2022湖北省鄂东南三校高三5月联考物理试题（含详解）

鄂东南三校联考物理试题

命题学校：鄂州高中    命题人：江文雄    审题人：熊正春，孙慧

试题分值：100分        考试时间：75分钟

一、选择题（1-7为单选题，8-11为多选题，每题4分，共44分。）

1. 如图甲所示，一维坐标系中有一质量为的物块静置于轴上的某位置（图中未画出），时刻，物块在外力作用下沿轴开始运动，图乙为其位置坐标和速率平方关系图像的一部分．下列说法正确的是（   ）

A. 物块做匀加速直线运动且加速度大小为

B. 时物块位于处

C. 时物块的速率为

D. 在时间内物块所受合外力做功为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由

结合题图乙可知物块做匀加速直线运动，由图中数据x=0时v2=2；x=2时v2=4，可解得，加速度

初位置

故A错误；

BC．由

得时物块位于处，物块速率

故B错误，C正确；

D．由动能定理得内物块所受合外力做功为，故D错误．

故选C。

2. 如图所示，质量为的木块放在水平地面上，固定在上的竖直轻杆的顶端分别用细绳和连接小球和小球，小球、质量分别为和，当与水平方向成30°角的力作用在小球上时，、、刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则下列判断正确的是（　　）

A. 力的大小为 B. 地面对的支持力等于

C. 地面对的摩擦力大小为 D. =2

【答案】A

【解析】

【详解】AD．以B研究对象受力分析，水平方向受力平衡

得

竖直方向受力平衡，则

得

以为研究对象受力分析，竖直方向

水平方向

联立得

故A正确，D错误；

BC．以整体为研究对象受力分析，水平方向

竖直方向

可见小于，故BC错误。

故选A。

3. 以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（　　）

A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大

B. 质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，根据可知，在此过程中减少的质量转化成了能量

C. 若核反应后比结合能增大，则该反应一定会放出能量；若核反应后核子平均质量减小，则该反应一定要吸收能量。

D. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能

与入射光的频率有关，与光的照射强度无关，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能是不变的，故A错误；

B．质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，根据可知，不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去，故B错误；

C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，核反应中就会出现质量亏损，根据可知，则要释放能量，故C错误；

D．氢原子的核外电子由较高能级迁到较低能级时，能量减小，释放光子，由高轨道跃迁到低轨道，根据

可知，电子速度增大，动能增大，能量减小，则电势能减小，故D正确。

故选D。

4. 如图所示，、是两个相干光源，由它们发出的光在图中平面内产生干涉。下列表示相干结果相同点的轨迹的图线正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】相干结果相同点振动步调一致，与波源的路程差为0或半波长的偶数倍，P、Q连线的中垂线到P、Q的路程差为0，为振动加强点，与波源的路程差为半波长的偶数倍点的轨迹是中垂线上下两条曲线，根据该规律，知B正确，ACD错误。

故选B。

5. 如图是中国空间站首次太空授课活动。在约60分钟的授课中，神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富生动地介绍展示了空间站工作生活场景，演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象，并讲解了实验背后的科学原理。据王亚平介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。已知地球半径约6400km，重力加速度为9.8m/s2。则（　　）

A. 空间站绕地球运动的周期约120分钟

B. 空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火加速

C. 空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度

D. 空间站运动时的向心加速度大于9.8m/s2

【答案】C

【解析】

【详解】A．在空间站中一天可以看见16次日出。间站绕地球运动的周期

A错误；

B．空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，做近心运动，需要点火减速， B错误；

C．根据

可知

轨道半径越大，线速度越小，因为同步卫星的轨道半径大，所以空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度，故C正确；

D．根据牛顿第二定律

得

近地卫星轨道半径近似等于地球半径，此时向心加速度

故空间站运动时,轨道半径大于地球半径，空间站运动的向心加速度小于9.8m/s2，故D错误。

故选C。

6. 如图，一定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c，已知气体由从状态a变化到状态b的过程中外界对气体做功为，与外界的热交换量为，从状态b变化到状态c过程中外界对气体做功为，与外界的热交换量为，下列说法正确的是（　　）

A. 气体在状态a、状态b、状态c时的内能相等 B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．设气体在状态a、状态b、状态c时的温度分别为、、，由图中数据，根据理想气体状态方程有

