湖北省孝感市重点高中协作体2023年高三第一次测试物理试题

这是一份湖北省孝感市重点高中协作体2023年高三第一次测试物理试题，共15页。试卷主要包含了与水面的夹角为θ等内容，欢迎下载使用。
湖北省孝感市重点高中协作体2023年高三第一次测试物理试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（　　）

A．钩子对细绳的作用力始终水平向右
B．OA段绳子的力逐渐增大
C．钩子对细绳的作用力逐渐增大
D．钩子对细绳的作用力可能等于mg
2、如图所示，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆.随着细杆位置的不同，晾衣杆两侧床单间夹角（）将不同.设床单重力为，晾衣杆所受压力大小为，下列说法正确的是（ ）

A．当时，
B．当时，
C．只有当时，才有
D．无论取何值，都有
3、根据爱因斯坦的“光子说”可知（　　）
A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”
B．只有光子数很多时，光才具有粒子性
C．一束单色光的能量可以连续变化
D．光的波长越长，光子的能量越小
4、如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力．与b球相比，a球

A．初速度较大
B．速度变化率较大
C．落地时速度一定较大
D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大
5、2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（　　）
A．行星的质量 B．恒星的质量
C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比
6、如图所示，是半圆弧，为圆心，为半圆弧的最高点，，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小均为，长度均为，和处通电直导线的电流方向垂直纸面向外，处通电直导线的电流方向垂直纸面向里，三根通电直导线在点处产生的磁感应强度大小均为，则处的磁感应强度大小为（　　）

A． B． C． D．0
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 kW
D．汽车的最大速度为80 
8、如图（a），质量m1=0.1kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上，质量m1=0.1kg的小物块静止于小车上，t=0时刻小物块以速度v0=11m/s向右滑动，同时对物块施加一水平向左、大小恒定的外力F，图（b）显示物块与小车第1秒内运动的v-t图象。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g =10m/s1．则下列说法正确的是（ ）

A．物块与平板小车间的动摩擦因数μ=0.4
B．恒力F=0.5N
C．物块与小车间的相对位移
D．小物块向右滑动的最大位移是
9、长为、间距为的平行金属板水平正对放置，竖直光屏到金属板右端距离为，金属板左端连接有闭合电路，整个装置结构如图所示. 质量为、电荷量为的粒子以初速度从两金属板正中间自左端点水平射入，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，粒子恰好垂直撞在光屏上. 对此过程，下列分析正确的是（ ）

A．粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等
B．板间电场强度大小为
C．若仅将滑片向下滑动一段后，再让该粒子从点以水平速度射入板间，粒子不会垂直打在光屏上
D．若仅将两平行板的间距变大一些，再让该粒子从点以水平速度射入板间，粒子依然会垂直打在光屏上
10、如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是AC连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（　　）

A．甲图中AB两点的竖直高差为10cm
B．甲图中C点正处于平衡位置且向水面下运动
C．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
D．乙图所表示的是波的衍射现象
E.在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
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）要测量一个待测电阻Rx（190Ω～210Ω）的阻值，实验室提供了如下器材：
电源E：电动势3.0V，内阻不计
电流表A1：量程0～10mA，内阻r1约50Ω
电流表A2：量程0﹣500μA，内阻r2为1000Ω
电压表V1：量程0～1V，内阻RV1约为1kΩ
电压表V2：量程0～10V，内阻RV2约为10kΩ
滑动变阻器R：最大阻值20Ω，额定电流2A
定值电阻R1＝500Ω
定值电阻R2＝2000Ω
定值电阻R3＝5000Ω
电键S及导线若干
求实验中尽可能准确测量Rx的阻值，请回答下面问题：
（1）为了测定待测电阻上的电压，可以将电表___（选填“A1”、“A2”或“V1”、“V2“）串联定值电阻__（选填“R1”、“R2”或“R3”），将其改装成一个量程为3.0V的电压表。
（2）利用所给器材，在虚线框内画出测量待测电阻Rx阻值的实验原理图（所有的器材必须用题中所给的符号表示）。（________）
（3）根据以上实验原理图进行实验，若测量电路中一只电流表的读数为6.2mA，另外一只电流表的读数为200.0μA．根据读数并结合题中所给数据求出待测电阻Rx＝_____Ω。

