湖北省部分重点高中协作体高三第三次测评新高考物理试卷及答案解析

湖北省部分重点高中协作体高三第三次测评新高考物理试卷请考生注意：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、太空垃圾是围绕地球轨道的有害人造物体，如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是（）A．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞B．离地越低的太空垃圾运行角速度越小C．离地越高的太空垃圾运行加速度越小D．离地越高的太空垃圾运行速率越大2、真空中一半径为r0的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离，根据电势图像（φ-r图像），判断下列说法中正确的是（）A．该金属球可能带负电B．A点的电场强度方向由A指向球心C．A点的电场强度小于B点的电场强度D．电荷量大小为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功W=q（φ1-φ2）3、一根轻质弹簧原长为l0，在力F作用下伸长了x。则弹簧的劲度系数k是（）A． B． C． D．4、某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上（船未与岸相撞），不计水的阻力，则（）A．该同学和小船最终静止在水面上B．该过程同学的动量变化量大小为105kg·m/sC．船最终的速度是0.95m/sD．船的动量变化量大小为70kg·m/s5、如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为，空气阻力不计，下列说法正确的是（）A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B．水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒C．火箭获得的最大速度为D．火箭上升的最大高度为6、如图，一个质量为m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、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于gB．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为g+D．圆环在B点的速度为2二、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，轻弹簧下端固定在粗糙斜面的挡板上，上端连接一小滑块（视为质点），弹簧处于自然状态时滑块位于O点．先用外力缓慢地把滑块移至A点，此时弹簧的弹性势能为Ep，然后撤去外力，滑块沿斜面向上最高能滑到B点，该过程中滑块的最大动能为Ekm，滑块的动能最大时其所在位置距A点的距离为L．下列说法正确的是A．滑块从A点滑到O点的过程中，其加速度大小先减小后增大B．滑块从A点滑到O点的过程中，其动能一直增大C．滑块经过距A点距离为的位置时，其动能大于D．滑块从A点滑到B点的过程中，克服摩擦阻力和克服重力做功的代数和为Ep8、如图（a），质量M=4kg、倾角为θ的斜面体置于粗糙水平面上，质量m=1kg的小物块置于斜面顶端，物块与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ。t=0时刻对物块施加一平行于斜面向下的推力F，推力F的大小随时间t变化的图像如图（b）所示，t=2s时物块到达斜面底端。斜面体始终保持静止，重力加速度g=10ms2，在物块沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是（）A．物块到达斜面底端时的动能为32JB．斜面的长度为8mC．斜面体对水平面的压力大小始终为50ND．水平面对斜面体的摩擦力水平向右且逐渐增大9、飞机在航空母舰上从静止开始起飞，在自身发动机和舰装弹射器的共同作用下沿水平方向加速运动。发动机产生的推力恒为，弹射器的作用长度为，飞机质量为，飞机所受阻力为弹射器弹力和发动机推力总和的20%。若飞机在弹射结束时要求的速度为，则弹射过程中（）A．飞机的加速度为B．弹射器推力为C．弹射器对飞机做功为D．弹射器对飞机做功的平均功率为10、如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑14圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能EkA．B．C．D．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）如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间动摩擦因数。在水平面上将弹簧一端固定，另一端与滑块接触（两者不固连）。压缩弹簧，静止释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过光电门O，最终停在P点。已知挡光片的宽度d，记录滑块上挡光片通过光电门的时间t，重力加速度大小为g。(1)滑块经过O点的速度为____________。(2)除了记录滑块挡光片通过D点光电门的挡光时间之外，还需要测量的一个物理量是____________（填选项前的字母）。A．滑块释放点到P点距离xB．光电门与P点间的水平距离sC．滑块（带挡光片）质量mD．弹簧的长度l(3)动摩擦因数的表达式为____________（用上述测量量和重力加速度g表示）。12．（12分）在一次实验中,某同学想描绘一标有“3V，1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线开关外还有:A．直流电源(电动势约为4V，内阻可不计)B．直流电流表A1(量程0~3A，内阻约为0.1Ω)C．直流电流表A2(量程0~300mA，内阻为1Ω)D．直流电压表V1(量程0~15V，内阻很大)E.直流电压表V2(量程0~4V，内阳很大)F.滑动变阻器(最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A)G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A)H.定值电阻R1=1ΩI.定值电阻R2=10Ω实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据。(1)实验中电流表应选用_____，电压表应选用_______，滑动变阻器应选用_____(均用序号字母表示)。(2)请按要求设计实验电路_______(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，现把实验中使用的两个相同的小灯泡串联后由E=3V，内阻不计的电源供电，此时灯泡的实际功率约为______W(结果保留两位有效数字)。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，两条足够长的光滑导电轨道倾斜放置，倾角，轨道足够长，轨道间距离，轨道下端连接的电阻，轨道其他部分电阻不计，匀强磁场垂直于轨道平面向上，磁感应强度，一质量为，电阻的导体棒ab在平行于轨道的恒定的拉力F作用下由静止开始向上运动，时速度达到最大，最大速度。这时撤去拉力F，导体棒继续运动到达最高点，全过程中流过电阻R的电荷量，，取，求：（1）导体棒达到最大速度时导体棒两端的电势差；（2）导体棒ab在恒定的拉力F作用下速度为时的加速度大小；（3）向上运动的全过程中电阻R上产生的热量。14．（16分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=52(1)a粒子的发射速率(2)匀强电场的场强大小和方向(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值15．（12分）如图所示，光滑斜面体ABC固定在地面上，斜面AB倾角为37°，斜面AC倾角为53°，P、Q两个物块分别放在AB、AC斜面上，并用绕过斜面体顶端A处光滑定滑轮的细线连接。放在AC斜面上的轻弹簧，一端与Q相连，另一端与固定在C点的挡板相连，物块P、Q的质量分别为2m、m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，两斜面足够长。开始时锁定物块P，细线刚好拉直，张力为零，现解除物块P的锁定，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)解除锁定的一瞬间，物块P的加速度大小；(2)当物块Q向上运动的距离时，物块Q的速度大小；(3)当物块Q向上运动的距离时，弹簧断开，同时给物块P一个平行AB斜面向上的恒定推力F，此后细线的拉力为零，且P、Q两物块的速度同时减为零，则当物块Q速度为零时，物块P克服推力做功为多少。

