2023年湖北省武汉高三3月份模拟考试物理试题含解析

2023学年高考物理模拟试卷

考生须知：

1.全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色

字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、如图，一个质量为桁的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的

轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、。两点处，弹簧的劲度系数为A,起初

圆环处于。点，弹簧处于原长状态且原长为小将圆环拉至A点由静止释放，。4=05=〃重力加速度为g,对于圆环

从A点运动到8点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是

A

|wWVWuC

B

A.圆环通过。点的加速度小于g

B.圆环在O点的速度最大

2kL

C.圆环在A点的加速度大小为g+------

m

D.圆环在8点的速度为2疯

2、已知火星的半径是地球的〃倍，质量是地球的8倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不

计大气的阻力。则小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为()

A.b/aB.b2/aC.albD.b/a2

3、如图所示，水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，一带电金属滑块以Ek°=30J的初动能从斜面底端4冲上斜面，

到顶端B时返回，已知滑块从A滑到8的过程中克服摩擦力做功10J,克服重力做功24J,贝!!()

A.滑块带正电，上滑过程中电势能减小4J

B.滑块上滑过程中机械能增加4J

C.滑块上滑到斜面中点时重力势能增加14J

D.滑块返回到斜面底端时动能为15J

4、如图所示，实线为两个点电荷0、0产生的电场的电场线，虚线为正电荷从A点运动到6点的运动轨迹，则下列

判断正确的是（）

A.4点的场强小于3点的场强

B.Qi的电荷量大于。2的电荷量

C.正电荷在4点的电势能小于在8点的电势能

D.正电荷在A点的速度小于在5点的速度

5、物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动，当它的动能减少为零时，重力势能增加了40J,则物块回

到斜面底端时的动能为（）

A.10JB.20JC.30JD.40J

6、某空间区域有竖直方向的电场（图甲中只画出了一条电场线），一个质量为小、电荷量为g的带正电的小球，在电

场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x关系的图象

如图乙所示，由此可以判断（）

L甲乙

A.小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下

B.小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上

C.小球可能先做加速运动，后做匀速运动

D.小球一定做加速运动，且加速度不断减小

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。分。

7、下列说法正确的是

A.同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规律排列

B.热量不能自发地从低温物体传到高温物体

C.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动叫分子热运动

D.知道阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体中分子间的平均距离

E.当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面

8、如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面A8C的红光从空气射向E点，并偏折到尸点。已知入射方向与边45

的夹角9=45°，E.尸分别为边A8.8c的中点，贝！J()

A.该三棱镜对红光的折射率为J5

B.光在厂点发生全反射

C.从尸点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为30°

D.若改用紫光沿相同角度从E点入射，则出射点在尸点左侧

9、下列各种说法中正确的是

A.热量不可能从低温物体传到高温物体

B.布朗运动是由于液体分子无规则运动引起的

C.当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体分子的平均动能减小

M

D.已知阿伏伽德罗常数为NA,氧气的摩尔质量为M、密度为小则每个氧气分子的质量为"?。=7丁，每个氧气分子

M

的体积为匕=一

P

E.有两个相距较远的分子甲和乙，设乙分子固定不动，现让甲分子以一定的初速度向乙运动且两分子始终在同一直线

上，当甲分子到达片八,处时，甲、乙分子系统的分子势能最小

10、质量为m的小球由轻绳a和方分别系于一轻质细杆的A点和3点，如右图所示，绳a与水平方向成〃角，绳b

在水平方向且长为/,当轻杆绕轴A8以角速度©匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是

A.a绳的张力不可能为零

B.。绳的张力随角速度的增大而增大

C.当角速度。〉,8绳将出现弹力

D.若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化

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)某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。

该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静

止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小：

小车纸带打点计时器

、__

力传感器Q弋

重物

长木板

图甲图乙

(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是；

(2)若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验_____影响(填“有”或“没有”)；

(3)实验时，下列物理量中必须测量的是«

A.长木板的长度LB.重物的质量mC.小车的总质量M

12.(12分)如图甲所示的一黑箱装置、盒内有电源、电阻等元件，a、力为黑箱的两个输出端

甲乙丙

（1）为了探测黑箱，某同学进行了以下测量

A.用多用电表的电压档测量“、万间的输出电压

B.用多用电表的电阻档测量。、b间的电阻

你认为这个同学以上测量中有不妥的有（选填字母）；

（2）含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、〃是等效电源的两级，为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该