12．（12分）某实验小组用来研究物体加速度与质量的关系，实验装置如图甲所示。其中小车和位移传感器的总质量为，所挂钩码总质量为，小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为。

(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子中的拉力大小=__________（用题中所给已知物理量符号来表示）；当小车的总质量和所挂钩码的质量之间满足__________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；
(2)保持钩码的质量不变，改变小车的质量，某同学根据实验数据画出图线，如图乙所示，可知细线的拉力为__________（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）如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为p0，经历从状态A→B→C→A的过程。则气体在状态C时压强为________；从状态C到状态A的过程中，气体的内能增加ΔU，则气体_______（填“吸收”或“放出”）的热量为________。

14．（16分）如图，在水橇跳台表演中，运动员在摩托艇水平长绳牵引下以16m/s的速度沿水面匀速滑行，其水橇（滑板）与水面的夹角为θ。到达跳台底端时，运动员立即放弃牵引绳，以不变的速率滑上跳台，到达跳台顶端后斜向上飞出。跳台可看成倾角为θ的斜面，斜面长8.0m、顶端高出水面2.0m。已知运动员与水橇的总质量为90kg，水橇与跳台间的动摩擦因数为、与水间的摩擦不计。取g=10m/s2，不考虑空气阻力，求：
(1)沿水面匀速滑行时，牵引绳对运动员拉力的大小；
(2)到达跳台顶端时，运动员速度的大小。

15．（12分）如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度处由静止自由下落。与物体A发生弹性正碰（碰撞时间极短且只碰一次），弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，取。求：
(1)碰撞后瞬间物体A的速度大小；
(2)当地面对物体B的弹力恰好为零时，A物体的速度大小。




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、C
【解析】
A．钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；
B．物体受重力和拉力而平衡，故拉力 T=mg ，而同一根绳子的张力处处相等，故 OA 段绳子的拉力大小一直为mg ，大小不变，故B错误；
C．两段绳子拉力大小相等，均等于 mg ，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故C正确；
D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于，钩子对细绳的作用力也不可能等于，故D错误。
故选C。
2、D
【解析】
以床单和细杆整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力，由平衡条件知，与取何值无关，由牛顿第三定律知床单对晾衣杆的压力大小，与无关，ABC错误，D正确。
故选D。
3、D
【解析】
A．“光子说”提出光子即有波长又有动量，是波动说和粒子说的统一，不同于牛顿的“微粒说”，A错误；
B．当光子数很少时，显示粒子性；大量光子显示波动性，B错误；
C．爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为，故光的能量是不连续的，C错误；
D．光的波长越大，根据，频率越小，故能量越小，D正确．
故选D.
4、D
【解析】
A.由可得，高度越高，下落时间越大，由可知，两球水平位移相同，但是b求运动时间短，故b球初速度较大，A错误；
B.速度变化率即表示加速度，两球加速度相同，故速度变化率相同，B错误；
C.a球的水平速度小于b球，故落地时虽然竖直分速度大于b球，但是合速度不一定大于b球，C错误；
D.由，a球落地时间t大，但是小，故a球的一定大于b球，即a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，D正确；
故选D。
5、C
【解析】
恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为

得到行星的质量

以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为

得到恒星的质量

则有

故ABD错误，C正确。
故选C。
6、C
【解析】
根据右手螺旋定则画出A、C、D各通电直导线在O处产生的磁感应强度，如图所示。将分解到水平和竖直两个方向上，并分别在两个方向合成，则水平方向的合矢量

竖直方向的合矢量

所以O点处的磁感应强度大小


故选C。

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、ABD
【解析】
AB．根据图像可知，在前1s内小车向右做匀加速直线运动，小物体向右做匀减速直线运动，小车和小物块的加速度分别为


