湖北省荆荆宜三校2023届高三物理下学期5月联考试题（Word版附解析）

2023年高三下学期5月三校联考

高三物理试卷

命题学校：宜昌一中              审题学校：宜昌一中

考试时间：2023年 5月19日上午10:30—11:45         试卷满分：100分

注意事项:

1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。

2、回答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上， 写在试卷上无效。

第I卷（选择题 共44分）

一、选择题：（第1～7题只有一个选项符合题意，第8～11题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错的得0分）

1．关于近代物理知识，下列说法中正确的是

A．原子核的结合能越大，原子核越稳定

B．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子

C．处于n＝4能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射6种频率的光子

D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，电离能力很强

2．玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，经过一段时间后发现瓶盖很难拧开。原因是

A．瓶内气体分子热运动的平均动能增加

B．瓶内每个气体分子速率都比原来减小

C．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数减少

D．瓶内气体分子单位时间内撞击瓶盖的次数增加

3．风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角不变，再次平衡后相比于风力变化之前（　　）

A．风筝距离地面的高度变大

B．风筝所受的合力变大

C．拉线对风筝的拉力变小

D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小

4.图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程“白鹤滩水电站”，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时

A．示数增大，示数减小               B．示数不变、示数减小

C．输电线上的功率损失减小                 D．、示数的乘积等于、示数的乘积

5.   如图所示，在2022年北京冬奥会高山滑雪男子大回转比赛中，中国选手张洋铭沿着雪道加速滑下，途经a、b、c、d四个位置。若将此过程视为匀加速直线运动，张洋铭在ab、bc、cd三段位移内速度增加量之比为1：2：1，a、b之间的距离为L1，c、d之间的距离为L3，则b、c之间的距离L2为

A.      B.   C.   D.

6．为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨。装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场。现潜艇在前进过程中海水正源源不断地被推向纸外，则下列说法正确的是

A．图中所接电源为直流电源，a极为电源正极

B．同时改变磁场方向和电源正负极可实现潜艇倒退

C．加速阶段，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力的大小相等

D．电源输出的能量完全转化为海水的动能和潜艇的动能

7．如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化的示意图（取竖直向下为正），箭头表示跳伞者的受力。则下列关于跳伞者的位移y和重力势能Ep随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中可能正确的是

8．太空电梯的原理并不复杂，与生活中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，在引力和向心加速度的相互作用下，绳索会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空，这样不需要依靠火箭、飞船这类复杂航天工具。如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是

A．太空电梯各点均处于失重状态

B．b卫星的周期为

C．太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成正比

D．太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心距离成正比

9．a、b两束单色光的波长分别为和，通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样，则这两束单色光

A．b单色光的波动性比a单色光强

B．在水中的传播速度

C．光子动量

D．a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距

10.如图所示，质量为M的直—20武装直升机旋翼有4片桨叶，桨叶旋转形成的圆面面积为S。已知空气密度为ρ，重力加速度大小为g。当直升机悬停空中时，发动机输出的机械功率为P，桨叶旋转推动空气，空气获得的速度为v0，则单位时间内桨叶旋转推动空气的质量可表示为

A.    B.    C.      D.

11.如图所示，定滑轮两边用轻绳连接线框abcd和带正电的物体A，物体A放置在倾角为的光滑斜面上，水平面MN下方空间存在垂直纸面的磁场，MN上方没有磁场。此时释放线框和物体A，线框刚进入磁场时，恰好匀速运动，A物体仍在磁场中且对斜面恰好没有压力。已知正方形线框abcd边长为，质量为，电阻为，匝数为匝，物块A的质量，带电量为，重力加速度为，不计一切摩擦，运动过程中，线框平面始终位于纸面内，A始终处于磁场中，，。下列说法正确的是

A.磁场方向垂直纸面向里

B.线框下边cd初始位置离MN面的距离

C.磁场的磁感应强度

D.线框进入磁场过程中线框的电热功率

第II卷（非选择题 ）

二、非选择题:本题共5小题，共56分

12（6分）某同学想验证竖直面内物块做圆周运动向心力变化的规律，使用某一竖直面内的圆周轨道，轨道圆心为O，半径，分别在距离最低点A高度为0、h、2h、3h、4h、5h、6h处固定有压力传感器，其装置如图甲所示。

（1）选择比较光滑的竖直轨道，以保证小球在运动过程中机械能变化可以忽略；

（2）使一质量为m的小球从A点以速度开始沿内轨道向右运动，记录小球在各位置对轨道的压力F与高度H的对应数值，并在坐标系中描点连线得到如图乙所示的图象；

（3）若物块在初始位置对轨道压力大小为，则F与H的函数关系可表示为___ ▲___（用m、g、R、H、、F表示），若已知重力加速度，则结合图乙可知小球质量____ ▲__，小球经过最低点A时的初速度__ ▲____m/s（可以用根式表示）。

