湖北省腾·云联盟2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷（解析版）

PAGEPAGE1腾·云联盟2023-2024学年度上学期高三年级12月联考物理试卷试卷满分：100分注意事项：1.答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“贴条形码区”。2.作答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的〖答案〗信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗，〖答案〗不能答在试卷上。3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，〖答案〗必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的〖答案〗，然后再写上新的〖答案〗；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的〖答案〗无效。4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求。第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.2023年11月《科学》杂志发文称：福岛核污水中含有多种放射性成分，其中有一种难以被清除的同位素氚含量非常高。氚发生衰变后转变成稳定的氦，氚半衰期为12.5年，下列说法正确的是（）A.衰变说明原子核内存在电子B.经过50年，氚含量为初始的C.通过升高海水温度可以改变氚的半衰期D.氚衰变的本质是由弱相互作用引起的中子转变为质子并释放出电子〖答案〗D〖解析〗A．衰变中生成电子是由原子核内一个中子转化为一个质子的同时生成一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，原子核内并不存在电子，故A错误；B．依题意，氚核经过50年，即4个半衰期，则剩余氚核为可知氚含量为初始的，故B错误；C．半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，所以通过升高海水温度不会改变氚的半衰期，故C错误；D．弱相互作用是引起衰变的原因，所以氚衰变的本质是由弱相互作用引起的中子转变为质子并释放出电子，故D正确。故选D。2.如图所示，为圆柱体玻璃的横截面。一束由三种不同频率的光组成的复色光，沿AO方向从真空射入玻璃后，从B、C、D三个不同的点射出，对应在玻璃中的传播时间分别为、、．下列说法正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根据可知，三束光的入射角相同，折射角关系为可知折射率关系根据可知在玻璃内的传播速度因在玻璃内的传播距离根据可知故选A。3.中国长征系列火箭是世界上最先进的运载工具之一，它利用喷射燃烧的气体获得动力。在喷气过程中下列说法正确的是（）A.减小火箭质量可以增加火箭的推力B.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力C.减小燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用〖答案〗B〖解析〗AB．根据动量定理可知解得增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭对气体作用力的大小，力的作用是相互的，气体对火箭的反作用力也会变大，A错误，B正确；C．从上述公式可以看出增加喷射燃气相对火箭的速度可以增加火箭对气体的作用力，C错误；D．火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与火箭之间的相互作用力，D错误。故选B。4.如图所示，交流电源输出电压有效值恒定，变压器为理想变压器，灯泡阻值不随温度变化，电路稳定后闭合开关，下列说法正确的是（）A.变暗变暗 B.变亮变暗C.变亮变暗 D.变亮变亮〖答案〗C〖解析〗当S闭合后，副线圈电压不变，副线圈对应的总电阻变小，副线圈电流增大，灯泡L2变亮，L2上的电压变大，则L3两端的电压变小，灯泡L3变暗，交流电源输出电压有效值恒定，则灯泡L1上的电压也不变，所以灯泡L1亮度不变。故选C。