对小车根据牛顿第二定律有

对小物块根据牛顿第二定律有

代入数据联立解得

故AB正确；
C．根据图像可知，在t=1s时小车和小物块的速度相同，两者不再发生相对运动，在前1s内小车发生的位移为

小物块发生的位移为

则物块与小车间的相对位移

故C错误；
D．当小车与小物块的速度相等后，在外力的作用下一起向右减速运动，其加速度为

当速度减小到0时，整体发生的位移为

所以小物块向右滑动的最大位移是

故D正确。
故选ABD。
9、ABD
【解析】
A、粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，水平方向都不受外力，都做匀速直线运动，速度都等于v0，所以粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等，故A正确；
B、设粒子在平行金属板间的运动过程中加速度大小为a，则粒子离开电场竖直分速度大小为，粒子离开电场后斜上抛运动则有，联立解得，故B正确；
C、若仅将滑片P向下滑动一段后，R的电压减小，电容器的电压减小，带电量要减小，因为二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电压不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故C错误；
D、若仅将两平行板的间距变大一些，电容器的电容要减小，由知U不变，电量要减小，但因为二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电场强度不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故D正确；
故选ABD．
【点睛】粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，采用运动的合成与分解求解．
10、ACE
【解析】
A．甲图中AB都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则AB两点的竖直高差为2A=10cm，选项A正确；
B．甲图中C点是振动加强点，正处于波谷位置，选项B错误；
C．波的周期为

从甲图所示时刻开始经0.25s=0.5T，B点通过的路程为2×2A=20cm，选项C正确；
D．乙图所表示的是波的多普勒现象，选项D错误；
E．在E点单位时间接受到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，选项E正确。
故选ACE。

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、A2 R3 200.0
【解析】
（1）[1]．将小量程的电流表改装成电压表，电流表需要知道两个参数：量程和内阻，故电流表选A2。
[2]．根据串联电路特点和欧姆定律得：串联电阻阻值为：
R＝＝﹣1000Ω＝5000Ω
故选定值电阻R3；
（2）[3]．由①知电压表的内阻
RV＝R2+r2＝1000+5000＝6000Ω
由于≈3.8～4.2，≈31.6～28.6，则

故电流表应用用外接法；又滑动变阻器最大电阻远小于待测电阻阻值，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示

（3）[4]．根据串并联电路特点和欧姆定律得：
==200.0Ω
12、 0.20
【解析】
(1)[1]平衡摩擦力后：


解得：
；
[2]当小车和位移传感器的总质量和所挂钩码的质量之间满足时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；
(2)由牛顿第二定律知：

则的图线的斜率是合外力，即绳子拉力，则：
。

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、p0 吸收
【解析】
[1]根据理想气体状态方程

可得

所以V-T图中过原点的直线表示等压变化，即气体从C到A过程是等压变化，

[2][3]气体从状态C到状态A的过程中，温度升高内能增加，体积增加，外界对气体做功

根据热力学第一定律

得气体吸收的热量

14、 (1)60N；(2)14m/s
【解析】
(1)设沿水面匀速滑行时绳的拉力大小为，水对水橇支持力的大小为，则
，
由几何关系有
，
解得

(2)设运动员沿台面滑行时加速度大小为a，到达跳台顶端时速度的大小为，则
，
解得
v=14m/s
15、 (1)8m/s；(2)
【解析】
(1)设碰撞前瞬间小球P的速度为，碰撞后瞬间小球P的速度为，物体A的速度为，
小球P自由下落，由动能定理可得

解得

小球P与物体A碰撞过程由动量守恒定律和能量守恒定律得


解得


故碰撞后瞬间物体A的速度大小是8m/s.
(2)设开始A静止时弹簧的压缩量为
对A有


当地面对物体B的弹力恰好为零时，弹簧的伸长量为
对B有


可见，故两个状态弹簧的弹性势能相等；
从P与A碰撞后瞬间到地面对B的弹力恰好为零的过程，由系统机械能守恒得

解得此时A的速度大小为