2023学年湖北省襄樊市高三下学期模拟（五）物理试题

2023学年湖北省襄樊市高三下学期模拟（五）物理试题注意事项：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题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。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，将本试卷和答题卡一并交回。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、2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（）A．行星的质量 B．恒星的质量C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比2、关于速度、速度变化量和加速度的关系，正确说法是A．物体运动的速度越大，则其加速度一定越大B．物体的速度变化量越大，则其加速度一定越大C．物体的速度变化率越大，则其加速度一定越大D．物体的加速度大于零，则物体一定在做加速运动3、如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是：（）A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv，v为瞬时速度)4、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：HyperloopOne公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）A．加速与减速的时间不相等B．加速时间为10分钟C．加速时加速度大小为2m/s2D．如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟5、如图所示，倾角的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数．现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设F的方向与斜面的夹角为，在从0逐渐增大到60°的过程中，木箱的速度保持不变，则（）A．F先减小后增大B．F先增大后减小C．F一直增大D．F一直减小6、半径相同的两个金属小球A、B带有等量的电荷，相隔较远的距离，两球之间的吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间作用力的大小是（）A． B． C． 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、如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。则A．M点的电势高于N点B．杆运动的最大速度是10m/sC．杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等D．当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V8、如图所示，a、b、c分别为固定竖直光滑圆弧轨道的右端点、最低点和左端点，为水平半径，c点和圆心O的连线与竖直方向的夹角。现从a点正上方的P点由静止释放一质量的小球（可视为质点），小球经圆弧轨道飞出后以水平速度通过Q点。已知圆弧轨道的半径，取重力加速度，，，不计空气阻力。下列分析正确的是（）A．小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为4.5JB．P、a两点的高度差为0.8mC．小球运动到b点时对轨道的压力大小为43ND．小球运动到c点时的速度大小为9、2019年11月5日01时43分，我国在西昌卫展发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第49颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统3颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星，它的运行周期与“同步卫星”相同(T＝24h)，运动轨迹如图所示。关于该北斗导航卫星说法正确的是（）A．该卫星与地球上某一位置始终相对静止B．该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等C．该卫星运行速度大于第一宇宙速度D．该卫星在一个周期内有2次经过赤道上同一位置10、如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，P点在A、B板间，A板接地，B板的电势φ随时间t的变化情况如图乙所示，t＝0时，在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t＝2T时，电子回到P点。电子运动过程中未与极板相碰，不计重力，则下列说法正确的是（）A．φ1∶φ2＝1∶2B．φ1∶φ2＝1∶3C．在0~2T时间内，当t＝T时电子的电势能最小D．在0~2T时间内，电子的动能增大了三、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）某同学在实验室利用图甲所示的装置探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”。图中长木板水平固定，小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M。(1)为减小实验误差，打点计时器应选用________________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。(2)该同学回到教室处理数据时才发现做实验时忘记了平衡摩擦力，也没有记下小吊盘和盘中物块的质量之和。图乙为实验中所得的滑块的加速度a与滑块（含滑块上的砝码）的质量的倒数的关系图象。取g=10m/s2，根据图象可求出小吊盘和盘中物块的质量之和约为________________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数为________________。12．（12分）某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中，利用以下器材：两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。实验步骤如下：（1）用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00cm，弹簧B的原长为8.00cm；（2）如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m=100g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为6.98cm，弹簧B长度为9.96cm。取重力加速度g=9.8m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为kA=_________N/m，kB=_________N/m；（3）如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10cm，弹簧B的长度为11..80cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；（4）如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为13.90cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′=________N（计算结果保留3位有效数字）；（5）根据步骤（3）所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB，在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示______，根据平行四边形定则作出它们的合力F的图示，测出F的大小为_________N。（结果保留3位有效数字）（6）再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示____，比较F与F′的大小及方向的偏差，均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。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）在地面上方足够高的地方，存在一个高度d＝0.5m的“相互作用区域”(下图中画有虚线的部分)．一个小圆环A套在一根均匀直杆B上，A和B的质量均为m，若它们之间发生相对滑动时，会产生Ff＝0.5mg的摩擦力。开始时A处于B的最下端，B竖直放置，A距“相互作用区域”的高度h＝0.8m，让A和B一起从静止开始下落，只要A处于“相互作用区域”就会受到竖直向上、大小F＝3mg的恒力作用，而“相互作用区域”对处于其中的杆B不产生作用力。杆B在下落过程中始终保持竖直，且杆的长度能够保证圆环A与杆不会分离。不计空气阻力，取g＝10m/s2.求：(1)杆B的最下端刚进人“相互作用区域”时的速度大小；(2)圆环A通过“相互作用区域”所用的时间；(3)为保证圆环A在空中运动过程中始终与杆不会分离，杆的最小长度。14．（16分）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c、到达状态d，已知一定质量的理想气体的内能与温度满足（k为常数）。该气体在状态a时温度为，求：①气体在状态d时的温度②气体从状态a到达状态d过程从外界吸收的热量15．（12分）如图所示，在圆柱形汽缸中用一定质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，已知外界大气压为p0，室温t0=27°C，稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm，此时活塞离容器底部高度为h1=50cm。已知柱形容器横截面积S=0.01m2，大气压p0=75cmHg=1.0×105Pa，g=10m/s2.求∶①活塞的质量；②现室温降至-33°C时活塞离容器底部的高度h2。