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【解析】

A．在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故A错误。BCD．太空垃圾在地球的引力作用下绕地球匀速圆周运动，根据可得离地越低的太空垃圾运行角速度越大；离地越高的太空垃圾运行加速度越小；离地越高的太空垃圾运行速率越小，故BD错误，C正确。故选C。2、D【解析】

A．由图可知0到r0电势不变，之后电势变小，带电金属球为一等势体，再依据沿着电场线方向，电势降低，则金属球带正电，A错误；B．沿电场线方向电势降低，所以A点的电场强度方向由A指向B，B错误；C．图像斜率的物理意义为电场强度，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，C错误；D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功D正确。故选D。3、B【解析】

已知弹簧的弹力F与伸长的长度x，根据胡克定律得ACD错误，B正确。故选B。4、B【解析】

AC.规定该同学原来的速度方向为正方向.设该同学上船后，船与该同学的共同速度为v.由题意，水的阻力忽略不计，该同学跳上小船后与小船达到共同速度的过程，该同学和船组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得m人v人－m船v船=（m人+m船）v，代入数据解得v=0.25m/s，方向与该同学原来的速度方向相同，与船原来的速度方向相反，故A、C错误；B.该同学的动量变化量为Δp=m人v－m人v人=60×（0.25－2）kg·m/s=－105kg·m/s，负号表示方向与选择的正方向相反，故B正确；D.船的动量变化量为Δp＇=m船v－m船v船=140×[0.25－（－0.5）]kg·m/s=105kg·m/s，故D错误.5、D【解析】

A．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A错误；B．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B错误；C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有解得C错误；D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有解得D正确。故选D。6、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O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A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长根据牛顿第二定律，有解得故C错误；D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能解得故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、ACD【解析】