可得

则理想气体在状态和状态的内能相等且小于状态的内能，故A错误；

B．由图可知，气体由从状态a变化到状态b过程中外界对气体做功为

从状态b变化到状态c过程中外界对气体做功为

则有

故B错误；

CD．根据热力学第一定律可知，气体由状态变化到状态有

由A分析可知，气体在状态和状态的内能相等，则

即

则

故C错误D正确。

故选D。

7. 如图所示，甲､乙为两个相同的平行板电容器，它们的极板均水平放置，上极板间连有一个二极管，下极板均接地｡a､b是电荷量相同､质量分别为m1､m2的带负电油滴｡当甲､乙的电荷量分别为Q1､Q2时，油滴a､b恰好分别悬浮在甲､乙的极板之间，则下列说法可能正确的是（　　）

A. Q1大于Q2

B. m1大于m2

C. 将甲的上极板向上平移少许，a向下运动，b向上运动

D. 将乙的上极板向右平移少许，a向下运动，b向上运动

【答案】C

【解析】

【详解】AB.液滴带负电保持静止，因此可知上极板带正电，Q1的带电量如果大于Q2，由可知甲的电压高于乙的电压，则会向乙放电使得甲乙的电荷量相同，如果乙的电荷量大，则因为二极管单项导电则不会向甲放电，因此可知电荷量关系为，由与及可得

又油滴静止可得

甲的场强小于等于乙的场强，因此甲的质量小于等于乙的质量，AB错误;

C.如果甲乙的初始电荷量相同，将甲的上极板向上平移少许时,甲的上极板与乙的上极板等势,甲因为电势升高向乙放电，由与可知,甲的电容C减小,甲的电量Q1减小, 从可知甲的场强减小, a的重力大于电场力,油滴a向下运动.乙的电量Q2增大,从可知乙的场强减小, b的重力大于电场力,油滴b向上运动,C正确;

D.将乙的上极板向右平移少许乙的电容减小,但由于二极管的单向导电性,乙的电量不变,场强变大,b向上运动，电容器甲不发生变化a油滴静止不动,D错误;

故选C。

8. 如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为n1∶n2，电压表和电流表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表V1、V2、电流表A1、A2的示数变化分别为、、、表示，则下列关系一定正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】A．正弦交流电源电压稳定，有

，

所以有

故A正确；

BCD．根据变压器的规律可知，理想变压器原、副线圈电压变化量之比

原、副线圈电流变化量之比

所以有

所以D正确，BC错误。

故选AD。

9. 如图所示，三个小球静止在足够长的光滑水平面，B、C两个小球之间用弹簧连接起来，A球紧靠B球，，。现用水平外力从两侧缓慢压A球与C球，使弹簧处于压缩状态且弹性势能为100J，再突然撤去外力，已知A球与墙壁碰撞无机械能损失，A球若能与B球碰撞则粘合在一起，全程弹簧始终未达到弹性限度，下列说法正确的是（　　）

A. 若只撤去右侧外力且按住A不动，则小球B获得的最大速度为

B. 若只撤去右侧外力且按住A不动，则在此后的运动中，弹簧将会多次出现弹性势能等于的时刻

C. 若同时撤去两侧外力，则在此后的运动中三个小球将会多次出现的共速时刻

D. 若同时撤去两侧外力，则三个小球最终将会以某一共同速度匀速运动下去

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．若只撤去右侧外力，当弹簧恢复原长时，其弹性势能全部转化为C球的动能

解得

弹簧恢复原长后，C球向右做减速运动，B球向右做加速运动，当两球速度相等时，弹簧的弹性势能达到最大，之后B球继续向右做加速运动，C球继续向右做减速运动，当弹簧再次恢复原长时，小球B获得的最大速度。该过程BC及弹簧两球组成的系统的动量守恒