同学设计了如图乙所示的电路，调节电阻箱的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在如图所示的方格纸上建立V-I

坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图所示，并由图求出等效电源的内阻/=_。；由于电压表有分流的作用，采

用此测量电路，测得的等效电源的内阻，与真实值相比一（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

（3）现探明黑箱中的电源和电阻如图丙所示，探出电阻拈=1.5。、&=2。；推算出黑箱内电源的电动势E=-V,内

阻/=。

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，倾角为37。的固定斜面上下两端分别安装有光滑定滑轮和弹性挡板P,［、鸟是斜面上两点，

PPt间距离4=；m,《6间距离G=4m。轻绳跨过滑轮连接平板B和重物C,小物体A放在离平板8下端s=1m

处，平板8下端紧挨6,当小物体A运动到《鸟区间时总受到一个沿斜面向下尸=01%g的恒力作用。已知A、B、

C质量分别为，”、2m、，〃，A与8间动摩擦因数4=0.75,8与斜面间动摩擦因数L=025,设最大静摩擦力等于

滑动摩擦力，sin37°=0.6,cos3/=0.8.g取lOm/s2,平板3与挡板P碰撞前C与滑轮不会相碰。现让整个装置从

静止释放，求：

（1）小物体A在片鸟区间上方和进入丹鸟区间内的加速度大小；

（2）平板8与弹性挡板P碰撞瞬间同时剪断轻绳，求平板B碰撞后沿斜面上升到最高点的时间。

14.（16分）如图所示，两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正、负方向传播，波速均为v=2.5m/s。已知在U0

时刻两列波的波峰正好在x=2.5m处重合。

①求仁0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的x坐标;

②从r=0时刻开始，至少要经过多长时间才会使x=1.0m处的质点到达波峰且为振动加强点？

15.(12分)港珠澳大桥是连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市跨海大桥，工程路线香港国际机场附近的香港

口岸人工岛，向西接珠海、澳门口岸人工岛、珠海连接线，止于珠海洪湾，总长约55公里，在建设港珠澳大桥时为了

更大范围的夯实路面用到一种特殊圆环，建设者为了测试效果，做了如下的演示实验：如图所示，一轻绳吊着粗细均

匀的棒，棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>l).

断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中

始终保持竖直，空气阻力不计，重力加速度为g求：

(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度；

(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程；

(3)从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功.

H

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、D

【解析】

A.圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g,故A错误；

B.圆环受力平衡时速度最大，应在。点下方，故B错误；

C.圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在4点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A

点弹簧伸长

（应-1）L

根据牛顿第二定律，有

mg+2k（无L-£）cos450=ma

解得

（2-扬1

a=g+-------m-------

故C错误；

D.圆环从A到〃过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能

”12

mg-2L=—mv

解得

v=2/gL

故D正确。

故选D。

2、D

【解析】

根据在星球表面重力与万有引力相等，有：G"=，〃g,可得：g=萼，故组=投•各=£；竖直上抛运动

R-Rg火M.火时b

的最大高度〃=3,所以有答=我=与；故A,B,C错误；D正确；故选D.

2g力火g地才

3、A

【解析】

A.动能定理知上滑过程中

代入数值得

唯=4J

电场力做正功，滑块带正电，电势能减小4J,A正确；

B.由功能关系知滑块上滑过程中机械能的变化量为

\E=W^-Wf=-6J

即机械能减小6J,B错误；

C.由题意知滑块上滑到斜面中点时克服重力做功为12J,即重力势能增加12J,C错误；

D.由动能定理知W,=60-々，所以滑块返回到斜面底端时动能为10J,D错误.

