湖北省2023_2024学年高三物理上学期11月期中试题含解析

这是一份湖北省2023_2024学年高三物理上学期11月期中试题含解析，共19页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 2023年8月24日，日本开始启动福岛核污染水排海计划，引发了国际上的广泛反对和抗议，也让普通人知道了氢的三种同位素：氕、氘、氚。氘、氚可以在一定条件下发生核反应。下列说法正确的是（ ）
A. 该反应为聚变反应
B. 该反应为裂变反应
C. 该反应要在高温高压下才能进行，故反应过程要吸收能量
D. 该反应过程中释放的贯穿本领很弱，但电离本领却很强
【答案】A
【解析】
【详解】AB．该反应为氢核聚变，是聚变反应，故A正确，B错误；
C．氢核聚变要在高温高压下才能进行，由于质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，反应过程要放出能量，故C错误；
D．该反应过程中释放的贯穿本领很弱，电离本领也很弱，故D错误。
故选A。
2. 如图是光学仪器——道威棱镜的简要结构，等腰梯形ABCD是棱镜的横截面，其底角为45°。现有红紫两条与底边BC平行的光线射向AB，经AB折射后，均能直接到达BC边，并都在BC边发生全反射，不考虑光在CD面上的反射，下列说法正确的是（ ）
A. 光有可能从AD射出棱镜
B. 从CD射出的两条光线不再平行
C. 从CD射出的两条光线，紫光在上红光在下
D. 两条光线有可能从CD边同一点射出
【答案】C
【解析】
【详解】光在介质中的光路图如下
A．由几何关系和不考虑光在CD面上的反射，结合几何光学可知光不可能从AD射出棱镜，故A错误；
B．由几何关系得从CD射出的两条光线仍平行，故B错误；
C．从CD射出的两条光线，紫光在上红光在下，故C正确；
D．由光路图分析可知两条光线从CD边同一点射出，需要AB面的入射点重合，所以不符合，故D错误。
故选C。
3. 如图所示为某电场等势面分布图，现用外力将一带负电的小物块由电场中的A点沿直线匀速移动到B点。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场可能是由孤立的点电荷产生
B. A、B两点的电场强度大小满足
C. 小物块在A点附近比在B点附近电势能变化慢
D. 若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电场力先做负功后做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A．由孤立的点电荷产生的等势面，形状为同心圆，题中的电场等势面形状为椭圆，故该电场不可能是由孤立的点电荷产生，故A错误；
B．电场等差等势面越密，电场强度越大，故A、B两点的电场强度大小满足
故B正确；
C．A点附近电场等势面密，电势变化快，则小物块在A点附近比在B点附近电势能变化快，故C错误；
D．若改将带正电的小物块由A点沿直线移动到B点，电势先减小后增大，电场力先做正功后做负功，故D错误。
故选B。
4. 2023年10月26日，中国自主研发的神舟十七号载人飞船发射成功，并实现与中国空间站的快速对接。假设空间站在地球航天发射基地上方某高度的圆形轨道上运行。下列说法正确的是（ ）
A. 神舟十七号的发射速度小于空间站的运行速度
B. 神舟十七号在对接轨道上的运行周期大于空间站的运行周期
C. 对接时，神舟十七号的加速度小于空间站的加速度
D. 为了实现对接，神舟十七号应在对接时点火加速
【答案】D
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度是卫星最小发射速度，则神舟十七号的发射速度大于第一宇宙速度，第一宇宙速度是卫星最大环绕速度，则空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故神舟十七号的发射速度大于空间站的运行速度，故A错误；
B．根据开普勒第三定律
神舟十七号在对接轨道的半轴长小于空间站的运行轨道的半径，故神舟十七号在对接轨道上的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误；
C．根据牛顿第二定律
对接时，神舟十七号加速度等于空间站的加速度，故C错误；
D．为了实现对接，神舟十七号应在对接时点火加速，神舟十七号做圆周运动所需的向心力大于万有引力，从而做离心运动，与空间站实现对接，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，质量均为m的小球1、2用轻绳a、c和轻质弹簧b连接并悬挂，两小球均处于静止状态，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳a拉力的大小为
