湖北省荆门市2023届高三十月联合考试物理试题

这是一份湖北省荆门市2023届高三十月联合考试物理试题，共15页。试卷主要包含了答题时请按要求用笔等内容，欢迎下载使用。
湖北省荆门市2023届高三十月联合考试物理试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率νa＞νb＞νc，下列说法正确的是

A．照射氢原子的光子能量为12.75eV
B．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νa
C．从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光频率为νc
D．光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应
2、我国建立在北纬43°的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用，该天文观测站应用了先进的天文望远镜．现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在对该卫星的天文观测时发现：每天晚上相同时刻总能出现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M，地球自转的周期为T，地球半径为R，引力常量为G ）（　　）
A．该卫星一定在同步卫星轨道上
B．卫星轨道平面与地球北纬43°线所确定的平面共面
C．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的全部轨道都可以
D．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的部分轨道
3、假设某宇航员在地球上可以举起m1=50kg的物体，他在某星球表面上可以举起m2=100kg的物体，若该星球半径为地球半径的4倍，则（　　）
A．地球和该星球质量之比为
B．地球和该星球第一宇宙速度之比为
C．地球和该星球瓦解的角速度之比为
D．地球和该星球近地卫星的向心加速度之比为
4、理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个灯泡L1、L2和L3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（ ）

A．灯泡L1变亮，L2变暗
B．灯泡L1、L2都变亮
C．灯泡L2、L3都变亮
D．电源输出功率减小
5、下列说法正确的是（ ）
A．由公式v＝ωr可知，圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越大
B．由公式可知，所有人造地球卫星离地球越远则其线速度越小
C．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/s
D．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度小于地球自转的角速度
6、如图所示，N匝矩形导线框以角速度绕对称轴匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表A，则：（ ）

A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为
B．交流电流表的示数
C．R两端电压的有效值
D．一个周期内R的发热量
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、如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO'为过C点的AB面的垂线。a，b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　）

A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．a光的频率小于b光的频率
C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大
D．若a，b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角
E.a光比b光更容易发生衍射现象
8、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点，t=0.6s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点，下列说法正确的是________。

A．当t=0.5s时质点b和质点c的位移相等
B．该机械波的传播速度为5m/s
C．质点c在0~0.6s时间内沿x轴正方向移动了3m
D．质点d在0~0.6s时间内通过的路程为20cm
E.质点d开始运动时方向沿y轴负方向
9、如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（轴）上必定有两个场强最强的点、，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（　　）

A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
C．如图(2)，若在平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点。直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
D．如图(3)，若在平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点，直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
10、如图所示，两光滑平行金属导轨与，其间距为，直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为。电容器接在、两端，其电容为，除电路中的电阻外，导轨和直导线的电阻均不计。现给直导线一初速度，使之向右运动，当电路稳定后，直导线以速度向右匀速运动，则（ ）

A．电容器两端的电压为 B．电阻两端的电压为零
C．电容器所带电荷量为 D．直导线所受安培力为
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）现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率。
(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D，测量结果示数如图甲所示，由图甲可知D=_______mm；

(2)现要利用图乙来测量该导体的电阻阻值R，实验步骤如下：
①实验时先将滑动变阻器的阻值调到最大，然后闭合开关K1，将开关K2打向1处，，接着调节滑动变阻器，使电压表有明显读数，并记下此时电压表的读数U。断开开关K1；
②闭合开关K1，将开关K2打向2处，调节电阻箱，使电压表的读数仍为U。然后读出电阻箱的阻值，如图丙。

本实验中电阻箱此时的阻值为R0=______Ω，被测电阻的电阻阻值大小为R=_________Ω。
12．（12分）某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，可选用的实 验器材如下：
A．待测干电池
B．电流表A1(0～200 μA，内阻为500 Ω)
C．电流表 A2(0～0.6 A，内阻约为 0.3 Ω)
D．电压表 V(0～15 V，内阻约为 5 kΩ)
E．电阻箱 R(0～9999.9 Ω)
F．定值电阻 R0(阻值为 1 Ω)
G．滑动变阻器 R′(0～10 Ω)
H．开关、导线若干
(1)该小组在选择器材时，放弃使用电压表，原因是____________________。
(2)该小组利用电流表和电阻箱改装成一量程为 2 V 的电压表，并设计了如 图甲所示的电路，图中电流表 a 为___________ (选填“A1”或“A2”)，电阻箱 R 的阻值为___________Ω。