13（9分）学习小组为研究黑盒a、b两端电压随电流变化的规律．实验室提供如下器材：

A．黑盒

B．电流表A（0.6A，内阻约0.5Ω）

C．电压表V1（3V，内阻约3kΩ）           

D．电压表V2（6V，内阻约6kΩ） 

E．滑动变阻器R（0~20Ω）

F． 开关，导线若干    

  （1）学习小组设计了如图甲所示的电路，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片，记录相应的电压表示数U和电流表示数I如下表，请根据表中数据在图乙中作出U-I图线．

（2）将黑盒视为一个电源，根据作出的图线可得黑盒的等效电动势E0=  ▲  V（结果保留三位有效数字）．

（3）图甲中电压表应选用  ▲  （选填“C”或“D”）．

（4）打开黑盒，内部电路如图丙所示，其中电阻R1=7.5Ω，R2=7.5Ω，R3=10.0Ω，电池E（电动势9.0V，内阻不计）．甲图中电压表的正、负接线柱分别与a、b相连，电阻R4的阻值最接近  ▲  ．

 A．2.0Ω  B．10.0Ω  C．50.0Ω

14（10分）一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为S，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求

（1）稳定后，汽缸内空气柱长度；

（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；

（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。

15（15分）某质谱仪部分结构的原理图如图所示．在空间直角坐标系Oxyz的y>0区域有沿-z方向的匀强电场，电场强度大小为E，在y<0区域有沿-z方向的匀强磁场，在x=-2d处有一足够大的屏，俯视图如图乙．质量为m、电荷量为+q的粒子从y轴上P（0，-d，0）以初速度v0沿+y方向射出，粒子经过x轴时速度方向与-x方向的夹角=60°角．不计粒子的重力．

（1）求磁感应强度大小B；

（2）求粒子打到屏上位置的z轴坐标z1；

（3）若在y<0区域同时也存在沿-z方向的场强大小为E的匀强电场，求粒子打到屏上时的速度大小v．

16（16分）如图所示，质量M=1.0kg、足够长的木板置于光滑水平面上，板左上方有一固定挡板P，质量m1=2.0kg的小物块A静止于木板左端．现将质量m2=1.0kg的小物块B以水平向左的初速度v0=4.0m/s滑上木板，整个运动过程中A、B未发生碰撞．A与挡板P碰撞后均反向弹回，碰撞前后瞬间速度大小相等．已知A、B与木板间的动摩擦因数μ均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2．

（1）物块B滑上木板后，A与木板一起运动，求B刚滑上木板时的加速度大小aB 和A与木板的加速度大小a；

（2）若A与挡板P的距离x=3.0m，求A开始运动到与挡板P碰撞的时间t；

（3）若将木板换成轻质的长板，其他条件不变，整个运动过程中A只与挡板碰撞两次，且最终A、B停止了运动，求整个运动过程中A通过的路程s及B在轻板上滑行的距离L．

2023年高三下学期5月三校联考物理试卷参考答案与评分细则

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．【答案】B【解析】原子核的比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，A错误；汤姆孙通过对阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由电子组成，并测出电子的比荷，即原子内部存在电子，B正确；处于n＝4能级的一个氢原子回到基态时，最多会辐射（n−1）种频率的光子，即3种频率的光子，C错误；由γ射线的特点可知，γ射线是波长很短的光子，穿透能力很强，电离能力很弱，D错误。

2．【答案】C【解析】装入热水时，杯内上方气体温度升高，将一些气体排出，拧紧瓶盖，过一段时间后与外界发生热传递，气体放出热量后，内能减小温度降低。由于气体等容规律，瓶内的也压强减小，外界大气压将瓶盖压紧，故打开杯盖需要克服更大的摩擦力。温度降低后，气体的平均动能减小，平均速度也减小，并不是每个气体分子的速率都减小，单位时间内气体分子撞击容器的次数减少，故ABD错误，C正确。

3．【答案】A【解析】如图所示为风筝受力示意图，风力为F时，重力为G，拉线拉力为F2；当风力变大为F1时，重力不变，拉线拉力变为F3，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得风筝所受的合力为零，保持不变，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α变大，设拉线长为L，则风筝距地面高度为，则风筝距离地面的高度变大。故选A。

4.【答案】B 【解析】略

5.【答案】C【解析】张洋铭在ab、bc、cd三段位移内速度增加量之比为1：2：1，则对应时间之比为1：2：1，有    

   观察可得，选C。

6．【答案】C【解析】海水被推向纸外，根据左手定则可知，电流方向由b指向a，b为电源正极，故A错误；同时改变电流和磁场方向，海水受到的安培力不变，航行方向不变，故B错误；根据牛顿第三定律，海水对潜艇的力与潜艇对海水的力大小相等，方向相反，故C正确；电源输出的能量不可能完全转化为动能，有焦耳热损耗，故D错误。