B. 轻弹簧b拉力的大小为
C. 剪断轻绳a的瞬间，小球1加速度大小为
D. 剪断轻绳c的瞬间，小球2加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．对1、2整体分析可知
解得轻绳a拉力的大小为
轻绳c的拉力
选项A错误；
B．对2分析可知，轻弹簧b拉力的大小为
选项B错误；
C．剪断轻绳a瞬间，弹簧弹力不能突变，则小球1受合力为
解得加速度大小为
选项C正确；
D．剪断轻绳c的瞬间，弹簧弹力不能突变，小球2受合力
解得加速度大小为
选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，与水平面平滑连接的固定斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，质量为m的小木块从斜面的顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ，，下列说法正确的是（ ）
A. 斜面倾角θ越大，x越大
B. 斜面倾角θ越小，x越大
C. 若小木块从斜面顶端以初动能滑下，最后在水平面上的B点停下，则
D. 若小木块从斜面顶端以初动能滑下，并在A点固定一个挡板，小木块在A点与挡板发生弹性碰撞，则折返后恰能回到斜面顶端
【答案】C
【解析】
【详解】AB．滑块从开始下滑到最后停在A点，设斜面投影长度为，斜面底端到A点距离，由能量关系可知
解得
则当和一定时，一定不变，故AB错误；
C．设，由能量关系可知
解得
故C正确；
D．小木块在A点与挡板发生弹性碰撞，故无机械能损失，设折返后能回到斜面的高度为，根据能量守恒
解得
故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，金属导轨abc和deO水平放置，bc段是以O为圆心的圆弧。ad之间连接电阻为R的灯泡，abed构成边长为l的正方形，。t＝0时刻，导体棒绕O沿圆弧由b向c匀速转动，角速度为，转动时间为。已知在扇形Obc区域内分布着方向垂直纸面向外、大小恒为的匀强磁场；abed区域内匀强磁场B随时间变化如图乙所示，其方向垂直纸面向里。不计其它的电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 在时间内灯泡中电流方向由a→d
B. 在时间内灯泡两端电压为
C. 在时间内abed区域中的磁通量均匀减小
D. 若时间内灯泡中无电流，则图乙中B的变化率为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据右手定则，在时间内灯泡中电流方向由d→a，故A错误；
B．根据几何关系有
在时间内，abed区域内磁通量不发生变化，不产生感应电动势，灯泡两端电压等于扇形Obc区域产生的感应电动势，大小为
故B错误；
C．由图可知，在时间内abed区域中磁感应强度均匀增大，根据
则磁通量均匀增大，故C错误；
D．若时间内灯泡中无电流，abed区域内产生的感应电动势等于扇形Obc区域产生的感应电动势，且方向相反，有
则图乙中B的变化率为
故D正确。
故选D。
8. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移的平方成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动
B. 当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最小
C. 游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变
D. 多普勒效应在科学技术中有广泛应用，例如：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度
【答案】CD
【解析】
【详解】A．一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移相反，即满足F=-kx，就能判定它是简谐运动，选项A错误；
B．当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率时产生共振，受迫振动的振幅最大，选项B错误；
C．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变，选项C正确；