(3)闭合开关，调节滑动变阻器，读出两电流表的示数 I1、I2 的多组数据， 在坐标纸上描绘出 I1－I2 图线如图乙所示。根据描绘出的图线，可得所测 干电池的电动势 E＝_____V，内阻 r＝_____Ω。(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）在足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术取得胜利，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中．如图所示，某足球场长90 m、宽60 m．现一攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为8 m/s的匀减速直线运动，加速度大小为m/s1．试求：

（1）足球从开始做匀减速直线运动到底线需要多长时间；
（1）足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员在边线中点处沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为从静止出发的匀加速直线运动，所能达到的[最大速度为6 m/s，并能以最大速度做匀速运动，若该前锋队员要在足球越过底线前追上足球，他加速时的加速度应满足什么条件?
14．（16分）如图所示，直线MN与水平线夹角为60°，其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B；直线PQ垂直ＭＮ，且PQ与ＭＮ包围的空间有一匀强电场，电场方向平行于PQ．有一质量为m 电量为+q的带电粒子在纸面内以v0的水平初速度从A点飞入磁场，粒子进入磁场t0(t0未知)时间后立即撤除磁场，此时粒子未到达MN，之后粒子垂直MQ边界从C点（图中未画出）飞入电场；随后粒子再次通过C点．粒子在以上整个过程中所用总时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需时间，粒子所受重力不计．试求：
（1）粒子在磁场中运动的时间t0
（2）匀强电场场强E的大小．

15．（12分）如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求

(1)两球a、b的质量之比；
(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．



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、D
【解析】
根据公式，可知，n=3，因此受到激发后的氢原子处于第n=3能级；
A．根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：△E31=E3-E1=-1.51-（-13.6）=12.09eV，故A错误；
B．频率大小关系为va＞vb＞vc，从n=3跃迁到n=2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为vc，故B错误；
C．氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量最大，辐射出的光频率为va，故C错误；
D．氢由n=3跃迁到n=1产生的光的能量12.09eV，依据光电效应方程，所以能使逸出功为10.2eV的金属能发生光电效应，故D正确。
2、D
【解析】
该卫星一定不是同步卫星，因为同步地球卫星只能定点于赤道的正上方，故A错误．卫星的轨道平面必须过地心，不可能与地球北纬43°线所确定的平面共面，故B错误．卫星的周期可能为：T′=，n=1、2、3…，根据解得：（n=1、2、3…），满足这个表达式的部分轨道即可，故C错误，D正确．故选D．
点睛：解决该题关键要掌握卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力，知道卫星的运行轨道必过地心，知道同步卫星的特点．
3、C
【解析】
AD．人的作用力是固定的，则由：
F=m1g地=m2g星

而近地卫星的向心加速度和重力加速度近似相等；根据：

则：

AD错误；
B．第一宇宙速度

解得：

则：

B错误；
C．星球的自转角速度足够快，地表的重力为0时星球瓦解，根据：

得：

C正确。
故选C。
4、B
【解析】
ABC．设MN两端稳压交流电源的电压有效值为U，原线圈两端的电压为U1，电流为I1，副线圈两端的电压为U2，电流为I2，原副线圈的匝数比：，灯泡的电阻都为R，根据欧姆定律，可得副线圈两端的电压为：

根据

得原线圈两端的电压为：

根据

解得

根据欧姆定律，可得L1两端的电压：

则稳压交流电源的电压为：

当滑动变阻器的滑片P向上移动时，其电阻减小，则R并电阻减小，所以总电阻减小，而稳压交流电源的电压U不变，所以电流I2变大，则L2变亮；原线圈的电流也增大，所以L1变亮，其两端的电压变大，所以原线圈两端的电压减小，则副线圈两端的电压减小，而L2的电压变大，所以L3与滑动变阻器并联部分的电压减小，所以L3变暗，B正确，AC错误；
D．因为原线圈的电流增大，稳压交流电源的电压不变，根据
P=UI1
可知电源输出功率增大，D错误。
故选B。
5、C
【解析】
A．由公式可知，圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越小，选项A错误；
B．由公式可知，所有人造地球卫星绕地球做圆周运动时，离地球越远则其线速度越小，选项B错误；
C．第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，则地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/s，选项C正确；
D．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度等于地球自转的角速度，选项D错误；
故选C。
6、B
【解析】
A.、由图可知线圈只有一半在磁场中，产生的电动势的最大值为：，从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为：，故选项A错误；
B、交流电流表的示数为：，故选项B正确；
C、两端电压的有效值：，故选项C错误；
D、一个周期内的发热量：，故选项D错误．

