湖北省武昌市高三第三次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

湖北省武昌市高三第三次模拟考试新高考物理试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、利用放置在绝缘水平面上的环形电极与环外点电极，可模拟带电金属环与点电荷产生电场的电场线分布情況，实验现象如图甲所示，图乙为实验原理简图。图乙中实线为电场线，a、d关于直线MN对称，b、c为电场中的点，e为环内一点。由图可知()A．带电金属环与点电荷带等量异种电荷B．b、c、e三点场强的大小关系为Eb＞Ec＞EeC．a、d的场强相同D．c点的电势比d点高2、嫦娥四号探测器（以下简称探测器）经过约110小时奔月飞行后，于2018年12月12日到达且月球附近进入高度约100公里的环月圆形轨道Ⅰ，如图所示：并于2018年12月30日实施变轨，进入椭圆形轨道Ⅱ。探测器在近月点Q点附近制动、减速，然后沿抛物线下降到距月面100米高处悬停，然后再缓慢竖直下降到距月面仅为数米高处，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球背面。下列说法正确的是（）A．不论在轨道还是轨道无动力运行，嫦娥四号探测器在P点的速度都相同B．嫦娥四号探测器在轨道I无动力运行的任何位置都具有相同的加速度C．嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行的任何位置都具有相同动能D．嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行从P点飞到Q点的过程中引力做正功3、如图所示，P是一束含有两种单色光的光线，沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分成a、b两束光线，则下列说法中正确的是（）A．a光频率小于b光频率B．在玻璃砖中传播的时间a光比b光长C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率D．若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动180°，P光线保持不变，则a、b两束光线也保持不变4、静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）A．在x2和x4处电势能相等 B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大 D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大5、宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O为抛出点，若该星球半径为4000km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2·kg－2，则下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为16.0m/s2B．该星球的第一宇宙速度为4.0km/sC．该星球的质量为2.4×1020kgD．若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s6、如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO’做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法中正确的是A．从tl到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nBSB．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为Nbs/RC．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSωD．电流表的示数为二、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、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动其图象如图所示已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，则以下说法正确的是A．汽车在前5s内的牵引力为B．汽车速度为时的加速度为C．汽车的额定功率为100

kWD．汽车的最大速度为80

8、2019年10月诺贝尔物理学奖授予两位天文学家MichelMayor和DidierQueloz，1995年他们首次探测到太阳系外行星的存在，从而开始了人类大规模的太阳系外行星搜寻。2016年8月欧洲南方天文台曾宣布在离地球最近的恒星“比邻星”附近发现宜居行星“比邻星b”。“比邻星b”的质量约为地球质量的1.3倍，半径约为地球半径的2.2倍，若不考虑星球的自转效应，则A．“比邻星b”表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度B．“比邻星b”表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度C．“比邻星b”的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D．“比邻星b”的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度9、如图所示，在真空中，某点电荷Q形成的电场中，a、b、c三个虚线圆分别表示电场中的三个等势面，它们的电势分别为45V、25V、15V。一粒子q带电荷量大小为0.1C，电性未知，在电场中的运动轨迹如图中实线KLMN所示。下列说法正确的是（）A．场源电荷Q带负电B．粒子q带正电C．粒子q从K到L的过程中，克服电场力做功3JD．粒子在距场源电荷最近的L处动能为零10、如图，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为．则磁感应强度方向和大小可能为A．正向， B．正向，C．负向， D．沿悬线向上，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）某同学用图示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”，实验的主要步骤如下：A．将贴有白纸的木板竖直放置，弹簧测力计A挂于固定在木板上的P点，下端用细线挂一重物M。B．弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，细线均与木板平行。C．记录O点的位置、两个弹簧测力计的读数和。D．测量重物M的重力G，记录OM绳的方向。E.选择合适的标度，用刻度尺做出测力计拉力和的图示，并用平行四边形定则求出合力。F.按同一标度，做出重物M重力G的图示，并比较F与G，得出结论。(1)在上述步骤中，有重要遗漏的步骤是________（请填写步骤前的序号），遗漏的内容是________。(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，其中正确的是（____）A．OA、OB两根绳必须等长B．OA、OB两根绳的夹角应该等于C．OA、OB两根绳要长一点，标记同一细绳方向的两个点要远一点D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置(3)本实验采用的科学方法是（____）A．微元法B．等效替代法C．理想实验法D．科学推理法12．（12分）某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则，实验装置如图甲所示．在贴有白纸的竖直板上，有一水平细杆MN，细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器A、B，传感器与计算机相连接．两条不可伸长的轻质细线AC、BC(AC>BC)的一端结于C点，另一端分别与传感器A、B相连。结点C下用轻细线悬挂重力为G的钩码D。实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器A、B间的距离d，传感器将记录的AC、BC绳的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图乙所示张力F随距离d的变化图线。AB间的距离每增加0.2m，就在竖直板的白纸上记录一次A、B、C点的位置．则在本次实验中，所用钩码的重力G＝________N；当AB间距离为1.00m时，AC绳的张力大小FA＝________N；实验中记录A、B、C点位置的目的是________________。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）滑雪者高山滑雪的情景如图所示。斜面直雪道的上、下两端点的高度差为，长度为。滑雪者先在水平雪面上加速运动，至斜面雪道上端点时的速度达。滑雪者滑行至斜面雪道下端点时的速度为。滑雪者的质量为，求：（g取，计算结果保留2位有效数字）(1)滑雪者在空中的运动时间；(2)滑雪者在斜面直雪道上运动损失的机械能。14．（16分）如图所示，在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。若撤去该区域内的磁场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子恰好从A点射出；若撤去该区域内的电场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子将在该区域内做匀速圆周运动。粒子重力不计。求：(1)粒子做匀速圆周运动的半径r；(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时，粒子在该区域内运动的时间之比。15．（12分）如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点．求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角．

