湖北省（东风高中、天门中学、仙桃中学）三校2023届高三物理上学期12月联考试卷（Word版附答案）

东风高中、天门中学、仙桃中学2023届高三12月考试

高三物理试题

命题学校：仙桃中学

考试时间：2022年12月16日上午10:30-11:45    试卷满分：100分

一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44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8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1.一物体做匀加速直线运动依次经过A、B、C三点，A到B和B到C的时间相同，A到B过程的平均速度为，B到C过程的速度变化量为，则物体经过A点的速度大小为（    ）

A. B. 

C. D.

2.手工课上几个同学搭积木，他们将三棱柱C放在最下面，上面放着三棱柱B，最上面是圆柱A，三块积木的截面如图所示。已知三块积木均处于静止状态，则下列说法正确的是（    ）

A.三棱柱C受到地面向右的摩擦力

B.三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力

C.若用水平向右的力推三棱柱C，系统仍保持静止，则三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力可能发生改变

D.若用水平向右的力推三棱柱C，系统保持相对静止向右做匀加速直线运动，则三棱柱B一定受到4个力的作用

3.如图所示，足够长的导体棒固定在相互平行且间距的金属导轨上，导体棒与水平导轨的夹角为37°，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中。已知该回路中的电源电动势，回路中的总电阻，导体棒与导轨接触良好，取，，则导体棒所受的安培力大小为（    ）

A.0.9N B.1.125N C.1.5N D.2.25N

4.在如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，其中，现将滑动变阻器的滑动触头逐渐向移动过程中（    ）

A.电压表的示数减小，电流表的示数减小 

B.电压表的示数增大，电流表的示数增大

C.电源的总功率增大  D.电源的输出功率减小

5.2021年5月15日，中国首个火星探测器“祝融”号登陆红色星球火星，正式开始系外行星之旅，成为第二个登陆火星的国家，由此引发广大太空迷的关注。假设未来人类宇航员登陆火星后，在火星表面将小球竖直上抛，取抛出点位置位移为0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，通过计算机得出小球运动的的图像如图所示（其中、均为已知量）。设火星是半径为R的匀质球体，引力常量为G，忽略火星自转的影响。下列说法正确的是（    ）

A.小球竖直上抛的初速度为 

B.小球从点上升的最大高度为

C.火星的质量为  D.火星的第一宇宙速度为

6.如图，长直导线MN置于三角形金属线框abc上，彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增大时，线框中（    ）

A.磁通量变化量为零  B.没有产生感应电流

C.感应电流方向为abca  D.感应电流方向为acba

7.如图所示，某滑草场有两个坡度不同的斜草面和（均可看作斜面）。质量不同的甲、乙两名游客先后乘坐同一滑草板从点由静止开始分别沿和滑下，最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因数处处相同，下列说法正确的是（    ）

A.甲沿斜面下滑的时间比乙沿斜面下滑的时间长

B.甲、乙经过斜面底端时的速率相等

C.甲、乙最终停在水平草面上的同一位置

D.甲沿斜面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙的大

8.一列简谐横波时刻的波形如图所示，其中、为平衡位置在和的两个质点。已知质点比质点提前0.5s回到平衡位置，下列说法正确的是（    ）

A.简谐波沿轴正方向传播  B.波传播速度的大小为4m/s

C.时，、的速率相等 

D.时，、的运动方向相同

9.在等量异种点电荷、的电场中，为两点电荷连线的中点，为两电荷连线中垂线上的一点。现将一试探电荷从点沿方向射出，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，交两电荷的连线于点。下列关于该试探电荷的说法，正确的是（    ）

A.可能带正电

B.过点时的加速度比在点时大

C.从点到点的过程中，电势能增大

D.过点时的速度比在点时大

10.一个半径为的竖直固定的光滑圆环上套有一个质量为的小球，一根轻弹簧上端固定在圆环的圆心处，下端固定在小球上.小球处于圆环的最低处时给小球水平向右大小为的初速度，此时圆环恰好对小球没有弹力，重力加速度为，下列说法正确的是（    ）