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、BCE
【解析】
A．由图分析可知，玻璃砖对b光的偏折角大于对a光的偏折角，根据折射定律得知：玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，由得知，a光在玻璃砖中的传播速度大于b光的传播速度。故A错误。
B．对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，则知a光的频率小于b光的频率。故B正确。
C．双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a光的较大。故C正确。
D．由临界角公式分析得知，a光的折射率n小，则a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角。故D错误。
E．a光波长较大，则比b光更容易发生衍射现象，选项E正确。
故选BCE。
8、ABD
【解析】
AB．根据题意知，该波的传播速度为

周期为

t=0时刻c质点经过平衡位置向上运动，经0.4s后b质点到达负向最大位移处，c质点到达平衡位置向下运动，之后再经过0.1s，也就是， b向上运动8的位移与c质点向下运动的位移大小相等，故t=0.5s时质点b和c的位移相等，故AB正确。
C．质点c只在y轴方向上振动，并不沿x轴正方向移动。故C错误。
D．质点d在0~0.6s内振动了0.4s，即半个周期，所以质点d在0~0.6s时间内通过的路程是2倍的振幅，为20cm。故D正确。
E．根据波形平移法知，质点d开始运动时方向沿y轴正方向，故E错误。
故选ABD。
9、ABC
【解析】
A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确；
B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置，选项B正确；
C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；
D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。
故选ABC。
10、ABC
【解析】
AB．当直导线匀速向右运动时，直导线切割磁感线产生的感应电动势为

电路稳定后，电容器两极板间的电压

电容器既不充电也不放电，电路中无电流，电阻两端无电压，故A、B正确；
C．电容器所带电荷量为

故C正确；
D．电路稳定后，直导线中无电流，根据可知直导线不受安培力，故D错误；
故选ABC。

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、5.315 14 14
【解析】
(1)[1]主尺示数为5mm，螺旋示数为
31.5×0.01mm=0.315mm
故示数为
5mm+0.315mm=5.315mm
(2) ②[2][3]电阻箱的读数为R0=14Ω。此实验的原理是采用等效替代法，若开关K2接1时与开关K2接2时电压表的读数相同，说明R的阻值与R0的阻值相同。因此根据等效替代的原理知R=14Ω。
12、量程太大，测量误差大 A1 9500 1.48 0.7～0.8均可
【解析】
(1)[1].由于一节干电池电动势只有1.5V，而电压表量程为15.0V，则量程太大，测量误差大，所以不能使用电压表；
(2)[2][3].改装电压表时应选用内阻已知的电流表，故电流表a选用A1；根据改装原理可知：
；
(3)[4].根据改装原理可知，电压表测量的路端电压为：U=10000I1；
根据闭合电路欧姆定律可知：
10000I1=E-I2（r+R0）；
根据图象可知：
E=1.48V；
[5].图象的斜率表示内阻，故有：

故有：
r=0.8Ω

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） （1）
【解析】
(1)设所用时间为t,则v0=8 m/s；x=45 m
x=v0t+at1，解得t=9 s．
(1)设前锋队员恰好在底线追上足球,加速过程中加速度为a,若前锋队员一直匀加速运动,则其平均速度v=，即v=5 m/s；而前锋队员的最大速度为6 m/s，故前锋队员应该先加速后匀速
设加速过程中用时为t1，则t1=
匀加速运动的位移x1=
解得x1=
匀速运动的位移x1=vm(t-t1)，即x1=6×(9-t1) m
而x1+x1=45 m
解得a=1 m/s1
故该队员要在球出底线前追上足球,加速度应该大于或等于1 m/s1．
点睛：解决本题的关键要注意分析运动过程，理清足球和运动员的位移关系，再结合运动学公式灵活求解即可解答.
14、（1）；（2）
【解析】
（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，轨迹如图所示：

根据牛顿第二定律：
周期为：
粒子运动时间为：
（2）带电粒子在磁场中做圆周运动有：
解得：
D到C是匀速运动：
可得运动时间为：
带电粒子在电场中运动时间：
带电粒子在电场中运动的加速度：
速度为：
可得：
15、 (1) (2)
【解析】
试题分析：（1）b球下摆过程中，只有重力做功，由动能定理可以求出碰前b球的速度；碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律列方程，两球向左摆动过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理列方程，解方程组可以求出两球质量之比．（2）求出碰撞过程中机械能的损失，求出碰前b求的动能，然后求出能量之比．
（1）b球下摆过程中，由动能定理得：
碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可得：，
两球向左摆动过程中，由机械能守恒定律得：
解得：
（2）两球碰撞过程中损失是机械能：，
碰前b球的最大动能，