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、B【解析】

A．由图可知金属环与点电荷一定带异种电荷，但不一定等量，故A错误；B．由电场线的疏密可知又因为e点为金属环内部一点，由静电平衡可知金属环内部场强处处为零，故B正确；C．a、d场强大小相等方向不同，故C错误；D．由等势面与电场线垂直和沿电场线电势逐渐降低可知c点的电势比d点低，故D错误。故选B。2、D【解析】

A．嫦娥四号探测器在Ⅰ轨道P点处的速度大于在Ⅱ轨道P点处的速度，故A错误；B．因为加速度是矢量，有方向，加速度的方向时刻都在变化，故B错误；C．因为轨道II是椭圆形轨道，所以嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行的速度大小一直在变化，所以不是任何位置都具有相同动能，故C错误；D．因为嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行从P点飞到Q点的过程中，引力与速度的方向夹角小于，所以做正功，故D正确。故选D。3、B【解析】

AC．由图看出a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，折射率大则频率大，则a光的频率大，AC错误；B．根据公式可知a光的折射率较大，则在玻璃砖中，a光的速度小于b光的速度，则在玻璃砖中传播的时间a光比b光长，B正确；D．旋转前，发生折射过程是由玻璃射向空气中，而旋转180°后，发生的折射过程是由空气射向玻璃，故光线会发生变化，D错误。故选B。4、B【解析】

首先明确图像的物理意义，结合电场的分布特点沿电场线方向电势差逐点降低，综合分析判断。【详解】A．x2﹣x4处场强方向沿x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向，电势升高，则正电荷在x4处电势能较大，A不符合题意；B．x1﹣x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，B符合题意；C．由x1运动到x4的过程中，逆着电场线方向，电势升高，正电荷的电势能增大，C不符合题意；D．由x1运动到x4的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，故由F=qE知电场力先增大后减小，D不符合题意故选B。5、B【解析】

A．物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有联立解得该星球表面的重力加速度为，故A错误；BC．设该星球的第一宇宙速度为，该星球的质量为，在星球表面附近，则有解得故B正确，C错误；D．根据万有引力提供向心力有解得卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度，同步卫星的速度一定小于4.0km/s，故D错误；故选B。6、D【解析】试题分析：由图可知，tl和t3这两时刻的磁通量大小为BS，方向相反；故穿过线圈磁通量的变化量为2BS；故A错误；从t3到t4这段时间磁通量的变化为BS，则平均电动势；因此通过电阻R的电荷量为；故B错误；t3时刻电动势E=NBSω；则由法拉第电磁感应定律可知：；则穿过线圈的磁通量变化率为BSω；故C错误；电流表的示数为有效值，则有：；故D正确；故选D．考点：法拉第电磁感应定律；交流电的有效值二、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、AC【解析】由速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a=m/s2＝4m/s2，根据牛顿第二定律得，F-f=ma，解得牵引力F=f+ma=1000+4000N=5000N，故A正确．汽车的额定功率P=Fv=5000×20W=100000W=100kW，汽车在25m/s时的牵引力F′＝N＝4000N，根据牛顿第二定律得，加速度，故B错误，C正确．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度，故D错误．故选AC．点睛：本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大．8、BD【解析】

AB．在星球表面，重力与万有引力相等，则有：g=，所以==＜1所以“比邻星

b”表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度。故A错误，B正确。CD．根据v=可得：==＜1所以“比邻星b”的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度。故C错误，D正确。9、BC【解析】

A．因为a、b、c三个虚线圆电势分别为45V、25V、15V，说明场源电荷Q带正电，故A错误；B．由粒子运动轨迹可知，粒子与场源电荷之间是斥力作用，粒子q带正电，故B正确；C．粒子q从K到L的过程中，电势升高，电势差为30V，克服电场力做功为故C正确；D．由运动轨迹可以看出，粒子做曲线运动，在L处速度大小不可能为零，故D错误。故选BC。10、BC【解析】试题分析：磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，则导体不可能处于平衡状态，选项A错误；磁感应强度方向为y正向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，此时细线的拉力为零，由平衡条件得：BIL=mg，解得：B=，选项B正确；磁感应强度方向为z负向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，由平衡条件得：BILcosθ=mgsinθ，解得：B=，选项C正确；当沿悬线向上时，由左手定则可知，安培力垂直于导线斜向左下方，导体不可能处于平衡状态，选项D错误；故选BC.考点：物体的平衡；安培力；左手定则【名师点睛】此题是物体的平衡及安培力的方向判断问题；左手定则和右手定则一定要区分开，如果是和力有关的则全依靠左手定则，即关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则；注意立体图形和平面图形的转化.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、C没有记录和的方向CB【解析】

(1)[1][2]本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，两个分力和一个合力应该具有相同的效果。所以实验时，步骤C:除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示，即遗漏的内容是没有记录F1和F2的方向。(2)[3]A．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误;B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不需要两绳夹角要为120°，故B错误;C．为了让效果相同，改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置，故C正确;故选C。(3)[4]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故ACD错误，B正确。故选B。12、30.018.0BC绳张力的方向【解析】

[1]根据题意，由于AC＞BC，所以刚开始分开的时候，AC绳拉力为零，BC绳拉力等于钩码的重力，可知G=30.0N；[2]由题给图象分析可以知道图线Ⅱ为绳AC拉力的图象，则当AB间距离为1.00m时，由图线可以知道此时AC绳的张力大小FA＝18N；[3]实验中记录A、B、C点位置的目的是记录AC、BC绳张力的方向，从而便于画出平行四边形。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)【解析】

(1)平抛运动过程，水平位移为竖直位移为由几何关系得解得(2