A.小球在圆环最高点时圆环对小球的弹力大小为

B.小球在圆环最低点时，弹簧的弹力大小为

C.小球在圆环的最高点时弹簧的弹力比小球在最低点时大

D.小球经过圆环最高点的速度大小为

11.如图，光滑绝缘水平面的右侧存在着匀强电场和匀强磁场组成的复合场，电场方向竖直向下，磁场方向水平向外，磁感应强度大小为B；一电荷量为q、质量为m的小球a在水平面上从静止开始经电压U加速后，与静止着的另一相同质量的不带电金属小球b发生碰撞并粘在一起，此后水平向右进入复合场中，在竖直面内做匀速圆周运动。电荷量的损失不计，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（    ）

A.小球a可能带正电

B.小球a、b碰撞后的速度

C.小球b做匀速圆周运动的半径为

D.小球从圆轨道的最低点到最高点，机械能增加量

二、实验题（2小题，共16分）

12.（6分）用图1所示的实验装置研究加速度与物体受力、物体质量之间的关系。

（1）研究加速度与物体质量之间的关系的主要实验步骤如下：

a.用天平测出小车的质量。

b.安装好实验器材，调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力。

c.在小桶内装砂，用细绳悬挂小桶并绕过滑轮系在小车上，调整细绳方向与木板平行。

d.接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点；断开电源，取下纸带并在纸带上标上编号。

e.保持砂和桶的总质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量，并做好记录，重复步骤d。

f.求出每条纸带对应的加速度并填入表中；在坐标纸上建立坐标系，描点作图，以研究加速度与质量的关系。

综合上述实验步骤，请你完成以下任务：

①实验中，需要平衡摩擦力和其它阻力，在此过程中，下列说法正确的是________________。

A.小车后面不能拖纸带 B.系在小车的细绳上不能悬挂小桶    C.打点计时器必须接通电源

②图2所示为实验中得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为，由图中数据可计算出小车的加速度___________。（结果保留2位有效数字）

③若实验中砂和桶的总质量为，则从理论分析可得砂和桶的总重力与细绳对小车的拉力的大小关系为__________（选填“略大于”、“等于”或“略小于”）。

（2）某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图3所示，他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。

请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）

13.（10分）某实验小组成员要测量某一定值电阻的阻值。

（1）小王同学设计了如图甲所示的电路。图中R为电阻箱，为滑动变阻器。电流表（量程0~25mA，内阻）。

闭合电键前，将图中的滑动变阻器滑片移到最（填“左”或“右”）端，同时将电阻箱的阻值调为较大，闭合电键，再闭合电键，移动滑动变阻器的滑片、使电流表的指针偏转较大角度，记录此时电流表的示数，及电阻箱的示数，保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开电键，调节电阻箱，使电流表的示数仍为，记录这时电阻箱接入电路的电阻，则被测电阻___________。

（2）小李同学设计了如图乙所示的电路。实验前，将滑动变阻器的滑片移到合适的位置，闭合电键，多次调节滑动变阻器和电阻箱，每次使电压表有同一个较大读数U，记下每次调节后电阻箱的读数R和对应电流表的读数。以电阻箱电阻的读数R为横坐标，以电流表读数I的倒数为纵坐标建立坐标系，描点作图，获得图线的纵轴截距为b，如图丙所示，可知被测电阻__________（用题中所给的物理量符号表示），若从系统误差的角度分析用该方法测得的电阻与真实值相比____________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

三、计算题（3小题共40分，请考生规范作答。）

14.（10分）如图甲所示为无人机，它具有4个旋翼，可以通过调整旋翼倾斜度而产生不同方向的升力。2020黄埔马拉松在12月27拉开序幕，此次赛事无人机在拍摄、巡查、安保等方面大显身手。赛事开始，调整旋翼使无人机以竖直向上的恒定升力从地面静止升起，到达稳定速度过程中，其运动图像如图所示乙。已知无人机质量为，飞行时受到的空气阻力与速率成正比，即，方向与速度方向相反。重力加速度取，求：