D．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，例如：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，选项D正确。
故选CD。
9. 如图为由理想变压器、电阻和灯泡组成电路，电路输入的电压为U，电阻R的阻值是1.5Ω，小灯泡上标有“4V，2W”，变压器副线圈回路中接入两个均标有“12V，3W”的小灯泡，小灯泡、均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A. 理想变压器的原、副线圈匝数比为
B. 通过电阻R的电流是1.5A
C. 电阻R的功率为6W
D. 电路输入的电压U＝15V
【答案】AC
【解析】
【详解】A．原线圈与L1并联，由小灯泡、均正常发光，可得
，
理想变压器的原、副线圈匝数比为
故A正确；
B．由原、副线圈的功率相等，即
可得
解得
小灯泡中的电流
通过电阻R的电流是
故B错误；
C．电阻R的功率为
故C正确；
D．电阻R的两端电压
电路输入的电压
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，PQ和MN为间距L＝1m、水平放置的平行金属导轨，导轨间分布着方向竖直向下、大小为B＝2T的匀强磁场，PM之间接有电动势E＝6V、内阻r＝2Ω的电源以及R＝4Ω的定值电阻，质量的导体棒ab跨放在导轨上并与导轨接触良好，在导体棒的中点用轻绳经定滑轮悬挂质量的物块，闭合开关S，导体棒恰好保持静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小，不计其它电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 流过导体棒的电流为1A
B. 导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2
C. 若磁感应强度的大小不变，方向改为水平向左，导体棒的加速度大小为
D. 若磁感应强度的大小和方向未知，要使导体棒静止，所加匀强磁场磁感应强度的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．流过导体棒的电流为
故A正确；
B．导体棒受到的安培力为
根据左手定则可知，导体棒受到的安培力向左，导体棒恰好保持静止，有
导体棒与导轨间的摩擦力为
导体棒与导轨间的动摩擦因数为
故B错误；
C．若磁感应强度的大小不变，方向改为水平向左，导体棒受到的摩擦力为
对导体棒、物块整体有
导体棒的加速度大小为
故C正确；
D．对导体棒受力分析，水平方向有
竖直方向有
导体棒与导轨间的摩擦力为
联立得
其中
当时，导体棒受到的安培力最小，有
匀强磁场磁感应强度的最小值为
故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 如图甲所示，某同学设计了验证碰撞中的动量守恒实验：在O点固定一拉力传感器，可测量细绳中的拉力大小。一根轻质、柔软、不可伸长的细线一端系一个质量为的小球a，另一端系在传感器上O点，悬点到小球球心的距离为l。在O点正下方的水平桌面上静止放置一个中心与a球等高、质量为的片状橡皮泥b。将小球a拉起一定的偏角后由静止释放，在最低点处与橡皮泥b发生碰撞，碰后粘在一起向左摆动。此过程采集到的拉力F随时间t变化关系如图乙所示。不考虑a、b形状变化所产生的影响，当地的重力加速度大小为g。
（1）小球a碰前瞬间的速度________；
（2）若本实验中满足关系式________，则可得到结论：碰撞过程中，a、b组成的系统在水平方向上动量守恒；
（3）本实验由于碰撞损失的机械能为________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]小球a碰撞前，运动至最低点有
小球a碰前瞬间的速度为
（2）[2]小球a碰撞后，运动至最低点有
小球a碰后瞬间的速度为
碰撞过程中，a、b组成的系统在水平方向上动量守恒，有
整理得
（3）[3]本实验由于碰撞损失的机械能为
12. 为探究半偏法测电表内阻对电表量程改装的影响，某同学先利用图甲电路测量一量程为1.5V的电压表内阻。主要实验步骤如下：
①按图连接好电路；
②将开关闭合，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合开关；