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、C【解题分析】

恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为得到行星的质量以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为得到恒星的质量则有故ABD错误，C正确。故选C。2、C【解题分析】

A．物体运动的速度大时，可能做匀速直线运动，加速度为零，故A项错误；B．据可知，物体的速度变化量大时，加速度不一定大，故B项错误；C．物体的速度变化率就是，物体的速度变化率越大，则其加速度一定越大，故C项正确；D．当物体的加速度大于零，速度小于零时，物体的速度方向与加速度方向相反，物体做减速运动，故D项错误。3、B【解题分析】

从轨道1变轨到轨道2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式可得：，故只要到地心距离相同，加速度就相同，卫星在椭圆轨道1绕地球E运行，到地心距离变化，运动过程中的加速度在变化，B正确C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，运动过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误．4、B【解题分析】

A．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：可知加速和减速所用时间相同，A错误；BC．加速的时间为，匀速的时间为，减速的时间为，由题意得：联立方程解得：匀加速和匀减速用时：匀速运动的时间：加速和减速过程中的加速度：B正确，C错误；D．同理将上述方程中的加速度变为，加速和减速的时间均为：加速和减速距离均为匀速运动用时：总时间为：D错误。故选B。5、A【解题分析】

对物体受力分析如图木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零在垂直斜面方向，有：在平行斜面方向，有：其中：联立解得：当时F最小，则在从0逐渐增大到60°的过程中，F先减小后增大，A正确，BCD错误。故选A。6、C【解题分析】

两球之间是吸引力，故假设A的带电量为Q，B的带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：，第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：故C正确ABD错误。故选C。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、BC【解题分析】

A、根据右手定则可知，MN产生的感应定律的方向为，则N相当于电源在正极，故M点的电势低于N点，故选项A错误；B、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：由于代入数据整理可以得到最大速度，故选项B正确；C、由于杆上电阻与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C正确；D、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN感应电动势为：根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：则此时MN两点间的电势差大小为：，故D错误。8、AC【解题分析】

ABD．小球从c到Q的逆过程做平抛运动，小球运动到c点时的速度大小小球运动到c点时竖直分速度大小则Q、c两点的高度差设P、a两点的高度差为H，从P到c，由机械能守恒得解得小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为故A正确，BD错误；C．从P到b，由机械能守恒定律得小球在b点时，有联立解得根据牛顿第三定律知，小球运动到b点时对轨道的压力大小为43N，故C正确。故选AC。9、BD【解题分析】

A．同步卫星相对于地球静止，必须为地球赤道面上的同步卫星，因为此卫星为倾斜轨道，因此不能与地球保持相对静止;A错误；B．由公式可得，因为两个卫星的周期是一样的，其他常量都相同，所以高度相同;B正确.C．地球的第一宇宙速度是最大的环绕速度，该卫星比近地卫星轨道半径大，所以速度小于第一宇宙速度;C错误D．此卫星的轨道为倾斜轨道，因此当卫星转一周时，两次通过赤道;D正确.故选BD。10、BD【解题分析】

AB．电子在0~T时间内向上加速运动，设加速度为a1，在T~2T时间内先向上减速到零后向下加速回到原出发点，设加速度为a2，则解得由于则φ1∶φ2＝1∶3选项A错误，B正确；C．依据电场力做正功最多，电势能最小，而0～T内电子做匀加速运动，T～2T之内先做匀减速直线运动，后反向匀加速直线运动，因φ2=3φ1，t1时刻电子的动能而粒子在t2时刻的速度故电子在2T时的动能所以在2T时刻电势能最小，故C错误；

D．电子在2T时刻回到P点，此时速度为（负号表示方向向下）电子的动能为根据能量守恒定律，电势能的减小量等于动能的增加量，故D正确。

故选BD。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、电火花打点计时器0.020.2【解题分析】

(1)[1]电磁打点计时器纸带运动时，振针振动，计时器与纸带存在较大摩擦，而电火花打点计时器由火花放电，摩擦小，故选用电火花打点计时器误差小；(2)[2]根据牛顿第二定律，对滑块有变形后得图像斜率表示合外力则有由于小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M，则小吊盘和盘中物块的总重力近似等于合力，所以小吊盘和盘中物块的总质量为[3]乙图中纵截距则滑块与木板间的动摩擦因数为12、100502.95作FA、FB的图示（FA=2.10N、FB=1.90N）2.80～2.95【解题分析】

（2）[1][2]．根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为，；（4）[3]．弹簧B的弹力大小为（5）[4][5]．由胡克定律可得：画出两个力的合力