（1）值和1s末无人机的加速度大小：

（2）调整旋翼角度以改变升力，使无人机以水平飞行进行录像，求此时的升力大小和升力方向与水平方向所夹锐角的正切值。（答案允许含根号）

15.（14分）把一个质量为的小球放置于高度为的直杆顶端，一颗质量为的弹丸以的速度沿水平方向对准球心击打小球，取.不计空气阻力。

（1）若弹丸嵌入小球，求击中后瞬间小球的速度大小；

（2）若弹丸穿透小球后，小球落地点离杆的距离，求弹丸的落地点离杆的距离；

（3）若弹丸与小球发生弹性碰撞，求二者落地点的距离。

16.（16分）如图所示，A、B、C三点构成的直角三角形内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，、，边长为，有一荷质比为的带正电粒子（不计重力）从水平放置的平行板电容器的上极板附近由静止释放，经加速从板小孔（大小不计）射出，并从点沿着边射入磁场，经偏转恰好不从边界射出.已知两板间所加电压恒为，板间及板到边距离均为，电容器和磁场外部区域为真空，求：

（1）粒子运动的速率；

（2）匀强磁场磁感应强度大小；

（3）粒子从释放到射出磁场的总时间。

东风高中、天门中学、仙桃中学2023届高三12月考试

物理答案

1.【答案】A

【解析】【解答】设相等时间为，加速度为，则A到B，B到C的速度变化量相等，都是，则，，解得，故答案为：A。

2.【答案】B

【解析】【解答】A.以A、B、C整体为研究对象，可知重力和支持力平衡，不受摩擦力，故A错误；

B.以A、B整体为研究对象，A、B在斜面上满足可知三棱柱B与三棱柱C之间一定有摩擦力，故B正确；

C.水平力作用在C上，对A、B整体研究，A、B受力并没有发生变化，因此三棱柱B与三棱柱C之间的相互作用力不会发生改变，故C错误；

D.对A而言，加速度水平向右，因此合力向右，故一定受到B的水平摩擦力，因此B一定受到A的摩擦力和A的压力，而B本身受到重力以及C对B的支持力，但除此之外，B还可能受到C沿斜面的摩擦力，故D错误。故选B。

3.【答案】C

【解析】【解答】根据闭合电路欧姆定律可得

则导体棒所受的安培力大小为故答案为：C。

4.【答案】C

【解析】【解答】AB.滑动变阻器的滑动触头逐渐向a移动中，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，则电源内阻上的电压降增大，由可知，电源的路端电压减小，即电压表的示数减小，因电源的路端电压减小，两端电压增大，与并联电路的电压减小，由欧姆定律可知电流减小，则电流表的示数增大，AB不符合题意；

C.由可知，电路中的总电流增大，不变，所以电源的总功率增大，C符合题意；

D.由题意可知，则外电路电阻大于内电阻，当外电阻减小时，外电阻与内电阻更接近，所以电源的输出功率增大，D不符合题意。故答案为：C。

5.【答案】D

【解析】【解答】A.设火星表面重力加速度为g，小球做竖直上抛运动的初速度为，竖直上抛运动位移随时间的表达式为，整理得，由的图像，可得，，解得小球竖直上抛的初速度为，加速度为，A不符合题意；

B.小球竖直上抛的最大高度由，解得，B不符合题意；

C.火星质量为，由，得，C不符合题意；

D.火星表面发设卫星的第一宇宙速度，由万有引力提供向心力，有，得，D符合题意。故答案为：D。

6.【答案】C

【解析】【解答】AB.虽然线框被导线分成面积相等的两部分但离导线越远，磁场越弱。所以根据磁通量相互抵消一部分可得：导线通入由M到N的电流，当电流逐渐增大时，通过导线框的与下方磁场方向相同的磁通量增大，会产生感应电流，AB不符合题意；

CD.根据MN中电流的方向，结合楞次定律则可判断abc中电流的方向感应电流方向为abca，C符合题意，D不符合题意。故答案为：C。

7.【答案】C

【解析】【解答】AB.设滑道的倾角为，动摩擦因数为，滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理

由于与水平面的夹角小于与水平面的夹角，所以得知甲在点的速率大于乙在点的速率。由知，，得，AB不符合题意；

C.再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知

得即

水平位移为为定值，与斜面的倾角无关，所以他们将停在离出发点水平位移相同的位置，C符合题意；

D.由AB分析知，甲到达地面时的速率大于乙到达地面时的速率，而质量的不同，因此无法比较克服摩擦力做功的多少，D不符合题意。

故答案为：C。

8.【答案】B，C

【解析】【解答】A.由题意可知时沿轴负方向运动，沿轴正方向运动，所以应位于波传播方向波形的上坡上，应位于波传播方向波形的下坡上，即波沿轴负方向传播，A不符合题意；