7．【答案】D【解析】由图可知跳伞运动员开始时所受重力大于阻力，向下加速运动，随着速度的增大，阻力在增大，加速度逐渐减小；打开降落伞后阻力大于重力，加速度向上，运动员向下做减速运动；随着速度的减小，阻力也在减小，向上的加速度逐渐减小；当阻力和重力相等时向下做匀速运动，则位移先增加得越来越快，后增加得越来越慢，然后均匀增加，A错误；重力势能Ep＝mgh，其随高度下降均匀减小，随时间的变化规律应与位移随时间变化规律相关，先减小得越来越快，然后减小得越来越慢，最后均匀减小，BC错误；机械能E＝E0－fy，开始时阻力先慢慢增大，开伞后阻力瞬间变大，最后运动员匀速运动，阻力不变，根据y的变化规律可知D正确。

8．【答案】AC【解析】太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，电梯上各点均处于失重状态，故A正确；同步卫星的周期为，当两卫星a、b第一次相距最远时，满足，解得，故B错误；太空电梯相对地球静止，各点角速度相等，各点线速度，与该点离地球球心距离成正比，故D错误，C正确。

9．【答案】BC【解析】在相同的单缝衍射实验装置的条件下，光的波长越长，其衍射现象越显著，中央亮条纹越宽，从图中可知光束a的衍射现象比光束b更加显著，故可知λa＞λb，b单色光的波动性比a单色光弱，故A错误；波长长，则频率低，折射率小，根据，在水中的传播速度，故B正确；光子动量，所以，故C正确；a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距，则，故D错误。

10．BD【解析】设在时间内通过面积S的空气质量为，则，解得；发动机输出的机械功率，对空气根据动量定理，对直升机根据平衡知识，考虑，联立解得。

11.BC【解析】A不受支持力，则洛伦兹力垂直斜面向上，由左手定则知磁场垂直纸面向外，A错误；线框刚进入磁场时对物体A，，，对线框，解得，，C正确；线框进入磁场前做匀加速运动，，得，则，B正确；，D错误。故选BC。

12.  （6分）（3）（2分）  

  0.5 （2分）    （2分）

13．（9分）（1）如答图（3分）

（2）2.95V（2.90V~3.00V）（2分）

（3）C（2分）     （4）A（2分）

14.（10分）（1）设气缸竖直悬挂时，内部气体压强为，空气柱长度为，由玻意耳定律可知，……（2分） 

 ，……（1分）  得，……（1分）

（2）由盖·吕萨克定律可知，……（2分）  得……（1分）

（3）由热力学第一定律可知 ……（1分）

……（1分）   得

即，释放了的热量……（1分）

15．（15分）解：（1）粒子在磁场中的运动轨迹如答图，设粒子做圆周运动的半径为r,由几何关系有      （2分）

    洛伦兹力提供向心力       （1分）

    解得              （1分）

   （2）设粒子经过x轴时的坐标为-x1，则

                            （2分）

    粒子在y>0区域电场中做类平抛运动，在xoy平面内沿v0方向

    做匀速直线运动，设粒子碰到屏前做类平抛运动的时间为t1，则

        （1分）      粒子运动的加速度    （1分）

    在z轴负方向运动的距离  

    解得 ，所以打到屏上位置的z轴坐标  （2分）

  （3）设粒子在y<0区域运动的时间为t2,研究在磁场中的分运动，有（1分） 在y>0区域运动的时间仍为t1,设粒子打到屏上时z轴坐标为z2，则

               （1分）

    根据动能定理有   （2分）

 解得 （1分）

 16．（16分）解：（1）对物块B，根据牛顿第二定律有

           （1分）      解得      （1分）

    对物块A和木板，根据牛顿第二定律有

        （1分）    解得      （1分）

   （2）设从B滑上木板到三者共速所经历的时间为t1，共同速度为v共，则

        （1分）          （1分）

     解得               （1分）

     该过程中A与木板一起运动的距离

     解得 ，所以接下来三者一起运动，直至与挡板P碰撞，设该过程经历的时间为t2，则    （1分）

     A开始运动到与挡板P碰撞的时间   （1分）解得   （1分）

 （3）设A与板一起运动的加速度为aA，根据牛顿第二定律，有 （1分）

     由题意可知，如果A与P碰前，三者速度已相等，则A与P碰后三者最终会一起向右运动，不会发生第二次碰撞.因此A在与P碰撞前一直做匀加速直线运动，碰后做加速度相等的减速运动.设A每次与挡板碰撞的速度大小为v，A经过时间t3与P碰撞，碰后经过时间t4速度减为零，则      解得 （1分）

     物块B一直向左作匀减速运动，在运动的全过程中根据牛顿第二定律，有       解得    （1分）

     则 解得    （1分）

     根据系统能量守恒，有   （1分） 解得    （1分）

（其他解法参照给分。如用动量定理求解，参照以下要求给分。）

（3）由题意可知，A在与P碰撞前一直做匀加速直线运动，设A每次与挡板碰撞的速度为v，每次碰撞A的动量变化量为2m1v，则  （1分）

     设A与板一起运动的加速度为aA，根据牛顿第二定律，有

      （1分）

     则A通过的路程  （1分）

     解得  （1分）

     根据系统能量守恒，有  （1分）

     解得  （1分）