该过程BC两球及弹簧组成的系统的机械能守恒

联立两式解得

故A正确；

B．弹簧恢复原长后，C球向右做减速运动，B球向右做加速运动，当两球速度相等时，弹簧的弹性势能达到最大。该过程BC两球及弹簧组成的系统的动量守恒

解得

该过程BC两球及弹簧组成的系统的机械能守恒

当两球速度相等时，弹簧的弹性势能为

在弹簧的伸长和压缩的循环往复过程中，每次BC两个小球共速时，弹簧均会出现弹性势能等于的时刻，故B正确；

C．若同时撤去两侧外力，则当弹簧第一次恢复原长时，该过程ABC三球及弹簧组成的系统的动量守恒

该过程ABC三球及弹簧组成的系统的机械能守恒

解得

所以当弹簧第一次恢复原长时，A球和B球速度向左，大小为，C球速度向右。大小为。之后，A球向左碰墙后以原速率返回，B球和C球作为一个整体，其质心的速度为

由上述分析可知，A球一定会与B球相撞，则之后在弹簧的伸长和压缩的循环往复过程中，每次当弹簧恢复原长时，均会出现三个小球共速，则有动量守恒

解得

故C正确；

D．由C项分析可知，在弹簧的伸长和压缩的循环往复过程中，小球的速度周期性的发生变化，所以不可能出现三个小球最终将会以某一共同速度匀速运动下去，故D错误。

故选ABC。

10. 如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，斜面顶端有一理想定滑轮，一轻绳跨过滑轮，绳两端分别连接小物块A和B。保持A的质量不变，改变B的质量m，当B的质量连续改变时，得到A的加速度a随B的质量m变化的图线，如图乙所示，设加速度沿斜面向上的力向为正方向，空气阻力不计，重力加速度g取9.8m/s2，斜面的倾角为θ，下列说法正确的是（　　）

A. 若θ已知，可求出A的质量

B. 若θ已知，可求出图乙中m0的值

C. 若θ已知，可求出图乙中a2的值

D. 若θ已知，可求出图乙中a1的值

【答案】CD

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律得，对B得

……①

对A得

……②

联立得

……③

A．若已知，由③可得，不知道B的质量m和A的加速度a，不能求出A的质量，A错误；

B．当时，由③式得

未知，不能求出，B错误；

C．由③式得时

C正确；

D．由③式变形得

当时

D正确。

故选CD。

11. 如图所示，光滑水平面上放置一平行金属导轨，其左端与平行板电容器C相连，一金属棒垂直金属导轨放置，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中。现对金属棒施加一水平向右的恒力F作用，使金属棒由静止开始运动，不计导轨及金属棒的电阻，则下面关于金属棒运动的速度v、加速度a、电容器两板间的电势差U、极板所带电量Q随时间t变化关系图像中，正确的是（ ）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．金属棒做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律

电流的定义式

根据法拉第电磁感应定律

整理以上式子得

所以有

即加速度恒定不变，故A错误，B正确；

C．电容器两板间的电势差

即电容器两板间的电势差U与时间成正比，故C错误；

D．极板所带电量

即极板所带电量Q与时间t成正比，故D正确。

故选 BD。

第Ⅱ卷（非选择题）

二、实验题（12题5分，13题10分）

12. 探究气体等温变化规律的实验装置，如图所示。空气柱的长度由刻度尺读取、气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。

（1）为得到气体的压强与体积关系，下列做法正确的是（     ）

A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力                    B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞

C．推拉柱塞时可用手握住注射器                    D．实验前应测得柱塞受到的重力

（2）采用该装置进行实验，操作过程无误，但根据测得的数据做出图像不过坐标原点，如图所示，图像不过原点的可能原因为：___________。

【答案】    ①. B    ②. 实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体（或者气体实际体积比测量值大等等）

【解析】

【详解】（1）[1]A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，A错误；

B．实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉柱塞，B正确；

C．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，C错误；

D．实验前应测量柱塞的横截面积，并不是测量重力，这样才能得到空气柱的体积，D错误；

故选B。

（2）[2]注射器前端与橡皮帽连接处的气体未测量在内，所以气体实际体积比测量值大，导致测得的数据做出图像不过坐标原点。

13. 某实验兴趣小组测定一内阻可调的化学电池的电动势。该小组设计了如图甲所示的的测量电路，图中R为定值电阻，M、N为化学电池的正、负极（可认为反应只发生在两极附近），P、Q为紧靠正、负极的两个探针，电池槽中间有一打气管道，用打气筒向电池内打气或从电池中抽气，可以改变中间长方体容器内电解质溶液液面的高低，从而改变电池的内阻。主要实验步骤如下