5.2023年11月5日央视新闻播放了武汉正上方近地卫星俯瞰图，武汉沉湖国际重要湿地美不胜收。已知地球自转周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，该近地卫星的运动可视做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A.该卫星一直在武汉正上方 B.该卫星的质量约为C.该卫星的线速度约为 D.该卫星的周期约为〖答案〗D〖解析〗A．若该卫星一直在武汉正上方，则其相对地球静止，成为一颗地球同步卫星，但是同步卫星应该位于赤道面上空，不可能一直在武汉正上方，所以假设不成立，该卫星不能一直在武汉上空。故A错误；BD．依题意，近地卫星的运动可视做匀速圆周运动，设它的周期为T0可得又公式中，近地卫星的质量可以约去，所以由题中信息无法求出其质量。联立，解得故D正确；B错误；C．该卫星的线速度约为依题意，地球自转周期为T，即地球同步卫星的周期，所以该卫星的线速度不可能为。故C错误。故选D。6.如图所示，一根长为l的轻绳悬挂一小球，小球在竖直平面以O点为圆心作圆周运动，不计空气阻力。以最低点A为高度起点，小球做圆周运动的向心力F随高度h变化的图像正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗当小球运动到与竖直方向成θ时，根据动能定理有此时根据牛顿第二定律得整理得由此可知绳子的拉力F的大小与小球离最低点的高度h成一次减函数，斜率为负；故选B。7.两个用同样的细导线做成的刚性单匝闭合线框，正方形线框的边长与圆形线框的直径相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直。在相同时间内，通过两个闭合线框中横截面的电荷量分别为q1、q2，两个线框产生的热量分别为Q1、Q2，则（）A.q1>q2，Q1>Q2 B.q1>q2，Q1<Q2C.q1=q2，Q1>Q2 D.q1=q2，Q1=Q2〖答案〗C〖解析〗设单位长度细导线的电阻为R，圆形线框的半径为r，则正方形线框的边长为2r，则通过线框中横截面的电荷量为即线框产生的热量为则两个线框产生的热量之比为即故选C。8.投壶是从先秦延续至清末的中国传统游戏，如图为故宫博物馆馆藏的清代铜投壶，游戏规则是参与游戏的人需要在一定距离外把箭投进壶里，如果从同一位置以不同的角度投射出两支箭，均从壶口落入投壶，忽略空气阻力，将箭视为质点，箭在空中运动过程中，下列说法正确的是（）A加速度相同 B.运动时间相等 C.运动位移相同 D.平均速度相同〖答案〗AC〖解析〗A．箭运动过程中，只受重力作用，加速度为重力加速度，两支箭的加速度相等，故A正确；B．从同一位置以不同的角度投射出两支箭，由于角度与初速度未知，则运动时间不一定相同，故B错误；C．初始位置和末位置都相同，则两支箭的位移相同，故C正确；D．平均速度等于位移与时间的比值，由BC可知平均速度不一定相同，故D错误；故选AC。9.“战绳训练”可以提升人的爆发力、心肺耐力等，现有两根相同的绳子一端固定在墙面上，双手分别握住绳子的自由端、，在竖直方向挥动手臂，使两绳形成波I、II，如图所示，某时刻恰好分别传到A点和B点。波I、II可视为简谐波，则下列说法正确的是（）A.波长之比为 B.传播速度之比为C.抖动频率之比为 D.此时P、Q两点均向下运动〖答案〗AD〖解析〗A．由题图可知，波I在传播一个波长的距离时，波II恰好为个波长，则可得两列波的波长之比为故A正确；B．由题意，结合题图有可得故B错误；C．由题图可知，在相同时间内，波I向前传播时间为，波II向前传播时间为，结合，可得两列波抖动的频率之比为故C错误；D．两列波均向右传播，根据同侧法，可判断知此时P、Q两点均向下运动，故D正确。故选AD。10.三根光滑绝缘细杆a、b、c固定于竖直放置的圆环上，每根杆上各套着一个质量为m，电荷量为的小滑环（未画出），其中杆b过圆心O且与水平方向的夹角，空间中存在与圆环平行的匀强电场（未画出）。现将三个小滑环同时从杆的顶部无初速度释放，滑到杆底所用的时间恰好相等，忽略三个滑环间的相互影响，则匀强电场的电场强度大小可能是（）A. B. C. D.〖答案〗CD〖解析〗由等时圆模型分析可知滑到杆底所用的时间恰好相等，则重力与电场力的合力方向应与b在同一直线上由三角形法则可知电场与b垂直时电场强度取得最小值，此时有即电场强度应满足故选CD。二、非选择题（本题共5小题，共60分）11.实验室中有某型号电池，测得该电池工作时的路端电压U与电流I的曲线如图所示。