故选Ao

【点睛】

解决本题的关键掌握功能关系，知道重力做功等于重力势能的变化量，合力做功等于动能的变化量，除重力以外其它

力做功等于机械能的变化量，电场力做功等于电势能的变化量.

4、C

【解析】

A.根据“电场线的密疏表示场强的大小”可知A点的场强比B点的场强大，故A错误；

B.根据电场线分布情况可知0、Qi是同种电荷。由点电荷周围电场线较密可知点电荷带电荷量较多，即,

故B错误；

C.正电荷做曲线运动，受到的合力方向指向曲线的凹处，并且和电场线在一条直线上，所以正电荷电场力方向指向

由于正电荷从A点运动到B点的过程中，电场力方向与速度方向的夹角总是大于90°,电场力做负功，电势

能增大，即正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故C正确；

D.正电荷从A点运动到B点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故正电荷在A点的速度大于在B点的速

度，故D错误。

故选C。

5、B

【解析】

由能量守恒可知物块沿斜面上滑的过程中，产生的摩擦热为20J。由于上滑过程和下滑过程中摩擦力的大小相同，相

对位移大小也相同，所以上滑过程中的摩擦生热和下滑过程中的摩擦生热相等。对全程用能量守恒，由于摩擦生热40J,

所以物块回到斜面底端时的动能为20L故B正确，ACD错误。

故选B。

6、B

【解析】

AB.由乙图中机械能E与小球位移x关系可知，机械能减小，因为机械能减小，说明除重力之外的力对物体做负功,

可得电场力做负功，因此，电场力方向竖直向上，小球带正电荷，所受电场力方向与场强方向一致，即场强方向竖直

向上，又根据E-x图线斜率的绝对值越来越小，说明电场力越来越小，电场强度越来越小，故A错误，B正确；

C.带正电小球所受合外力等于重力减去电场力，电场力不断减小，则合外力不断变大，加速度不断变大，说明小球

做加速度越来越大的变加速运动，故CD错误。

故选B。

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、BDE

【解析】

A.同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按不同的规律排列，显示处不同的性质，如金刚石和石墨，故A错

误；

B.根据热力学第二定律知热量只能够自发地从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到

高温物体，故B正确；

C.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，但它不是分子的热运动，它反映了液体分子无规则的热运动，故C错误；

D.利用阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可以估算出气体分子间的平均距离，故D正确；

E.当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，单位时间内从水中出来的水分子和从空气进入水中的水分子个数相等，达到

一种动态平衡，故E正确.

8、AC

【解析】

A.如图所示，作两界面法线相交于。点，在A8界面，由几何知识知，入射角为45°,折射角为30°,所以

Sin45rr

n=-------7=72

sin30

故A正确;

B.光在SC界面上人射角为30°,则

sinC=—=——

n2

即临界角

C=45°

则在BC面上不会发生全反射，故B错误；

C.分析知3c面上折射角为45"，入射光线与出射光线相交于G点，NBEF=60°，NBEG=45°，则

ZGEF=15°>NBFE=60°，ZBFG=45°

则

NGFE=15°

所以从尸点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为30°，故C正确；

D.紫光频率比红光频率大，棱镜对紫光的折射率大，若改用紫光沿相同角度从E点人射，则出射点在尸点右侧，D

错误。

故选ACo

【解析】

A.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，若引起其他的变化，热量可以从低温物体传向高温物体，如空调，

故A错误；

B.布朗运动是由于液体分子的无规则运动而不断撞击悬浮颗粒，从而引起悬浮颗粒的无规则运动，这个无规则运动

称为布朗运动，故B正确；

C.温度是分子平均动能的标志，气体分子热运动的剧烈程度减弱时，说明气体的温度降低，那么气体分子的平均动

能减小，故c正确；

D.已知阿伏伽德罗常数为NA,氧气的摩尔质量为则每个氧气分子的质量为

M

mn=——

NA

且气体的摩尔体积为

P

由于气体分子间的间隔较大，故可算出则每个氧气分子所占空间的体积为

VM

K-=-----

NAPNz

并不能算出每个氧气分子的体积，故D错误；

E.分子甲从远处趋近固定不动的分子乙，一直到分子甲受到分子乙的作用力为零，这个过程中分子力表现为引力，

一直做正功，分子的动能一直增大，则系统分子势能减小，当两分子之间的距离XH)时，分子力对乙分子做负功，此

后分子系统的势能增加，故E正确。

故选BCEo

10、AC

【解析】

小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以4绳在竖直方向上的分力与重

力相等，可知〃绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，居sin，=,”g,解得《=驾，可知“绳的

