。4、A【解题分析】

CD．p和q整体分析，p球受到的支持力等于整体重力，故p球受到的支持力不变；故CD错误；AB．p和q整体分析，拉力F等于OM杆对q球的弹力；对q球分析，设轻绳与OM杆的夹角为，则q球上升过程中，角变大、变大，故F变大，A正确，B错误。故选A。5、C【解题分析】

本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．【题目详解】伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选C．【题目点拨】伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始.6、D【解题分析】

A．飞船在A位置变轨时做近心运动，必须减速，动能减小，故A错误；

BC．飞船在圆轨道上运动时，根据万有引力提供向心力，得得知卫星的轨道半径越大，线速度和加速度越小，则知飞船在轨道Ⅰ上的速度和加速度均小于在轨道Ⅲ上的速度和加速度，故BC错误；

D．飞船在轨道Ⅰ上的轨道半径大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律知飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期，D正确。

故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解题分析】

A．因为物块做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，则有因为增大，减小，则拉力T增大，故A错误；B．物块沿绳子方向上的分速度该速度等于自由端的速度，增大，自由端速度v减小，故B正确；C．F为变力，不能用功的定义。应根据动能定理，拉力F做功等于克服重力做的功，即故C错误；D．拉力的功率为可知拉力F的功率P不变，故D正确。故选BD。8、BC【解题分析】

A．在t1到t2时间内，两图线围成的面积不等，则位移不等，故A错误．BC．甲做匀变速直线运动，在t1到t2时间内，平均速度，根据图线围成的面积知，甲的位移大于乙的位移，时间相等，则甲的平均速度大于乙的平均速度，即以的平均速度小于，故BC正确．D．乙图线的切线斜率先比甲小，后比甲大，可知乙的加速度先小于甲，后大于甲，故D错误．9、BD【解题分析】

A．质点刚好能在圆O2轨道做完整的圆周运动，在轨道的最高点设释放点离地高度为h，根据机械能守恒定律解得A错误；B．设质点在C点速度为，轨道对质点的支持力为，由机械能守恒有根据牛顿第二定律解得由牛顿第三定律可知，质点在C时对轨道压力为，B正确；C．质点从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，速度不变，由线速度与角速度关系可知C错误；D．质点从圆弧BCD进入圆O2轨道的瞬间，速度不变，向心加速度可知D正确。故选BD。10、AD【解题分析】

AB．对环M，由于垂直纸面向里的匀强磁场增大，根据楞次定律，环M中所产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，环M中的感应电流沿逆时针方向，根据左手定则，环M所受的安培力指向圆心向里，环M有收缩的趋势，A项正确、B项错误；CD．对环N，处在沿顺时针方向环形电流i所产生的磁场中，根据右手螺旋定则，穿过环N的磁感线抵消后，总体垂直纸面向里，当电流i增大时，原磁场向里增强，根据楞次定律，环N中所产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，环N中的感应电流沿逆时针方向，但是感应电流所处的区域磁感线垂直纸面向外，根据左手定则，环N所受的安培力背离圆心向外，环N有扩张的趋势，C项错误、D项正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、不连接等于在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比【解题分析】

(2)[1][2]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。(3)[3]遮光条经过光电门A时的速度表达式经过光电门B时的速度表达式所以(4)[4]由牛顿第二定律可知，保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。12、DA1E2【解题分析】

(1)[1]外力F增大时，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小故选D。(2)[2]