①按甲图连接电路；

②闭合开关S，从电池内抽气，观察并测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电压表读数U；

③重复步骤②，向电池内打气或者从电池内抽气，测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电压表读数U，得到多组数据。

回答下列问题：

（1）电压表测量的是___，当开关S断开时，电压表是否有示数____，下列与之对应的正确选项是______。

A.路端电压，有示数        B.路端电压，无示数

C.内电压，有示数        D.内电压，无示数

（2）若用r表示该化学电池的内阻，用R表示定值电阻的阻值，电压表读数为U，则该电池电动势的表达式______。

（3）该小组成员利用图像来处理获得的多组实验数据，若以h作为横轴，则以______（填“U”、“”或“”）为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。

（4）根据实验所测得的数据和图乙中所标注的字母，可得该化学电池的电动势______（R、a、b为已知量）。

【答案】    ①. D    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]电压表测量的是内电压，当开关S断开时，电路的外电压与电动势相等，此时内电压为零，则电压表无示数，故选D。

（2）[2]根据闭合电路的欧姆定律可知

（3）[3]由题意可知电池的内阻为

（其中l为中间长方体容器的长度，d是宽度）

则带入

可得

则若以h作为横轴，则以 为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。

（4）[4]由图像可知

解得

三、解答题（要求写出必要的公式和文字说明）

14. 如图所示，一块玻璃砖的横截面为三角形ABC与半圆AOCP的组合体，三角形的斜边AC正好是半圆的直径，O点为圆心，半圆的半径为R，。一束单色光从P点射向圆心O，∠POA=67°。已知玻璃砖的折射率，sin48.6°=0.75，sin37°=0.6，求：

（1）如果光束射到AB面上，分析能否发生全反射；

（2）光从玻璃砖射出时与入射光PO间夹角。

【答案】（1）会发生全反射；（2）90°

【解析】

【详解】（1）光束经过O点方向不变，画出光路图如图所示

由几何关系可知，光束射到AB边上的D点，入射角

i=53°

设临界角为C，则

所以

C=48.6°

可见光束在AB面上D点会发生全反射

（2）由几何关系可知，光束射到BC边上的E点，入射角是

在BC边上，有

所以

r=53°

由几何关系可知，光从玻璃砖射出时与入射光PO间的夹角为90°

15. 如图，运动员起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿线中点，反弹落入篮圈，球心下降到篮圈所在平面时，球未与篮圈接触。已知篮球出手时球心离地的高度、与篮板的水平距离，篮圈离地的高度，“打板区”方框的上沿线离篮圈的高度，篮圈的直径，篮板与篮圈的最小距离；若篮球的直径、质量m＝0.5kg，不考虑空气作用力和篮球的转动。重力加速度g取，求：

（1）篮球击中篮板时速度大小；

（2）篮球打板损失机械能的最小值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿线中点，其逆过程可以看作是平抛运动，则有

代入数据得

（2）反弹后做平抛运动，则反弹速度最大时机械能损失最少，则有

解得

篮球打板损失机械能

16. 如图所示，区域I为上、下边界之间距离为的矩形；区域II为半径为的圆形，区域I下边界的水平延长线恰好通过区域II的圆心；区域III的上、下边界与区域I的上、下边界平行，上边界和区域II在M点相切，下边界放置光屏，光屏到点的距离也为。区域I、II中存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小都为，区域I、III中匀强电场的电场强度大小相等，区域I中的电场方向竖直向上，区域III中的电场方向水平向右。在区域I中的不同高度处，都有质量为，带电量为的带正电的粒子水平向右沿直线通过，这些粒子经过区域II时做匀速圆周运动的半径也都为，不计粒子的重力，求：

（1）区域I中匀强电场的电场强度大小；

（2）这些粒子通过区域II所用的时间不同，计算得出通过区域II的最长时间与最短时间之差；

（3）这些粒子打在光屏上形成的亮条长度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在区域I中

在区域II中

解得

（2）如图所示

由几何知识得，在区域II运动时间最短的粒子转过的角度为；最长的粒子转过的角度为，则最短时间为

最长时间为

时间差为

解得

（3）粒子在M点进入区域III时与水平方向的最小夹角为；最大夹角为，在区域III

临界状态1的竖直方向

水平方向

临界状态2竖直方向

水平方向

可得