sinO

拉力不变，故B错误；当分绳拉力为零时，有:,可知当角速度3〉

〃绳出现弹力，故C正确；由于〃绳可能没有弹力，故6绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。

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、平衡摩擦力没有C

【解析】

(1)口］实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力；

(2)［2］由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，即对本实验没有影响;

(3)［3］实验中需要测量小车的动能，故需要知道小车的总质量故AB错误，C正确。

12、B1.0偏小3.00.5

【解析】

⑴［1］用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，故填B„

⑵⑵根据电源的U-/图像纵轴的截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，可得等效电源的电动势为

E=1.5V

内阻

\U

=-1-.-5--—--I--。-£-21.0。

0.50

[3]该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；利用等效电源分析,

即可将电压表与黑箱看成新的等效电源，则实验中测出的内阻应为原等效电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，所

以测得的内阻与真实值相比偏小。

(3)[4][5]等效电源的电动势为丙图中外两端的电压，故

等效电源的内阻为丙图中虚线框内的总电阻，故

111

—T=-----1------------

rR2R1+r

解得

E=3.OV

r=0.5Q

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、见解析

【解析】

(1)小物体A在尸I、乃区间上方运动时，假设A相对B静止，对A、B、C整体，由牛顿第二定律有：

3mgsme-•3mg-cosO-mg=4-ma

代入数据解得：

a=0.5m/s2

隔离A,有：

mgsind-f=ma

代入数据得：

f=5.5m

而A、B间的最大静摩擦力

fm=/uxmgcos0=6m

所以f<f,„,假设成立，A、B、C一起运动。

小物体A进入B、尸2区间上方运动时加速度为：a=0.5m/s2

当小物体A进入刊、P2区间内，隔离A,有：

F+mgsinG—f-ma

得片6.5雨>启，即A相对于B向下滑动。对A有：

F+mgsind-/nxmgcosO=max

代入数据解得：

q=lm/s2

2

(2)小物体A刚到P2时，A、B、C速度满足v()=2as

代入数据解得：

vo=lm/s

当小物体A进入Pl、P2区间内时，对B、C整体，有：

ImgsinO+/Jxmgcos0-出■3mgeosB-mg=3ma2

代入数据解得：

2/2

«2=—m/s

当小物体A刚到Pi时，小物体速度满足

V：—%?—2a|£2

代入数据解得：

v,=3m/s

小物体A从尸2到Pi运动时间为：

V,-v3-1c

t,=」——20=---s=2s

%1

B、C速度为:

27

x

v2=%+%:=1+—2=—(m/s)

此过程中B运动距离为:

1H—1八

%+%4c10

x=———=———x2m=—m

7-2123

因此当小物体A刚过Pi时，小物体A离平板B下端距离为：

Ax=S-CL2-X2)=13m

7

此时B刚好与挡板P发生碰撞且绳断，此后A将以速度肛=3m/s向下匀速运动，B将向上以岭=；m/s做匀速运动。

隔离B,有：

ImgsinO+^mgcosO+/J2-hmgcosO-mg=2ma3

代入数据解得：

2

a3=12m/s

对A、B,有：

A12

=卬2+V2t2-2卬2

解得：

8->/46

=------s

218

此时平板B速度为：

2746-9,

VB=V2-卬2=——曲s

此后A滑离平板B,B继续向上匀减速，对B,有:

2mgsin®+//2-2mgeos®-mg=2/〃q

代入数据解得:

2

a4=8m/s

平板B向上运动到最高点时速度减为零，运动时间为:

%24

因此平板B与挡板P碰后到最高点时间为:

aeQ+