（结果均保留一位小数）（1）电源的电动势__________V，内阻__________；（2）当电源外接电阻时，电源的输出功率__________W；（3）如果电路中在外接电阻的基础上再串联一电阻R，使电源的输出功率与第（2）问相等，则电阻__________。〖答案〗（1）10.04.0（2）4.0（3）15.0〖解析〗（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有整理得结合图像可得，电源的电动势和内阻分别为，（2）[3]当电源外接电阻时，电路中的电流为则电源的输出功率为（3）[4]电路中在外接电阻的基础上再串联一电阻R，则电路中的电流为则电源的输出功率为代入数据解得12.某同学探究斜面上小车运动的位移与时间的关系。在小车上安装位移传感器，并记录滑行时间和滑行距离。（1）小车从斜坡上不同位置出发，记录出发点至A位置的滑行距离x和滑行时间t。甲乙两位同学提出各自的数据处理方案，甲同学作出图像，其斜率为的直线，乙同学作出图像，其斜率为的直线，则与的关系：______（“＞”，“＝”，“＜”）。（2）小车从斜坡上相同位置下滑，途径B位置达到A位置，如图甲所示，若B位置固定，改变A点的位置，记录小车在BA两点间的滑行距离x与滑行时间t。由实验数据描绘图线如图乙所示，其中截距为b，斜率为k，则小车经过位置B的速度__________；小车下滑的加速度__________。（3）若小车从斜坡上同一位置由静止下滑，如上图甲所示，固定A的位置不变，改变B的位置并多次测量，根据实验数据描绘，图线，可能正确的是__________。A．B．C．D．〖答案〗（1）=（2）b2k（3）C〖解析〗（1）[1]小车从静止出发到A点，根据位移-时间关系，有甲同学作出图像，其斜率为小车从静止出发到A点，根据位移-时间关系，有变形得乙同学作出图像，其斜率为所以（2）[2][3]设B点的速度为v0，根据位移-时间关系变形得根据图像，有可得（3）[4]小车到A点的速度是一定的，我们可以逆向看小车从B点到A点做匀减速运动，根据位移-时间关系，有变形得根据数学知识，故选C。13.为了测量一些形状不规则又不便浸入液体的固体体积，某同学设计了如图所示的装置。装置由导热汽缸和轻质活塞组成，汽缸与活塞之间的摩擦可忽略。初始时活塞位于位置A，关闭阀门K，在活塞上添加砝码，经过一段时间后活塞稳定在位置B，此时容器容积为V。取下砝码，打开阀门K放入待测物，将活塞置于A处，随后再次关闭阀门，重新添加砝码。经过一段时间后活塞再次稳定在位置B。前后两次添加的砝码质量分别为和，过程中环境温度不变。求被测固体的体积。〖答案〗〖解析〗设当活塞位于位置A时，装置容积为，大气压强为，重力加速度为g，活塞横截面积为S。第一次添加砝码前后，装置内气体为等温变化放入待测物体，添加砝码前后，装置内气体变化仍等温变化解得14.如图所示，e字形轨道竖直放置在水平面上，该导轨由左右两光滑半圆轨道和粗糙水平直轨道BE组成，B处有一弹性挡板，右半圆的半径r，左半圆半径为，水平导轨BE长度为，圆弧上的D点与小圆圆心等高。一质量为m的小滑块经A点向左进入轨道，恰好能通过C，并且经B反弹一次后停在E处，已知滑块与挡板间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g。求：（1）滑块在D点时所受的弹力大小；（2）滑块与水平导轨的动摩擦因数；（3）改变小滑块的初速度，使小滑块运动过程中不脱离轨道且能回到A，求小滑块初次经过A点的速度范围。〖答案〗（1）；（2）；（3）或〖解析〗（1）设滑块通过C点时速度为，由滑块恰好通过C点得设滑块通过D点时速度为，滑块由C点到D点由动能定理可得在D点处做圆周运动，由向心力公式得：解得（2）滑块由C点经碰撞后恰好回到E点，由动能定理可得解得（3）小滑块到E点等高点恰好速度为0时，设A点速度为，由动能定理解得小滑块经碰撞后恰好过C点时，设A点速度为，由动能定理有解得则小滑块不脱离轨道的速度范围为或15.如图所示，空间存在垂直纸面向里的两磁场，以直线AB为界，直线上方存在磁感应强度大小为的匀强磁场，直线下方存在磁感应强度大小为的磁场。与AB间距离为L处有一粒子源O，该粒子源可沿垂直AB方向发射质量为m、电荷量为q的带电粒子。不计粒子的重力。（1）若，粒子轨迹在AB下方距离AB最大值为L，求粒子速度及粒子在AB下方的运动时间t；（2）若，粒子轨迹在AB下方距离AB最大值为，求粒子的速度；（3）若（y