B.设波的传播速度为，由题意可知

解得，B符合题意；

CD.由图可知波长为，则波的周期为

从到经过了半个周期，根据振动的特点可知时、的位移相同，速率相同，而运动方向相反，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：BC。

9.【答案】B，D

【解析】【解答】A.根据合场强方向与试探电荷运动轨迹可知，该试探电荷带负电，A不符合题意；

B.场强，则点的电场强度比点的大，试探电荷在点受到的电场力比点的大，所以试探电荷过点时的加速度比在点时大，B符合题意；

CD.从点到点的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，过点时的速度比在点时大，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：BD。

10.【答案】A，D

【解析】【解答】BC.在最低点时，根据牛顿第二定律弹

解得

在整个圆周运动的过程中，弹簧的伸长量不变，因此弹簧的弹力大小不变，B、C不符合题意；

AD.从最低点到最高点的过程中，小球的机械能守恒

可得小球在最高点的速度

根据牛顿第二定律

解得圆环对小球的弹力

A、D符合题意。

故答案为：AD。

11.【答案】B，D

【解析】【解答】A.小球和碰后在竖直平面内做匀速圆周运动，故重力等于电场力，即洛伦兹力提供向心力，所以

由于电场力的方向与场强的方向相反，故小球带负电，A不符合题意；

B.小球经加速电场加速由动能定理有

小球经加速电场后的速度为

小球与发生碰撞，由动量守恒有

解得B符合题意；

C.小球和碰后在竖直平面内做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有

解得C不符合题意；

D.由功能关系可知，机械能的增加量为电场力所做的功，则有D符合题意。

故答案为：BD。

12.【答案】（1）BC（2分，选不全得1分）；1.1（1分）；略大于（1分）

（2）有必要（1分）；没必要（1分）

【解析】【解答】(1)①A.平衡摩擦力时研究对象是小车，是让小车所受的摩擦力等于小车所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器，以平衡包括纸带与打点计时器之间的摩擦而产生的一切阻力，A不符合题意；

B.平衡摩擦时，小车不受外力作用下做匀速直线运动，所以不挂上小桶，B符合题意；

C.打点计时器必须接通电源，纸带上打的点均匀，说明小车做匀速运动，刚好平衡摩擦力，C符合题意。

故答案为：BC。

②根据逐差法得小车的加速度

③因为小桶向下做加速运动，处于失重状态，所以砂和桶的总重力略大于细绳对小车的拉力。

（2）用无线力传感器来测量小车受到的拉力时，力传感器可以读数绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量；但仍要平衡摩擦力。

13.【答案】（1）左（2分）；（2分）

（2）（3分）；相等（3分）

【解析】【解答】（1）为了保护电流表，闭合电键前，将滑动变阻器的滑片移到最左端，使输出电压为零。

测得的电阻

（2）根据题意有得到

结合图像可知解得

本实验中所用电流表内阻已知，不存在电表内阻引入的系统误差，所以测得电阻的阻值与真实值相等。

14.【答案】（1）解：稳定时，，有（1分）

代入数据得（或kg/s）（1分）

由图，1s末无人机速率为，则有（2分）

代入数据得（1分）

（2）解：速度为，阻力为（1分）

无人机受力如图，则有

代入数据得（1分）

设方向与水平成，则有（2分）

即升力方向与水平方向夹角的正切值为2

15.【答案】（1）由动量守恒定律可知（2分）

解得（1分）

（2）若子弹穿过小球，则（1分）

（1分）    （1分）    （1分）    解得（1分）

（3）若弹丸与小球发生弹性碰撞，则（1分）

二者落地点的距离（1分）

代入数据解得（1分）        （1分）

16.【答案】（1）解：由动能定理有（2分）

解得（3分）

（2）解：作出粒子完整的运动轨迹图象如图所示

粒子在磁场中的运动轨迹的圆心为点、与边界相切于点，设半径为，连接，由几何关系可得（2分）

即粒子在匀强磁场中匀速圆周运动的轨迹半径为，设匀强磁场磁感应强度为，由洛伦兹力充当向心力可得（1分）

解得（2分）

（3）解：粒子从的时间为（1分）

从的时间为（1分）

从到射出磁场时间为（2分）

所以总时间为（2分）