滑块从A点滑到O点的过程中，弹簧的弹力逐渐减小直至零，弹簧的弹力先大于重力沿斜面的分力和滑动摩擦力之和，再等于重力沿斜面的分力和滑动摩擦力之和，后小于重力沿斜面的分力和滑动摩擦力之和，合外力先沿斜面向上，随着弹簧的减小，合外力减小，则加速度减小．合外力后沿斜面向下，随着弹簧的减小，合外力反向增大，则加速度反向增大，所以加速度大小先减小后增大，故A正确．在AO间的某个位置滑块的合外力为零，速度最大，所以滑块从A点滑到O点的过程中，速度先增大后减小，则动能先增大后减小，故B错误．设动能最大的位置为C，从A到C，由动能定理得：，设距A点距离为的位置为D，此位置动能为；滑块从A到D的过程，由动能定理得：，因为，则故C正确．滑块从A点滑到B点的过程中，根据动能定理得：，又，则得，即克服摩擦阻力和克服重力做功的代数和为，故D正确．8、AC【解析】

A．物块与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ可知则物体所受的合力为F，由F-t图像以及动量定理可知可得v=8m/s则动能选项A正确；B．若物块匀加速下滑，则斜面的长度为而物块做加速度增大的加速运动，则物块的位移大于8m，即斜面长度小于8m，选项B错误；CD．滑块对斜面体有沿斜面向下的摩擦力，大小为垂直斜面的压力大小为两个力的合力竖直向下，大小为mg，则斜面体对水平面的压力大小始终为Mg+mg=50N，斜面体在水平方向受力为零，则受摩擦力为零，选项C正确，D错误；故选AC。9、ABC【解析】

A．加速过程有解得故A正确；B．阻力由动能定理得解得故B正确；C．弹射器做功为故C正确；D．弹射器做功的平均功率为故D错误。故选ABC。10、BC【解析】A、设下落高度为h时，根据动能定理可知：Ek=mgh，即B、如图所示，θ向心力为：F-mgcosθ=mv2R，而且：则整理可以得到：F=mgcosθ+mvC、整个过程中只有重力做功，物块机械能守恒，即物块机械能不变，故选项C正确；D、根据瞬时功率公式可以得到：P=mgv而且由于12m整理可以得到：P=mgvsin点睛：本题考查了动能定理、机械能守恒的应用，要注意向心力为指向圆心的合力，注意将重力分解。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、B【解析】

(1)[1]遮光条的宽度较小，通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，根据平均速度公式可知滑块的速度(2)[2]到的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得动摩擦因数的表达式为还需要测量的物理量是：光电门与之间的水平距离，ACD错误，B正确。故选B。(3)[3]根据上述分析可知12、CEF0.54--0.57【解析】

(1)[1][2]小灯泡的额定电压为3V，因此电压表选择量程大于等于3V的即可，电压表故选E；而小灯泡的额定电流为电流表A1量程太大，测量误差太大，故应用电流表A2和定值电阻并联，改装成电流表，电流表故选C；[3]还需要调节电路的滑动变阻器，为了方便操作，且小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应选阻值较小的F；(2)[4]本实验小灯泡两端的电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；同时因电流表内阻与小灯泡的电阻接近，电压表内阻远大于小灯泡的电阻，故电流表选用外接法；实验电路图如图所示：(3)[5]电源内阻不计，两灯泡串联，每个灯泡两端电压相等为，根据图象可知，此电压下流经灯泡的电流为则小灯泡的功率四、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、（1）；（2）；（3）0.8J【解析】

（1）导体棒达到最大速度时根据右手定则知导体棒中的感应电流由a到b解得（2）导体棒达到最大速度时有解得导体棒ab在恒定的拉力F作用下速度为时解得（3）全过程根据能量守恒得解得14、（1）粒子发射速度为v=（2）电场强度的大小为E=25qL（3）粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值t【解析】（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图三所示：由几何知识可得P