③移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关并调节电阻箱的阻值，使电压表的指针半偏，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）若实验步骤①中有两个电源和两个滑动变阻器供选择，其中电源，；滑动变阻器的最大阻值分别为，，则应选择的电源为________（选填“”或“”），滑动变阻器为________（选填“”或“”）；
（2）若实验步骤④中记录的电阻箱阻值为，要将电压表量程扩大为原来的n倍，则需串联阻值为________的电阻（结果用n，表示）；
（3）改装完毕后，该同学对改装后的电压表进行校正，结果在滑动变阻器的滑片从左到右滑动的每个位置，改装后的电压表总是比标准电压表的示数________（选填“小”或“大”），这是由于电压表内阻的测量值________真实值（选填“小于”“等于”或“大于”）。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 小 ⑤. 大于
【解析】
【详解】（1）[1]为使电压表能够满偏，相应的电源电动势应较大。故电源选择电动势约为9V的电源。
[2]滑动变阻器由于采用是分压接法，为了便于操作，方便调节电路，同时减小电阻箱接入电路时对并联部分电压的影响，应该选择最大阻值较小的滑动变阻器，故选择。
（2）[3] 若实验步骤④中记录的电阻箱阻值为，可知此时电压表的内阻为，根据串联分压原理，电压表量程U扩大为原来的n倍，得
解得
（3）[4]按照半偏法测电表内阻得到的原电压表内阻偏大，改装后串联电阻偏大，因此实际电路流过电压表的电流I偏小，从而使得测量的电压出现偏小的情况。
[5]从该实验的实验原理可知，断开开关，调整电阻箱的阻值，则并联电路两端电压变大，故当电压表示数为原来的一半时，电阻箱上的电压大于电压表满偏示数的一半，由于流过电压表和电阻箱的电流相同，故电阻箱的阻值大于电压表的内阻，所以用此方法测得的电压表的内阻偏大。
13. 汽车行驶时，轮胎的胎压太高或太低都容易造成安全隐患。夏季午时路面温度很高，汽车行驶时极易产生爆胎事故。已知某型号轮胎能在2.0atm～2.8atm下安全运行，清晨出发前对轮胎进行检查，胎压为2.5atm，气温为27℃。若轮胎不漏气，忽略轮胎容积的变化，求
（1）汽车安全行驶时路面的最高温度为多少摄氏度；
（2）若午时路面温度为77℃，为保证安全行驶，出发前应调整胎压，使胎压不超过多少？
【答案】（1）℃；（2）
【解析】
【详解】（1）设安全行驶的最高温度为T，则
代入可得
℃
（2）设胎压最高调整为p，则
代入可得
14. 如图甲所示，水平地面上有一质量足够长的木板A，木板的右端放置着质量的小物块B（可视为质点），二者均处于静止状态。现将水平拉力F作用在木板上，F随时间t变化的关系如图乙所示，其中内，时刻木板与物块恰好发生相对滑动，时刻后拉力F恒为25N。若木板与地面间的动摩擦因数，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。
（1）求木板被拉动的时刻；
（2）求的值；
（3）时，求木板和物块的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）拉动木块时
得
（2）木板与物块恰发生相对滑动时，
对A
对B
则有
（3）木板与物块共同运动时
此时
木板与物块相对滑动后
对A
对B
得
故
15. 如图所示，空间直角坐标系Oxyz中y轴沿竖直方向，整个空间存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），在区域内存在沿y轴负方向的匀强磁场B。一质量为3m、电荷量为q的金属小球a静止在O点，另一与小球a大小相同，质量为m、电荷量为3q带正电的金属小球b从（-2l、-l、0）（l未知）处以速度沿x轴正方向抛出，恰好与小球a发生弹性正碰，且电荷重新分配。已知重力加速度大小为g，小球之间的静电力不计。
（1）求匀强电场E的大小；
（2）若，求碰后小球a受到的洛仑兹力大小和方向；
（3）若，且碰后瞬间匀强电场方向改为沿z轴正方向，求小球a经过x轴上M点时，离O点的距离。
【答案】（1）；（2），方向沿z轴负方向；（3）
【解析】
【详解】（1）由a静止可得
解得
（2）b小球运动至O点，水平方向
竖直方向
联立可得
则
方向斜向上与x轴成角，b球与a球发生弹性碰撞
解得
方向斜向上与x轴成角，a球沿x轴分速度为
又a、b碰撞后带电量重新分配均为2q，所以a球所受洛仑兹力为
方向沿z轴负方向。
（3）由z轴方向
故a轴方向受力平衡，x轴方向上做匀速直线运动，y轴方向上做匀变速运动，回到x轴时间
距离